Hay algún físico en la sala ?

B

[Borrado] #1 Jun '18

Buenas siempre me ha gustado la ciencia en general y la astronomía en particular , no tengo estudios académicos en el ámbito científico y he "descubierto" o mejor dicho me he interesado más por temas de física de hace unos pocos años ahora a medida que mi afición por la astronomía tocaba mas temas de astro-física . Abro este hilo con la esperanza de que la respuesta a la pregunta del mismo sea positiva y se anime alguien que entienda del tema a comentar o responder en medida de lo posible las cuestiones de la física, que a menudo al menos para mí a pesar de tener un montón de información en la red me resulta imposible por muchas veces que relea comprender el contexto de lo que implican . Así que como las sondas Voyager, lanzo este mensaje en una botella con la esperanza de que a quien pueda llegar tenga tiempo , ganas y conocimientos que quiera compartir .

Bien dicho esto pongo como ejemplo 2 preguntas que hice en el tema de Explain like I´m five que el compañero Kimura tuvo la amabilidad de responder a modo de ejemplo, respuestas como esta a cuestiones dedicadas a la física , son el por qué de crear este nuevo tema para poder albergar respuestas mas extensas y profundizar sin saturar dicho hilo .

Ejemplo 1:

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#1567BERSERKBF:
Buenas, mi pregunta va sobre agujeros negros , hay algún físico en la sala ? xD , se supone que son un objeto super-masivo que curva el espacio no? mi duda es, entonces podrían curvar tanto que se plegara sobre si mismo como una especie de burbuja y la otra cuestión es si tienen una especie de "polos", o por que los quásares salen en una dirección concreta?

#15684 Kimura
se supone que son un objeto super-masivo que curva el espacio no?

Mayormente. Aunque para ser mas preciso, el espacio y el tiempo. No se pueden separar y en estos caso la curvatura del tiempo es tan importante, sino mas. Y personalmente siempre he tenido problemas con su denominación. Objetos, eventos, región espacial... Prefiero esta última quizá.

#1567 BERSERKBF:
podrían curvar tanto que se plegara sobre si mismo como una especie de burbuja

En cierto modo es lo que ya ocurre. El horizonte de eventos, como una zona límite a partir de la cual los eventos no pueden afectar a un observador exterior y por lo tanto separando efectivamente dos regiones del universo y teniendo forma mayormente de esfera, no deja de ser una "burbuja", si te agrada el término.

#1567 BERSERKBF:
es si tienen una especie de "polos", o por que los quásares salen en una dirección concreta?

Para ser técnicos, los quasar son concretamente el nombre que se le da a cierto tipo de núcleos galácticos activos. En los que en cierta parte mas o menos central, se encuentra un agujero negro supermasivo rotatorio. Y el cual cuenta con un disco de acrección, formado de gas y polvo, girando alrededor del mismo. Entonces toda la luz y toda la emisión electromagnética proveniente de ellos, proviene de este disco de acrección girando rápidamente y que por la fricción interna que sufre, se energiza altamente.

A lo que tu te refieres que sale disparado en una dirección concreta, se les conoce como jets. Jets relativistas, por el caracter de material ionizado que alcanza una proporción importante de la velocidad de la luz. Entonces, el mecanismo de formación de estos jets no es conocido a fondo y de manera segura, pero si, se cree que el enredamiento de campos magnéticos a causa de la rotación tiene que ver, acelerando y dirigiendo las partículas hacia los polos magnéticos donde son lanzadas en forma de radiación sincrotrón.

Aunque hay por lo menos otro mecanismo propuesto, conocido como mecanismo de Penrose y en este caso el origen de los jets es a causa de un efecto de relatividad general conocido como frame dragging, por el cual es capaz de tomar prestado energía y momento del propio agujero negro para su formación.

Ejemplo 2:

Kimura #15704d
#1569 no hay de que compañero, es mi placer.

Respecto a tu pregunta, tu sospecha va por el buen camino. No sólo es el caso de los anillos de Saturno, sino las propias orbitas de los planetas alrededor del mismo plano ecuatorial de las estrellas, la propia formación de las estrellas e incluso la formación de galaxias en forma de discos planos. Prácticamente todo el universo prefiere esa configuración de disco plano.

La respuesta es una cuestión de gravedad y momento angular. Concretamente de la conservación del momento angular. Como sabes, la gravedad siempre quiere juntar las cosas hacia el centro, un centro de masas. Generalmente este puede ser imaginado con forma esférica. Pero aqui es donde entra en juego el momento angular. Las cosas en rotación, a falta de un estímulo externo que lo perturbe, tienden a seguir en rotación.

A partir de esto te puedes imaginar la situación, la materia que viene con cierto momento angular por pequeño que sea, comienza a colapsar. Lo hace generalmente en torno a un plano perpendicular al eje de rotación del centro de masas, pero no necesariamente de manera exclusiva. Ocurre que la materia en planos diferentes a este plano, intersectan, colisionan y chocan y esto digamos elimina "grados de libertad" hacia arriba y abajo, concentrando aún mas la materia en torno al plano perpendicular ecuatorial.

Resumiendo y simplificando: La gravedad tira hacia el centro, el momento angular tira hacia fuera en un plano y el equilibrio entre ambas fuerzas da lugar en cierta manera al estado mas estable y de mas baja energía del sistema que es este disco.

Esta es la explicación un poco básica del proceso de acreción. Luego en el caso de los de los agujeros negros y quasares es un poco mas complicado ya que al ser objetos tan extremos y dinámicos hay que tener en cuenta mas factores. Estamos hablando de la fricción que se produce lo cual ocasiona una perdida de momento angular que ocasiona que la materia caiga hacia el horizonte de sucesos. Esto ocasiona una transferencia de momento angular hacia las capas externas. La presión genera calor, lo cual en un gas ocasiona que se expanda. Ademas genera radiación, la cual ejerce otra presión contraria que quiere salir. Pero a su vez el mero echo de radiar también enfría... Todo esto en un marco casi hidrostático de comportamiento de fluido/plasma y ademas teniendo que tener en cuenta los efectos relativistas. Complicado, pero en fin, como con todo, muchas fuerzas en equilibrio dando lugar a un resultado final visible.

Lo interesante es que este proceso se cree tiene importantes consecuencias en el nacimiento y formación de las galaxias a nivel estructural por la parte de los quasares y su glotonería, e incluso de las estrellas por parte de los jets y su papel en la reionización del medio galáctico. Muy interesante. Saludos.

B

[Borrado] #2 Jun '18

Ya que queda inaugurado este nuevo tema, aquí va mi primer post que aprovecho para trasladar mis dudas sobre las ondas gravitacionales y la conservación de la energía que postee en el otro hilo y que como bien indicó su moderador Ulmo no encajaba muy bien al ser preguntas que requieren respuestas bastante extensas y ese no era el proposito de aquel hilo.
Por favor podría algún alma caritativa ratificar si cuando se detecto las ondas gravitacionales ,si no entendí mal significa que esa colisión de agujeros negros desformo (estirando ) y (comprimiendo) el "espacio/ tiempo" ? desde donde se origino hasta nosotros ? esa es la primera duda , la segunda es si se sabe por que se deforma de esa manera, quiero decir tengo entendido que esa deformación se hace en ciertos ángulos no ? y de ser así si quiere decir que el "espacio" es mas ancho que alto ? (perdonad si estoy diciendo barbaridades por que aun que me gusta leer estos temas y la astronomía en general no tengo ni papa de física xD ).

La última duda es con como se desplaza un fotón , tengo entendido que es consecuencia de una perturbación en el campo eléctrico, que a su vez genera un cambio en el campo magnético y vuelta a empezar hasta que colisiona en su destino. Si no entiendo mal, esto no viola los principios de la termodinámica, por ser una fluctuación de campos que se retroalimentan y no implica a la materia por eso los fotones no tienen masa pero si momento no ? lo que me hace dudar y ser la cuestión de esta pregunta es ; entonces el fotón solo interactúa (se manifiesta) al contacto de un cuerpo con masa ? quiero decir se propaga en todas las direcciones en el vacío hasta que en un punto dado donde hay un objeto y se manifiesta ese fotón ? ya lo siento si doy la turra pero no soy capaz de confirmar por mi mismo o desmentir estas cuestiones por mucha info que busque =/ el tema de la luz me apasiona pero soy demasiado cazurro para poder cuadrar los conceptos , si alguno decide gastar una fracción de su tiempo en responder ,de antemano mil gracias

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Kimura #3 Jun '18 Magnetohidrodinámico

#2 Si, la explicación que se suele dar es esa. Deformaciones o perturbaciones, que conservan el volumen, en la fábrica (curvatura) del espaciotiempo, visto según el marco de la RG. Equivalen a una fuerza de marea, estirando en una dirección mientras encogen en la otra equitativamente. Pero eso son sólo palabras, tampoco hacen justicia. A fin de cuentas tu no eres espaciotiempo y cuando pasan por ti también te deforman. Y a todo el planeta. Parole, soltanto parole...

Que son realmente de la manera mas sencilla? La radiación electromagnética de la gravedad. Ni mas, ni menos. Ondas (como cualquier actualización en un campo) que transportan energía y momento en forma de radiación. Tan sencillo como eso. Emitidas por absolutamente cualquier objeto con masa que se hallen en un movimientro translacional y sujeto a aceleraciones. Teoricamente, tu saludando con la mano a un colega al otro lado de la calle las emites.

De echo esa es la causa que los agujeros negros, o las estrellas de neutrones, o lo que sea que detecte el LIGO, acaben colisionando. Según van orbitando entre ellas, van radiando esta energía y por lo tanto sus órbitas van decayendo, van perdiendo energía y momento angular, hasta que colisionan, se fusionan y dejan de hacerlo. Sin mas. La Luna esta cayendo hacia nosotros de la misma manera. Bueno, lo haría si por otros motivos no se estuviera alejando 4cm al año.
De hecho, son tan parecidas a la radiación electromagnética, que viajan a la misma velocidad y e incluso sufren el mismo corrimiento al rojo o efecto lenticular que esta por ejemplo. Todo lo anterior, supuestamente.

Por que así? Por que las matemáticas usadas con sus tensores y quadropolos y cosas bastante mas complicadas que ángulos asi lo dictan. El espacio no es mas alto ni mas ancho. Tiene una métrica especial que ni siquiera es euclidiana y me temo que los cerebros normales no estamos ni medio capacitados para visualizarlo, sorry.

Lo del fotón lo tienes mas o menos pillado. Manifiesta no es la palabra mas adecuada quizá, ya que suena a fantasma apareciéndose. Simplemente cuando llega a algo, este paquete conocido como foton se localiza. Y puede ser ya bien absorvido por un electrón, rebotar en la superficie, refractar... lo que toque en ese momento y lugar. Busca sobre el proceso de emisión y absorción, hay muchisima info al respecto.
Tampoco se propaga en todas direcciones. La radiación en general de según que fuentes si, pero como comprenderás en un láser por ejemplo sus fotones van bien cohesionaditos y en fila india mas rectos que una vela. Saludines.

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B

[Borrado] #4 Jun '18

#3 Gracias por contestar Entiendo dicho así pierde todo la épica lo de las ondas gravitacionales XD pero tiene mucho mas sentido . Lo de la "talla" del espacio ahí he patinado bastante
En cuanto a lo de los fotones quería decir que por decirlo de una manera esta en un estado (no se como decir de forma acertada) "inerte" en "reposo" ,"base" hasta que se topa con materia . Con lo de que se propaga en todas las direcciones me refería a la onda electromagnética, supongo que tendrá un radio de acción dado no? Me explico es que me hago un lío por que creo que un fotón (en el espectro visible)que después de no se cuantos miles de años consigue salir del sol y se dirige hacia la tierra va en linea recta no? pero al ser radiación electromagnética se supone que se propaga en todas las direcciones a la vez esto es lo que no llego a cuadrar del todo =/
Un saludo a tí también compañero

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Kimura #5 Jun '18 Magnetohidrodinámico

#4 Entre emisión y absorción, su estado me temo que esta abierto a la interpretación. Literal y figurativamente. Dependiendo de lo que creas y que interpretación escojas, puede directamente no existir hasta que lo mides, estar en una superposición de estados, ser una onda real, una onda figurativa, una ondícula... Aquí tu interpretación al respecto es tan buena como la mía. Yendo a lo seguro, que es yendo a lo matemático, es una función de onda que evoluciona en el tiempo con una hamiltoniana dada en términos de un campo vectorial sin masa, cuya ecuación es las ecuaciones del electromagnetismo de Maxwell. AKA los cuantos de Maxwell. Desde luego lo que seguro que no está es en reposo. Eso para un fotón ex un oximoron.

Ya lo expliqué en el otro hilo, al igual que la gravedad tiene un rango supuestamente ilimitado. Es una consecuencia de que sus bosones mediadores, en este caso los mismos fotones, no tengan masa. No ocupan espacio y ""nada los frena"". Mas en concreto el Higgs. En todo momento estamos siendo bañados por radiación inmediatamente posterior al Bigbang, solo que ya no es luz, por el corrimiento al rojo ahora es microondas. Pero ya han pasado 13.000 millones de años en tiempo y aún mas en distancia desde su emisión, para ilustrar este hecho.

Bueno ir en linea recta en el vacío la luz... En el contexto de la RG, va en las lineas rectas del espacio curvado de dimensión superior, llamadas geodésicas. Que desde el punto de vista euclidiano son de todo menos rectas, son curvilíneas. Pero siendo la linea entre distancia mas corta entre dos puntos en este tipo de geometría, pues en cierto modo si son rectas xD Un poco como un paralelo es la linea mas recta entre los polos terrestres. Por ejemplo, la primerísima prueba experimental de la RG fue precisamente por medir la curvatura que sufría la luz proveniente de unas estrellas situadas detrás del Sol durante un eclipse. Y fuera del vacío en otros medios, tampoco tiene por que ir en linea recta por supuesto.

La propagación de la radiación en una fuente como el Sol es un proceso simétrico que lo hace en todas direcciones. Tu estás en el camino, en una de esas direcciones. Imaginate infinitos rayos radiando esférica y simetricamente en todas direcciones, una de ellas va a interseccionar contigo, no es excluyente. Una proyeccíon de infinitas lineas en todas direcciones es volumetricamente una esfera no? Creo que es bastante intuitivo e independiente de la interpretación dual onda/corpúsculo.

Obviamente, intuitivamente un fotón no debería poder propagarse a la vez en todas direcciones, parece absurdo. Pero teniendo en cuenta que según nuestra mejor teoría actual, el objeto físico fundamental es el campo, el cual si esta en todas partes y el fotón es solo una excitación del mismo, localizada donde la interacción con el campo ocurre... Tiene mas sentido no? De todas maneras, insisto: todo esto son palabras intentando dibujar conceptos matemáticos abstractos. Desde mi punto de vista una empresa poco menos que fútil. Paz.

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B

[Borrado] #6 Jun '18

#5 Siento no haber repasado bien los post del otro hilo y te agradezco que lo vuelvas a explicar , en cuanto a lo de fútil entiendo lo que dices xD pero yo me he tirado una tarde maja entretenido intentando discernir si había entendido bien esa idea de campo o no y me has ayudado a ser un poco menos gañan jaja así que te agradezco una vez más el haberte molestado en contestar .

polaritySYS #7 Jun '18

He leído tu #1 y en la parte de los agujeros negros cuando dices si se curvan hacia dentro? No entendí bien, pero un agujero negro no se pliega hacia dentro, realmente esto es teórico por que no existe nada objetivo que nos diga lo contrario, pero si sabemos que no es un objeto masivo sin más, es tan masivo por la gran cantidad de gravedad que genera, o emite que ni la luz escapa. Las teorías indican que en el interior existe la singularidad, y poco más sobre esto. Luego están los indicios detectados por radio telescopios, nuevos eventos etc. No hay consenso sobre nada en lo que pueda existir dentro.

Y ya, si te fascina el tema mirate las tesis que corroboran la existencias de agujeros blancos, que es totalmente a la inversa al negro.

Y te pongo un dato curioso que lei de Stephen Hawking sobre ambos: Un agujero negro es un lugar al que ir y no volver, y un agujero blanco es un lugar en el que has estado, pero que no vas a volver a estar. (La he simplificado muchísimo, pero la esencia de la frase no se me olvidará, espero que la sepas entender).

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B

[Borrado] #8 Jun '18

#7 Sí algo he leído sobre los agujeros blancos pero hasta donde yo se son solo especulativos, hay indicios de que pueden existir, incluso puede haber algún candidato si mal no recuerdo pero nada confirmado creo .
En lo que me refería con lo del agujero negro era saber si esa cantidad enorme de masa era capaz de curvar el espacio/tiempo hasta el punto de llegar a ser una especie de "burbuja" o coger forma esférica.

B

[Borrado] #9 Jun '18

Siempre me ha surgido una duda respecto al color de las estrellas , quiero decir, supongo que por medio de la espectroscopia se podrá saber que elementos contiene y por tanto deducir de que "color" es una estrella determinada. La duda es si podemos saber si la estrella Arcturus por ejemplo es realmente amarilla o se ve con esa tonalidad por corrimiento hacia el azul o el rojo por el efecto doppler ?

Gracias a quien se moleste a responder o arrojar un poco de luz sobre el asunto , un saludo.

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Kimura #10 Jun '18 Magnetohidrodinámico

#9

arrojar un poco de luz sobre el asunto

I saw what you did there... xD

El factor clave para saber el color de una estrella es la temperatura. Y es que aunque cualquier objeto emite fotones en todos los anchos de banda, lo hace en unos patrones determinados en base a la temperatura. Este patrón es lo que se conoce como de cuerpo negro u oscuro.

Lo habrás visto en las bombillas. Las típicas blancas son de 5600K. Por algo nuestro sol aparece mas o menos blanco, por que su temperatura viene a ser esa. Luego hay otras, sobre todo las antiguas que andan sobre los 3000-4000K que son mas "cálidas" (aunque en realidad están mas frías que las otras) o rojas. Esa es la temperatura y el color de las gigantes rojas por ejemplo.

Y eso es mayormente independiente de los elementos que contenga la estrella. Calienta cualquier cosa a esas temperaturas y básicamente los colores serán los mismos independientemente del material. Salvo que algunos átomos y moléculas absorben algunas frecuencias concretas dentro del espectro (donde los electrones saltan de un nivel de energía a otro), dejando unos pequeños huecos en las bandas y por eso se puede hacer la espectografía no.

Y es con esto con lo que se distingue una gigante roja, de otra que no lo es que sufre un corrimiento al rojo por ejemplo. Como esas lineas en el espectro son totalmente predecibles, iguales en todo el universo ya que los átomos son iguales en todos lados; analizándolo, si hay corrimiento al rojo este también se manifiesta en el patrón de las lineas de absorción, así que lo encontrarás ligeramente desplazado de sitio y encima como alargado respecto a lo esperado.

Así que mirando a las lineas, ademas de saber de que esta hecha, viendo donde aparecen te haces una idea de su velocidad y por lo tanto de su corrimiento.

Espero haberte solucionado la duda, tampoco es que sea mi fuerte este campo.

1 2 respuestas

B

[Borrado] #11 Jun '18

#10 Sí, y gracias una vez más @Kimura por lo que entonces a simple vista no podemos decir de que color o mejor dicho que temperatura tiene, sabia que la espectografía podía decir de que esta hecho el objeto en cuestión pero no sabia que te podía decir también si se estaba alejando o acercando y a que velocidad

c0b4c #12 Jun '18

#10 Planck se la saco brutalmente para cargarse la Rayleigh-Jeans.

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B

[Borrado] #13 Nov '20

Respecto al último vídeo de Veritasium: https://www.youtube.com/watch?v=pTn6Ewhb27k
Esto podría explicar "la fantasmagórica acción a distancia" ? Es decir, abre una puerta a que al alterar una de 2 partículas entrelazadas la información "viaje" a la velocidad de la luz pero que al volver esa información se haga instantáneamente?

PD: No se si estoy metiendo la gamba del todo o solo un poco por que aunque me interesan estos temas mi formación académica no pasa de la ecuaciones diferenciales e integrales

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hda #14 Nov '20 Agujeros negros ( ͡° ͜ʖ ͡°)

#13 ese vídeo es interesante, lo vi este fin de semana. Supone un problema irresoluble por definición, porque a día de hoy no tenemos forma de solucionarlo.

¿Tu pregunta es sobre el entrelazamiento cuántico? No recuerdo que se hablase de ello en el vídeo. Si es sobre este fenómeno, ¿puedes especificar más tu duda?

1 respuesta

B

[Borrado] #15 Nov '20

#14 Mi duda es si se puede extrapolar el caso mas extremo de la diferencia de velocidad de la luz en direcciones opuestas que expresa Veritasium en dicho vídeo (el caso de que en una dirección viaje c/2 e instantáneamente en la otra) a la velocidad en la que viaja la "información"cuando se altera 1 de las 2 partículas entrelazadas y cambian de estado.

#16

Sí, creo jaja mi duda era si en el entrelazamiento cuántico podría pasar justo eso. Que en una dirección fuera instantáneo ( información de estado de una partícula entrelazada a otra) pero que en la otra fuera c/2 (comprobación de estado en ambas partículas, es decir ida y vuelta). Gracias por responder.

PD: se me ha olvidado editar, no se por que no sale bien la referencia a tu respuesta :/

1 respuesta

hda #16 Nov '20 Agujeros negros ( ͡° ͜ʖ ͡°)

#15 hasta donde conocemos, la única forma de transmisión instantánea de información es mediante entrelazamiento cuántico, sí (aunque hay limitaciones de espacio para mantener el estado coherente de las partículas entrelazadas).

Es decir, hasta donde conocemos, para la factibilidad del experimento que propone Veritasum, donde la velocidad de la luz fuese no isotrópica y en el caso extremo (v_1=c/2, v_2=inf), habría que apoyarse el entrelazamiento cuántico y la transmisión instantánea de información.

¿Esto es lo que preguntas?

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Hay algún físico en la sala ?

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