Cosmologia e=m@2

mcˆ2 versus m@ˆ2.
La constante universal "c" en cuestión.
(Una hipótesis de trabajo).

Hace aproximadamente un siglo de aquel fructífero año 1905, en que Albert Einstein, repleto de imaginación, creatividad e ingenio, publicó cinco artículos que establecieron la cimentación y los nuevos pilares en que se apoyaría, a partir de ese momento, un revolucionario modo de pensar en física y en las demás ciencias interdisciplinares; y consecuentemente en el modo de ver y entender el mundo y el cosmos.

Estos artículos abrieron el acceso tanto a lo muy pequeño con la física cuántica, como a lo muy grande, con la teoría de la relatividad.

Fue en ese año, en que formuló por primera vez esa ecuación: e=mcˆ2 tan difundida, y que ha sobrepasado todo su sentido físico-matemático, y se ha elevado como un símbolo, como una bandera, con una gran carga de sentimientos y emociones.
Albert Einstein, (figura 1) fue premiado con el "nobel", por uno de esos artículos, pero no precisamente por "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento" que es donde él describió inicialmente su Teoría de la Relatividad, ni por un cortísimo artículo, titulado "¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido en energía?" que es donde dedujo la famosa fórmula que relaciona la energía con la masa inercial, mediante el cuadrado de la constante universal "c".

Einstein fue galardonado con el "nobel", por las implicaciones del artículo "Sobre un punto de vista heurístico concerniente a la producción y transformación de la luz" y por las consecuencias de la "ecuación fotoeléctrica" que en él, estableció.

Este fue su primer trabajo sobre la hipótesis cuántica. Paradójicamente, una teoría que no le terminaba de convencer, según dejó de manifiesto con la frase: "Dios no juega a los dados". En resumen, que los trabajos de aquel año, le pudieron proporcionar dos e incluso tres "nobeles".

En esta centuria transcurrida, la ciencia y la técnica han cambiado en todos los campos, en un orden de magnitud equivalente al que hay entre aquel primer vuelo de 36 m. que consiguieron los hermanos Wright en 1903, y los actuales viajes interespaciales.

Sin embargo, creo que existen razones suficientes para sugerir un sutil cambio en esta ecuación. En realidad, no se trata de la fórmula en sí misma, sino de la constante universal "c" en ella contenida. Existen tres constantes físicas fundamentales:
G - constante de gravitación
h - constante de Planck
c - constante de la velocidad de la luz.
Las modificaciones atrevidas que a continuación se van a proponer, no deben afectar a los resultados cuantitativos y prácticos, de las expresiones en que la citada constante "c" está presente; sin embargo, conceptualmente supone cambios fundamentales.

La hipótesis de trabajo que propongo, consiste en la sustitución de la constante universal "c", por otra constante que llamaremos "@", y que representa la velocidad de propagación de los campos gravitatorios.

Este cambio se apoya en base a una serie de observaciones y procesos lógicos, que se pueden agrupar en diferentes categorías:
- crono - cosmogénicos
- estético - físicos
- antropocéntricos
- unificación
- modismos.

RAZONES CRONO-COSMOGENICAS
Asumiendo para el origen del cosmos, la hipótesis del "big bang" , con el período inflacionario, y considerando el proceso de su enfriamiento expresado por la ecuación

(la temperatura "T" expresada en grados Kelvin, y el tiempo " t " en segundos), la secuencia de independización de las cuatro fuerzas o interacciones de la naturaleza, debió ser semejante a la siguiente (figura 2):

Figura 2.- La gran explosión y el fuego primotdial con respecto a nuestra posición en el Universo. Shahen Hacyan obtuvo la licenciatura en física en la UNAM y el doctorado en física teórica en la Universidad de Sussex, Inglaterra http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/129/htm/sec_11.htm

Próximo al tiempo de Plank, o sea, a unos 10ˆ-43 segundos tras el "Big bang" y a una temperatura de unos 10ˆ32 grados Kelvin, se independiza la primera de estas interacciones, que es precisamente la fuerza de la gravedad.

Aproximadamente a unos 10ˆ35 segundos, y a una temperatura de unos 10ˆ28 grados K, la fuerza nuclear fuerte, es la que se independiza como tal.

Cuando la temperatura del universo desciende a 10ˆ15 grados K, o sea a los 10ˆ-12 segundos tras la explosión, la fuerza nuclear débil se separó de la fuerza electromagnética.

Aunque los datos mencionados puedan someterse a algunos retoques, la secuencia relativa parece ser firme.

De esta forma, resulta que la última interacción a independizarse, es la electromagnética, que además es la responsable de la luz. En cambio, la fuerza de la gravedad fue la primera.

Si admitimos que la velocidad de propagación de los campos gravitatorios es similar a la de la luz en el vacío, y sabiendo que en origen cósmico los campos gravitatorios precedieron a los electromagnéticos, tendremos que admitir que "c", es una consecuencia, y que "@" es la causa, razón por la que la velocidad de propagación de los campos gravitatorios "@", debe ser considerada como la verdadera constante universal en sustitución de "c".

Siguiendo el proceso de enfriamiento, cuando descendió la temperatura a unos 10ˆ13 grados K, o sea, a unos 10ˆ-5 segundos tras el "Big bang" , los quarks se agruparon para formar los protones y los neutrones.

Durante los tres minutos siguientes, la temperatura descendió a unos 10ˆ8 grados K, y se formaron los núcleos ligeros, predominantemente de Hidrógeno y Helio, así como menor cantidad de deuterio y tritio.

Todos estos núcleos seguían en forma de plasma, o sea, que estaban desprovistos de los electrones que los envuelven tal como conocemos los elementos neutros.
Entretanto los electrones campaban por su cuenta, agitándose a altísimas velocidades.

Tuvieron que transcurrir algunos cientos de miles de años, para que la temperatura descendiera hasta unos pocos miles de grados, y consecuentemente también la velocidad y la energía de los electrones, hasta el valor de poder ser capturados por los núcleos desnudos.
Hasta este momento, el universo era opaco. El plasma, una sopa de partículas cargadas con altísima energía y agitación, interaccionaba continuamente con los fotones, mediante choques, desviándolos, y absorbiéndolos, permitiéndoles únicamente trayectorias ínfimas.
En estos miles de años, ¿Qué decir de la velocidad de la luz en el vacío? Nada mas lejos de estas condiciones presupuestas, tanto por las interacciones con las partículas, como por el efecto de los campos gravitatorios.

Mientras los fotones permanecían cautivos y enmarañados en un laberinto de plasma, un frente de ondas gravitacional se alejaba, libre de cualquier interacción con las partículas o los campos de fuerza, construyendo y tejiendo el espacio, y consecuentemente creando el Cosmos.

Este frente de ondas, jamás perdió la ventaja de unos miles de años, que consiguió "en la salida" a los fotones, en esa carrera que prosigue desde hace unos quince mil millones de años.

Cuando pensamos en la radiación de fondo cósmica de microondas, formada por esos fotones del inicio de la transparencia, debemos pensar que unos miles de años mas allá, hay un "ultrafondo cósmico gravitacional", que establece la frontera entre "lo que es", y "lo que no es".
La velocidad de propagación de esa primera onda "@", es la que condiciona las características Esta que condiciona las características del Cosmos que deja construido tras su paso. Es la gran protagonista; es la verdadera constante universal.
Entre el fondo cósmico de microondas, y el "ultrafondo" cósmico gravitacional, existe una "corteza" del cosmos, donde sólo las ondas gravitacionales están presentes.

RAZONES ESTETICO-FISICAS
Este conjunto de motivos que exponemos en segundo lugar, si respetásemos la cronología del desarrollo de la hipótesis de trabajo, debería ocupar la primera posición.
Lo que inició mi atención en este tema fue una falta de estética física; una especie de fragilidad; una sensación de desasosiego mental, al reflexionar sobre la constante universal "c", el significado intrínseco que esto supone, y compararlo con la observación cotidiana del comportamiento de la luz.
¿Cómo admitir, sin que algo chirríe en nuestras entrañas que una constante universal, uno de los pilares en que se apoya todo el cosmos, sea alterada por una simple gota de agua?. Un poco de agua, o un simple cristal, bastan para frenar a nuestro protagonista. La refracción que experimenta un rayo luminoso al incidir sobre un líquido, o un vidrio, es consecuencia de esa disminución de velocidad.

Pie de foto.- Rayo refractado atravesando distintos medios

Además, la magnitud de ese frenazo, depende del "tipo de luz", es decir, de su frecuencia. Un prisma de cristal, descompone la luz solar en colores, porque frena a cada "tipo de luz" de forma diferente. La belleza del arco iris, es a expensas de la falta de estética-física en el comportamiento de la luz.
Una estrella, y cualquier campo gravitatorio, es capaz de desviar la trayectoria de un haz luminoso. Y si el campo es suficientemente potente, atraparlo, e impedir que escape, recluyéndolo para siempre, como ocurre en los agujeros negros.
¿Qué clase de constante es esa? ¡Nada similar les ocurre a las ondas gravitatorias!

RAZONES DE ANTROPOCENTRISMO
Hace ya tiempo que sabemos que la Tierra no es el centro de nuestro Universo, como tampoco lo es el Sol, ni nuestra galaxia.
Sin embargo, instintivamente, en nuestra forma de pensar, colocamos al hombre en el mismísimo centro del cosmos. Somos el modelo. Pensamos antropocéntricamente.

Para separarse un poco de esta forma de reflexionar propongo un viaje mental. Un largo viaje, a un distante planeta, de características parecidas a nuestra tierra, donde el fenómeno de la vida tuvo éxito, y donde el proceso evolutivo alcanzó el nivel de los seres inteligentes, que técnica y científicamente, se encuentran al nivel de nuestros terrícolas.
A pesar de tanta similitud, existe una diferencia crucial que nos diferencia de esos seres. Desde las tempranas fases de su proceso evolutivo, los habitantes de este lejano planeta, se caracterizaron por desarrollar un sentido desconocido en nuestra tierra. Para ellos el sentido de la visión ha sido un total fracaso. Carecen del mas rudimentario sentido sensible a los fotones. Son ciegos totales.
Estos seres, en cambio, se caracterizan por tener extremadamente desarrollado el sentido de la "gravivisión". La mayor parte de la información del medio que les rodea, la obtienen mediante los "graviojos", órganos sensibles a las ondas gravitatorias, que mediante sistemas equivalentes a la interferometría gravimétrica, les proporciona un entorno similar a nuestra visión.
En este peculiar planeta, había un joven empleado de una oficina de patentes, al que en la mente no le cuadraban ciertos hechos establecidos por el conocimiento de su época. Por cierto, este joven se llamaba Gravieinstein.
El joven empezó a pensar en varas fijas, en varas que se mueven, y en varas de medir, en relojes, en la simultaneidad de sucesos distantes, en los haces de gravitones que transmitían la información, y estableció que la velocidad de las ondas gravitatorias es constante, e independiente de la velocidad del objeto que las emita, y al valor de esta constante, la representó por "@".
Basado en estas ideas, estableció una forma nueva de pensar, formulando "la teoría de la gravirelatividad".
Estableció que los objetos en movimiento, considerados desde sistemas en reposo, se contraían según el factor

Que los relojes en movimiento, considerados desde el sistema en reposo, se retrasan cada segundo en

Que hay una equivalencia entre masa y energía, que se puede expresar por la ecuación: E=m@2
Como vemos, esta teoría es muy similar a la de la relatividad, que desarrolló Einstein en nuestro planeta, con la salvedad de que al Dr. Gravieinstein, por mirar con "otros ojos", los haces de gravitones, "los emisarios de los sucesos", no se le entretienen por el camino si han de cruzar una charca, ni curvan su trayecto al acercarse a una estrella o algún campo gravitatorio, y llegan, incluso aunque hayan partido del mismísimo corazón de un agujero negro.
Según la relatividad general de Einstein, la gravedad de un cuerpo masivo, puede curvar el "espacio-tiempo" que lo rodea. La luz que pase por ese "espacio-tiempo", seguirá el camino mas directo, que es precisamente el camino curvo.
En 1919, con ocasión de un eclipse solar, los científicos organizaron diversas expediciones para verificar estas predicciones. En las fotografías, las estrellas junto al Sol eclipsado, sorprendentemente se encontraban en lugar erróneo, lo que consideraron como prueba de la curvatura del "espacio-tiempo".
¡Imaginemos las conclusiones tan diferentes a que llegarían los "gravicientíficos" para experimentos equivalentes!
Los terrestres tenemos ojos. Nuestra principal fuente de información es la luz, y de acuerdo a nuestros sentidos, concebimos el cosmos. O sea, nos hemos dejado llevar por un sentido antropocéntrico al reflexionar.

Tres son las principales constantes universales responsables desde el macrocosmos, al microcosmos, pasando por ese universo que existe entre ambos extremos, e incluyendo ese mundo mas acorde con nuestra escala.
Ellas son: G
c
h

aparentemente entre ellas no existe conexión. Tienen valores independientes y se refieren a fenómenos inconexos.
Sin embargo, si efectuamos la sustitución de "c" por "@" como venimos defendiendo, la nueva terna de constantes quedaría:
G
@
h
En este caso, entre dos de ellas aparece un nexo interesante: Tanto la "G" como la "@" , se refieren al mismo fenómeno: la gravedad, a su constante de fuerza, y a su velocidad de propagación.
Esta simplificación en dirección hacia una unificación de los fenómenos básicos resulta muy interesante.
Esta sustitución de "c" por "@" también aporta simplicidad conceptual en la nueva formulación resultante de la ecuación de la energía:
E=m@2

Dado que existe interconexión entre la masa y la gravedad.
Estas simplificaciones o unificaciones que han surgido, tanto entre las constantes universales, como en la ecuación de la energía, parecen indicar que el camino tomado en la sustitución de "c" por "@" puede ser el correcto.

Christian Huygens, había sido el gran defensor del carácter ondulatorio de la luz. Los experimentos de Yung, y los fenómenos de interferencia que se producían tras la doble rendija, aportaban lo que parecían las pruebas de que la luz se componía de ondas.
Las olas son ondas en el agua, y necesitan de ella para transmitirse.
El sonido, son ondas de presión, que se transmiten por el aire, y necesitan de él.
Las ondas luminosas, deberían utilizar su propio medio característico, y los hombres de ciencia lo bautizaron "éter lumínico".
Basados en esta idea del "éter lumínico" que llenaba el espacio, se intentó calcular la velocidad absoluta de la tierra, con relación al éter, lo que equivaldría a obtener la velocidad de la tierra en su movimiento por el cosmos.
Fallaron todos los intentos por conseguirlo. Incluso un experimento muy ingenioso y de gran sensibilidad, concebido por Michelson y Morley en 1887.
Estos fracasos en medir la velocidad de propagación de la luz por el éter, y verificar para su sorpresa que la luz viajaba siempre a la misma velocidad, independientemente del sentido en que "miraba" su experimento, creó la crisis del éter, y activó y puso "de moda" las discusiones y reflexiones sobre la naturaleza de la luz.

Penzias y Wilson, descubridores en 1965 de la Radiación cósmica de fondo

Fue sin duda este ambiente del final del siglo XIX, esta moda por la luz, lo que despertó en el joven Einstein su interés, al hacerse preguntas del tipo:
¿Cómo sería montar en un haz de luz, e intentar mirarnos en un espejo que sostuviéramos enfrente?
Estas ideas y preguntas, le condujeron a la genialidad de su "Teoría de la relatividad" y a establecer "c" como constante universal.
¡A qué conclusiones habría llegado si en vez de montarse en una onda de luz, lo hubiese hecho en una gravitacional, por estar en discusión esta moda en su juventud?

CONCLUSIONES
Con lo expuesto, queda justificada la propuesta de hipótesis de trabajo sobre la sustitución de "c" por "@".
Esta hipótesis abre muchos frentes de trabajo y reflexión, como son:
Construir lo que sería todo el edificio de la "Gravirelatividad" y escudriñar en él, todos los rincones para comparar y establecer similitudes y diferencias, con las teorías clásicas de la relatividad.
Intentar hacer una especie de traslación de estas ideas la campo de las teorías cuánticas.
Estudiar las unificaciones que se producen, y las consecuencias posibles de la citada sustitución.
Estudiar si la constante universal de Planck "h" admite una reinterpretación dentro del campo de la gravedad.