¿Qué es el Espacio?

[Baikonur]

Cabe preguntarse que es el Espacio desprovisto de cualquier atisbo de materia o energía??

[Smaigol]

El espacio es la última frontera.

[graviton]

[MarcoPolo]

El espacio es la última frontera.

Sin duda tu puedes decir muchas más cosas sobre el espacio.

Por mi parte yo haría las siguientes preguntas:

1) Si el espacio vacío de materia tuviera un potencial escalar constante ¿sería detectable dicho potencial?

2) Los campos que puede contener el espacio, ¿se pueden interpretar como una modificación de alguna propiedad intrínseca del espacio (modificación transmitida por las zonas adyacentes, de forma contínua), o un "llenado" o "invasión" del espacio sin campo por algo "cuasisustancial" que llamamos campo? (Hace años, en 1º de Físicas, el libro de esta asignatura definía el campo como una modificación del espacio. Una modificación, digo yo, de algo diferente de XYZ.

3) Si no hay una interacción entre la matería y el espacio que ocupa y la rodea, ¿cómo se justifica la resistencia al cambio de velocidad, teniendo en cuenta que las referencias humanas son subjetivas, y el objeto acelerado "no ve" dichas referncias.?

4) Decimos que un campo gravitatorio curva el espacio. Dado que el espacio no tiene "marcas" ni "guardacantones", ¿no se podría decir también que el campo altera la propagación de la luz, o los puntos de equilibrio de los átomos de un sólido, modificando las interacciones mútuas entre átomos, y alterando las dimensiones de un sólido, sin que ésta variación dimensional sea atribuible al propio espacio?.
Einstein daba sustancialidad al espacio mediante un entramado de varillas que constituía un sistema de coordenadas cartesianas. El acortamiento de las varillas, para un determinado observador ¿es realmente un acortamiento del espacio, o es una forma de hablar?.
Para mí, en un espacio que es el mismo para todos, y sin presunciones de que se acorte, se puede justificar el acortamiento de los objetos sólidos en la dirección del movimiento tomando en consideración los puntos de equilibrio, como mencioné antes. Esto daría sentido físico al acortamiento relativista.

5) Y un largo etc. De momento me conformaría con lo anterior.

Gracias y saludos.

[Hawkman]

Cabe preguntarse que es el Espacio desprovisto de cualquier atisbo de materia o energía??

¿Esta pregunta se refiere a eso que llamamos vacio? ¿si cabe preguntarse que es, contamos ya con que existe?, y si es así ¿existe porque podemos medirlo (detectarlo), o a nivel teórico? ¿tiene algún interés para la física o es solo filosofia?

[mat]

Seguramente, si intento responder a las cuestiones de MarcoPolo, mis respuestas no le van a gustar, ya que intuyo que sus preguntas buscan respuestas más "ontológicas" que "físico-matemáticas", y yo las que le puedo dar (y las que me interesan a mí) son las segundas.

Por ejemplo, en RG, para cada situación a modelizar (ya sea el entorno de una estrella o de un agujero negro, ya sea el Universo a gran escala, ya sea una galaxia y su entorno, ya sea un Universo "vacío", etc), el modelo consistirá en una determinada Variedad Pseudo-Riemanniana junto con un determinado Campo Tensorial ("Stress-Energy Tensor").

Pero ello no significa que el Universo (o que esa porción de Universo) "sea en realidad ESO" (sea lo que sea lo que "ser en realidad" signifique para cada uno; para mí "ser en realidad" no tengo claro que tenga un significado preciso), sino que esa estructura matemática es la que mejor reproduce los datos que hemos obtenido tras analizar con múltiples aparatos y en múltiples ocasiones las radiaciones electromagnéticas y las partículas que nos llegan desde fuera de la Tierra.

Del mismo modo, en las QFT los modelos consisten en determinadas estructuras físico-matemáticas, que son las que mejor reproducen los datos que hemos obtenido tras analizar los múltiples experimentos que se han ido realizando en laboratorios y aceleradores de partículas, así como los datos que se han obtenido tras analizar las radiaciones electromagnéticas y las partículas que nos llegan desde fuera de la Tierra.

En particular, el "vacío" de la Cromodinámica Cuántica (del modelo matemático) es cualquier cosa menos "vacío". Es una entidad matemática áltamente dinámica y hasta donde se ha podido computar (ya que de dicha estructura matemática es muy difícil obtener predicciones), parece ser que funciona muy bien.

Pero como digo, en mi opinión, la inmensa mayoría de las dificultades de algunas personas para comprender la Física Moderna (del siglo XX para adelante) es que no entienden que cuando hablamos y discutimos de cosas como "el vacío, el espacio, la curvatura, la contracción de longitudes, la Indeteminación posición-momento, lo que sea...", independientemente de que a veces usemos palabras más coloquiales, de lo que en realidad se habla es de modelos matemáticos y de cosas que ocurren (relaciones, teoremas, deducciones) o pueden ocurrir en dichos modelos matemáticos, y si dichas cosas se ajustan más o menos a determinados datos numéricos obtenidos de observaciones y experimentos.

Pero mucha gente (y no hablo de nadie en concreto, muchos de ellos son mis propios alumnos) se choca contra un muro cuando intenta "razonar" mediante un "sentido-común" que inconscientemente han desarrollado bajo las líneas de la Física Newtoniana. El tipo de preguntas que hacen, y sus planteamientos, dejan ver claramente que siguen pensando en términos de la Física Newtoniana, y así jamás podrán entender ni RE, ni RG, ni MC ni QFT, etc.

Esto es símplemente un comentario general, no estoy respondiendo a ningún mensaje en concreto.

[Paranoid Neutrino]

Excelente Post Mat. Totalmente de acuerdo

Sin ánimo de cambiar de tema, Mat, ¿Cómo es eso de que hay varias QFT? He leído un poco al respecto y me he quedado con la idea de que para a cada "partícula" se le puede estudiar como un campo al que se le "cuantiza" (aún no entiendo bien los pormenores de este paso). Además, se puede hablar de los campos de las interacciones, vistas como partículas mediadoras (¿bosones?).

Saludos.

[Baikonur]

El enfoque no es filósofo-matemático ni conceptual sino físico, ¿no es un error físico decir que en el entorno de una gran masa hay una curvatura del espacio?, la física moderna tiene aspectos conceptuales que le hacen ser contradictoria, rica y llena de matices por ejemplo al decir que un agujero negro no es tan negro o que el vacío realmente no está tan vacío. En física clásica esta contradicción conceptual no existe, el vacío está vacío y un agujero negro es completamente negro, me pregunto si conceptualmente se ha avanzado o se ha retrocedido.
¿Existe alguna relación entre la energía distribuída y las aparentes dimensiones que parece tener nuestro universo?

[MarcoPolo]

Una teoría física consta de un formalismo (matemático) y una interpretación de dicho formalismo.
La interpretación trata de "explicar" la teoría en términos o mediante conceptos que el cerebro humano cree comprender, o al menos produce la máxima satisfacción intelectual posible (vía acorde intelectual entre diversos conceptos, liberación de endorfinas, etc). Cuando unos efectos complejos los conseguimos "explicar" con un mínimo número de supuestos, el resultado es gratificante (sin duda, por aplicación de la ley del mínimo esfuerzo, lo que siempre es satisfactorio intelectualmente.)

Nuestro cerebro tiene una configuración lógica, que no hay que confundir con las experiencias de la vida cotidiana, acusación frecuente. prueba de ello son los logros tecnológicos y científicos, a los que se llega mediante el encadenamiento de pequeños pasos lógicos, incluso en las teorías más rompedoras y antiintuitivas.

Pero ante modelos muy fructíferos experimentalmente, le seguimos pidiendo su "traducción" a los conceptos que nuestra mente maneja. Pero estos conceptos están muy moldeados por nuestros sentidos, y facilita el autoengaño. Creemos que son conceptos claros la materia, la inercia, el movimiento, el espacio, el tiempo, la fuerza. Tenemos "sensaciones" intuitivas sobre ellos, que nos satisfacen, pero en realidad no comprendemos nada, ni sabemos los fenómenos o causas que subyacen bajo conceptos aparentemente simples. Estábamos muy satisfechos con las leyes de Newton, que nos permitían calcular muchas cosas. Pero ¿sabíamos algo sobre la materia, en qué consiste la "fuerza" o campo gravitatorio, su relación íntima con la masa (o la energía), etc? Incluso el propio movimiento de un cuerpo, sobre lo que parece que no hace falta saber más, es para mí una evolución compleja explicable a partir de la naturaleza ondulatoria de la materia (que no tiene referente intuitivo, salvo el efecto visual. global con la colaboración de la memoria.)
Y el espacio aparentemente vacío, objeto de este hilo, le vemos intuitivamente como un contenedor sin propiedades aparentes, que las adquiere al "llenarse" de las cosas que conocemos. Otro error intuitivo. (Para mí, y no soy el único, posee propiedades intrínsecas, y la alteración de estas propiedades (propiedad/es intensiva/s, en contraposición de las dimensiones espaciales que llamaríamos propiedad extensiva) daría lugar a todo lo existente, en un mundo TODO ONDAS, autoconfinadas en muchos casos.)

Pero en la búsqueda del conocimiento de la "realidad" tenemos unos límites cognitivos ya mencionados. Y nos resulta satisfactorio cualquier simplificación que consigamos. La explicación de las numerosas sustancias existentes mediante protones, neutrones y electrones ya fué un logro importantísimo. Pero la comprensión de la "esencia" última de las cosas nos estará vedado para siempre, pues sobrepasa lo que entendemos por lógica. Nos tendremos que conformar con manejar modelos, números y variables, buscando que estas sean las mínimas.

Pero la lógica, teniendo en cuenta la capacidad de abstracción de la mente humana y su capacidad de distanciarse de lo cotidiano, seguirá siendo una erramienta indispensable.

Por mucho que nos libremos del "sentido común" newtoniano, la física moderna presenta problemas de comprensión importantes. Feynman dijo que el que dijera que comprende la MC (aparte del formalismo), es que no ha comprendido absolutamente nada, Y Einstein criticaba al que creyera saber lo que es un fotón. Pero creo que lo aparentemente ilógico recuperará su lógica cuando sepamos más cosas, no por acostumbramiento.
De momento, abrir la mente a lo que nos parece incomprensible nos permitirá aceptarlo, pero no comprenderlo mejor. Pero seguir buscando la armonía con la lógica (bien entendida) me parece razonable. Aunque nunca lleguemos a comprender la "esencia" última de las cosas, como ninca comprenderemos la conciencia (ni siendo creyentes), creo que llegaremos a unos conocimientos que nos parezcan intelectualmente satisfactorios y lógicos.

Esto también es un comentario general.

Para Baikonur: La física clásica era una aproximación a la realidad. La física actual también, pero mucho más próxima y explicando muchas más cosas. Luego hemos avanzado mucho. De poco valía manejar conceptos muy claros y rotundos si no se correspondían suficientemente con la realidad.

Saludos.





Saludos.

[mat]

El enfoque no es filósofo-matemático ni conceptual sino físico, ¿no es un error físico decir que en el entorno de una gran masa hay una curvatura del espacio?

No es ningún error.

Lo único que se está diciendo con ello es que, si bien el Modelo matemático consistente en representar el Espacio-Tiempo como una Variedad Lineal Euclídea junto a determinadas leyes dinámicas (Física Newtoniana) explica y predice bien lo que medimos en multitud de observaciones y experimentos, resulta que otro Modelo matemático consistente en representar el Espacio-Tiempo como una Variedad Pseudo-Riemanniana junto a determinado Campo Tensorial "Stress-Energy" (Relatividad General) no sólo explica y predice bien las medidas de los experimentos y observaciones que dicho anterior modelo también explicaba, sino que además explica y predice correctamente otro buen conjunto de datos obtenidos en observaciones y experimentos, que el anterior modelo no podía explicar ni reproducir.

la física moderna tiene aspectos conceptuales que le hacen ser contradictoria, rica y llena de matices por ejemplo al decir que un agujero negro no es tan negro o que el vacío realmente no está tan vacío

Eso no son contradicciones. En todo caso el "problema" es haber elegido para tales conceptos físico-matemáticos unos nombres que suscitan un significado "intuitivo previo". Para evitar este "problema" podríamos mantener la definición físico-matemática de tales entes pero cambiarles el nombre, para que la gente entienda que "son lo que dice su definición físico-matemática; no lo que inspire en cada uno, el nombre que le pongamos".

Por ejemplo, si al "vacío" empezamos a llamarlo "gjslsitjtl" ya no tendrás esa "contradicción".

Igualmente, si a "agujero negro" empezamos a llamarlo "asñlghotg" ya no tendrás ninguna contradicción.

No sería mala idea cambiar los nombres de todos los conceptos físico-matemáticos y ponerles nuevos nombres que sean palabras que en nada se parezcan a una palabra del lenguaje común. Que todos los nuevos nombres sean palabras como "gljxñs", "lhlhñyo", "ghldos", "añlshgl", etc Ello no cambiaría ni un ápice su significado (que es lo que diga la correspondiente definición físico-matemática, no el nombre que le pongamos) y así nos ahorraríamos un montón de confusiones, ya que la gente no les asignaría ningún significado intuitivo superfluo basándose en el nombre que tiene.

En física clásica esta contradicción conceptual no existe, el vacío está vacío y un agujero negro es completamente negro

Bueno, eso de que no existe, dependerá de cada persona. Habrá personas para las que "agujero negro" signifique ANO, y para ellas ya no será tan negro, sino que depende de la luz que haya, pudiendo llegar a pensar que es incluso marrón oscuro en vez de negro. Para estas personas, la Física Clásica será tan "contradictoria" como cualquier otra. Es el problema de creer que el nombre de un concepto contiene su significado.

me pregunto si conceptualmente se ha avanzado o se ha retrocedido

Depende de a qué te refieras con "conceptualmente". Si te refieres a la actividad de "qué nombres elegimos para los conceptos que vayamos definiendo matemáticamente", pues mientras sigamos usando nombres que "se parezcan" a los nombres de otros conceptos intuitivos habituales, siempre existirá el problema de que alguna gente confundirá "el significado del concepto al que hemos puesto dicho nombre" con "el significado intuitivo-personal que a mí me da la gana de asignar arbitrariamente a todo lo que lleve un nombre parecido a ese". Pero dado que ese "problema" sólo lo tendrán ese tipo de personas (los que están empezando y no saben demasiado aún) y dado que el usar sólo nombres como "ghhlsi" , "hhslso" , "yhñsiñ", etc es un poco pesado e incómodo, lo más probable es que la nomenclatura no vaya a cambiar mucho en el futuro.

Ahora bien, si te refieres a si se han ido creando CONCEPTOS (independientemente del nombre que decidamos asignar a cada uno de ellos) físico-matemáticos cada vez más útiles y esclarecedores.....la respuesta es un rotundo SÍ.