Revista de Attos

Volúmen #25, junio/2006

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Immanuel Velikovsky

Falta una Nueva Teoría Eléctrica

Por Dr. Harold Puthoff

Dr. Harold Puthoff

La física clásica nos dice que si pensamos en un átomo como si fuera un sistema solar en miniatura con sus planetas electrónicos orbitando alrededor de un sol nuclear, entonces no debería existir. Los electrones circulantes deberían irradiar su energía como si fueran antenas microscópicas y deberían también moverse espiralmente hacia el núcleo.

Para resolver este problema, los físicos tuvieron que crear un conjunto de reglas matemáticas, llamadas mecánica cuántica, para describir lo que sucede. La teoría cuántica endosa la materia con características corpusculares y ondulatorias por igual. También encasilla a los electrones a órbitas particulares, o niveles de energía, de modo que no puedan irradiar su energía a menos que brinquen de una órbita a otra.

Al medir las lineas espectrales de los átomos se verifica que la teoría cuántica es correcta. Los átomos parecen emitir o absorber paquetes de luz, o fotones, con una longitud de onda que coincide exactamente con la diferencia entre sus niveles de energía como lo predice la teoría cuántica. Como resultado de ello, la mayoría de los físicos se contentan simplemente con usar las reglas cuánticas que describen de manera tan precisa lo que sucede en sus experimentos.

Sin embargo, cuando repetimos la pregunta: "¿Pero por qué el electrón no irradia su energía?", la respuesta es: "Bueno, en la teoría cuántica sencillamente no lo hace". Es en este punto en el que no solo cualquier persona sino también los físicos comienzan a sentir que alguien no está jugando derecho. De hecho, mucha de la física moderna está basada en teorías planteadas en una forma que funciona pero que no responden a las preguntas fundamentales de qué es la gravedad, por qué el universo es como es, o cómo es que comenzó después de todo. Sorprendentemente, puede que haya respuestas a estas preguntas aparentemente irrespondibles. Quizás aún más sorprendente, las respuestas parecen estar surgiendo del espacio vacío, el vacío, la nada.

De hecho, de acuerdo a la teoría cuántica, el vacío, el espacio existente entre las partículas de materia igual que entre las estrellas, no está vacío, está lleno con vastas cantidades de energía fluctuante.

Para entender esta extraordinaria idea, vamos a tener que hacer una pausa en el fenómeno de las "fluctuaciones" con el que la teoría cuántica abunda. Las fluctuaciones representan uno de los conceptos más fundamentales provenientes de las matemáticas empleadas en la teoría cuántica. Este es el principio de incertidumbre enunciado por Werner Heisenberg en 1927, el cual dice que es imposible saber todo acerca de un sistema debido a lo que parecieran ser fluctuaciones inherentes en la sustancia que compone a la naturaleza misma. De hecho, la mecánica cuántica es una teoría estadística que trata con probabilidades y que tiene profundas consecuencias acerca de nuestro entendimiento de lo que es la realidad. Por ejemplo, no podemos saber la posición y el momentum de un electrón al mismo tiempo. Si conocemos su momentum, o energía, de manera precisa, entonces podemos determinar su posición solo probabilísticamente.

Esta "borrosidad" de posiciones descritas en términos de ondas de probabilidad da una idea del tamaño y forma en la que una órbita electrónica fluctúa en un átomo. También significa que la energía de una partícula o un sistema es "borrosa" y que por lo tanto hay una pequeña probabilidad de que cambie, o que fluctúe, a otro valor. De hecho, un sistema en verdad puede, por fluctuación, atravezar por una especie de "tunel" una barrera de energía debido a que existe una pequeña pero finita probabilidad de que el sistema exista al otro lado de la barrera. Discutiré mas adelante la causa posible para tal fenómeno de fluctuación.

El adjetivo punto-cero denota que el movimiento existe aún a una temperatura de cero absoluto donde no quedan efectos de agitación térmica. Aún cuando no podemos observar la energía de punto-cero en, digamos, el reloj de péndulo de nuestro abuelo debido a que es muy pequeña, es aún sin embargo real. En muchos sistemas físicos esto tiene consecuencias importantes. Un ejemplo es la presencia de una cierta cantidad de "ruido" en un receptor de microondas que no se puede quitar NUNCA, sin importar lo perfecta que sea la tecnología.

Esta energía de punto-cero es el resultado de fluctuaciones aleatorias impredecibles de la energía del vacío, como lo predice el principio de incertidumbre, el cual es cero en la teoría clásica.

De hecho, estas fluctuaciones pueden ser lo suficientemente intensas como para causar que se former partículas a partir del vacío espontáneamente, siempre y cuando desaparezcan de nuevo antes de violar el principio de incertidumbre. Esta formación temporal de partículas "virtuales" es algo parecido al aerosol que se forma cerca de una cascada turbulenta. (también llamada "espuma cuántica"... Vangard).

De todos estos fenómenos de fluctuación de punto-cero, las fluctuaciones de punto-cero de energía electromagnética son las más fáciles de detectar. Las ondas electromagnéticas tienen modos estacionarios, o viajeros, que son un poco como los varios modos de ondas viajando a lo largo de una cuerda que se sacude. Cada conjunto de ondas tiene su propio y característico conjunto de nodos y crestas. Resulta que aún cuando la energía de punto-cero en cualquier modo particular de un campo electromagnético es diminuta (equivalente a la mitad de la energía de un fotón), hay casi un número infinito de posibles modos de propagación, esto es, frecuencias y direcciones. La energía punto-cero sumó todos los modos posibles, por lo tanto, es bastante enorme. Tan difícil como sea de creer, es mas grande que la densidad de energía en el núcleo atómico. Y esto es igual en todo lo que se ha dado a llamar espacio "vacío" a nuestro alrededor.

Debido a que la energía punto-cero de los campos electromagnéticos es tan grande, se podría esperar ver estos efectos fácilmente, pero ese no es el caso debido a que su densidad es muy uniforme. Así como un objeto sostenido en un vacío verdadero probablemente no caerá espontáneamente, así un objeto bombardeado uniformemente sobre todos sus lados por paquetes de energía punto-cero no hará lo mismo debido a las condiciones balanceadas del bombardeo uniforme. La única evidencia de tal oleada de energía podría ser una minúscula vibración del objeto. Tal mecanismo se piensa que está involucrado con las vibraciones de los movimientos de punto-cero.

Hay situaciones, sin embargo, donde la uniformidad de la energía punto-cero electromagnética is levemente perturbada y esto lleva a los efectos que realmente se pueden medir. Una situación es cuando la energía punto-cero perturba levemente el espectro de lineas de transiciones entre los niveles cuánticos en los átomos. Esta perturbación se conoce como el brinco de borrego, llamado así por el físico americano Willis Lamb. Su trabajo, llevado a cabo a finales de los 40's, usando técnicas desarrolladas para el radar de tiempos de guerra, mostró que los efectos de las fluctuaciones de punto-cero del campo electromagnético era el de agitar levemente a los electrones en sus órbitas atómicas, llevando eso a un cambio en la frecuencia de transiciones de aproximadamente 1,000 Megahertz.

Otro efecto, también nombrado debido a su descubridor, es el efecto casimir -el cual predice que dos placas de metal cerca una de la otra se atraen mutuamente. Considere un conjunto de placas separadas por una distancia dada. En el espacio entre las placas, únicamente podrán existir aquellas fluctuaciones para las cuales un número entero de medias ondas apenas llenen la distancia, igual como sucede con las ondas formadas al sacudir una cuerda atada en ambos extremos. Fuera de las placas, las fluctuaciones pueden tener muchos mas valores distintos debido a que hay mas espacio. El número de modos fuera de las placas, todos los cuales llevan energía y momentum, es mas grande que los de adentro. Este desbalance empuja a las placas una contra la otra. (las placas de metal estarían sirviendo como refractor de energía punto cero...Vangard).

¿Qué tiene esto que ver con nuestra pregunta básica de por qué el electrón en un átomo simple de hidrógeno no se irradia mientras circula los protones en su órbita de energía más baja? He considerado este punto tomando en cuenta lo que otros físicos han aprendido en el curso de los años acerca de los efectos de la energía punto-cero. Descubrí que se puede considerar al electrón como si estuviera irradiando su energía contínuamente como lo predice la teoría clásica, pero absorbiendo simultáneamente una cantidad compensatoria de energía del siempre presente mar de energía punto-cero en el cual el átomo está inmerso. Un equilibrio entre estos dos procesos conduce a los valores correctos de los parámetros que definen la energía mas baja, u órbita de estado neutro (ver "¿Por qué los átomos no se colapsan?", New Scientist, julio de 1987). Por lo tanto, hay un equilibrio dinámico en el cual la energía punto cero estabiliza al electrón en un conjunto de órbitas bajas, neutras. Parece como si la misma estabilidad de la materia misma dependiera de un mar subyacente de energía electromagnética punto-cero.

La gravedad como una fuerza casimir de largo alcance

Al tiempo que provee nueva información de la teoría cuántica, las fluctuaciones de punto-cero también nos dán información adicional acerca de la gravedad. La teoría general de la relatividad de Einstein describe bien la gravedad pero todavía no conocemos su naturaleza fundamental muy bien. La teoría es básicamente descriptiva sin revalar la dinámica subyacente de tal descripción. Como resultado de ellos, se han hecho esfuerzos para unificar la gravedad con otras fuerzas (electromagnética, fuerzas nucleares débiles y fuertes) o para desarrollar una teoría cuántica de la gravedad los cuales han encontrado una y otra vez dificultades que tienen sus orígenes en una falta fundamental de conocimiento. Para rectificar estas dificultades, los teoristas han recurrido a niveles de sofisticación y abstracción matemática cada vez mas elevados, tal y como sucedió con el desarrollo reciente de las teorías de la supergravedad y las supercuerdas.

El bien conocido físico ruso Andrei Sakharov tomó un camino completamente diferente para explicar tales dificultades. Sakharov sugirió que la gravedad podría no ser una interacción fundamental, sino un efecto residual secundario asociado con otros campos no gravitacionales. La gravedad podría ser un efecto provocado por cambios en la energía de punto-cero del vacío, debido a la presencia de materia ("Una clave para entender la gravedad", New Scientist, abril de 1981). Si esa suposición es correcta se podría considerar a la gravedad como una variación en el tema casimir, en la cual las presiones de la energía punto-cero son nuevamente responsables. Aún cuando Sahkarov no desarrolló el concepto mas a fondo, sí planteó ciertos criterios que tal teoría tendría que tener. Por ejemplo predecir el valor de la constante gravitacional G en términos de los parámetros dados por la teoría de la energía punto-cero.

He estudiado el enfoque de Sakharov hacia la gravedad en detalle con algunos resultados positivos. Una partícula ubicada en el mar de flucuationes electromagnéticas punto-cero desarrolla un movimiento de "temblor", o de zitterbewegung, como lo llaman los físicos alemanes. Cuando hay dos o mas partículas, cada una es influenciada no únicamente por el campo flctuante subyacente, sino también por los campos generados por las otras partículas, todo llevando por igual un movimiento zitterbewegung. El apareamiento entre las partículas debido a estos campos produce la fuerza atractiva gravitacional. La gravedad puede, por lo tanto, ser entendida como una especie de fuerza casimir de largo alcance.

Debido a su cimentación electromagnética, la teoría gravitacional en esta forma constituye lo que se conoce como una teoría ya unificada. El principal beneficio de este enfoque es que ayuda a entender características de la forma como funciona la gravedad que previamente no tenían aplicación. Estas incluyen por qué la gravedad es tan débil; por qué existe la masa positiva y no la negativa; y el hecho de que la gravedad no pueda ser neutralizada debido a que las fluctuaciones punto-cero permean el espacio y así no puede ser evitada.

Asi que, si tenemos una explicación para los estados neutros atómicos no radiantes, ¿sabemos de donde viene la energía electromagnética punto-cero en primer lugar? Hay dos escuelas de pensamiento. Una es de que simplemente es una parte de las condiciones de frontera de nuestro universo, como, por ejemplo, la radiación subyacente dejada por el big bang. La otra es que la energía punto-cero se genera por movimientos fluctuantes cuánticos de partículas cargadas de este último. Yo asumo que los campos punto-cero impulsan el movimiento a través del universo, y a su vez, generan los campos punto-cero en la forma de un ciclo de retroalimentación regenerativo, no muy diferente a un gato persiguiendo su propia cola.

Este enfoque autoconsistente arrojó los valores correctos para el campo punto-cero. De esta forma, los campos punto-cero observados en un momento dado cualquiera se deben a radiación aleatoria que llega de partículas a través del universo las cuales ellas mismas sufren un movimiento punto-cero ("¿De donde viene la energía punto cero?", New Scientist, 2 de diciembre de 1989).

Estos campos punto-cero autoregenerativos tambiém producen las familiares propiedades de la teoría cuántica, como los fenómenos de fluctuación y el principio de incertidumbre, por ejemplo. Esto significa que pudiera ser posible modelar muchos aspectos de la teoría cuántica sobre las bases de interacciones aleatorias autoconsistentes entre partículas y los campos de fluctuación punto-cero que generan.

Aún cuando un conocimiento de los campos punto-cero emergió de la física cuántica conforme maduraba ese tema, Timothy Boyer, en el City College en Nueva York tomó una perspectiva contraria. A finales de los 60's, comenzó por preguntar qué pasaría si tomáramos la física clásica como estaba e introducíamos un fondo de campos punto-cero fluctuantes clásicos y aleatorios. Presumiblemente, tales campos se originarían en los procesos aleatorios iniciales del big bang y después por regeneración, tal y como lo acabo de describir. ¿Podría tal modelo completamente clásico reproducir la teoría cuántica en su totalidad, y podría esta posibilidad haber sido pasada por alto por los fundadores de la teoría quienes no estaban al tanto de la existencia de tal campo de fondo fluctuante?

Boyer comenzó atacando los problemas que condujeron a que se introdujera la teoría cuántica, en primer lugar, tal y como sucedió con la curva de radiación de un cuerpo negro y el efecto fotoeléctrico. Su arranque, enfoque neoclásico, produjo los resultados cuánticos conocidos uno por uno. Este enfoque es llamado "electrodinámica estocástica" (SED), en contraste a "electrodinámica cuántica" (QED). De hecho, Peter Milonni, en el laboratorio nacional de Los Alamos en los Estados Unidos, anotó en una revisión al trabajo de Boyer que si los físicos en 1900 hubieran pensado en tomar este camino, hubieran estado probablemente mas a gusto con este enfoque clásico que con la hipótesis de Max Planck de los quantums. Uno solo puede especular acerca de la dirección que los físicos hubieran tomado.

La lista de temas exitosamente analizados usando el enfoque SED, el cual produce los mismos resultados que cuando se usó el QED, ha sido ahora aumentada para incluir el oscilador armónico, las fuerzas Casimir y van der Waals, y los efectos térmicos de la aceleración a través del vacío.

De este trabajo emergieron razones para tales fenómenos como lo fué el principio de incertidumbre, el movimiento fluctuante de partículas, la existencia de fuerzas van der Waals aún a temperatura cero, y así sucesivamente, todas mostrando deberse a la influencia de la actividad incesante de los campos de fondo aleatorios.

Hay inclusive algunas lagunas notables en el desarrollo de la SED; por ejemplo, la derivación de la ecuación de Schrodinger, la cual sigue siendo un problema indomable. Varios investigadores tienen la confianza, sin embargo, de que este obstáculo pueda ser salvado. Hasta que la teoría tal y como la hemos llegado a conocer sea enteramente reemplazada por una teoría clásica reconstruída en el futuro cercano.

Pero independientemente del resultado final, los éxitos a la fecha del enfoque SED, que subraya el papel de las fluctuaciones del fondo punto-cero, significa que cuando el capítulo final de la teoría cuántica sea escrito, las fluctuaciones de campo en el espacio vacío serán recompensadas con una posición honorífica.

Y ahora la mas grande pregunta de todas, ¿de donde vino el universo? O, en terminología moderna, ¿qué comenzó el big bang? ¿Podrían tener algo que ver la fluctuaciones cuánticas en el espacio vacío también con esto?

Edward Tyron, de la City University de Nueva York así lo pensó en 1973 cuando propuso que el universo pudo haberse originado como una fluctuación del vacío pero a gran escala, como "simplemente una de esas cosas que suceden de vez en vez".

Esta idea fué después refinada y actualizada dentro del contexto de la cosmología inflacionaria por Alexander Vilenkin de la Tufts University, quien propuso que el universo es creado por un entunelamiento cuántico de literalmente nada a algo que le llamamos universo. Aún cuando resulte altamente especulativo, estos modelos indican que los físicos se encuentran a sí mismos volteando una y otra vez al vacío y a sus fluctuaciones en busca de respuestas.

Aquellos con una mente práctica pudieran continuar con una pregunta mas sin respuesta. ¿Se pueden encontrar aplicaciones mundanas para esta piedra Rosetta emergente de la física? ¿Será posible extraer energía eléctrica del vacío? Robert Foward de los laboratorios Hughes en Malibu, California, ha considerado esta posibilidad. ¿Podría el ingeniero del futuro especializarse en "ingeniería del vacío" tal y como el laureado premio nobel de física Tsun-Dao Lee lo dijo? ¿Podría ser resuelta la crisis energética conduciendo las energías del "mar" punto-cero? Después de todo, la forma básica de la energía punto-cero es altamente aleatoria y tiene a cancelarse a sí misma, de modo que si pudiera encontrarse una forma de traer orden al caos, entonces, debido a la naturaleza altamente energética de las fluctuaciones del vacío, se podrían producir efectos relativamente grandes.

Dada nuestra relativa ignorancia hasta este punto, debemos referirnos a una cita dada por el historiador de la ciencia soviética, Roman Poldolny, cuando contempló este asunto. "Sería tan presuntuoso el negar la factibilidad de aplicaciones prácticas como irresponsable sería el garantizarlas". Solo el futuro podrá revelar el uso último al que los humanos pondrán este fuego de los dioses, las fluctuaciones cuánticas del espacio vacío.

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