Repulsión gravitatoria, ¿es posible? (2) Repulsive gravitation. Is it possible? (2)

¿Cómo se manifestaría entonces una interacción del tipo que propongo? Tenemos por un lado la materia que conocemos, que es mutuamente atractiva. Por ello tiende a concentrarse hasta que hay otra interacción que la supera y detiene el colapso (o no, según la mayoría acepta hoy en día). Pero podría existir otro tipo de, ¿cómo definirla? Materia antigravitatoria (por no hacernos confundirla con la antimateria) podría ser un nombre adecuado, aunque probablemente incorrecto. A partir de este punto tenemos tres opciones:

a) Esta materia antigravitatoria (en lo sucesivo MAG) se repele entre las partículas de su “mismo signo” pero atrae a las de “signo contario” (materia ordinaria).

b) La MAG se repele a sí misma y repele a la materia ordinaria.

c) La MAG se atrae a sí misma y se repele con la materia gravitatoria.

Nos llevaría mucho tiempo analizar cada una de las opciones y por ello tendré que dejarlo tal vez para otro momento (Y he puesto tal vez, no prometo nada). En lo que me quiero centrar es en las consecuencias de una fuerza de repulsión con estas características que acabo de describir brevemente. Al contrario del caso de la interacción únicamente atractiva que vemos en la gravedad convencional, en el caso de repulsión todas las partículas afectadas tenderían a buscar el máximo alejamiento posible unas de otras haciendo un efecto parecido al que describí en la entrada anterior del disco en rotación y la fuerza centrífuga que expulsa hacia fuera todo lo que hay en el interior. Se crearía una especie de presión negativa (creo que se llama así, aunque muy probablemente he vuelto a meter la gamba), como la presión de las moléculas gaseosas de un globo que tienden a ejercer una fuerza hacia fuera. La diferencia es que en un globo la expansión se detiene en las paredes del mismo y en el Universo no tendríamos unas paredes que frenasen esa expansión. Tal vez de esta humilde forma tendríamos la posible explicación a la expansión del Universo.

Pero ahora cualquiera me diría: ¡Ajá, te he pillado! ¿No decías acaso que la expansión del Universo podría ser debida a una mala interpretación de los fenómenos observados? Sí, reconozco que lo he escrito, pero a esto tengo que responder que ya advertí de antemano que mis chorrideas son, iba a decir probablemente pero me quedaría corto, seguramente incorrectas (mucho). Por eso no me tengo que molestar en ser coherente, sino que simplemente me gusta ofrecer caminos diferentes a los aceptados. De hecho, no tendría ni que molestarme en ofrecer explicaciones sobre mis incoherencias. Punto pelota.

How would an interaction of that kind manifest? On the one hand we have the stuff we know, which is mutually attractive. Therefore it tends to concentrate until there is another interaction that overcomes it and stops the collapse (or not, according to the nowadays most accepted ideas). But there could be another type of, how to define it? anti-gravitating matter (I called it that way in order to not confusing it with antimatter) might be an appropriate, though probably wrong name. From this point have three options:

a) This anti-gravitating matter (from now on, AGM) repels the particles of its "same sign" and is attracted to the "contrary sign" (i.e. ordinary matter).

b) The AGM repels itself and it repels ordinary matter.

c) The AGM attracts to itself and it repels with ordinary gravitational matter.

It would take us too much time to analyze each of the options and therefore I will have to leave it maybe for another moment (and I've written maybe, I’m not making any promises). What I want to focus is on the consequences of a repulsive force with these characteristics as I have just briefly described. Contrary to the case of the only attractive interaction we see in the conventional gravity, in the case of repulsion all affected particles tend to separate as much as possible from each other resulting in an effect similar to what I described in the previous post about a rotational disk and the centrifugal force which ejects out all there is inside. A kind of negative pressure (I think it’s called that way, although I have most likely messed things up again), would be created, like the pressure of gaseous molecules inside a balloon which tend to exert an outwards force. The difference is that in a balloon the expansion stops at the walls of the balloon and in the Universe we would not have such walls that would stop this expansion. Maybe in this humble way we would have a possible explanation for the expansion of the Universe.

But now anyone would say: Aha, I have caught you! Didn’t you say that the expansion of the Universe could be a misinterpretation of the observed phenomena? Yes, I acknowledge that I have written it, but to this I have to answer that I already warned in advance that my crapideas are, I was going to say probably but then I would fall short, surely wrong (a lot). So I don't have to bother being consistent, because I simply want to show different ways from the accepted ones. In fact, I wouldn’t have to bother to offer explanations about my inconsistencies. Period.

Repulsión gravitatoria, ¿es posible? (1) Repulsive gravitation. Is it possible? (1)

Como dejé entrever en la última entrada tengo un concepto un poco diferente del normalmente establecido respecto al carácter únicamente atractivo de la fuerza de la gravedad. Bueno, ya sé que debería expresarme de una forma más correcta (o más moderna si se quiere ver así, y con moderna me refiero a conceptos que casi tienen cien años…) y expresar la gravedad como una curvatura del tejido espacio-tiempo, pero supongo que puedo permitirme esa licencia en busca de una mayor simplicidad.

Para entender de manera básica mi punto de vista empezaré con algo muy básico. En el nivel de la experiencia diaria de cualquier persona podemos explicar la mayoría de los fenómenos que experimentamos con dos fuerzas de la naturaleza: electromagnetismo y gravedad.

Aunque tienen en común ser dos interacciones que disminuyen con el cuadrado de la distancia (pero tampoco eso tiene nada de raro dada la geometría tridimensional aparente del espacio) y en su formulación clásica (Newton vs Coulomb) son muy parecidas, fundamentalmente son bastante diferentes. La diferencia más obvia es que el electromagnetismo es por decirlo de manera accesible, aunque seguramente incorrecta, bipolar y la gravedad siempre es atractiva. La otra gran diferencia son sus constantes de proporcionalidad: la constante gravitatoria es muchísimo menor que la electromagnética. Eso es una buena cosa, porque si no, sería muy difícil que estuviéramos aquí para contarlo y en este sentido es la suma de estas dos características la que se hace necesaria para tener un Universo estable. Si contamos con cargas de dos tipos que se atraen o se repelen, y de igual manera con los polos en los imanes, podemos tener una constante grande sin preocuparnos demasiado ya que se pueden compensar los efectos de atracción fuertes con repulsiones igualmente fuertes. Pero con la gravedad la cosa cambia. Al ser una fuerza únicamente atractiva si no contamos con una fuerza débil que pueda contrarrestase con una interacción más fuerte (en este caso electromagnética) todo se colapsaría casi inmediatamente.

Pero he dicho que la gravedad es únicamente atractiva. ¿Y si no lo fuera? ¿Cómo lo podríamos saber? Todo este asunto surgió pensando en formas de obtener pseudogravedad. La forma más fácil sería mediante inercia. Imaginemos el ejemplo clásico de estar situados encima de un disco que da vueltas alrededor de su eje central. Los objetos se irían hacia el exterior y si disponemos de un borde que frene esa trayectoria se podría experimentar algo parecido a una fuerza gravitatoria. Pero realmente este experimento realmente nos hace tener una repulsión, no una atracción como es la gravedad.

Continuará…

As I hinted in the last post I have a slightly different concept of the normally established only attracting character of gravity. Well, I know that I should express it in a more correct way (or modern if you want, and with modern I refer to concepts that have almost one hundred years...) and express gravity as a curvature of the space-time fabric, but I suppose that I can afford to take such a liberty for a greater simplicity.

To understand my point of view in a basic way I’ll start with something very basic. At the daily experience level, anyone can explain most of the phenomena that we experience with two forces of nature: electromagnetism and gravity.

Although they have in common being two interactions that decrease with the square of the distance (not strange given the apparent three-dimensional geometry of space) and though in its classic formulation (Newton vs Coulomb) they are basically very similar, they are really quite different. The most obvious difference is that electromagnetism is, to put it in accessible way but probably incorrect, bipolar and gravity is always attractive. The other main difference is their proportionality constants: the gravitational constant is a lot weaker than the electromagnetic one. That’s a good thing, because if not, it would be very difficult being here to tell the tale and in this sense is the sum of these two characteristics what is necessary to have a stable Universe. If we have two types of charges that attract or repel each other, and similarly with the poles on magnets, if we have a strong constant we don’t have to worry too much since the strong effects of attraction can compensate with an equally strong repulsion. But with gravity everything changes. Now there’s an only attractive force and if we don’t have a weak force that can compensate with a more powerful interaction (in this case electromagnetic) everything would collapse almost immediately.

But I have told that gravity is only attractive. But is it? How do we know it? All this came to me when thinking of ways to get pseudogravity. The easiest way would be through inertia. Imagine the classic example of being on top of a disk that spins around its central axis. Objects would go outwards and if we have a border that stops that movement they could experience something quite similar to a gravitational force. But this experiment really produces a repulsive force, not an attraction as with gravity.

To be continued…

Cómo acabar con la singularidad en el interior de un agujero negro How to get rid of the singularity inside a black hole

Como vengo diciendo últimamente, creo que demasiado, no me gustan los infinitos en Física. ¿Por qué? No sé, pero soy tan cabezón como los físicos clásicos, anteriores al siglo XX o de principios del mismo. No es que diga que el Universo sea de una forma o de otra, no tengo ni conocimiento ni autoridad para ello, pero parafraseando a un grande de la Física, Arthur Eddington, probablemente en uno de los momentos más desafortunados de su trayectoria (si no el que más), el Universo no puede comportarse de manera tan absurda. Y sí, estoy reconociendo que este punto de vista es realmente absurdo, pero lo tengo dentro y tengo que sacarlo.


Sé que, en el fondo, la mayoría de los que nos molestamos alguna vez en pensar sobre estos temas tendemos a buscar alguna forma de escapatoria a las singularidades. Pero siempre aparecen los que saben y nos dan pruebas irrefutables para indicar que estamos equivocados y lo peor en mi caso es que la mayor parte de las veces no entiendo casi nada de la explicación y me tengo que acabar acostumbrando a la idea de que ellos tienen razón, y punto.


Bueno, como entrada ya he aburrido bastante y ya me he quitado un buen porcentaje de críticos, que se habrán marchado. Así que entraré al tema en sí.


La parte más molesta que hay en la descripción de los agujeros negros es la de la singularidad central. Pero según demostró Roger Penrose, una vez que se forma un horizonte de sucesos la formación de la singularidad es obligatoria porque no puede existir nada que contrarreste la gravedad. Sin embargo se escucha muy frecuentemente que la Relatividad General falla cuando llegamos a escalas cuánticas. Mi idea sobre cómo sortear este problema es casi seguro una tontería, pero el otro día me dio por pensar en ello y no me pareció tan mala idea (desde el punto de vista de un ignorante, claro). La posible solución se me apareció pensando en la libertad asintótica que hay en la cromodinámica cuántica. Para el que no sepa de qué va el tema lo mejor es que busque información en sitios fiables, sin embargo intentaré dar una pequeña pincelada sobre el tema (llena de errores e inexactitudes, por supuesto). La libertad asintótica se refiere a grandes rasgos a que la fuerza atractiva en el núcleo de los átomos (fuerza nuclear fuerte) y dentro de las propias partículas nucleares se hace cada vez menor cuanto menor es la distancia que las separa. Con esto se consigue explicar por qué no se colapsan dichas partículas cuando la única fuerza que las gobierna es atractiva. Y se me ocurrió que podría haber un mecanismo parecido respecto a la gravedad, otra fuerza únicamente atractiva (aunque de eso también tendría algo que decir, pero en otro momento). De esta manera, si llegados a una escala cuántica la fuerza gravitatoria encuentra un mecanismo de este estilo, podríamos evitar las odiadas (por mí) singularidades.


Y ¿por qué no se han observado estos efectos en otras escalas? Bueno, supongo que porque las interacciones de otras fuerzas, por ejemplo la repulsión electromagnética, no nos dejan verlo. Hay que recordar que la fuerza electromagnética es tremendamente más poderosa que la gravedad y necesitamos mucha, mucha, mucha acumulación de materia-energía para que los efectos gravitatorios se muestren claramente, sobrepasando las otras fuerzas.

As I’ve been saying lately, maybe too much, I don't like the infinities in Physics. Why? I don't know, but I'm as stubborn as physicists from the beginning of the 20th century and before. I’m not saying that the Universe is in one way or another, I have neither the knowledge nor the authority to do so, but paraphrasing a great physicist, Arthur Eddington, probably in one of the more unfortunate moments in his career (if not the most), the Universe should not behave in a so absurd way. And Yes, I'm acknowledging that this view is absurd, but I have it inside and I have to take it out of me.


I know that in essence most of those who ever bother to think about these issues try to seek some way of avoiding the singularities. But always there are those who really know and they give us compelling evidence to indicate that we are wrong and the worst thing in my case is that most of the times I do not understand almost anything of the explanation and I have to end up getting used to the idea that they are right. Period.


Well, as a prelude I have already been boring enough and I have already made go away a good percentage of fault finders. So now I‘ll get to the point.


The most annoying part in the description of black holes is the central singularity. But as Roger Penrose showed, once an event horizon forms the singularity formation is necessary because nothing can overcome gravity. However, as it’s very often told, General Relativity fails when we reach quantum scales. My idea on how to overcome this problem is almost certainly nonsense, but the other day I got to thinking about it and it didn’t seem such a bad idea to me (from the point of view of an ignorant, of course). The possible solution appeared to me thinking about the asymptotic freedom that exists in Quantum Chromodynamics. For those who don’t know what it is, the best thing to do is to search for information on reliable sites, however I will try to give a rough outline on the subject (full of errors and inaccuracies, I admit). Asymptotic freedom is related to the attractive force in the atom nucleus (strong nuclear force), among nuclear particles, which weakens the smaller the distance that separates them. With this, the reason why these particles don’t collapse when the only force that governs them is attractive can be explained. And it occurred to me that there could be a similar mechanism with respect to gravity, another force only attractive (although about that I would also have something to say, but in other occasion). This way, getting to a quantum scale if the gravitational force has a mechanism of this kind, we could avoid the hated (by me) singularities.


And why haven’t these effects been observed in other scales? Well, I guess that’s because the interactions with other forces, for example electromagnetic repulsion, don’t let us see it. We should remember that the electromagnetic force is a tremendously more powerful force than gravity is and we need much, much, much accumulation of matter to measure clearly the gravitational effects over the other forces.

Y ¿cómo es posible? (4) And how is it possible? (4)

Una de las cosas imprescindibles que cualquier explicación acerca del Universo debe tener es la de estar de acuerdo con las observaciones. No sirve de nada dar una explicación muy elaborada del Universo y que luego se choque con lo que se puede ver en la realidad que nos rodea (y no vamos a entrar en discusiones acerca de qué es la realidad o siquiera si ésta existe).

Teniendo en cuenta esto, ¿entraría en conflicto mi chorridea que he expuesto en las últimas entradas con las observaciones a nivel cosmológico, o puede deducirse alguna propiedad interesante de ella? Pues la verdad es que mis conocimientos de física no llegan ni mucho menos a eso (¿acaso alguien ha notado que no tengo ni puta idea?).

Sin embargo he tenido en cuenta el principal escollo al que se enfrenta mi descripción. A cualquiera se le habrá ocurrido ya que esta basura se da de patadas con el Big Bang y la mayor evidencia a su favor: la radiación cósmica de fondo. Pues aunque parezca en un callejón sin salida, se me ha ocurrido una salida (no sé si muy airosa) al problema. 

Como ya dije al principio de esta serie de entradas, no me gustan los infinitos y por tanto no me gusta el Big Bang. Debe ser que cuando empecé (hace mucho) me sentí más atraído por las ideas del gran Fred Hoyle, que buscaba caminos alternativos a los de la corriente principal de pensamiento, como yo. La diferencia es que él sí sabía de estos temas (aunque pudiera estar equivocado) y yo no.

Mi débil argumento es que podría haber una mala interpretación de ciertas observaciones a nivel cosmológico. La idea tampoco esta vez es mía. Como todos los que han intentado en vano luchar contra el Big Bang, busco una explicación al desplazamiento al rojo de las líneas espectrales diferente al de la expansión del Universo. La diferencia es que las explicaciones alternativas que he visto hasta ahora es que el corrimiento al rojo es de origen no cosmológico, y yo intento dar una causa que sí lo es. Me baso en que la curvatura del espacio-tiempo puede hacer que a grandes distancias todo tienda a aparecer más rojo. Un ejemplo de esto es el desplazamiento al rojo gravitatorio. Pero sabemos que la gravedad no es otra cosa que una deformación del tejido espacio-tiempo. Y estoy proponiendo una curvatura extrema, en el sentido de hacer curvarse el Universo en todas las dimensiones (espacio y tiempo) hasta cerrarse completamente.

Por otro lado hay que recordar que cuanto más lejos observamos en el espacio, más atrás en el tiempo estamos viendo, y puede sumarse el efecto de la curvatura espacial con el de un tiempo también curvado.

Y ¿qué tenemos que decir de la radiación cósmica de fondo? Mi pobre explicación es que al curvarse el espacio-tiempo hasta cerrarse completamente debe llegar un momento en el que se observe un horizonte aparente y que no se pueda ver más allá, pero que en las cercanías de ese horizonte la radiación aparezca desplazada hasta convertirse en un fondo de microondas como el que se observa.

 

One of the essential things that any explanation about the Universe must have is to agree with observations. An elaborate explanation of the Universe is pointless if it isn’t consistent with what you can see in the reality that surrounds us (and I will not enter into discussing about what reality is or even if it exists).

Taking this into account, would my crapidea, outlined in the latest posts, be at odds with the observations on the cosmological level, or can any interesting property be deduced? Because, to tell the truth, my knowledge about Physics doesn’t reach so far (would maybe someone have realized that I have no idea about all this stuff?).

However I have taken into account the main obstacle my description may face. Anyone will have realized about it yet since this trash clashes with the Big Bang and the greatest evidence in its favor: the cosmic background radiation. But although it seems I am in a dead-end street, I may have found a possible exit (I don't know if with flying colors) to the problem.

As I said at the beginning of this series of posts, I don't like infinities, and therefore I don’t like the Big Bang. It must be that when I started (long ago) I was most attracted by the ideas of the great Fred Hoyle, who was looking for alternative paths to the main stream of thought, like me. The difference is that he knew about these issues (though he could have been wrong) and I do not.

My weak argument is that there could be a misinterpretation of certain observations in cosmology. Neither this time is the idea completely of my own. As everyone who has tried in vain to fight off the Big Bang, I look for an explanation for the spectral lines redshift different from the expansion of the Universe. The difference is that the alternative explanations I've seen so far is that redshift is not cosmological in origin, and I try to offer a cause that could be. My idea is based on that the spacetime curvature over long distances makes far objects appear redder. An example of this is the gravitational redshift. But we know that gravity isn’t anything else than a deformation of the fabric of space-time. And I am proposing an extreme curvature bending the Universe in all dimensions (space and time) to close completely.

On the other hand it must be remembered that the further we look in space, further back in time we are seeing, and to the effect of the spatial curvature may be added a warped time as well.

And what do we have to say about the cosmic background radiation? My poor explanation is that to bend space-time to get completely closed there must be a moment where an apparent horizon could be observed and nothing could be seen beyond, and near that horizon the radiation would be redshifted into a microwave background as the one observed.

Y ¿cómo es posible? (3) And how is it possible? (3)

Me he estado planteando seriamente dar una explicación breve de lo que es un “cono de luz” para hacer más entendibles las próximas explicaciones, pero me temo que me apartaría de la idea principal y haría todo más farragoso y pesado. Así que daré por supuesto que el frikazo que sea capaz de llegar hasta aquí sabe de qué va el tema, o en su defecto, no tiene demasiada dificultad encontrar información sobre ello (para eso está la inefable whiskypedia).

Pues después de esto sigo intentando aclarar lo del tiempo cerrado sin bordes. Para eso la mejor manera es con un dibujito.

Sobre esto tenemos que hacer algunas observaciones. La representación habitual de las líneas de universo suelen hacerse con el tiempo en un eje recto, generalmente en vertical, y cada instante se representa a una “altura” determinada a lo largo de ese eje. 

 Este tipo de representación creo que conduce a ver el tiempo de una forma muy newtoniana. Si salvamos este escollo de visualización vamos por buen camino. Considerando entonces que la línea (o eje) temporal no tiene por qué ser recta, nos puede ayudar a llevarlo al extremo de cerrar la línea, como aparece en el dibujo anterior.

Otra cuestión es que he dibujado una línea cerrada unidimensional. Y, ¿por qué tendría que ser unidimensional? Ya que estamos estirando el chicle, podemos pensar en líneas de universo donde la componente de tiempo no está limitada a una dimensión (cerrada o no) sino que puede recorrer curvas multidimensionales en espacios finitos sin bordes. ¿Perdidos? Pues tendré que poner otro dibujito algo más… complicado.

Tampoco tenemos que dejarnos engañar. Este dibujo es solo una generalización, no tiene por qué ser una esfera (realmente hiperesfera) sino un espacio cerrado sin bordes en las dimensiones correspondientes y el tamaño, el que tenga el Universo. Simplemente quiero ilustrar la posibilidad de que existiera una dimensión temporal también cerrada, sin bordes y que no fuera cíclica.

Pero por hoy creo que ya está bien…

I've been considering seriously explaining briefly what a "light cone" is to make the next explanation more understandable, but my fear is that I can divert too much from the main idea and it would make everything even more tedious. So I will assume that the great geek that is capable of getting here knows what the subject is about, and if not, it isn’t too difficult to find information about the stuff (you can always look up in the indescribable whiskypedia).

So after that, I keep trying to make clear the idea of a time closed without edges. I think the best way is a little picture.

On this I have to make a few remarks. The usual representation of the world lines tend to be shown in a straight axis, usually vertical, and each instant is represented at a given "height" along this axis. 

 I think this type of representation leads to see time in a very Newtonian way. If we save this stereotypical way of displaying time we are on a good track. Considering then that the time line (or axis) doesn’t have to be straight, it can help us to warp it to the extreme of closing the line, as shown in the drawing above.

Another issue is that I've drawn a one-dimensional closed line. And, why should it be one-dimensional? Since we are stretching the chewing gum, we can think of world lines where the time component is not limited to one dimension (closed or not) but that can go through multidimensional curves in finite spaces without edges. Got lost? Then I have to draw another slightly more... complicated picture.

But we don’t have to let us be fooled. This drawing is only a generalization, it doesn’t have to be a sphere (really a hypersphere) but a space closed and without borders in the corresponding dimensions and size, those of the actual Universe. I just want to illustrate the possibility that there could exist a time dimension also closed, borderless and not cyclical.

Now I think this is enough for today...