La aceleración de la luz
Óscar Monroy Cárdenas [email protected] Universidad Nacional Mayor de San MarcosLima – Perú
Resumen: El estudio de la variación de la velocidad de la luz en el vacío con el tiempo utilizando el modelo de los cuantos vectoriales conduce al concepto de aceleración de la luz. Se ha obtenido una fórmula, la cual describe la aceleración de la luz en función del tiempo para una magnitud dada del cuanto vectorial local. Se observan dos direcciones posibles para la aceleración de la luz. Si una de ellas depende de la consciencia del observador, la otra dirección es independiente de la consciencia. Se establecen dos condiciones para justificar la percepción en línea recta de los rayos de luz: la primera es que los cuantos vectoriales asociados al espacio físico y al inconsciente del observador deben estar casi equilibrados, y la segunda es que los vectores aceleración de la luz asociados al espacio físico y al inconsciente del observador también deben estar casi equilibrados. Existiría una correlación fundamental de estímulo y respuesta entre las fluctuaciones de los cuantos vectoriales asociados al espacio físico y al inconsciente del observador. Complementariamente, existiría también una correlación fundamental de estímulo y respuesta entre las fluctuaciones de la aceleración de la luz, asociadas al espacio físico y al inconsciente del observador. Finalmente, se demuestra que los rayos de luz estarían mucho más enrollados en el nivel microcósmico que en el nivel macrocósmico.
Palabras clave: Cuanto vectorial, aceleración de la luz, enrollamiento de los rayos de luz, fluctuaciones de la aceleración de la luz, aceleración de Planck.
Abstract: The study of variation of the speed of light in vacuum with time using the vector model quanta leads to the concept of acceleration light. It was obtained a formula which describes the acceleration of light versus time for a given magnitude as the local vector. two possible directions for acceleration of light are observed. If one depends on the consciousness of the observer, the other direction is independent of consciousness. two conditions are established to justify the imposition straight line of light rays: the first is that the few vector associated with the physical space and the unconscious observer should be almost balanced, and the second is that the acceleration vectors of light associated the physical space and the unconscious observer should also be almost balanced. There would be a fundamental stimulus-response correlation between fluctuations of the few vector associated with the physical space and the unconscious of the observer. In addition, there would also be a fundamental stimulus-response correlation between fluctuations of the acceleration of light, associated with the physical space and the unconscious of the observer. Finally it is shown that light rays would be much more wound on the microcosmic level in the macrocosmic level.
Keywords: The vector, acceleration of light, scrolling light rays fluctuations acceleration of light, Planck acceleration.
1. Introducción
En las teorías físicas convencionales, la propagación rectilínea de la luz en el vacío, es decir en su estado natural, se admite como un hecho irrefutable a toda escala espacial, como si el universo fuese un sistema inercial, como se muestra en [1], [2], [7] y [8]. Sin embargo, en un artículo anterior [3] al desarrollar la idea del universo como un sistema abierto, surgió la necesidad de tratar de describir su dinámica en términos de vectores velocidad angular llamados cuantos vectoriales locales [3] - [6]. En este contexto, la acción de los cuantos vectoriales sobre los rayos de luz obligarían a éstos a cambiar de dirección, siendo su trayectoria una especie de espiral cónica. Pero dicha trayectoria no se observaría en la escala humana porque la mente del observador no lo permite.
En la escala humana, habría un equilibrio aproximado entre los cuantos vectoriales asociados al espacio libre con los cuantos vectoriales asociados a la mente del observador, lo cual sólo permite percibir la propagación rectilínea de la luz. Pero esto no sería cierto en el nivel microcósmico donde los rayos de luz son fuertemente afectados por los cuantos vectoriales locales, los cuales tienen magnitudes mucho mayores que los correspondientes a la escala humana. Una consecuencia de ello sería que los rayos de luz deben enrollarse y el comportamiento del sistema en el nivel microcósmico se verá extraño con respecto al comportamiento del sistema en la escala humana, donde los rayos de luz se perciben rectilíneos.
Otra consecuencia es que en el espacio libre del microcosmos un cuanto vectorial característico podría descomponerse por adición de sus componentes cada vez de menor magnitud,
conformando así un patrón de distribución que caracteriza al sistema microcósmico [6]. Si esto ocurre, entonces un rayo de luz se puede descomponer en dos o más estados resonantes, cada uno de los cuales o una distribución particular de ellos, determinaría el espectro del sistema microcósmico.
Puesto que todo sistema natural posee pulsaciones que lo caracterizan, sería posible obtener una medida bien definida de su frecuencia de resonancia, siempre que la incertidumbre de la frecuencia angular de la luz utilizada sea comparable a la frecuencia de la pulsación intrínseca del sistema. Consecuencias relevantes de esta propuesta fueron mostradas, a toda escala espacial, en el artículo [6].
Se dice que un rayo de luz se encuentra en un estado resonante si el cuanto vectorial que lo dirige corresponde al espacio ocupado por un sistema natural, al que llamaremos espacio físico. En estos estados resonantes, los rayos de luz deben estar enrollados y regulados por la aceleración producida por cada cuanto vectorial, que podemos denominar
aceleración de la luz. El propósito de este trabajo es
explicar el enrollamiento de los rayos de luz en el nivel microcósmico mediante el concepto de aceleración de la luz.
El concepto de aceleración de la luz emerge de modo natural a partir de la propuesta de que el universo es un sistema abierto y dinámico, siendo su principal utilidad explicar el enrollamiento de los rayos de luz. La realidad objetiva es que somos inconscientes de la dinámica inherente al universo y que la realidad subjetiva es que somos conscientes de sus efectos mensurables, como la medida de la frecuencia de vibración que percibimos en un sistema natural.
Se sabe que el acto de la observación implica una interacción entre el sistema físico y el observador. En nuestro estudio, al asociarle cuantos vectoriales al inconsciente del observador, recíprocos a los del espacio físico, implicaría una correlación de estímulo y respuesta entre el sistema físico y la mente del observador, que podría ser explicada teniendo en cuenta la aceleración de la luz.
Por tanto, para comprender el comportamiento de un sistema natural, a toda escala espacial, es necesario estudiar la propagación de la luz de manera holística en el contexto del universo dinámico y su correlación con la mente humana. 2. La fórmula de la aceleración de la luz Las ecuaciones paramétricas que describen la trayectoria de un rayo de luz en el espacio libre son:
x(t) atcos t (2.1)
y(t) at sen t (2.2)
z(t) bt (2.3) donde las cantidades a y b son constantes positivas definidas por: a 1 3c (2.4) b 2 2 3 c (2.5)
siendo c 3 x 108 m/s la rapidez de la luz en el vacío en un marco inercial. La cantidad denota la frecuencia angular asociada al espacio ocupado por el sistema. Además, t tp > 0, donde tp es el tiempo de Planck.
Las derivadas de segundo orden correspondientes a las Ecs. (2.1), (2.2) y (2.3) son, respectivamente:
2 2 2 d x 2 sen t t cos t dt a a (2.6) 2 2 2 d y 2 cos t tsen t dt a a (2.7) 2 2 d z 0 dt (2.8) Elevando al cuadrado las Ecs. (2.6), (2.7), (2.8) y luego sumando, se tiene:
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 d x d y d z a (t) dt dt dt
donde a (t) denota la aceleración de la luz dependiente del parámetro del tiempo t para una frecuencia angular dada. Entonces, sustituyendo (2.6), (2.7) y (2.8), se tiene: 2 2 2 a (t) (2 sen t + tcos t)a a (2a cos t tsen t)a 2 2 2 2 2 2 2 4 2 2 a (t) 4a sen t + t cos ta 4a2 3tsen tcos t 4a2 2cos t2
2 4 2t sen t 42 2 3tcos tsen t
a a
a (t) 2a 1 ( t / 2)2 (2.9) O también: a (t) a0 1 ( t / 2)2 (2.10) donde: a0 2 2 3 a = c (2.11) Esta cantidad es la aceleración inicial (umbral de aceleración) de la luz para un dado, característico de la escala espacial en consideración.
3. Discusión y resultados
La fórmula de la aceleración de la luz (2.10) indica la rapidez con la que cambia la velocidad de la luz. Tiene similitud matemática con la fórmula de la velocidad variable de la luz mostrada en el artículo [5]:
2
c (t) c 1 ( t / 3) (2.11)
Figura 1. Cada punto de la trayectoria real de un rayo de
luz experimenta una aceleración dirigida hacia el cuanto vectorial y perpendicular a este.
La aceleración del rayo de luz es producida por el cuanto vectorial local. Según la Ec.(2.8) no tiene componente en el eje z (que es la dirección en la que se propagaría el rayo si el marco fuese inercial), por lo que será paralela a la sección transversal de la espiral cónica. Así, cada punto del rayo de luz experimentará una aceleración dirigida hacia el cuanto vectorial y será perpendicular a éste, es decir, a la línea visual (si el marco fuese inercial), tal como se muestra en la Fig. 1.
Los signos en la Ec.(2.10) significan que la aceleración de la luz siempre tendrá dos posibles direcciones. Si una de ellas a se describe en el espacio físico, es decir, depende de la consciencia del observador, la otra a´ ´es independiente de la consciencia del observador. Entonces, tendría sentido asociar una de las direcciones de la aceleración de la luz al inconsciente del observador. Por consiguiente, para que un observador perciba los rayos de luz en línea recta, se deben cumplir las condiciones de cuasiequilibrio:
´ 0 (2.12) a a´ ´ 0 (2.13)
La condición (2.13) se sigue de la (2.12). Significa que los vectores aceleración de la luz asociados al espacio físico a (t) y al inconsciente del observador a´ (t)´ están casi equilibrados en cada instante t. No se anulan exactamente. En consecuencia, existirían fluctuaciones periódicas intrínsecas a de la aceleración de la luz (véase la Fig.2). ¿Qué podrían significar estas fluctuaciones? Es prematuro contestar esta pregunta en esta etapa de la investigación.
Figura 2. Los cuantos vectoriales y los vectores aceleración de la luz asociados al espacio físico y al inconsciente del
observador. Estos vectores no se equilibran exactamente debido a que presentarían fluctuaciones intrínsecas inducidas probablemente desde el espacio tetradimensional.
Se puede investigar el comportamiento de la aceleración de la luz en función del tiempo, expresado por la fórmula (2.10), para cada asociada a la escala espacial en consideración, la cual se expresa (véase el artículo [5]) por:
2 3r
c (2.14) Aquí es claro que la frecuencia angular es inversamente proporcional al radio r de la extensión espacial.
En la Fig. 3, se muestra la variación de la aceleración de la luz para tres frecuencias angulares 1, 2, 3 tales que 1 > 2 > 3. Para
cada frecuencia la aceleración de la luz se incrementa de modo continuo en el curso del tiempo a partir de valores iniciales tales que
1 2 3
0 0 0
a a a , como lo prescribe la fórmula (2.10). Además, obsérvese que si r el universo será hipotéticamente un sistema inercial con 0, por lo que las Ecs. (2.9) y (2.11) se reducen respectivamente a:
a (t) 00 y c (t)0 c (2.15)
Figura 3. Comportamiento creciente de la aceleración de la luz en el curso del tiempo, para tres frecuencias 1, 2 y 3, tales que 1 > 2 > 3. En t = tp (o en cualquier otro instante de referencia), existirán aceleraciones iniciales
1
0
a ,
2
0
a y a0 3 tales que a0 1 a0 2 a0 3. Obsérvese que en el límite cuando = 0, la aceleración de la luz es a0(t) = 0.
Obsérvese en la Fig. 3, que la simetría que muestra la gráfica de la aceleración de la luz es consistente con las condiciones (2.12) y (2.13). Los signos de la aceleración de la luz están asociados a las direcciones de los cuantos vectoriales opuestos . En la Fig. 2, es claro que si ( ;a ) corresponde al espacio físico, entonces ( ´;a´ ´) deben corresponder al inconsciente del observador. Puesto que la percepción de los fenómenos naturales depende de la propagación de la luz y de la consciencia del observador, entonces, existiría una correlación fundamental de estímulo y respuesta
entre los fenómenos naturales (que se manifiestan en el espacio físico) y la mente del observador. Esto puede expresarse por la correspondencia:
´
( ;a ) ( ´;a´ )
Análogamente, para las fluctuaciones de los cuantos vectoriales y para las fluctuaciones de la aceleración de la luz asociados al espacio físico y a la mente del observador existiría también una correlación fundamental de estímulo y respuesta entre los fenómenos naturales (que se manifiestan
en el espacio físico) y la mente del observador. Esto puede expresarse por la correspondencia:
a a
Además, según las Ecs. (2.9) y (2.14) la aceleración de la luz será mayor en las regiones espaciales donde la frecuencia angular es grande y será menor en las regiones donde la frecuencia angular es pequeña. Por ejemplo, en el nivel microcósmico, donde la frecuencia angular es grande, la aceleración de la luz será mucho mayor que en el nivel macrocósmico.
Los resultados (2.15) se pueden interpretar, como se muestra en la Fig. 4. Si 1 > 2 la aceleración inicial de la luz para 1 será mayor que la aceleración inicial de la luz para 2, es decir
1 2
0 0
a a . Esto significa que el rayo de luz con frecuencia angular 1 estará más enrollado que el rayo con frecuencia angular 2, como lo prescribe la Ec.(2.9).
Figura 4. La aceleración de la luz es mucho mayor en el
nivel microcósmico que en el nivel macrocósmico. Los
rayos de luz se van desenrollando a medida que aumenta el radio de la extensión espacial y disminuye la frecuencia angular, como se muestra en los casos (a), (b) y (c). Solamente, cuando el universo sea de extensión infinita los rayos de luz se desenrollarán totalmente y serían verdaderamente rectos, como se muestra en el caso (d).
Análogamente, supongamos que la tercera frecuencia corresponda a la escala humana: 3 = h, entonces 2> h y la aceleración inicial de la luz para 2 será mayor que la aceleración inicial de la luz para h, es decir a0 2 a0 h. Esto significa que
el rayo de luz con frecuencia angular 2 estará más enrollado que el rayo con frecuencia angular h correspondiente a la escala humana. En el límite, cuando el universo sea un sistema inercial ( = 0) el rayo de luz se desenrollará totalmente y se cumplirán las Ecs.(2.15).
En la tabla 1, se muestran los valores que se obtendrían para la aceleración de la luz en el instante de tiempo t = 1 s, desde las regiones del espacio comparables al tamaño de un núcleo atómico hasta las regiones del espacio comparable a la vía láctea. Obsérvese que la aceleración de la luz disminuye progresivamente, lo cual significa que los rayos de luz pasarán de un estado muy enrollado en el nivel microcósmico a estados cada vez menos enrollados en el nivel macrocósmico. Es conveniente definir la magnitud de la aceleración de la luz en el régimen de Planck,
donde se debe cumplir:
p pt 2 (2.16) Reemplazando (2.16) en la Ec.(2.10), se tiene:
p 2 p 2 p p p a (t ) 1 ( t / 2) 3 c p 43 p p a (t ) a 10 c (2.17) Aquí, ap denota la aceleración de Planck, que se puede definir como la aceleración de la luz en el régimen de Planck producida por el cuanto vectorial
p en el tiempo tp. En la tabla 1, se expresan los
Sistema (m) r (Hz) /2 a (t = 1 s) Núcleo atómico 10 –15 10 23 10 4a p Átomo 10 –10 10 18 10–6a p Humano 1 10 8 10–26a p Tierra - Luna 10 9 10 -1 10–44a p Solar 10 11 10 –3 10–46a p Vía láctea 10 20 10 –12 10–55a p
Tabla 1. Valores de la aceleración de la luz en t = 1 s en términos de la aceleración de Planck (ap) desde el nivel microcósmico (núcleo atómico) hasta el nivel macrocósmico a gran escala (vía láctea).
Por tanto, teniendo en cuenta los datos experimentales de la tabla 1, y sabiendo que la Ec.(2.10) indica la rapidez del cambio de la velocidad de la luz (tanto en magnitud como en dirección), se llega a la siguiente conclusión:
Los rayos de luz se encuentran mucho más enrollados en el nivel microcósmico que en el nivel macrocósmico.
Este postulado tendría implicaciones relevantes para la evolución de la Física. Hasta ahora no se había pensado en la posibilidad que de que en el 99,9 % del espacio vacío asociado a una estructura física los rayos de luz estaban enrollados. Este planteamiento sólo es posible a partir de la interpretación de las fórmulas (2.10) y (2.11). En particular, en el nivel microcósmico los rayos de luz son fuertemente afectados por la acción de los cuantos vectoriales, ya que éstos tienen gran magnitud. En consecuencia, los rayos de luz cambiarán de dirección y se enrollarán rápidamente, porque en cada instante experimentan una aceleración creciente a medida que la luz se expande.
En el artículo [4], se mostró que los cuantos vectoriales locales, representativos de una escala espacial, se podrían descomponer por adición de partes cada vez de menor magnitud, distribuyéndose de acuerdo con una serie numérica específica compatible con un modelo de crecimiento presente en la naturaleza. Hay que remarcar que la descomposición de los cuantos vectoriales no es de acuerdo con las reglas del álgebra vectorial, sino de acuerdo con patrones geométricos existentes en la naturaleza. En consecuencia un rayo de luz se puede desdoblar en dos o más estados resonantes cuyas frecuencias angulares se podrían medir con gran exactitud. A su vez, para cada uno de estos
estados resonantes debe existir una aceleración, la cual determina el enrollamiento de los rayos de luz. Puesto que la fórmula de la aceleración de la luz (2.10) prescribe que los rayos de luz están muy enrollados en el nivel microcósmico (ya que al ser r pequeña es grande), entonces se puede pensar que el espacio físico estaría determinado por el enrollamiento de los rayos de luz y por consiguiente, tendría realidad física. Es más, en el espacio físico existiría una especie de programa inteligente que permitiría la formación de las estructuras físicas a partir del nivel microcósmico.
Por tanto, si no hay aceleración de la luz, no habrá enrollamiento de los rayos para la formación del espacio físico y no habrá formación de estructuras físicas.
Conclusiones
Para cada magnitud dada del cuanto vectorial característico de una escala espacial, la aceleración de la luz varía de modo continuo en el curso del tiempo a partir de valores iniciales, y tiene dos direcciones opuestas. Si una de las direcciones depende de la consciencia del observador, la otra es independiente de la consciencia del observador. Los rayos de luz se perciben en línea recta siempre que se cumplan dos condiciones: la primera es que los cuantos vectoriales asociados al espacio físico y al inconsciente del observador deben estar casi equilibrados, y la segunda es que los vectores aceleración de la luz asociados al espacio físico y al inconsciente del observador también deben estar casi equilibrados.
Existiría una correlación fundamental de estímulo y respuesta entre los cuantos vectoriales asociados al espacio físico y al inconsciente del observador.
Complementariamente, existiría también una correlación fundamental de estímulo y respuesta entre los vectores aceleración de la luz, asociados al espacio físico y al inconsciente del observador. Análogamente, existiría una correlación fundamental de estímulo y respuesta entre las fluctuaciones de los cuantos vectoriales asociados al espacio físico y al inconsciente del observador. Complementariamente, existiría también una correlación fundamental de estímulo y respuesta entre las fluctuaciones de la aceleración de la luz, asociadas al espacio físico y al inconsciente del observador.
Los rayos de luz se encuentran mucho más enrollados en el nivel microcósmico que en el nivel macrocósmico. Por tanto, el espacio físico se formaría a partir del nivel microcósmico.
Referencias bibliográficas
[1] Barrow, J.D. Cosmologies with varying light-speed, Physical Review D 59 (4), 2008.
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