El principio de equivalencia es una de las piedras angulares de la relatividad general. Los físicos, ahora, han usado la mecánica cuántica para mostrar cómo se produce el error.
El principio de equivalencia es una de las ideas más fascinantes
de la ciencia moderna.
Afirma que la masa gravitatoria y la masa inercial son idénticas.
Einstein lo expresó así: la fuerza gravitatoria que experimentamos
en la Tierra es idéntica a la fuerza que experimentaríamos sentados
en una nave espacial bajo la aceleración de 1g.
Newton podría haber dicho que la m de F=ma es el mismo
que la m de F=Gm1m2/r^2.
Parece sensato.
Sin embargo, no es más que una afirmación.
Por supuesto, podemos medir la equivalencia con una precisión
cada vez mayor, pero no hay nada que nos impida pensar
que en algún punto la relación se romperá.
De hecho, existen varias modificaciones a la teoría
de la relatividad que predicen que pasará.
Una cuestión importante es lo que la mecánica cuántica tiene
Una cuestión importante es lo que la mecánica cuántica tiene
que decir al respecto.
Pero hasta ahora, los físicos no han sabido utilizar la teoría cuántica para averiguar el comportamiento de la masa inercial
y la gravitacional.
Pero debido al extraordinario trabajo de Endre Kajari,
Pero debido al extraordinario trabajo de Endre Kajari,
de la Universidad de Ulm en Alemania, y sus colegas,
muestran cómo es posible crear situaciones en el mundo cuántico
en el que los efectos de la masa inercial y la gravitatoria
son diferentes.
Tanto es así, que estas diferencias pueden ser arbitrariamente grandes.
Su idea empieza por apuntar una importante distinción entre
Su idea empieza por apuntar una importante distinción entre
la cinemática, que se ocupa exclusivamente del movimiento,
no de cómo surge, y la dinámica que se centra en el origen
del movimiento.
En el mundo clásico, esto no influye en los efectos
de la masa inercial y la gravitatoria.
Sin embargo, en el mundo cuántico, la disposición de estos estados tiene una importancia enorme.
Sin embargo, en el mundo cuántico, la disposición de estos estados tiene una importancia enorme.
Señalan, por ejemplo, que la función de onda de una partícula
en una caja no depende de la masa en absoluto,
mientras que la energía de la función de onda de un oscilador armónico depende de la raíz cuadrada de la masa.
Esto lleva a una idea interesante: que es posible crear combinaciones de cajas gravitacionales y electromagnéticos y de osciladores,
Esto lleva a una idea interesante: que es posible crear combinaciones de cajas gravitacionales y electromagnéticos y de osciladores,
en las que la masa inercial y la gravitatoria, desempeñen
distintas funciones.
Resulta que los físicos ya lo hacen, precisamente,
Resulta que los físicos ya lo hacen, precisamente,
con este tipo de configuración: un 'átomo trampolín',
en la que una onda de materia cae bajo la influencia de la gravedad, pero es devuelta por una fuerza electromagnética.
Ellos calculan que los valores propios energéticos del átomo
son proporcionales a la (masa gravitatoria)^2/3,
pero a una (masa inercial)^-1/3.
Un resultado sorprendente.
Un resultado sorprendente.
El tipo de espectroscopia energética de los átomos o
Condensado de Bose-Einstein que puede avistar
esta diferencia no debería plantear problemas, si no ahora,
será muy pronto en los próximos años.
Si tiene éxito, este tipo de investigaciones será una manera
Si tiene éxito, este tipo de investigaciones será una manera
totalmente nueva de estudiar la naturaleza de la masa o,
quizás más importante aún, de investigar la misteriosa relación
entre la relatividad general y la mecánica cuántica.
Por ejemplo, los cosmólogos quisieran saber cómo se comporta
Por ejemplo, los cosmólogos quisieran saber cómo se comporta
la masa inercial y gravitacional en las condiciones más extremas
del Universo, como el interior de los agujeros negros.
Esto promete ser emocionante dentro de poco años.
Esto promete ser emocionante dentro de poco años.
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