LA ESENCIA FÍSICA Y LAS PIEDRAS ANGULARES DE LA ARQUITECTURA DEL UNIVERSO: LAS CONSTANTES FÍSICAS Y CÓSMICAS UNIVERSALES.
La Esencia física o naturaleza última del UNIVERSO consta de cuatro elementos: El escenario donde/cuando se extienden (el espacio físico) y evolucionan (el tiempo físico) , los entes tangibles de la materia y la radiación (los actores físicos), estableciendo influencias mutuas (el elemento interactivo o interacción) a través de las fuerzas y la energía con sus formas, bajo unas reglas físicas cósmicas o leyes físicas. Las leyes físicas establecen unas pautas de comportamiento espacio-temporales, radio-materiales e interactivas que delimitan y definen de forma coherente la organización y la evolución del Universo tanto microscópica como macroscópicamente. Cuantitativamente establecen unos valores universales que configuran al Universo tal como es y como la realidad física que observamos desde nosotros nos lo muestra: Son las constantes físicas (y cósmicas) universales. Se denomina “constante física” a un valor que se repite en todos los lugares y momentos en el espacio- tiempo (uniformidad y constancia), en base a los valores físicos que se considere. Son la expresión cualitativa y cuantitativa de las regularidades con las que está construido el Universo físico, son las piedras angulares del edificio del Universo y dada su repetitiva presencia en todas partes y en todo momento, constituyen las directrices de la armonía en la arquitectura del mismo. Las constantes físicas relacionan los valores físicos con un cantidad que los delimita definiendo así todo cuanto nos rodea. Existen valores prefísicos o matemáticos que poseen el mismo valor independientemente de las unidades de medida elegidas como son el “número pi” o el “número de Euler”.
El valor de una constante física universal es independiente de toda circunstancia física pero depende de las unidades elegidas. El ser humano investigador ha tomado el acuerdo de utilizar las siguientes unidades fundamentales de medida denominadas “Sistema Internacional de Unidades” (todas perfectamente definidas tanto conceptualmente como operativamente) que son : Para la medida de la 1ª dimensión física, el tiempo, el “segundo” ; para la medida de la 2ª dimensión física, la masa, el “kilogramo”; para la medida de la 3º dimensión física, la carga eléctrica, “el culombio” ; para la medida de la triple dimensión espacial vectorial, el “metro” (versión MKSC , del Sistema Internacional). Los entes tangibles en su versión material están cuantizados en partículas puntuales que ya estabilizadas adquieren unos valores de masa y carga legislativamente establecidos: Para los fermiones neutros, se tienen tres masas (una casi nula del neutrino electrónico, la menor masa material ; otra para el neutrino muónico y otra para el neutrino tauónico) y para los fermiones cargados tenemos la masa menor (electrón-positrón) y la masa mayor(protón-antiprotón). La propiedad independiente de la carga eléctrica está cuantizada por un único valor (aunque aporta tres signos a las partículas, neutro, negativo y positivo). La carga cuántica fue medida por Millikan en su experimento de la gota de aceite. Por otra parte se logró medir la relación carga/masa para el electrón y con ello, la masa del mismo. Análogamente para el protón.
Las masas de los neutrinos se estimaron en las mismas experiencias donde se crean, en la desintegración de partículas con excedente de energía interna (el los laboratorios de física de partículas). Para las partículas bosónicas la masa interna o propia es nula así como su carga. El valor extremadamente pequeño de estas constantes físicas nos muestran el nivel tan hiperfino de cuantización en la que se encuentra la materia y la radiación. En cuanto al tiempo y al espacio, ambos están cuantizados en el sentido de que existe un mínimo espacio no nulo internamente , indistinguible físicamente, amén de un tiempo no nulo, indistinguible en los cambios, siendo sus valores los denominados valores cuánticos de Planck Xp y Tp. Una vez formada una partícula material, además, del radio de Planck Xp, de dicha partícula, existe otra distancia especial denominada “distancia de confinamiento nuclear Xcn” , dentro de la cual operan las fuerzas nucleares que son confinadas en dicha distancia (es otra constante física universal ). El cuanto espacial Xp está relacionado con las demás constantes físicas Xp=Raiz(hG/C3) así como Tp =Raiz(hG/C5). La distancia Xcn, se relaciona con las constantes nucleares de los campos nucleares, o bien, con el contenido energético de sus bosones confinados. En la entidad interactiva tenemos la interacción gravitatoria cuya piedra angular es la “constante de gravitación universal G”, definida como G=FR2/MM´ , para cualquier pareja de partículas cualesquiera en el Universo, siempre se verifica que su fuerza atractiva gravitatoria multiplicada por el cuadrado de su separación y dividida entre sus masas, da el mismo valor en todas partes y en todo momento. Esta constante fue medida en primer lugar por Henry Cavendish. Para la interacción electrostática, la piedra angular es la constante eléctrica de Coulomb Ke, definida por Ke=FR2/QQ´ , para cualquier pareja de cargas, la fuerza interactiva por el cuadrado de su separación dividida entre sus cargas, tiene siempre el mismo valor universal y temporal. Luego, la constante magnética Km , que está relacionada con la velocidad de la luz y la constante eléctrica por C2 = Ke/Km . Las leyes de la física establecen dos límites físicos a toda la fenomenología y estructura del Universo: En primer lugar establece un límite a la velocidad de los entes físicos, es la velocidad de la luz (las partículas materiales no la superan y solamente la igualan , las partículas bosónicas como los fotones) : Es la ley relativista (Einstein) . Por otra parte, tanto los fermiones como los bosones (son los dos tipos generales de partículas físicas) están dotados de energía-masa y se comportan como partículas individualmente y como ondas (colectivamente) cumpliéndose que : Relación energía masa E/M=C2 (ley de Einstein, Relatividad) ; Relación L= h/p (ley de De Broglie, física cuántica-ondulatoria) y para los fotones, E= h f (ley cuántica de Max Planck , Física cuántica). En estas relaciones, la constante “h” denominada “constante cuántica de Planck” , establece límites mínimos para la cuantización de la materia y la radiación, que fue medida indirectamente en varios experimentos cuánticos (efecto fotoeléctrico y radiación del cuerpo negro) . Sin dudar, la constante más enigmática de todas es “C” , la velocidad de las ondas electromagnéticas como la luz, que es la misma para todos los sistemas de referencia , en toda circunstancia física y es la máxima velocidad con la que se separan o acercan dos partículas físicas en el Universo (medida clásicamente por el método de las paletas de Fizeau, por el método de Foulcault y perfeccionada posteriormente por Michelson). Se podría especular sobre el valor de estas constantes y sus repercusiones en la realidad física que construiría dando valores a m (1, 2 o 3 neutrinos),m, M, Q, G, Ke, Xp , Xcn C o h. En la realidad física, el valor excelentemente bajo de las masas y cargas cuánticas dan una gran dinamicidad y granulosidad microscópicas a las partículas así como una altísima indeterminación en las medidas de sus valores físicos (por ello, la experiencia que tenemos de ellas se acerca más a unas ondas de probabilidad que a partículas como las macroscópicas).
El hecho de que la masa del protón sea 1836 veces la del electrón, provoca la existencia del átomo nuclear, con todas las consecuencias que ello conlleva como por ejemplo, la individualidad o independencia de los cuerpos que se tocan y no se interpenetran, normalmente. El existir tres signaturas para las partículas tienen también repercusiones en atracciones y repulsiones que equilibradas conforman las estructuras estables de la materia. La existencia de una partícula material supone un punto físico de límite no nulo Xp así como una distancia de confinamiento nuclear Xcn que garantizan la acción de las interacciones nucleares fuerte y débil, y con ello, la construcción de una gran diversidad de núcleos y ,así, de la extraordinaria diversidad de elementos químicos en la naturaleza. La constante gravitatoria G es extraordinariamente baja (es una de las constantes más difíciles de medir en Física) y hace posible la indetectabilidad de las interacciones gravitatorias a nivel microscópico (donde reinan las interacciones electromagnéticas y dentro de la distancia Xcn, las nucleares) mientras que reina a nivel macroscópico por su carácter sumativo o efectivo. Las interacciones electromagnéticas poseen una constante Ke (y Km) de un altísimo valor de manera que sus interacciones son súper intensísimas y gracias a la dualidad de signos opuestos tales interacciones son efectivas (balance entre dos signos). A nivel microscópico son efectivamente muy intensas debido a la constante eléctrica así como a nivel macroscópico y localmente (en contacto próximo) pero se anulan macroscópicamente en la distancia obteniendo así la neutralidad eléctrica. En la distancia de confinamiento nuclear actúa la fuerza nuclear fuerte , la más intensa de la naturaleza, gracias a la cual, es posible la construcción de núcleos y la gran diversidad de estructuras químicas representadas en los elementos químicos de nuestro querido Sistema Periódico de los Elementos, piedra angular de la Química y de toda la Ciencia. En cuanto a la constante cuántica de Planck “h” , su valor extraordinariamente pequeño muestra la granulosidad ultrafina de los fotones : Los fotones de cualquier radiación, para cualquier energía total que esta lleve, sus corpúsculos portan una energía muy baja de manera que la radiación consta de una lluvia o enjambre de una fabulosa cantidad de cuantos de energía en vuelo. El valor tan pequeño de “h”, da lugar a valores muy pequeños de la distancia mínima física de Planck y del tiempo mínimo de Planck, y de las energías de los cuantos de energía: Todo está excelentemente granulado con granos casi imperceptibles estando la realidad física poblada por una ingente cantidad de fotones y partículas materiales. Por último, en esta vista introspectiva de las constantes físicas , tenemos de nuevo a la velocidad de la luz C que posee un valor altísimo respecto a las velocidades de los cuerpos que nos rodean pero no es tan alta a nivel astronómico pues la luz tarda una grandísima cantidad de tiempo en viajar de unos astros a otros dada las grandes distancias astronómicas. Como ya se vio, esta velocidad va por delante de toda velocidad para que la luz (o las ondas EM en general) sea la señal que abandere toda información proveniente de la materia y no sea esta la que llegue antes, cegando al Universo, asunto que no nos muestra la realidad física (juez de toda especulación).
La Esencia física descrita establece las bases metafísicas que apoyan los fundamentos físicos y, todo ello, sostienen la Estructura y la Fenomenología del Universo Físico (Cosmos) : Metafísica, Física, Astrofísica y Cosmología. Todo Universo con origen en su estado de Nada tiene como constantes cósmicas absolutas (para todo Universo posible) la nulidad de su energía total, de su carga total (valores escalares), de su cantidad de movimiento total y su momento cinético total (valores vectoriales). Ahora bien, pueden existir distintos universos independientes o paralelos (una cosa es que existan y otra cosa es que existan para nosotros, es decir, tengan presencia física , que nos interaccionemos mutuamente, en tal caso no sería otro universo sino parte del nuestro) con valores de arranque o iniciales diferentes cuantificados en “tres valores específicos”: Valor cósmico microscópico de la masa/energía del Bosón original H , valor cósmico macroscópico del Radio original de la superficie original de bosones ( y con ello, su masa y su densidad superficial) y la carga parcial de cada hemiuniverso. Son los tres valores cósmicos específicos de cada universo. Si la masa de cada bosón original H es pequeña, la superficie se poblará de mayor densidad de bosones (y de partículas futuras ) e inversamente. Como R=GM/C2 ,si el radio original de la esfera es más grande, más masa relativista tendrá el universo y de más energía dispondrá para construir estructuras materiales (con más o menos energía de interacción de todo tipo y de dinamicidad espacio-temporal o energías cinéticas) , así como mayor será el tamaño máximo que adquirirá tal universo en el momento de retorno hacia la implosión. Por último, en la materialización simultánea de la superficie de bosones se generarán las partículas y sus antipartículas con masas/velocidades de lanzamiento estadísticamente distribuidas (desde M=0 a M=Mbosón/2 y desde V=0 a V=C) aleatoriamente por toda dicha superficie así como el signo de su carga eléctrica. Tal distribución espacial es estadísticamente homogénea (globalmente o macroscópicamente)aunque localmente (microscópicamente) no lo es, con cierta probabilidad de que haya un residuo de carga neta igual para cada hemisuperficie material y antimaterial, con signos opuestos, dentro de un Universo de tal magnitud que a efectos prácticos es neutro totalmente y por cada semiuniverso en separación. Los valores cósmicos de nuestro Universo (al cual no le damos nombre propio, precisamente porque es el único que hemos conocido y conoceremos, no cabe distinciones, por autoconsistencia en el concepto) deben ser tales en M(universo), Mbosón y Qh , que hayan permitido la realidad física que nos rodea tanto en estructura (energía estructural en masa y energía física extra para el dinamismo universal)como en evolución (haya habido tiempo “Tu” para la historia astronómica, geológica ,biológica y un tanto anecdótica, nuestra historia). La Esencia física , antes del nacimiento del Universo solo era “potencial” (estado de nada) y con tal nacimiento se hizo” real” (nacieron el espacio-tiempo- materia-radiación-fuerzas-energías) para más tarde ser “observable” (con los sentidos de seres evolucionados) y , finalmente, “comprensible” (bajo la reflexión de la mente , como la humana) para el deleite del espíritu que anhela el encuentro entre el ser y su Universo. Gracias.
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