Principios (3) Principles (3)

Uno de los problemas que no conseguía ver claro en la primera serie de entradas que escribí sobre las características que podía tener un modelo de universo cerrado sin bordes en espacio y en tiempo era el del corrimiento de las líneas espectrales al rojo, explicado por la cosmología convencional como una expansión del espacio-tiempo y simplemente dejé un apunte de que podría existir una explicación de este desplazamiento de origen cosmológico pero diferente a la expansión. Este problema me ha tenido preocupado bastante tiempo, intuía el qué, pero no el cómo.

Pero al fin, tras mucho darle vueltas, creo haberlo encontrado. Para comprender mi punto de vista vamos a razonar brevemente sobre este asunto. Se puede entender fácilmente que si un espacio delante de nosotros está altamente curvado, un objeto en ese espacio se vería aparentemente distorsionado espacialmente aunque al objeto realmente no le pasara nada, como ocurre con las lentes gravitatorias, por poner un ejemplo.

Igualmente en un tiempo altamente distorsionado la apariencia de los objetos distaría de ser la habitual. Y ¿cómo afectaría a la apariencia de lo que vemos? Mi punto de vista es que en un tiempo muy curvado el efecto sería el de alterar nuestra percepción de la frecuencia de la luz que recibimos, ya que la frecuencia de la luz no es otra cosa que el número de oscilaciones de la onda luminosa por unidad de tiempo.

Una posible crítica a este modelo es que si tenemos un universo cerrado, si un rayo de luz viaja en una dirección determinada podría acabar volviendo al punto de origen (recordemos, en espacio y tiempo) y aunque muy debilitado, podría sumarse al rayo de luz original y esto haría que pudiera crearse un efecto de acumulación de energía que tendría consecuencias complicadas de eludir. Yo podría salir por la vía fácil, argumentando que el rayo de luz se podría desviar y no recalar en el mismo punto, o que tras tanta distancia su efecto sería despreciable. Pero si sumamos toda la luz que recorre el universo, de una forma u otra, tendremos que atajar el problema de una forma menos chapucera.

Mi propuesta es que toda esa luz dando vueltas y más vueltas podría efectivamente sumarse a la original, eso sí teniendo en cuenta que habría, como he explicado antes, un desplazamiento de la frecuencia hacia el rojo por la curvatura cerrada del tiempo. Pero en definitiva sigue habiendo un efecto de suma de términos infinitos que no podríamos eludir. Sin embargo tengo una respuesta a esto. La suma de infinitos términos no es siempre una cantidad infinita. Por ejemplo, en una serie convergente tenemos una suma finita tras sumar infinitos elementos. Es la misma explicación que para las aporías de Zenón de Elea. De esta manera, tendríamos una radiación aproximadamente uniforme de fondo, muy desplazada hacia el rojo (mejor dicho hacia longitudes de onda más largas), pero no tan enorme como la propuesta para el caso de la paradoja de Olbers. Ahí nos encontramos con una vía para explicar la radiación de fondo de microondas sin recurrir al Big Bang.

One of the problems that I wasn't able to see clear in the first series of posts I wrote about the characteristics that a model of the universe closed without edges in space and in time could have was the spectral lines redshift, explained by conventional Cosmology as a space-time expansion and I simply drew a note that there might be an explanation for this displacement of cosmological origin but different from expansion.This problem has had me concerned for quite some time. I could see 'what' but not 'how'.

But in the end, after much wondering, I think I have found it. To understand my point of view we will briefly reason on this matter. You can understand easily that if a space in front of us is highly curved, an object in such space would be seen spatially distorted apparently although nothing really happened to it, as it is the case with gravitational lenses, for example.

Also in a highly distorted time the appearance of objects is far from normal. And how would it affect to the appearance of what we see? My point of view is that in a very curved time the effect would be the alteration in our perception of the frequency of the light we receive, since the frequency of light isn't anything else than the number of oscillations of the light waves per time unit.

A possible criticism of this model is that when we have a closed universe, a ray of light travelling in a certain direction could end up returning to the original point (remember, in space and time) and although very weakened, it could be added to the original light beam and this would mean that there could be an effect of accumulation of energy that would be difficult to avoid.Now I could take the easy way, arguing that the ray of light could divert and not arrive at the same point, or that after so much distance its effect would be negligible. But if we add all the light that travels across the universe, some way or another we will have to tackle the problem in a less sloppy way.

My proposal is that all that light after more and more turns could indeed be added to the original but considering -as I have explained above- a redshift by means of the closed curvature of time. But there remains eventually an effect of sum of infinite terms that we can not escape. However, I have an answer to this. The sum of infinite terms is not always an infinite amount. For example, in a convergent series we have a finite number after adding infinite elements. It is the same explanation as for the Zeno of Elea's paradoxes. In this way, we would have an approximately uniform radiation background, very redshifted (rather shifted towards longer wavelengths), but not as huge as the proposed for the case of the Olbers paradox.There we find a way to explain the microwave background radiation but not related to a Big Bang.

Principios (2) Principles (2)

Quienes hayan seguido este desatino de blog ya habrán deducido que cuando en la entrada anterior escribía sobre ciertas teorías que en algún momento se saltaban algunos principios fundamentales, principalmente me refería al Big Bang con el modelo inflacionario y la energía oscura, tres ingredientes que me cuesta digerir por separado, y ¡no digamos juntos!

A pesar de que se considera que hay bastantes evidencias en su favor, voy a intentar descartar algunas de ellas como buenamente pueda, o al menos a dar ciertos puntos de vista que pudieran hacer pensar que tales evidencias pueden ser puestas en duda como tales, aunque solo sea por unos segundos (bueno, si consigo sembrar la duda un solo segundo sería una gran cosa. Después de todo, según estas teorías, al Universo le dio tiempo a hacerse bastante gordito en ese lapso de tiempo…).

Para empezar, el modelo del Big Bang se salta en un microinstante el principio de conservación de la energía, no de cualquier manera, sino de forma colosal. Sólo por un instante diminuto, pero ¡qué bien aprovechado!

Luego, el modelo inflacionario consigue que el espacio-tiempo se expanda a velocidades mayores que la de la luz también durante instantes muy cortos, y para explicarlo los físicos dicen que el límite de velocidad máxima no se aplica al propio espacio-tiempo. Por añadidura, el modelo de energía oscura ayuda a esta situación.

Pero, como prometí, la cosa no va a ser solo criticar, sino intentar dar alternativas e intentar razonarlas un poco, aunque probablemente (bueno, más que eso) sean estupideces que no se sostienen.

Uno de los puntos de evidencia a favor del Big Bang es que el cielo es oscuro, lo que descarta un universo infinito y poblado más o menos uniformemente de estrellas, galaxias, etc. Es la conocida paradoja de Olbers, la cual, como es mi costumbre, no me pararé a explicar.

A esta evidencia se le puede añadir la radiación cósmica de fondo.

¿Cómo? ¿Una radiación uniforme de fondo y una paradoja que dice que no se ve una radiación uniforme porque el universo no es infinito? ¡Vaya! ¿Puedo jugar con los dos conceptos?

Vale, no vamos a considerar un universo infinito, que para mí es tan insatisfactorio como el otro extremo, pero como ya indiqué en entradas anteriores, voy a seguir con mi hipótesis favorita de un espacio-tiempo cerrado sin bordes.

 Se suele aceptar con bastante consenso que el espacio pueda ser cerrado sin bordes, pero pocos hablan del tiempo cerrado (aunque los hay). Y ¿cuáles serían las consecuencias de este modelo? Bueno, para no cansar demasiado, seguiremos en la próxima entrada…

Those who have followed this nonsense of a blog may have already deduced that when in the previous post I wrote about certain theories that at some point skipped some fundamental principles, mainly I was referring to the Big Bang model plus inflation and dark energy, three ingredients that I can hardly digest separately, let alone all together!

Although it is considered that there are quite a few evidence in its favor, I will try to rule out some of them as best as I can, or at least I'll try to give some points of view that could make you think that such evidence can be put into question, if only for a few seconds (well, to raise doubt only for a single second would be a great thing. After all, according to these theories, the universe got quite fat in that period of time...).

To start, the model of the Big Bang is skipping on a microinstant the principle of conservation of energy, not in any way, but in a colossal way. Yes, only for a teeny tiny moment, but no wasted time at all!

Then the inflationary model allows spacetime to expand at speeds greater than the speed of light, during very short moments as well, and to explain it the physicists say that the maximum speed limit does not apply to space-time itself. In addition to it, the dark energy model contributes to this situation.

But as I promised it's not a question of just criticizing, but I'll try to show an alternative way and I'll try to reason it a little, though probably (well, more than just that) mine are stupidities that are not sustainable.

One of the main points of evidence for the Big Bang is the fact that the sky is dark, which rules out an infinite universe and populated more or less uniformly by stars, galaxies, etc. It is the well known Olbers paradox, which, as always, I will not stop to explain.

To this evidence the cosmic microwave background radiation can be added.

What? A uniform background radiation and a paradox which states that there couldn't ba a uniform radiation if the universe is not infinite? Come on! May I play with these two concepts?

OK, we will not consider an infinite universe, which for me is as unsatisfactory just as the other end, but as I indicated in previous posts, I will continue with my favorite hypothesis of a closed space-time without edges.

 There are enough consensus that space can be closed without edges, but few speak about a closed time (although there are some of them). And what would be the consequences of this model? Well, for not making this too long, we will continue in the next post...

Principios (1) Principles (1)

Una de las cosas que me han enseñado siempre que es fundamental en física es respetar ciertos principios (por ejemplo los de conservación). Y considero que hay elementos en las teorías que actualmente están aceptadas mayoritariamente que se saltan en un momento u otro estos principios para explicar satisfactoriamente los modelos que establecen estas teorías.

Es muy complicado rebatir estas teorías que gozan de la aprobación de la mayoría de la gente que sabe, porque hay numerosas evidencias que las respaldan, y cuando nos encontramos con algo que en un momento muy singular se escapa a una explicación “clásica” por definirlo de alguna manera, los expertos se encogen de hombros y dicen que el universo se comporta de esa manera y que lo que realmente tenemos que aceptar son los resultados de las mediciones (en este punto estoy de acuerdo) y que no se han encontrado explicaciones alternativas que puedan rivalizar con lo actualmente aceptado. O se sacan de la manga trucos para explicar que tales discrepancias con los principios no son tales.

Puede que yo sea un poco (o bastante) obtuso, pero pretendo ir contra corriente y explicar en las próximas entradas (dentro de mis escasos conocimientos, poco discernimiento y mucha desinformación) una forma alternativa de cómo pueden ser las cosas desde un punto de vista muy diferente e intentar que esa explicación sea coherente con las observaciones y a su vez pueda evitar esos puntos oscuros sobre los que los que saben pasan de puntillas mirando a otro lado.

One of the things I have been always taught that is fundamental in physics is to respect certain principles (for example those of conservation). And I think there are elements in the currently most accepted theories that, at one time or another, ignore these principles to explain satisfactorily the models that set these theories.

It is very difficult to refute these theories which enjoy the approval of the majority of people who know, because there are many evidences that support them, and when we find something that escapes a "classic" explanation, to say it somehow, though at a very unique time, experts shrug and say that the universe behaves that way and we really have to accept are the results of the measurements (in This point I agree) and that not known alternative explanations rival the currently accepted.Or some tricks are taken out of the sleeve to explain that such discrepancies with the principles are not such.

I may be slightly (or very) obtuse, but what I intend is to go against the stream and explain in the next posts (with my little knowledge, little discernment and much misinformation) an alternative way of how can some things be from a very different point of view and try to make this explanation consistent with the observations and at the same time to avoid those dark points that those who know walk on tiptoes looking elsewhere.

Luz que no alcanza la velocidad de la luz Light that can’t reach the speed of light

Me he quedado atascado en una duda de las mías y he intentado exprimir la idea, pero no salgo satisfactoriamente de un círculo vicioso. Por ese y por otros motivos llevo tiempo sin escribir aquí. Pero ¡qué coño! ¿no son dudas cosmológicas sobre lo que trata esta gilipollez? Bueno, allá va mi duda.

La energía de un fotón de frecuencia f es:

E = h f

Y toda energía es equivalente a una masa por:

E = m c²

Entonces, aunque un fotón no posee masa, su energía tiene un efecto a través de esta equivalencia como si tuviera una masa:

m = h f / c²

Mi duda es cómo puede un fotón alcanzar su velocidad c en el vacío instantáneamente. Vale, si aceptamos que su masa es cero y la energía es transportada de forma ondulatoria, pero si consideramos la equivalencia anterior tendremos que considerar una aceleración no infinita y que dependiendo de la frecuencia de la luz, y por tanto su energía, tardará un tiempo diferente en alcanzar esa velocidad, y si tenemos en cuenta que un objeto acelerado no puede alcanzar dicha velocidad más que de forma asintótica, ¿cómo es posible? Claro, que también es absurdo considerar que la velocidad de la luz no puede ser alcanzada por la propia luz.

Pero, hay más, ya que de acuerdo con la QED (electrodinámica cuántica), la velocidad de la luz no es siempre la misma sino que hay una pequeña amplitud de probabilidad de que ésta sea mayor o menor que c. Claro, que supongo que esta diferencia no está en absoluto relacionada con la frecuencia.

Otro asunto es que la influencia de la equivalencia de masa de la luz es despreciable para un solo fotón y por tanto es probablemente irrelevante el cálculo anterior, pero posiblemente no sea tan irrelevante cuando tenemos una gran cantidad de fotones, o sea que cuando tenemos una luz intensa en extremo podría hacer que la curvatura del espacio-tiempo pudiera sufrir cierta deformación, especialmente a altas energías.

I've got stuck on one of my typical questions and though I tried to squeeze the idea, I can’t get out successfully from a vicious cycle. For that and other reasons I’ve been a while without writing here. But hell! Isn’t this bullshit about Cosmological Doubts? Well, here goes my question.

The energy of a photon with a frequency f is:

E = h f

And every energy is equivalent to a mass by:

E = m c²

Then, although a photon has no mass, its energy has an effect through that equivalence as if it had a mass:

m = h f / c²

My question is how can a photon reach the speed in a vacuum (c) instantly. It’s OK if we accept that its mass is zero and the energy is transported in wave form, but if we consider the equivalence above we’ll have to consider a non-infinite acceleration and depending on the frequency of the light, therefore on its energy, it would take a different time to reach that speed, and if we take into account that an accelerated object can’t reach this speed but asymptotically, how is it possible? Of course, it is also absurd to consider that the speed of light can’t be reached by light itself.

But there is more, given that according to QED, the speed of light may not always be the same but there is a small probability amplitude of being higher or lower than c. Of course, I suppose that this difference is not at all related to frequency.

Another issue is that the influence of the mass equivalence for the light is negligible for a single photon and therefore the previous calculation is probably irrelevant, but possibly not as irrelevant when we have a large number of photons, or when we have an extremely intense light that could make the spacetime curvature suffer some deformation, especially at high energies.

El curioso caso de EPR y ER The curious case of EPR and ER

Me he encontrado con una cuestión que me ha dejado perplejo. He estado leyendo en los últimos tiempos algo sobre mecánica cuántica (para desinformados como yo, claro) y, reflexionando sobre el enmarañamiento cuántico, estuve dándole vueltas al experimento EPR. Para quien no sepa de qué va, explicaré a grandes rasgos que se trata de un experimento mental que desarrollaron Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen (de ahí el nombre, EPR) para ver las consecuencias desastrosas que ciertas nociones de la MC podían tener en conflicto con la física macroscópica, como es la no localidad en este tipo de fenómenos. Consistía en que si dos partículas en enmarañamiento cuántico se separan una gran distancia y medimos alguna propiedad en alguna de ellas, instantáneamente conoceremos el estado de la otra partícula, aunque tal información no hubiera podido ser transmitida al tener que viajar más rápido que la luz, lo cual podría producir una violación de la causalidad, asunto primordial en la Relatividad.

Pues bien, según le di vueltas al asunto, se me ocurrió que la manera de combinar este fenómeno cuántico con la Relatividad, podría considerarse que aunque las partículas se separasen, al producirse el enmarañamiento  podría considerarse que los dos puntos donde se encuentren las partículas estarían conectados causalmente como un único punto topológico. Y se me ocurrió que el espacio-tiempo que mediara entre ambos se vería desde un punto de vista externo como si estuviera estirado uniendo las partículas. De ahí vi que la posible solución sería que estuvieran unidos por un agujero de gusano, o puente de Einstein-Rosen. ¡Un momento!, me dije, ¿Un puente de Einstein-Rosen, como solución de la paradoja EPR? A ver si ellos ya lo habían visto…

Me parecía demasiado evidente que si los físicos que habían definido los dos temas que yo estaba relacionando directamente eran los mismos (que lo eran, claro), ¿no habrían propuesto esa solución y que yo no me hubiera enterado cuando había leído sobre estos temas? Investigué a ver si estaban relacionados pero no he encontrado nada. ¿Y cómo es posible que no lo hicieran? Fácil. Ellos no creían en la no localidad de la MC y buscaron una paradoja para refutar las consecuencias indeseadas de la MC. No deseaban una solución al problema, sino crear ese problema para que no se pudiera solucionar. Lo que también me parece curioso es que ambos resultados son del mismo año (1935).

Y dispuestos a retorcerle el brazo a la Naturaleza se me ha ocurrido un experimento a ver qué podría salir de él. A lo mejor ya se ha hecho, pero me hace ilusión que se me haya ocurrido a mí solito (o aunque probablemente sea una chorrada). Imaginemos que tenemos dos fotones enmarañados que se separan (obviamente) a la velocidad de la luz en direcciones opuestas. Y ahora hacemos el famoso experimento de la doble rendija en uno de ellos y en el otro no. ¿Se produciría una interferencia en el fotón al que no sometemos al paso por las rendijas? Si alguien tiene una idea de qué pasaría lo invito a dejar un comentario.

I have found a question that has puzzled me. I've been reading recently about quantum mechanics [QM] (for uninformed people like me, of course) and thinking about quantum entanglement, I began to mull over the EPR experiment. For those who don't know about it, I will explain it (in broad terms). It is a thought experiment developed by Albert Einstein, Boris Podolsky and Nathan Rosen (hence the name, EPR) to show the disastrous consequences that certain notions of the QM could get in conflict with the macroscopic physics, as it is the no locality in this type of phenomena. If two particles in quantum entanglement get separated a great distance and we measure any property in any of them, the complementary state of the other particle will be known instantly, although such information had not been able to be transmitted unless it travels faster than light, which may cause a causality violation, primordial in Relativity.

Well, as I considered the topic, it occurred to me that the way of combining this quantum phenomenon with relativity, could be that although the particles get separated, when entanglement occurs it could be considered that the two points where the particles are located would be connected causally as a unique topological point. And I wondered if that space-time that mediate between the two would be from an external point of view as if it were stretched connecting the particles. There I saw that the possible solution could be that they were connected by a wormhole, or Einstein-Rosen Bridge. Wait!, I told myself, an Einstein-Rosen Bridge as a solution of the EPR paradox? Wouldn’t they have seen it yet...?

It seemed to me too obvious that if those were the same physicists who had defined the two subjects that I was relating directly (they were, of course), wouldn’t they have proposed this solution and I hadn’t realized about it when I had read about these issues? I tried to find out if they were related, but I have not found anything. And how it is possible not to do it? Easy. They did not believe in non-locality of the QM and they sought a paradox to refute the unwanted consequences of the QM. They did not want a solution to the problem, but to create the problem so it could not be solved. It’s also a curious thing to me that both issues are from the same year (1935)

And willing to twist Nature’s arm, I have imagined an experiment to see what could come out of it. Maybe it’s already been done, but it would make me happy if it occurred to me alone (although it probably is only bullshit). Let's imagine that we have two entangled photons separating at the speed of light (obviously) in opposite directions. And now we perform the famous double slit experiment on one of them but not on the other. Would there be interference in the photon that doesn’t go through the slits? If anyone has an idea of what could happen I invite you to leave a comment.