Imagen de un fotón
Derecha: Cálculo Teórico
Izquierda: Fotografía Real
(Forma en Cruz de Malta)
Desde el punto de vista de la propia luz, si fuese un ente consciente, sólo existe el 'aquí' y 'ahora'.
La llamada 'constante de la velocidad de la luz en el vacío (c), es la tasa constante de manifestación del espacio-tiempo a un observador.
La propia luz no necesita ser ni onda ni partícula. De hecho, no lo es: no sabemos qué es, no tenemos nombre para lo que es.
Esa necesidad sólo surge para un observador, para el cual la luz parece atravesar espacio y tiempo.
La luz se manifiesta a un observador como partículas (fotones) u ondas electromagnéticas, según el tipo de observación, pero no es ninguna de las dos. Es otra 'cosa'. Pero el lenguaje humano tiene límites y nuestra naturaleza como observadores también.
Consideremos los fotones como 'partículas' que componen la luz. Son bosones, o sea partículas de intercambio, del campo electromagnético. Carecen de masa (m=0), pero tienen 'momento', por tanto energía. No todos los fotones tienen la misma energía, ni tampoco cualquier cantidad de energía. Son 'paquetes' de energía, sin masa, viajando por el vacío a velocidad c=300.000 Km/seg, constante universal para cualquier observador sin que importe el sistema de referencia en que esté ubicado el observador.
La energía de los fotones está cuantificada por la fórmula de Planck, [E=hf], en la que (E) es su energía, (h) es la constante de Planck y (f) es la frecuencia del fotón como onda, es decir, el inverso de su longitud de onda: [f=1/L]. Hay frecuencias visibles para el ojo humano (según varía la frecuencia cambia el color), y otras no: los infrarrojos y los ultravioletas.
Así se inició la Física Cuántica, la Física de las partículas y subpartículas elementales, con los cuantos (quanta) o paquetes de energía luminosa: la Luz vista a la luz de la Ciencia.
Como según la Física Relativista de Einstein, real siempre y necesaria cuando se realizan cálculos con objetos que se mueven
La llamada 'constante de la velocidad de la luz en el vacío (c), es la tasa constante de manifestación del espacio-tiempo a un observador.
La propia luz no necesita ser ni onda ni partícula. De hecho, no lo es: no sabemos qué es, no tenemos nombre para lo que es.
Esa necesidad sólo surge para un observador, para el cual la luz parece atravesar espacio y tiempo.
La luz se manifiesta a un observador como partículas (fotones) u ondas electromagnéticas, según el tipo de observación, pero no es ninguna de las dos. Es otra 'cosa'. Pero el lenguaje humano tiene límites y nuestra naturaleza como observadores también.
Consideremos los fotones como 'partículas' que componen la luz. Son bosones, o sea partículas de intercambio, del campo electromagnético. Carecen de masa (m=0), pero tienen 'momento', por tanto energía. No todos los fotones tienen la misma energía, ni tampoco cualquier cantidad de energía. Son 'paquetes' de energía, sin masa, viajando por el vacío a velocidad c=300.000 Km/seg, constante universal para cualquier observador sin que importe el sistema de referencia en que esté ubicado el observador.
La energía de los fotones está cuantificada por la fórmula de Planck, [E=hf], en la que (E) es su energía, (h) es la constante de Planck y (f) es la frecuencia del fotón como onda, es decir, el inverso de su longitud de onda: [f=1/L]. Hay frecuencias visibles para el ojo humano (según varía la frecuencia cambia el color), y otras no: los infrarrojos y los ultravioletas.
Así se inició la Física Cuántica, la Física de las partículas y subpartículas elementales, con los cuantos (quanta) o paquetes de energía luminosa: la Luz vista a la luz de la Ciencia.
Como según la Física Relativista de Einstein, real siempre y necesaria cuando se realizan cálculos con objetos que se mueven
a altas velocidades de orden (c), la gravedad no es sino las deformaciones que las masas y energías del universo producen en el espacio-tiempo, y dado que los fotones tienen energía, aunque no tengan masa, son afectados por los efectos gravitatorios, tal y como se ha calculado y comprobado observando la desviación observada en un rayo lumínico al pasar junto a una estrella.
Puesto que los fotones se mueven en el vacío a la velocidad de la luz, se rigen por las leyes de la física cuántica relativista, desarrollada por Dirac, quien dedujo las ecuaciones de onda relativistas, a partir de la ecuaciones de onda de Schrödinger, que no lo son. Para ello, Dirac aplicó a la ecuación de onda tanto los principios cuánticos como los relativistas. Y dedujo la existencia del spin y de la antimateria.
Las ecuaciones de onda deducidas pasan a ser ondas de la probabilidad de encontrar una partícula dada en un lugar del espacio y en un momento temporal determinados. El grado de acierto es extraordinariamente exacto: el mundo microscópico no se rige por la causalidad sino por la probabilidad.
Puesto que los fotones se mueven en el vacío a la velocidad de la luz, se rigen por las leyes de la física cuántica relativista, desarrollada por Dirac, quien dedujo las ecuaciones de onda relativistas, a partir de la ecuaciones de onda de Schrödinger, que no lo son. Para ello, Dirac aplicó a la ecuación de onda tanto los principios cuánticos como los relativistas. Y dedujo la existencia del spin y de la antimateria.
Las ecuaciones de onda deducidas pasan a ser ondas de la probabilidad de encontrar una partícula dada en un lugar del espacio y en un momento temporal determinados. El grado de acierto es extraordinariamente exacto: el mundo microscópico no se rige por la causalidad sino por la probabilidad.
Del mismo modo, al viajar a la velocidad de la luz (o de ese orden), se rige por leyes relativistas. Siempre con un grado de indeterminación, según predijo Heisenberg, en su localización o su momento, porque la propia observación requiere luz que afecta a la 'partícula' y porque la naturaleza del universo es así.
Se interpretó originalmente como un campo físico o campo de materia que por razones históricas se llamó función de onda y fue el precedente histórico del moderno concepto de función de onda. El concepto actual de función de onda es causa de debate en la Física actual, sobre todo en lo que respecta la realidad objetiva e intrínseca de dicha función de onda. Matemáticamente, la implicación del cuadrado de la función de onda es la amplitud de la probabilidad de presencia de materia. Esta interpretación, introducida por Max Born, le valió la concesión del premio Nobel de física en 1954.
y según las fórmulas relativistas, para el fotón (no para nosotros) el tiempo de cualquier desplazamiento es (t=0)y el espacio de cualquier desplazamiento es (e=0). Es decir, para el fotón no hay tiempo ni espacio, todo está junto y ocurre a la vez, si pensase no podría concebir el espacio-tiempo. Un fotón 'vive' siempre en el Big Bang. El fotón no lo sabe. Nosotros los humanos sí, en este grado de nuestra evolución lo observamos, lo calculamos y lo sabemos.
Eso sí que es asombroso.
Para nuestra vida cotidiana y a nuestra escala la Física Clásica es suficientemente exacta y causal: causa-efecto.
Para 'partículas' elementales se debe aplicar la Física Cuántica, no causal sino probabilística.
Para altas velocidades debe utilizarse la Fisica Relativista Especial.
Para la escala cosmológica debe aplicarse la Física Relativista Generalizada.
En el Universo hay cuatro tipos de fuerzas elementales:
• Gravitatoria*
• Electromagnética
• Nuclear débil
• Nuclear fuerte
que afectan a la Materia y a la Energía, que son lo mismo, mutuamente convertibles según la Ecuación de Einstein: [E=mc^2] , siendo m la masa relativista, que es [m= γ.m°], siendo (m°) la masa en reposo, (γ) el factor de Lorentz que es función de (v/c), siendo (v) la velocidad y (c) la constante de la velocidad de la luz en el vacío.
No se ha logrado encontrar un Campo Unificado de los cuatro tipos de fuerza. Pero, a excepcion de la gravitatoria, sí de las otras tres.
El fotón es la partícula de intercambio (bosón) del Campo Electrmagnético.
* La Gravitatoria es una fuerza de atracción entre masas para la Física Clásica, sin más explicaciones y con cálculos exactos a esa escala.
Para la Física Relativista Generalizada la Gravedad no es una fuerza, sino deformaciones del espacio-tiempo originadas por la presencia y repartos de la Materia y Energía en el Universo.
Está comprobado, y las fórmulas Campo de Einstein lo calculan con exactitud. Como se ha dicho afecta también a la luz, o sea, a los fotones,
los cuales carecen de masa, precisamente por eso viajan a la velocidad de la luz (c). Cualquier otra partícula con masa no puede alcanzar esa velocidad, ya que su masa se haría infinita, y se necesitaría infinita energía para acelerar su infinita inercia.
En los aceleradores de partículas éstas llegan a alcanzar un 99, 99999.....% de la velocidad (c), recibiendo una enorme cantidad de energía antes de hacerles chocar. Pero no alcanzan nunca el 100%, es decir (c). Es imposible.
Se investiga una forma cuántica de la gravitación, la Gravedad Cuántica, que tendría su propia partícula, el gravitón, pero no se ha logrado encontrarlo ni demostrarlo, hasta el momento.
@fga51
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