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Los campos magnéticos podrían originarse en las distorsiones del espacio-tiempo

El descubrimiento puede ayudar a una mejor comprensión de los grandes sistemas físicos


A pesar de que los investigadores saben cómo crear y manipular campos magnéticos, así como utilizarlos para una gran variedad de aplicaciones, que van desde computadoras hasta tarjetas de crédito, todavía no existe una teoría universal que demuestre de qué forma se originaron. Sin embargo, dos físicos han presentado un trabajo en el que muestran cómo los campos magnéticos podrían ser el resultado de las distorsiones del espacio-tiempo. El descubrimiento puede ayudar a una mejor comprensión de los grandes sistemas físicos, según sus autores. Por Guillermo E. Melis.





Representación de un campo magnético. Foto: Windell Oskay (Flickr)
Representación de un campo magnético. Foto: Windell Oskay (Flickr)
Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas (flujo de la electricidad). Se suelen representar mediante “líneas de campo magnético” o “líneas de fuerza”. Si bien los físicos actuales saben cómo manipularlos y crearlos, hasta el momento no hay una clara teoría universal que explique la forma en que inicialmente se originaron en los entornos astrofísicos.

No obstante, dos científicos han propuesto algo totalmente novedoso: ellos plantearon un nuevo mecanismo de generación de campos magnéticos basado en las distorsiones del espacio-tiempo ocasionadas por la relatividad especial, según explica Physorg. Los autores han publicado los resultados de su investigación en Physical Review Letters.

El espacio-tiempo es la entidad geométrica en la cual se desarrollan todos los eventos físicos del Universo, de acuerdo con la teoría de la relatividad. Debido a que el universo tiene tres dimensiones espaciales físicas observables, es usual referirse al tiempo como la “cuarta dimensión” y al espacio-tiempo como “espacio de cuatro dimensiones”. La Teoría Especial de la Relatividad, propuesta por Eisntein, se ocupa de los cuerpos que se mueven con velocidad constante.

El científico Swadesh Mahajan, de la Universidad de Texas en Austin, en compañía de su colega, el profesor Yoshida Zensho de la Universidad de Tokio, han decidido retomar las investigaciones de la dinámica ideal, dado que todos los mecanismos ideales son demasiado débiles y no lo suficientemente generales como para explicar el origen de los campos magnéticos. “Estamos muy lejos del entendimiento completo, pero esperamos haber dado un paso importante hacia la eventual recreación de la historia, que requerirá una gran cantidad de esfuerzo computacional”, sostuvo el científico.

Representación del campo magnético terrestre. Peter Reid.
Representación del campo magnético terrestre. Peter Reid.
Sistema no-ideal

El campo magnético que se mueve a corta velocidad comparada con la velocidad de la luz, puede representarse por un campo vectorial, caracterizado por fuerza y dirección, producidas por objetos magnéticos o campos eléctricos. Según lo describe la dinámica ideal, los campos magnéticos son matemática y físicamente el equivalente de un vórtice; esto explica su clara tendencia a girar.

Este proceso torna dificultoso el desarrollo de un análisis exacto sobre el origen de los campos magnéticos, ya que se debe tomar como punto de partida el hecho de que los campos magnéticos tienen helicidad, es decir, una especie de “carga topológica”. Empero la helicidad no puede cambiar bajo la influencia de una fuerza ideal, restringiendo la aparición de cualquier vorticidad con un valor inicial cero.

Desde el llamado efecto baroclínico, hasta los procesos derivados de la inflación, la cromodinámica cuántica y los efectos de la radiación, los expertos han puesto total atención en los mecanismos no-ideal. Pese a que estos engranajes desempeñan un papel importante a la hora de generar un campo magnético en ciertas escalas, ninguno de estos efectos puede ser considerado un artilugio único y universal que opere en todas las escalas.

Los investigadores hallaron que la vorticidad de los campos magnéticos puede ser generada en una dinámica estrictamente ideal, siempre y cuando la dinámica se incruste en el espacio-tiempo curvo descrito por la relatividad especial. Su mecanismo puede crear un campo magnético capaz de ser amplificado para crear, a su vez, grandes campos magnéticos.

“Para generar los campos magnéticos en un estado de ausencia (…) tenemos que romper el invariante topológico”, informó Mahajan. “Para que eso suceda, la fuerza efectiva tiene que ser aquella que no se pueda expresar como un gradiente perfecto. La salida baroclínica puede hacerlo y la relatividad especial también (en la dinámica ideal), simplemente con la obligatoriedad del uso de las ecuaciones del movimiento invariable de Lorente”, concluye el científico.

Reliquias del Universo

Según exponen los expertos, los efectos de la relatividad especial pueden destruir las restricciones topológicas que limitan la creación de campos magnéticos. Las distorsiones del espacio-tiempo relativista pueden modificar la forma en que los campos de flujo no homogéneo interactúan con la entropía. Si bien otros mecanismos pueden también desempeñar un papel en la creación de campos magnéticos, la nueva unidad de creación relativista ha surgido como un fuerte mecanismo ideal para el origen universal de los campos magnéticos.

Para Mahajan, los campos magnéticos se encuentran en todos los niveles de ajustes cósmicos y astrofísicos. La mayoría de ellos “son reliquias creadas en algún momento de la evolución del universo, que podrían haber desempeñado un papel fundamental en la formación de estructuras y a menos que se aísle y se determine cómo y dónde se generaron, será difícil escribir una historia satisfactoria del universo”, concluye el especialista.

El nuevo mecanismo es especialmente dominante para los flujos relativistas, como plasmas cósmicos partícula-antipartícula, plasmas en la magnetosfera de estrellas de neutrones, etc. Incluso para los plasmas no relativistas, la unidad relativista puede superar la amortiguación y siguen siendo dominantes hasta que el campo magnético alcanza valores en el rango de 1 gauss, que es aproximadamente el doble del campo magnético de la Tierra.

El descubrimiento de que la relatividad especial puede proporcionar un mecanismo universal ideal para generación de vorticidad, podría ayudar a los científicos a entender los orígenes de los campos magnéticos en entornos masivos astrofísicos. Además, también podría arrojar resultados únicos sobre las propiedades de los grandes sistemas físicos e incluso geometrías espacio-tiempo avanzadas.

“Desentrañar el origen de la generación de los campos magnéticos en los sistemas de laboratorio, especialmente en los sistemas altamente relativista, es de nuevo un determinante fundamental de la evolución ulterior de tales sistemas y debe ser sumamente entendido”, manifiesta el experto en física Swadesh Mahajan.


Viernes, 24 de Septiembre 2010
Guillermo Melis
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Nota



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1.Publicado por Juan Luis el 24/09/2010 23:28
Es decir que son las arrugas creada por el objeto en medio (osease la tieras) al deformar el espacio tiempo.

digo yo¡¡¡

saludos

2.Publicado por Xavier Terri el 25/09/2010 00:43
“Desentrañar el origen de la generación de los campos magnéticos en los sistemas de laboratorio, especialmente en los sistemas altamente relativista, es de nuevo un determinante fundamental de la evolución ulterior de tales sistemas y debe ser sumamente entendido”, manifiesta el experto en física Swadesh Mahajan.
No he entendido nada. Nada entiendo...

3.Publicado por Diego el 25/09/2010 12:43
Xavier: He visto tu blog, poner como valorable el no usar formulas en física solo puede ir a tono con tu manía de refutar teorías con calificativos ej. "La t. de Einstein es falsa", apropiarte de palabras de la física en los títulos "Geodésicas gravit..." y luego pretender que de lo mismo que te vales es una patraña es un recurso más religioso que filosófico.

4.Publicado por Silvia el 26/09/2010 19:32
Es un artículo muy interesante; publiquen más sobre este tema para ampliar el conocimiento y también sobre geometría espacio-tiempo.
El tema de las células y los nanotubos es fantástico...

5.Publicado por francisco maza el 26/09/2010 20:46
Cuando algo a leer es tan dificil de entender solo puede ser por dos motivos.
1) Por que los lectores no son expertos en el tema
2) Por que el autor se recrea el figuras y no es capaz de exponerlo para el resto.

Si además se juntan los dos puntos, pleguem (vamos a otro asunto) como dicen los catalanes.

Saludos

6.Publicado por Mariano Gómez de Olea el 26/09/2010 22:06
El problema del campo magnético es que la física actual no lo ha definido. Se supone que existe un campo porque se aprecia la fuerza magnética. La física actual deduce la fórmula de la fuerza magnética basándose en la contracción relativista de las distancias entre electrones (Richard Feynman), pero comete un error importante que invalida la argumentación. En "La materia, energía oscura" defino el campo magnético como: "El momento de la variación en el tiempo del vector del campo", es decir, el vector del campo, que genera una partícula, que se desplaza, con carga o sin ella, en un punto del espacio energético ,gira y varía en magnitud y direccioón generando un momento. magolea@telefonica.net

7.Publicado por A. Swach el 28/09/2010 23:45
En la ilustración aparece el polo norte magnético cerca del polo norte geográfico. Como en muchas otras ilustraciones que se pueden encontrar en internet, esto es un error. Magnéticamente, el polo norte (+) de la tierra se situa en la antártida, y el polo sur (-) cerca del polo norte geográfico. Saludos.

8.Publicado por Jose Manuel el 01/10/2010 11:29
Si los campos magnéticos son distorsiones del espacio-tiempo, al igual que lo es la gravedad (según la relatividad), debería ser mucho más sencillo relacionarlos, cosa que hasta ahora no se ha conseguido.
Además, sabemos que es cierto que la gravedad curva el espacio tiempo ya que se puede observar su efecto sobre la luz. ¿Se puede observar el mismo efecto en los campos magnéticos? ¿Se han medido diferencias temporales como con la gravedad con los campos magnéticos?
Y lo que es más, cuánto tiempo seguirán los investigadores sin ideas "tirando" de la relatividad para "enmascarar" su falta de descubrimientos propios?

9.Publicado por pepe69 el 12/10/2010 20:06
Existen dos personas que han estudiado y proponen dos teorías para la generación de campos magnéticos y campos gravitatorios que son por lo menos muy interesantes, esas personas son el Dr. paul la violette y nassim haramein

10.Publicado por Artemio Molina el 14/11/2010 17:43
Lo entiendo asi...si descubrimos el origen de los campos magnèticos podremos crear Hipercampos puntales, rectos y con ello dominar el espacio tiiempo, es decir viajar por ej.a la luna, o marte, en un tunel magnètico sin que el tiempo se afecte desproporcionadamente, llegariamas allá a velocidades de la luz o mayores con el mismo cronometro de la tierra y evitarìamos el efecto compresor y mortal del peso, que se produce a altas velocidades de aceleracion.
En teoria el campo magnetico puntal CMP, puede crear tuneles antigravitatorios. necesarios para explorar un amplio universo en poco tiempo.

11.Publicado por Artemio Molina el 14/11/2010 17:56
Lo entiendo asi...si descubrimos el origen de los campos magnèticos podremos crear Hipercampos puntales, rectos y con ello dominar el espacio tiiempo, es decir viajar por ej.a la luna, o marte, en un tunel magnètico sin que el tiempo se afecte desproporcionadamente, llegariamas allá a velocidades de la luz o mayores con el mismo cronometro de la tierra y evitarìamos el efecto compresor y mortal del peso, que se produce a altas velocidades de aceleracion.
En teoria el campo magnetico puntal CMP, puede crear tuneles antigravitatorios. necesarios para explorar un amplio universo en poco tiempo. (repito texto porque el sistemo me dice error)

12.Publicado por Joaqu;in González Álvarez el 07/01/2012 17:42
¿Esa distorsión del espacio-tiempo, es la soñada por Einstein, Kaluza, Wheeler y otros en su afán de Geometrización?.

13.Publicado por DAVID el 02/10/2013 20:59
USTEDES SON UNPOCO DE FANATICOS QUESOLOSE HACEN SEVERACIONES DE LO QUE VEN O LOS QUE LES DIJERON O LO QUE SE CREN LO MAS IMPORTANTE DE LA FISICA Y TODA CIENCIA ES LA IMAGINACION AIFCIONADOS.

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