Introducción.
Roger Penrose en su libro titulado “El
Camino a la Realidad” explica cómo
funciona la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica (MC). Son las
teorías que utilizan los físicos para describir el mundo, pero tienen sus
problemas.
En primer lugar, son dos teorías
incompatibles que describen dos aspectos diferentes de la realidad, dicen los
físicos, que desde que Heisenberg enunciara su Principio de Incertidumbre en
1925, hasta ahora, no han sido capaces de darse cuenta de que:
La Indeterminación de Heisenberg y la Gravitación de
Newton
son dos aspectos diferentes de la misma fórmula.
Ambas formulas, están obtenidas por
métodos diferentes en épocas diferentes.
De momento, nadie sabe como unir la
relatividad con la MC en una teoría de todo. En general se intenta cuantizar la
relatividad, aunque a Penrose no le parece que ese sea el camino correcto.
El segundo problema es que la mecánica
cuántica a pesar de ser la teoría científica más comprobada, es de difícil
interpretación, porque como ya hemos visto parte de hipótesis incorrectas, como
por ejemplo:
- · El electrón es una onda y una partícula.
- · La función de onda dada por la ecuación de Schrodinger es probabilística.
En realidad el electrón es una partícula en rotación,
que perturba el medio,
generando la onda.
Dicho medio está formado por espacio discreto de cuatro
dimensiones.
Penrose enumera
hasta seis posibles interpretaciones de la MC, a saber:
- · La de Copenhague
- · El multiverso o nuchos universos
- · Decoherencia por el entorno
- · Historias consistentes
- · Onda piloto
- · Nueva teoría con R objetiva
Las ecuaciones son
correctas, ya que funcionan y se pueden deducir, el error está en la
interpretación.
De ahí la frase «¡Cállate y calcula!» atribuida a Richard
Feynman, pero que probablemente nunca la llegó a pronunciar.
Constantes.
En el modelo
estándar de la física de partículas, las interacciones dependen de 28
constantes fundamentales, de las cuales destacamos las siguientes:
- · la constante de gravitación G
- · la constante de estructura fina
- · la masa de los tres leptones cargados, electrón, muón y tauón.
- · la masa de los seis quarks, arriba, abajo, encanto, extraño cima y fondo.
- · etc.
La constante de estructura fina es:
en
donde K es la constante de la ley de Coulomb,
ε0 la permitividad eléctrica del vacío y c la velocidad de la luz.
¿Por qué estas constantes tienen el
valor que tienen?.
Una explicación podría ser:
“Zeus en su inmensa sabiduría, asigno a los Dioses del Olimpo la tarea, de
encontrar el valor adecuado de dichas constantes, para la generación de un
Universo como el que observamos. Los Dioses del Olimpo, como disponían de un
tiempo infinito, empezaron a crear diferentes universos, cada uno de ellos con
una combinación de constantes diferentes, hasta dar con el universo actual. Además,
cada vez que tiramos una moneda al aire, los Dioses del Olimpo, también son los
encargados de crear un universo paralelo, de forma que si en nuestro universo
sale cara, en el otro, el creado por los dioses, sale cruz.”
Básicamente, de esta forma la mecánica cuántica explica el porque las
constantes tienen el valor que tienen. Simplemente, como no saben calcular su
valor, se lo atribuyen al Azar, que es lo mismo que atribuir dicho valor a
Zeus.
Veamos que dice la
wikipedia al respecto:
“La
mecánica cuántica afirma que ciertas observaciones no pueden ser predichas de
forma absoluta; en cambio, hay una variedad de posibles observaciones, cada una
de ellas con una probabilidad diferente. Según la teoría de universos múltiples,
cada una de estas observaciones posibles equivale a un universo diferente; los procesos
aleatorios cuánticos provocan la ramificación del universo en múltiples copias,
una para cada posible universo. Esta interpretación concibe un enorme número de
universos paralelos, dichos universos se encuentran en otra parte distinta del espacio ordinario”.
Números Cuánticos.
Los números
cuánticos son números asociados a magnitudes físicas conservadas en ciertos
sistemas cuánticos.
Los
números cuánticos caracterizan las soluciones estacionarias de la Ecuación de
Schrödinger y describen los orbitales atómicos
Cada
una de las capas del modelo atómico de Bohr corresponde a un valor diferente
del número cuántico principal.
Según
el principio de exclusión de Pauli en un
átomo no puede haber dos electrones cuyos números cuánticos sean todos iguales.
Este principio indica la forma de llenarse las diferentes capas atómicas, y
justifica el por qué la materia ocupa lugar en el espacio.
Hemos
visto que la materia NO ocupa un lugar en el espacio, la
materia ES espacio en rotación
Simetrías y Leyes de Conservación.
La simetría va asociada a una ley de conservación que deja invariante la
función de ondas del sistema físico.
Las leyes de conservación y
simetrías están relacionadas con los números cuánticos, los cuales pueden ser
aditivos o multiplicativos.
Existen diez leyes de conservación y violación, por ejemplo, la paridad P
se conserva en las iteracciones fuerte y electromagnética, pero no se cumple en
la interacción débil.
Además tenemos 6
leyes de conservación como son:
- · energía,
- · momento.
- · momento angular
- · carga eléctrica
- · Nº cuántico bariónico
- · Nº cuántico leptónico.
A su vez, el nº
cuántico leptónico, se divide en tres
- el número electrónico Le para el electrón y el neutrino electrónico;
- el número muónico Lμ para el muon y el neutrino muónico;
- el número tauónico Lτ para el tau y el neutrino tauónico.
Generalmente el
número leptónico se conserva. Por ejemplo, casi el 100% de el tiempo de
desintegración de un muón es:
El número cuántico leptónico permite distinguir el electrón del muón o
tauón. Todas las propiedades de estas tres partículas son exactamente las
mismas, salvo la masa.
La MC como NO SABE
calcular la masa de estas partículas, necesita asignar a cada partícula un
número cuántico para poder distinguirlas en sus ecuaciones.
Imaginarte a la energía en expansión asignando a cada partícula un número
cuántico para que los físicos del siglo 20 y 21 puedan distinguirlas.
Veremos en un próximo post como todas las propiedades del muón, incluido el
momento magnético y los decaimientos se pueden calcular sin necesidad de
asignarle ningún número cuántico.
Conclusión.
En definitiva, la MC necesita unas 28 constantes, otros tantos números
cuánticos, y 16 leyes de conservación y violación.
También necesita de potentes ordenadores y muchas horas de cálculo para
calcular por ejemplo, la masa del protón y del neutrón.
Mi modelo no es tan potente, sólo emplea:
- una ecuación, el principio de incertidumbre de Heisenberg
- una constante la velocidad de la luz
- una partícula, el átomo de Planck de cuatro dimensiones
Eso me permite, por ejemplo deducir la ecuación de Schrodinguer o calcular
las masas del protón o del neutrón mediante una multiplicación, división y una
resta.
Evidentemente, es tan sencillo,
que
no interesa a los físicos
Como dice el titulo, he calculado todas esas constante, salvo el tauón y
los quarks de segunda y tercera generación y algunas más como la constante de
estructura fina, la constante de Boltzmann, etc. y están todas relacionadas.
Todas las constantes se pueden
obtener en función
de la velocidad de la luz y del
número pi
Por ejemplo laconstante de estructura fina vale:
es debido a la diagonal del cubo de
radio unitario que necesitamos para conocer las coordenadas x, y, z.
es debido a la superficie tridimensional esférica del
átomo de Planck
es debido a la circunferencia que describen los átomos
en la cuarta dimensión debido al movimiento de rotación que genera la carga
eléctrica.
Debido a esa rotación, el electrón, tanto en estado libre como en el átomo
de hidrogeno, se ve frenado con respecto a la velocidad del fotón en esa
cantidad.
La rotación en la cuarta dimensión,
le impide
al electrón viajar a la velocidad de
la luz
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