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Vídeo que muestra en escala el recorrido de un fotón desde que sale del Sol hasta llegar a Saturno
En nuestra vida diaria, la luz es algo extremadamente rápido, pero las cosas cambian en escala planetaria, y es que en el sistema solar las distancias son inabarcables. Este vídeo ayuda a hacernos una idea.
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#1 Este vídeo esta mas pensado para mostrar lo grande que es el sistema solar, que por mostrar lo rápido que se mueve un fotón.
#4 #5 Yo he ido saltando los tiempos hasta que llegaba a cada cuerpo. En esos tiempos no hay nada que ver, salvo que de vez en cuando, cuando están completas dentro del campo visible, te va marcando las órbitas enteras de los cuerpos que has dejado atrás.
Un fotón tarda más de 1 millón de años en salir del sol
image.gsfc.nasa.gov/poetry/ask/a11354.html
#14 Tiene mucha mas gracia cuando se hace el chiste con neutrinos.
Eso sí, se puede ir haciendo cosas mientras
joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html
Tiene un botón abajo a la derecha para ir a la velocidad de la luz
... pues resulta casi imposible que las órbitas y la posición de todos los cuerpos celestes del Sistema Solar se alineen y se sincronicen para coincidir e interceptar todos ellos con la trayectoria y el paso de un mismo fotón.
</ironic mode off>
Si imaginamos al Sol en el centro de un reloj, todos los planetas se encuentran en un cuadrante (digamos entre las 12 y las 3) cada 200 años. Lo más cerca de haber estado "alineados" que hayamos conocido fue en algún momento de 1983, donde los planetas estuvieron a unos 98º unos de otros, lo cual no encaja con nuestra idea de alineación perfecta.
Si nos ceñimos a la idea de todos los planetas alineados, incluyendo a plutón-que-no-es-un-planeta, se produciría una alineación dentro de unos 5º, una vez cada 8.6 x 1046. Es decir, jamás.
Aquí tienes una lista de alineaciones imperfectas y una perfecta explicación sobre ello, en inglés. web.archive.org/web/20081013131100/http://www.etsu.edu/physics/etsuobs
¡Es apasionante lo que hay ahí fuera!
La cosa se complica porque, entre otras cosas, todos esos cuerpos tienen diferentes 'inclinaciones orbitales'. (No comparten un mismo plano).
Además, la idea de una 'alineación perfecta' (en el espacio y en el tiempo) no sería de ninguna utilidad para el caso que nos ocupa, debido a que dicha (hipotética) 'alineación perfecta' sólo sería perfecta durante un brevísimo instante, y dado que la velocidad del fotón no es infinita, para cuando alcanzase las diferentes órbitas los cuerpos celestes ya estarían en otro punto del espacio.
Es decir, para que todos los cuerpos celestes del Sistema Solar pudiesen 'saludar' a un mismo fotón, todos esos cuerpos tendrían que coincidir (en teoría) con la misma línea recta por la cual se desplaza el fotón, pero en diferentes momentos del tiempo (con el retraso adecuado para poder coincidir con el fotón justo en el momento en que pase).
En la práctica la cosa se complica aún más, debido a que los planetas giran alrededor del Sol, pero éste a su vez también gira en su propia órbita dentro de la galaxia, arrastrando con él los planos de giro de los planetas (y cambiándolos de lugar con respecto a la línea recta por la que se desplaza el fotón).
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De lo anterior también se desprende que: ... si un día se produjese una (hipotética) 'alineación perfecta' de planetas, dicha alineación no podría ser observada (como tal alineación) desde La Tierra, debido a que los fotones reflejados en los diferentes planetas tardan diferentes tiempos en llegar hasta nuestro planeta. ... Así que, si alguna vez se diera el caso y viésemos todos los planetas en línea, en realidad estaríamos observando un fake.
Ya sabemos que la velocidad de la luz es finita, con lo cual, aunque todos los planetas estuviesen alineados en un momento determinado, la luz reflejada en ellos no llegaría a La tierra en ese mismo instante (cósmico), sino que dicho 'instante cósmico' sería observado a lo largo de diferentes 'instantes terrestres' (dadas las grandes distancias espaciales que separan los planetas).
Y aquí viene la duda:
¿Ocurre lo mismo con la gravedad? ... Es decir, en el hipotético caso de una alineación perfecta de planetas ¿la fuerza de gravedad de todos esos cuerpos (por pequeña o grande que fuese) se dejaría sentir en La Tierra al unísono en ese mismo 'instante cósmico'? ... o por el contrario (y de forma análoga a la luz) ¿la gravedad de los planetas más cercanos se haría sentir antes que la de los más alejados?
O dicho de otro modo: ¿La velocidad con la que la gravedad de un cuerpo actúa sobre otro cuerpo, tiene algún límite?
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No se si se entiende o si la he planteado correctamente, pero ahí lanzo la cuestión.
La gravedad tiene alcance infinito e inmediato, no es la proyección de una partícula contra algo a determinada velocidad como ocurre con la luz, sino que es una interacción fundamental de la materia, asociada al mero hecho de existir ésta.
Si que existen alteraciones en esta interaccion, como son las alteraciones del espacio tiempo, de hecho, según la teoría de la relatividad, la gravedad como nosotros la conocemos no es sino la manifestación "geométrica" del efecto de la materia sobre el espacio-tiempo. Por tanto nuestra apreciación subjetiva de la gravedad SI que es alterada.
Sin embargo, la aseveración de que 'la gravedad tiene efecto inmediato' (¿independientemente de la distancia?) ya no me parece tan acertada.
Y digo "no me parece" porque en realidad no lo se a ciencia cierta. Tan solo elucubro (en base a lo poco que llevo leído sobre el tema). Pero si imaginamos (o intentamos imaginar) al espacio-tiempo como una gran red de pesca que se deforma allí donde existe una gran concentración de materia; el propio hecho de que 'la red' se deforme (y no se rompa, o permanezca impasible), invita a pensar en que 'las cuerdas' (imaginarias) que conforman dicha red, no son rígidas (rigidez hipotética que cuadraría mejor con la hipotética capacidad de poder transmitir la 'tensión gravitacional' de forma inmediata (en lapso de tiempo 'cero') de punta a punta del universo).
Por el contrario, dicha deformación de la red invitaría a pensar en que las imaginarias cuerdas gravitacionales (que conforman la red) serían más bien elásticas, y que (si bien el efecto gravitatorio sería imparable y se dejaría sentir tarde o temprano por muy grande que sea la distancia) la propagación de la tensión gravitacional a lo largo de las cuerdas y los nudos de la red debe estar sujeta a algún tipo de limitación o de lapso de acción (entre punto y punto). (De momento, esto último lo digo más por intuición que por otra cosa).
... Bueno. Por hoy ya es suficiente cacao mental.
Es normal porque la mente humana no puede apenas visualizar una imagen mental de algo tan basto y complejo, pero puede representarlo en forma de números. Pero vamos a simplificar un poco el problema.
A mi me encanta el simil de la hormiga y la pelota. Vamos a reducir nuestro universo a uno bidimensional, y vamos a imaginar un ser bidimensional, digamos una hormiga 2D sobre un universo con forma de pelota. Camine en la dirección de camine, nunca llegará al final, por lo que supone que su universo es infinito, acertadamente, ya que un ser bidimensional no puede escapar de esa trampa tridimensional que es nuestra pelota.
Si hinchamos esa pelota, los dibujos de la superficie de la pelota se expanden en todas direcciones por igual, y nuestra amiga deduce que su universo se expande. Deduce además que hay una fuerza invisible que no puede imaginar de donde viene, pero que por algún motivo empuja hacia afuera a todo (la presión de nuestra pelota), por lo que matemáticamente deduce que hay una tercera dimensión que lo explica todo.
Si pulsamos con un dedo esa pelota, producimos una deformación (un hueco) en la superficie que como consecuencia aumenta su tensión superficial SOBRE TODA LA PELOTA. Esa endidura atrae cuesta abajo a nuestra hormiga, que no comprende que clase de fuerza le empuja contra el fondo tridimensional de nuestro agujero, aunque a nosotros, seres tridimensionales, nos parece obvio el motivo.
Pues bien, nosotros estamos atrapados en un universo en expansión empujada por una energía y materia oscuras que no detectamos, pero que ejercen una fuerza opuesta a la gravedad. Las interacciones de la materia de los objetos del universo modifican la superficie de nuestra pelota, provocando agujeros que ante nosotros se manifiesta en forma de la gravedad.
Ahora bien; la cuestión sobre la supuesta 'inmediatez' (o tiempo "cero") en la que todos los puntos de la superficie de la pelota serían afectados al unísono, sigue estando sobre la mesa (y mi intuición me sugiere que no ha lugar a dicha 'inmediatez').
En el caso de la pelota (y aunque para un observador humano todo parezca suceder en el mismo instante), si observamos el proceso a cámara lenta (o superlenta), a buen seguro podremos constatar que cuando presionamos el dedo en un punto de la superficie, el efecto no es inmediato ni instantáneo sobre toda la superficie al unísono; sino que las fuerzas de tensión (en la goma de la superficie) y de compresión (en el aire contenido en la pelota) se van proparando en forma de onda, desde el punto donde aplicamos presión hasta el punto más alejado (justo en la antípoda de la pelota).
Los puntos de la superficie que estén más cercanos al lugar de punción (con nuestro dedo) sufrirán mucho tiempo antes (nanosegundos) los efectos de la punción que el punto más alejado (al otro lado de la pelota).
En el ejemplo de la pelota, ese lapso de tiempo (de "x" nanosegundos) que tarda en propagarse la onda a toda la superficie, vendrá determinado por las características y por la estructura molecular y atómica (interacción electromagnética) de los materiales que componen la goma de la superficie y el gas del interior de la pelota.
A priori, cuanto más rigida sea la goma y más denso el gas interior, más rápido se propagará la onda que va tensionando la superficie (aunque también habrá que aplicar más fuerza de empuje a nuestro dedo). Pero por muy rígida que sea la pelota, y por muy fuerte que sea la punción, siempre habrá un lapso de tiempo "x" (por pequeño que sea) para que la tensión se reparta por toda la superficie.
Eso es lo que ocurre con una pelota, pero (y aquí viene la pregunta clave) ... ¿ocurrirá lo mismo con el universo real?
Yo, por mi parte, me inclino a pensar que sí (que ha de existir un lapso de tiempo para .
Se que es contraintuitivo, pero es que es así, el espacio-tiempo se pliega y moldea por la presencia de masa del universo, y todos los demás puntos de ese espacio de CUATRO dimensiones se ve inmediatamente alterado, siempre independientemente de otros factores como consecuencia de la aplicación de las otras fuerzas.
Ten en cuenta que a nuestra intuición está adaptada a interpretar la realidad a nuestra escala, pero las interacciones fundamentales se producen a escala cuántica, pero el efecto de la gravedad sobre el espacio-tiempo solo se observa a escala cósmica. Del mismo modo, nos parece contraintuitivo que atraigamos a la tierra en la misma medida que ella nos atrae a nosotros, o las interacciones entre partículas subatómicas.
La prueba más evidente de que la gravedad actua sobre TODO a la vez, es nuestra propia existencia, la existencia en sí de la materia, ya que es la que se encarga de darnos masa. Y todo gracias a una partícula llamada Gravitrón, presente en toda la materia.
En fin, es muy complicado explicarlo todo en unos mensajes de meneame, pero quédate con ese dato. Un buen sitio por el que empezar, es por aquí:
es.wikipedia.org/wiki/Interacciones_fundamentales
Acaso la cuántica, u otras dimensiones pudiesen explicar esa supuesta inmediatez, pero como no se casi nada de ambas, de momento dejo aparcada dichas vías.
También se me pasó por la cabeza que el supuesto Big Bang tal vez podría considerarse como una analogía de un gran dedo que produjo una gran pulsación en el espacio-tiempo, y sin embargo el universo no se creó ni quedaron colocadas todas sus piezas en su lugar definitivo al unísono (en el mismo instante del Big Bang), sino que se ha estado expandiendo desde entonces, y aún sigue.
En cuanto a Wikipedia como fuente, aunque la he ojeado, he procurado no darle excesivo crédito. De hecho, en la entrada de Wikipedia sobre la gravedad, se habla de "la propagación de ondas gravitatorias", y si hay ondas que se propagan, lo lógico es que exista un lapso de tiempo para dicha propagación.
Por otro lado, la misma entrada de Wikipedia define al gravitón como una "unidad de medida de la gravedad" (y no como una partícula).
En fin, que sigue estando confuso el tema de la 'inmediatez' o 'no inmediatez' de la acción gravitatoria (sobre todo con grandes distancias de por medio).
Habrá que seguir empollando y preguntando.
Velocidad de la gravedad
es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_la_gravedad
Dicho artículo arroja bastante luz, aunque también deja pendientes algunas incógnitas.
Dichas lagunas son debidas a que la propia comunidad científica aún no ha desarrollado ni se ha puesto de acuerdo en una teoría unificada de la gravedad que sea capaz de explicar y demostrar el comportamiento de todos los aspectos ligados a ella, dado que el tema resulta difícil de abordar y difícil de observar y/o medir.
No obstante, el artículo concluye afirmando que recientes observaciones (sobre el comportamiento de púlsares binarios) han demostrado que (por de pronto) la velocidad de propagación de la gravedad NO es infinita.
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Según se explica en el artículo, inicialmente la idea de una propagación de la gravedad infinita (o inmediata) fue sugerida, o más bien impuesta ‘porque sí’ (sin ser nunca demostrada) por el propio Newton, ya que era el único modo de que su primigenia teoría de la física clásica newtoniana no se viniera abajo.
En cualquier caso, dicha suposición simplista y ad-hock de una ‘gravedad instantánea’ sólo tenía (en apariencia) algún sentido en La Tierra o en las cercanías de La Tierra. Pero en cuanto el propio Newton trató de trasladar su teoría clásica a la escala astronómica, observó que sus cálculos no coincidían con el comportamiento real del firmamento, y él mismo “Se dio cuenta que los efectos gravitatorios debían propagarse a una velocidad finita”.
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Por su parte (y dejando atrás a Newton), también dice el artículo que “La relatividad general predice que la radiación gravitacional debería existir, y propagarse en forma de onda a la velocidad de la luz”.
En realidad, a fecha de hoy no se ha podido constatar a ciencia cierta qué velocidad real tiene dicha propagación gravitatoria, aunque sí parece claro que “no puede ser infinita”, (como se desprende de la observación de púlsares binarios aludida al final del artículo).
Hasta ahora siempre he tenido asumido que las ondas gravitatorias con consecuencia directa de las fuerzas que mueven a un cuerpo, puesto que un cuerpo quieto no debería provocar oscilaciones gravitacionales (Aunque bien pensado todo se mueve).
Espero poder seguir debatiendo en meneame así de agusto, un saludo!