Capítulo 5

CAPÍTULO  5  

        2.6.Modelo dimensional de las partículas.   

                 

              La Física de finales del siglo XIX y principios del XX propuso que la materia y la radiación tenían  una estructura granular ,corpuscular o cuántica. Los descubrimientos del electrón y del protón (y del neutrón) mostraron el edificio material atómico y , dentro del átomo, una estructura interna formada  por cuantos materiales o partículas de tal manera que el espacio ocupado por la materia no era continuo sino que se distinguían un rosario enorme de partículas que se antojaban esféricas  por simetría radial  y un espacio vacío donde tenían lugar los fenómenos microscópicos entre dichas partículas. Todo fenómeno observado desde el interior de la materia no era más que una superposición de millones de minicambios microscópicos en las posiciones relativas de dichas partículas: Son los fenómenos químicos y , más tarde, los nucleares. A esto se añadía que las partículas materiales no son estáticas sino que están en pleno movimiento (teoría cinético-corpuscular). Además , la radiación como la propia luz tan importante en la observación directa de la materia  y como las demás radiaciones electromagnéticas, no son baños de energía que llenan todo el espacio para informarnos de la presencia de la mencionada materia. La Física Cuántica de Max Planck y apoyada posteriormente por Albert Einstein, nos mostró que son haces de cuantos o corpúsculos especiales  que , si bien no existen  en reposo (masa de reposo nula), viajan precisamente a la velocidad universal y máxima conocida de   300.000 km/s . Las partículas materiales como el electrón o el protón y composiciones de las mismas , forman las estructuras macroscópicas  que conocemos como “materia” , esa parte tangible de la realidad física que detectamos gracias al tacto (repulsión eléctrica),  al gusto o al olfato (excitabilidad química) y al sonido (vibraciones atómicas propagadas) . Al fin y al cabo, toda la información recibida por nuestros sentidos en los casos anteriores  parte de la propia composición de la materia y sus propiedades (carga eléctrica y masa). No obstante, la información más completa y valiosa de todas es la que nos aportan las imágenes ópticas que parten de esa parcela especial de la realidad tangible : La radiación electromagnética visible o luz. El impacto de la luz y sus “cuantos o fotones”   sobre la materia y luego sobre nuestra retina nos aporta la información definitiva de la realidad física que nos rodea. Así pues, una primera clasificación de las partículas puede ser “partículas materiales” y “partículas de radiación”. Veamos las partículas materiales. Los electrones (carga eléctrica negativa) son partículas materiales estables así como los positrones (antipartículas de los electrones y son positivos) , siempre que no se encuentren , y poseen pequeñas masas , asignándoles  el nombre de “leptones” (ligeros) .Otras partículas materiales bastante peculiares son las emitidas en procesos de desintegración  de partículas inestables, es decir, los neutrinos, de carga neutra  y estables , existiendo en tres variedades según su masa y no son sensibles a las fuerzas electromagnéticas ni al paso de fotones ( materia invisible). Por su masa tan pequeña  y por su carga neutra, reciben el citado nombre de neutrinos .En el panorama de los leptones aparecen partículas idénticas al electrón en carga pero de masas superiores aunque son muy inestables: Son el muón y su antipartícula junto al tauón y su antipartícula. Los neutrinos ,el muón ,el tauón  y el electrón junto a sus correspondientes antipartículas , reciben el nombre de leptones (ligeros aunque el muón y el tauón no son tan ligeros). La siguiente partícula de mayor masa estable  son los “nucleones” distinguiéndose dos partículas que forman núcleos  estables como son los protones y antiprotones ( los neutrones pueden considerarse compuestos de protón y electrón  y, en todo caso, no son del todo estables).  Tenemos otras partículas, aunque inestables, de menor masa que estas últimas como son los “mesones” (masas “medias” menores que el protón y mayores que el electrón como son los kaones , piones ,etc).  Figura nº 15. Por último, las masas  mayores de este rosario de partículas, aunque más inestables aún , son los “hiperones” como  los lambdones , sigmones  , xiones y omegones , de masas superiores al protón. Todas las partículas tratadas hasta ahora ya sean leptones (electrón, muón ,tauón , neutrinos diversos y sus antipartículas)  o  bariones     ( nucleones como el protón o el neutrón , mesones varios o hiperones varios y sus antipartículas) son llamados, en conjunto,  “fermiones” o  partículas materiales teniendo todos en común cuatro propiedades :     

-Todos son observables en reposo pues tienen masa de reposo no nula. Las partículas estables  pueden  forman ciertas estructuras en el espacio constituyendo la   “materia ordinaria “  (o también, en algún lugar lejano en el espacio, la antimateria) o ciertas acumulaciones sin estructuras definidas denominadas “materia oscura (mejor, transparente) o neutrínica”  . Las partículas inestables (leptones inestables ,mesones e hiperones) no llegan a formar estructuras materiales dada su altísima inestabilidad o bajísima duración transformándose rápidamente en las partículas estables que se han anotado más arriba.                                                                                                         

 –Dos fermiones no pueden ocupar un mismo estado microscópico a la vez  , como por ejemplo, no pueden ocupar la misma posición en el mismo instante pues son partículas con identidad espacio-temporal (principio de exclusión de Pauli). Esta imposibilidad de ocupar el mismo punto en el mismo momento está sustentada por  la última interacción entre dos fermiones (independiente de los signos de las cargas ) que es la repulsión elástica puntual o interacción de Pauli,  salvo en el caso de la aniquilación del par partícula-antipartícula de donde emerge un fotón energético , dando el rizo completo al sistema de partículas físicas (en última instancia  fermiones y bosones son intertransformables pero solamente en las circunstancias especiales de partículas y antipartículas).                                                                                         

–Estas partículas pueden moverse en la 3+1 dimensiones  espacio-temporales desde la velocidad v=0 , en reposo, hasta la velocidad máxima  v=C (velocidad de la luz)  , en una infinita gama de energías pero sin alcanzar dicha velocidad límite.                                                                                                                     

 –Estas partículas fermiónicas tienen tres propiedades fundamentales : La masa (inercial-gravitatoria) , la carga (electromagnética) y el spín ( inercial y magnético).    La masa es una propiedad acumulativa en los sistemas materiales y posee un solo valor cualitativo (signo positivo)  mientras que tiene tres valores cuánticos cuantitativos internos estables : Masa nula del vacío, masa del electrón y masa del protón  , para la materia ordinaria (y la antimateria) ; las masas de reposo de los tres neutrinos, para la materia oscura.  Por otra parte, la carga es una propiedad efectiva en los sistemas materiales y posee un solo valor cuantitativo cuántico (carga del electrón o del protón) mientras que tiene tres  valores cuánticos cualitativos o signos: negativo y positivo ,para la materia  ordinaria ( y la antimateria); posee valor nulo para los neutrinos de la materia oscura.   Por último, el momento angular de giro intrínseco y su momento magnético asociado (spin inercial y magnético), cuantizado según dos orientaciones espaciales   de giro y dos signos de carga, en definitiva, dos valores cuánticos distintos. Como ejemplo, todos los electrones tienen el mismo comportamiento respecto a campos eléctricos y campos magnéticos al tener todos la misma masa y el mismo signo de la carga eléctrica ; pero si sometemos a tales electrones a un “gradiente de campo eléctrico y/o magnético”, conseguimos distinguir dos tipos de electrones debido a sus dos clases de spines inercial/magnético (experimento de Stern-Gerlach) .Por una razón análoga a esta, se sospecha que partículas idénticas gravitatoriamente como son las partículas y sus antipartículas, ante un “gradiente gravitatorio” (como ocurre en el mismísimo inicio del Universo , en la superficie original de bosones), las partículas tienden hacia un lado y las antipartículas tiende hacia el opuesto, separándose. Esto se volverá a ver en la Teoría del origen esférico del Universo. Hasta aquí las partículas materiales o fermiones. Figura nº 12  Vamos a exponer las partículas que transmiten energía en forma individual o colectiva o radiación : Son los bosones . Son la parte tangible de la realidad física que se mueve en el espacio y el tiempo a la máxima velocidad permitida, es decir, a la velocidad de la luz a C=300 000 kms/s  pero no la podemos encontrar en reposo (masa en reposo nula) . También tiene una tercera diferencia con respecto a los fermiones materiales pues dos bosones sí pueden ocupar un mismo punto espacial a la vez (se dice que ambos bosones  interfieren formando instantáneamente en el cruce un bosón de energía   sumada). La cuarta diferencia es que el conjunto de los bosones posibles constituye un “espectro electromagnético” que va desde bosones de frecuencia, energía ,masa de movimiento y cantidad de movimiento cero (bosón inexistente o punto vacío) hasta bosones con  dichos valores fantásticamente altos (rayos y sus fotones gamma en el espectro electromagnético clásico , o bien, este espectro dentro de  un espectro más amplio de energías inimaginables o “escala de energías de Planck”, que posee un límite máximo en el “fotón de Planck”).) . Pero todos ellos, a pesar de su abismal diferencia de valores en energía y frecuencia , poseen la misma velocidad máxima universal C que es constante bajo cualquier circunstancia, es una constante universal de la física .  Estos bosones se mueven a la máxima velocidad natural porque tienen que transmitir una señal entre las partículas materiales o fermiones (desde un punto de vista antrópico, el portador de información debe ser más rápido que el generador/receptor  de información )y estas no pueden igualar a la velocidad de los bosones: Cada partícula con su misión en la naturaleza .Los bosones electromagnéticos o tradicionalmente denominados “fotones” se generan cuando , en dos fermiones de cargas opuestas pero masas muy desiguales ,el leptón más ligero (electrón o positrón)  salta acercándose al nucleón mucho más pesado  (protón o antiprotón ).   Esta energía perdida por la pareja de cargas se transmite en forma de partícula (o en grandes haces en dirección radial  u onda electromagnética) hacia el exterior a la velocidad máxima  para que en otro sitio ocurra lo contrario, es decir, la energía portada por ficho fotón haga separar un par de cargas opuestas y masas diferentes (separe un electrón de un protón  o un positrón de un antiprotón).  Otro tipo de bosón es el establecido entre cargas del mismo signo y misma masa ( protón-protón , electrón-electrón, antiprotón-antiprotón y positrón-positrón). En tales casos, dada la terrible repulsión electrostática (fuerza eléctrica repulsiva inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de separación) , cuando “d” tiende a 0 , la fuerza se hace infinita . No obstante, antes de esos prohibitivos extremos, las partículas reducen sus energías para que la diferencia entre las energías finales e iniciales se transformen en un “bosón intersticial instantáneo altamente inestable “,no perdura en el tiempo, sino que se transforma en pares de fotones y si alcanza la energía para la materialización, se transforma en partículas materiales :Este es el caso de las colisiones frontales de alta energía entre fermiones iguales. Si el encuentro es entre partícula y su antipartícula , la transformación en un bosón en las inmediaciones es total (toda la masa de la partícula y de la antipartícula se transforma ,instantáneamente, en un bosón) pero ese bosón, como en los casos anteriores, no se mueve (no hay traza) sino que automática e instantáneamente, se transforma en un par partícula/ antipartícula. El destino de la partícula puede ser, tras estabilizarse en diversas desintegraciones, una partícula estable conocida  mientras que la antipartícula se aniquilará ,más tarde, con su gemela material  , etc.  Otro tipo de bosón es el que mantiene en equilibrio el par electrón-protón en el   sistema del neutrón : Es el bosón de la interacción neutrónica débil (equilibrio entre la interacción débil repulsiva y la electromagnética atractiva).  El penúltimo bosón es el que mantiene en equilibrio los protones (neutrones) dentro del núcleo de los átomos (equilibrio entre la interacción nuclear fuerte atractiva  y la bárbara repulsión electromagnética) .  Pero estos dos puntos ,las interacciones nucleares débil y fuerte, merecen tratarse en un artículo distinto.                                                                                                                       

 Para terminar con el rosario de bosones o partículas de interacción vamos a recordar que la interacción gravitatoria tiene muchos puntos análogos a las interacciones electromagnéticas. Si la materia tiene partículas de cargas positivas-negativas que se acercan/alejan enviando/absorbiendo fotones mensajeros de energía  electromagnética ,¿porqué no, la misma materia dotada de masas que se acercan o se alejan entre sí , pudiera enviar/absorber “bosones gravitatorios” como mensajeros de energía gravitatoria y ,en haces,  u “ondas gravitatorias”?  . La detección de estas ondas y sus cuantos los “bosones gravitatorios o gravitones”  aún está en fase experimental  aunque todavía está por ver si son físicamente detectables.    Figura nº 11                                                            

 Como resultado de esta clasificación basada en el modelo estándar de las partículas, tenemos varios criterios de clasificación como son :Según fuesen fermiones o partículas materiales y  bosones o partículas de interacción ; según la simetría masa-carga, son fermiones materiales y antimateriales ; según la masa ,los fermiones son leptones  o hadrones ( bariones como mesones  y nucleones ,  e  hiperones) ; según la permanencia en el tiempo,  son estables o inestables; los fermiones, según la carga pueden ser positivos y  negativos(ambos fermiones electromagnéticos)  o neutros (fermiones neutrinos) ; aunque ya fuera de la consideración de fundamental o puntual , las partículas materiales pueden ser fundamentales o compuestas (neutrón, núcleo , átomo, etc) . Pues bien, vamos a exponer un modelo de partícula que explica todas estas clasificaciones bajo un mismo prisma: “El modelo dimensional “. Los postulados fundamentales de este modelo son los siguientes:                                                                                                             

  -Una partícula es partícula fundamental cuando es indistinguible interiormente,  por lo que , no está formada por nada distinto ocupando espacialmente un punto físico (de radio mayor que cero y menor que la distancia cuántica de Planck , mínima distancia distinguible por todo fenómeno físico). Si la partícula fundamental no cambia temporalmente se dice que es estable  de lo contrario es partícula inestable caracterizada por su tiempo medio de desintegración. Una partícula compuesta tiene al menos dos partículas fundamentales en distintos puntos físicos unidas por interacciones atractivas-repulsivas para garantizar tal estructura compuesta.         

-Toda partícula física (partícula material o partícula radiativa) tiene básicamente  6 propiedades fundamentales” independientes”, por lo que poseen ,desde el punto de vista de sus medidas elementales,  6 dimensiones  :  La masa inercial- gravitatoria de reposo o propia Mo(propiedad que da existencia física, inercialmente,  y presencia física frente a los demás, gravitatoriamente ) o de  movimiento denominada “masa relativista” M(v); la carga eléctrica  Q( da presencia eléctrica con dos alternativas o signos opuestos , amén del nulo o neutro) ; ubicuidad espacial (con tres coordenadas espaciales  X, Y , Z )  y ubicuidad temporal (t).

 –La partícula “vacío”, no tiene dimensiones, es un punto físico solamente y constituye la única expresión de la dimensión 0 (ningún valor físico apreciable).Al no tener masa/energía ni de reposo ni de movimiento, no existe y  no tiene presencia respecto al resto del Universo.                                                                         

–Los bosones de interacción (gravitones, fotones, debilones y gluones) y generadores de partículas (bosón  H) , son nulos en la dimensión masa inercial interna o de reposo(Mo=0)  aunque sí poseen masa en movimiento (M) y nulos en la dimensión carga eléctrica y tan solamente existen en las tres dimensiones espaciales y en la temporal (salvo bosón instantáneo H), de manera que la energía que poseen (y su masa asociada) es únicamente energía cinética que transfieren en su movimiento entre parejas de cargas eléctricas. En campos gravito-inerciales pueden poseer energía gravito-inercial debido al principio de equivalencia de Einstein. En el caso del bosón  H, este solamente existe en las tres dimensiones espaciales (el centro de masas del sistema que lo crea) pues es la partícula más inestable de la física y decae en tiempo cero( o mínimo tiempo de Planck): No existe en la dimensión temporal y genera partículas materiales/antimateriales (estables o inestables) de diversa masa/energía, según su energía. Figura nº 11 Las partículas materiales electromagnéticas  (electrón ,positrón , protón, antiprotón  y el rosario de partículas inestables) tienen dimensión másica  muy diversa pero cuantificada en dos valores cuánticos estables (Me y Mp ) en los cuales desemboca sus series de desintegraciones y dimensión de carga eléctrica (con dos signos de carga y  nula para gran número de partículas altamente inestables que se desintegran ).   Se originan por materialización simétrica del bosón  H . Las partículas electromagnéticas estables forman la materia ordinaria así como la antimateria y la inestable (exótica) no llega a formar ninguna estructura espacial por su corta duración. El neutrón tiene cierta estabilidad fuera del núcleo atómico pero una gran estabilidad dentro de él.         Figura nº 10

           

 -Las partículas materiales electromagnéticas altamente inestables  se descomponen en partículas más estables y en  “neutrinos” que tienen carga nula  y una masa de reposo pequeña (con tres masas estables de reposo )  , no  afectan ni son afectados por los bosones electromagnéticos y solamente son afectados por la gravedad. Es la base de la materia oscura (oscura porque ni absorbe ni desprende fotones para ser vistos ya que los fotones son fruto de pares de cargas eléctricas) que no forman grandes estructuras materiales como la materia electromagnética ordinaria  sino haces en movimiento alrededor de centros gravitatorios o viajando libremente por el espacio (la  única compacidad que posee es la derivada de la débil atracción gravitatoria).        Una última consideración, que podría desarrollarse en otro artículo, es la teoría de quarks para hadrones que completaría lo expuesto.

Solamente añadir que las propiedades internas de la masa propia con la carga eléctrica  miden el grado de existencia de una partícula y las 3+1 coordenadas espacio-temporales las ubica u ordena pero tales partículas   establecen “relaciones físicas” o “interacciones” entre ellas y el grado de presencia mutua nos la mide la energía que es relativa y tal energía es un poder físico de las partículas que emana de las propiedades internas, del marco espacio-temporal donde están insertas (energía cinética) y del aspecto interactivo a través de las energías potenciales (que derivan a su vez de tales propiedades internas) : Vemos la íntima conexión entre las propiedades internas (dimensiones de masa y carga, y su poder interactivo) y el espacio-tiempo .En general, la energía se presenta en sus formas inercial de reposo (condensada en un punto físico en masa formando partículas materiales),inercial de movimiento o  cinética, potenciales interactivas  y totales (energía mecánica y energía total).

CAPÍTULO 5 (2ª PARTE).            

 2.7. Las tres dualidades de los entes tangibles físicos:    

Dualidad materia-radiación, dualidad masa-energía y dualidad corpúsculo-onda. 

Tipos de ondas físicas. Haces de neutrinos.    

                               

a) Dualidad materia – radiación.

El aspecto tangible de la esencia física del Universo presenta dos apariencias o estados interconvertibles: La materia y la radiación. La materia es el estado tangible que puede existir en reposo mutuo(posee masa-energía internas no nulas) y por lo tanto puede formar estructuras que se extienden en el espacio desde su mínima expresión o partícula fundamental material (fermiones ) hasta su máxima expresión o Universo material. Puede adquirir cinemáticamente una gama de velocidades que va desde el reposo a la máxima velocidad natural C  sin alcanzarla. La materia se estructura desde pocas partículas fundamentales estables que se enraciman en tres niveles de asociación generando la rica diversidad de elementos químicos que nos muestra el Sistema periódico hasta  la riquísima variedad de moléculas y cristales que nos muestra la Química. Por otra parte, la radiación es el ente tangible que no existe en reposo (masa-energía interna nulas) y solamente se mueve a la velocidad límite universal C  isótropicamente, constituida por partículas (bosones)  que no forman estructuras enlazadas sino que forman haces que se mueven en línea recta en ausencia de campos gravitatorios (o en curvas geodésicas según hallan campos gravitatorios).Aparece en una gama diversa según la energía ,frecuencia o longitud de onda  que posean y se encuentra expresada en el espectro de las radiaciones (espectro electromagnético y más aún). La energía de toda partícula física está dada por E=Raiz(Mo2C4+C2P2), denominada ecuación de Einstein de la energía inercial total (energía inercial de reposo por poseer masa inerte de reposo, para fermiones , y sin masa inerte de reposo, los bosones). Para completar su condición de entes complementarios, se tiene que los fermiones poseen dos grandes modalidades (fermiones y antifermiones) que se aniquilan mutuamente para generar los bosones y, viceversa, los bosones de suficiente energía, creadores de partículas materiales, se materializan para generar los fermiones con sus antifermiones. La materia tiene existencia física en reposo porque tiene masa de reposo y tiene existencia física en movimiento porque tiene masa relativista de movimiento    M=M0/Raiz(1-V2/C2). Igualmente, tiene presencia frente a los demás porque posee energía dada por E=MC2 .  La radiación, representada en sus partículas bosones (fotones) , no tienen existencia en reposo porque Mo=0 , sin masa interna, pero sí tiene existencia en movimiento a V=C, perpetuamente, amén de tener frente los demás, presencia física por tener energía E=MC2 ,como los fermiones. Ambas partículas, se denominan “partículas físicas” y son los cuantos fundamentales del aspecto tangible de la esencia física del Universo (son los actores elementales, con masa que les da existencia y energía que les da presencia, se mueven en el espacio-tiempo e interaccionan entre ellos).

     

b)Dualidad masa – energía.

La masa y la energía son dos propiedades que poseen la materia y la radiación que también son interconvertibles de modo complementario. La masa es una medida de la inercia (capacidad de resistencia de la materia y la radiación para cambiar su velocidad, la segunda solamente en dirección ) y es una medida de la atracción gravitatoria (materia a materia, radiación a radiación aunque muy levemente, materia a radiación, como en el experimento del eclipse de Eddington-Einstein). La masa es una forma de energía que en los fermiones sería energía interna altamente concentrada en la partícula e, inversamente, toda forma de energía tiene una masa asociada (en este caso, sí podemos encontrar “masas asociadas” positivas y negativas correspondientes a energías potenciales positivas o negativas y generalmente se relacionan la masa y la energía por la ecuación de Einstein, E = M C2). Además, la masa es convertible en energía y viceversa:  Cuando aceleramos una partícula en un tubo acelerador, la energía electrostática aportada se transforma en energía cinética y en masa ; y cuando explota una bomba o se emiten partículas radiactivas, el defecto de masas entre reactivos y productos  se transforma en energía ;el caso más elemental de esta transformación mutua la encontramos en la materialización de bosones energéticos en pares partícula-antipartícula (energía en masa) o, viceversa, una partícula y una antipartícula se aniquilan mutuamente formando bosones energéticos (masa en energía).También se verifica la simetría de esta dualidad recordando que la materia posee masa (tanto masa interna o de reposo como masa de movimiento o relativista) y energía (tanto interna o de reposo como energía cinética en el espacio-tiempo y energía interactiva al interaccionar , e. gravitatoria y electromagnética) así como la radiación posee masa (solamente masa de movimiento) y energía (porta energía cinética pura de vuelo, siempre a V=C, pero con distintos contenidos másico-energéticos).

      

c)Dualidad corpúsculo – onda.

El famoso experimento de la rendija consiste en dos aberturas separadas con una pantalla de fondo para registrar la llegada de entes físicos tangibles que pueden adquirir, tras una superposición física, dos comportamientos : Como haces de partículas individuales o como ondas. En el primer caso, al lanzar una ráfaga de partículas materiales o radiativas e impactar en la pantalla dibuja precisamente el contorno de las dos aberturas independientes por donde pasan. En el segundo caso, al impactar en la pantalla se configura un diagrama de impactos donde aparecen zonas alternadas de claroscuros como si se hubiesen mezclado ambos dibujos independientes de cada abertura en una especie de “diagrama de interferencias único”. Estos dos comportamientos colectivos  de los entes tangibles (materia o radiación)  corresponden a una naturaleza corpuscular o a una naturaleza ondulatoria. En principio, los primeros experimentos muestran que lanzando haces de partículas materiales macroscópicas (granitos de arena o balas) estas se comportan como corpúsculos caracterizándose por su masa individual  y su velocidad (su cantidad de movimiento). También, al lanzar radiaciones como la luz en diversas energías o longitudes de onda, se comportan como ondas dibujando diagramas de interferencias. Sin embargo, realizando el experimento de manera que se lancen partículas materiales cada vez más pequeñas como por ejemplo electrones, el experimento muestra un comportamiento ondulatorio (experimento de Davisson y Germer). Inversamente, la radiación puede comportarse como partículas aisladas como demuestra el experimento del efecto fotoeléctrico de Einstein. En definitiva, la materia y la radiación tiene una doble naturaleza a la hora de extenderse por el espacio : Se comporta en unas ocasiones como haces de partículas independientes que se mueven separadas por el vacío  y otras como ondas que inundan el espacio para producir los efectos propios de las ondas (en base al principio de Huygens de los focos secundarios), como interferencias, difracciones, etc. He aquí la dualidad onda-corpúsculo propuesta por De Broglie, quien nos aseveró que toda materia y radiación tiene un doble comportamiento como onda y como corpúsculo, de manera que sus características en ambos aspectos (cantidad de movimiento  “p”como partícula y longitud de onda “L” como onda) están relacionadas por la ecuación de De Broglie :    L = h/p  , siendo “h” la constante cuántica de Planck.   La deducción de tal ecuación  se basa en la ecuación de Einstein válida para cualquier partícula física E=M C2  y  la ecuación de Planck, válida en principio solo para partículas radiativas  E = h f . Como f=C/L en ondas, resultando que MC2 = hf  ,    MC2=hC/L así pues,   L=h/(MC) y  p= MC , cantidad de movimiento de una partícula radiativa; generalizando a cualquier partícula física, incluyendo los fermiones a una velocidad “V”, con cantidad de movimiento p=MV, queda la expresión final para todas las partículas físicas   L=h/p    , tratando por igual a fermiones y bosones obteniendo tal ecuación de De Broglie, donde se generaliza la concepción de onda tanto para la materia como para la radiación y donde se generaliza la concepción de partícula tanto para la materia como para la radiación.

d)Tipos de ondas físicas.

          Las partículas materiales de gran masa, según De Broglie, L=h/p , corresponden a longitudes de onda muy pequeñas con tendencia a manifestar menos los fenómenos ondulatorios y más los corpusculares. Solamente para grupos de partículas de masas microscópicas o muy pequeñas (las partículas fundamentales de la materia y de la radiación), arrojan longitudes de onda que manifiestan más visiblemente los fenómenos ondulatorios (ejemplo, el experimento de Davisson y Germer, con la difracción de electrones o de protones). Pero, ¿qué imagen mecánica se tiene de las partículas para comportarse como ondas? Repasemos el concepto clásico de onda, luego extendida al de onda electromagnética y finalmente aplicado a las partículas materiales.                                                En un sistema material compuesto por muchísimas partículas enlazadas químicamente, las oscilaciones térmicas de todas ellas se encuentran estadísticamente equilibradas de manera  que las oscilaciones de una partícula en dicha red (un cristal de diverso tipo o grupos de moléculas con enlaces intermoleculares) hacen transformar energías cinéticas en energías potenciales electromagnéticas sin transmitir energía (equilibrio termodinámico). En contacto térmico con otro cuerpo más caliente, con gran superficie de contacto, las partículas de tal cuerpo con oscilaciones arbitrarias comunicaría oscilaciones arbitrarias (sentidos de oscilación en todas direcciones caóticamente) a nuestro cuerpo, provocando que sus partículas oscilaran más violentamente y comunicara esta energía mecánica extra a las demás partículas que también empezarían a vibrar caóticamente: Es la conducción térmica de la energía térmica, de las oscilaciones caóticas de sus partículas. Sin embargo, cuando simultáneamente aplicamos energía organizada a una superficie del medio material, toda la superficie vibra del mismo modo a la vez (tenemos un frente de ondas o un primer foco original, el lugar de aplicación de la energía mecánica). Esta primera capa de partículas (primer frente de ondas) vibra comunicando la energía mecánica a la siguiente capa de partículas que vibran en el mismo sentido a la vez formando el siguiente frente de ondas y así, las partículas reciben energía y la comunican (como en el calor) pero oscilando con orden y disposición geométrica : Es la onda mecánica. En la onda mecánica se transmite energía mecánica, se conserva la energía mecánica mientras se va propagando por todo el medio material y las partículas oscilan ordenadamente, con una amplitud, con un periodo y con una longitud de onda , amén de una velocidad de propagación, propia de las características mecánicas del sistema de partículas. Lo que oscila en esta forma de propagación es la posición en la oscilación de las partículas, la velocidad de oscilación y la aceleración de oscilación (y la fuerza de oscilación). Y(x,t)  dicha elongación  depende del tiempo y de la posición de las partículas, siendo tal valor doblemente periódico respecto al espacio (a través del periodo espacial o longitud de onda) y respecto al tiempo (a través del periodo temporal o periodo de onda, con su inversa, la frecuencia de onda).En la onda mecánica (como el sonido, el terremoto) se transmite energía mecánica gracias a que hay cierta unión entre una partícula y la siguiente(enlaces interatómicos, intermoleculares, reticulares) de forma que cuando la primera oscila transformando e. cinética en potencial y viceversa, parte de esa energía la pierde (descenso de energía mecánica de la partícula foco) y la pasa a las que la rodea (fundamento del principio de Huygens, focos secundarios)  y estas aumentan su energía mecánica y hacen lo mismo, transmitiendo la energía mecánica (cinético-potencial eléctrica)a otras. Una imagen de tal transmisión es la siguiente: Un montón de muelles unidos todos con sus vecinos, aplicamos energía a uno de  ellos, y esa energía “se reparte simétricamente”    por todos los demás, siendo la velocidad de transmisión, la propia del sistema de partículas. La energía se conserva y además, se dispersa (principio de conservación de la energía y principio de dispersión de la misma , una forma del 1º y 2º principios de la Termodinámica para las ondas mecánicas). En el caso de la propagación de energía térmica por calor pasa exactamente igual, pero cada partícula oscila  caóticamente.                                                                                                                                                       

En una onda electromagnética, lo que oscilan son  cargas eléctricas como los electrones (pueden ser protones, pero sus efectos son menos notorios ya que estos forman parte de las estructuras materiales y no suelen oscilar dado que sus masas son casi 2000 veces superior a los electrones).Las oscilaciones de los electrones se suelen realizan en metales dentro de la banda de conducción de los mismos. Las oscilaciones electrónicas hacen que sus campos electromagnéticos hagan oscilan a otros electrones del metal y así sucesivamente, se comunica la onda (ondas guiadas por conductores o impulsos electromagnéticos por cables).El ser humano utiliza estas ondas para ,tras una codificación, enviar mensajes. Si atendemos a los electrones atómicos o moleculares, al ser zonas muy reducidas donde los campos eléctricos son extraordinariamente grandes, no siguen oscilaciones en el sentido anterior, sino lo que realizan son “saltos cuánticos” con sus fenómenos cuánticos donde se producen saltos en los valores de las energías mecánicas y tales saltos energéticos producen fluctuaciones en el centro de masas de las cargas emitiendo partículas radiativas o fotones. Son las ondas electromagnéticas radiadas. Estos fotones (y según De Broglie, sus ondas electromagnéticas correspondientes) viajan a la velocidad máxima natural C única para todos los sistemas de referencia. En las ondas electromagnéticas lo que oscilan son los campos eléctricos y magnéticos (simultáneamente, en misma fase, misma frecuencia, longitud de onda y común velocidad C , además, sus valores son proporcionales según E=B C).Este campo se propaga por el vacío y muchas sustancias transmisoras de forma potencial y se visualiza cuando encuentra un electrón receptor que empieza a oscilar exactamente igual que el electrón emisor (se dice que se ha transmitido energía y señal).Este electrón se convierte en foco y vuelve a transmitir la onda y la señal (Huygens).Desde el punto de vista corpuscular, el electrón (más correctamente, el par protón-electrón emisor )emite un fotón y este se dirige al electrón receptor(sería un par protón-electrón) y lo absorbe. Mientras que el electrón emisor emite una onda electromagnética hacia  todas las direcciones del espacio (potencialmente), solamente es capaz de enviar un solo fotón en una dirección del espacio. Sin embargo, en todo foco electromagnético hay incontables electrones que envían incontables fotones, de manera que estadísticamente funciona como una lluvia de fotones radialmente simétrica hacia todas las direcciones, como pasaba con las ondas mecánicas (Huygens).    En las ondas de materia el valor que oscila y se transmite en el movimiento de la partícula es la indeterminación en su posición o en su velocidad. Se mide a través de la probabilidad de que tal partícula estuviese en un sitio y con una velocidad (las indeterminaciones de ambas magnitudes están limitadas según el 1º principio de indeterminación de Heisenberg).Paralelamente, las ondas de materia tiene un aspecto energético y temporal, de modo que también se tiene una indeterminación en la medida de la energía y del tiempo de emisión ,limitadas según el 2º principio de indeterminación de Heisenberg. Las leyes físicas nos llevan desde unas medidas iniciales “p”  a unas medidas predichas finales (según principios de causa-consecuencia) “q”, según una relación de implicación lógica expresada a través de funciones :   Si p…entonces…q ,    y cuantitativamente,         q = q(p)  , los valores físicos están relacionados según leyes físicas expresadas por funciones matemáticas, de manera determinista, dado un valor “p”, la ley te predice un valor “q” (determinismo clásico que es bastante bueno para partículas macroscópicas o masas grandes).  Pero si tratamos de medir las condiciones iniciales “p” para partículas muy pequeñas , al lanzarles fotones y recibirlos (fotones sobre electrones, por ejemplo),tales fotones alteran las medidas, produciéndose errores (sistemáticos) imposibles de corregir, se producen las “indeterminaciones cuánticas” que son los rangos de valores de dichas magnitudes alrededor del supuesto valor clásico(si no existiesen tales alteraciones) . Si no podemos aplicar en la función q=q(p) valores exactos “p”, tampoco podremos obtener valores exactos “q” según tales leyes físicas. Igualmente, se obtendrían rangos de valores finales para la magnitud final “q”  y estamos cambiando una “física determinista” donde a cada “p” le corresponde un unívoco “q”,  por una “física probabilística” donde una partícula la podemos encontrar con mayor o menor probabilidad alrededor de un lugar “x”, con mayor o menor probabilidad alrededor de una velocidad “v”  (idem para la energía o el tiempo ) u otros valores físicos. Sustituimos ecuaciones deterministas como todas las que sabemos por una ecuación probabilística como la “ecuación de Schrödinger”:Aquí la magnitud base es la “función de ondas material” (y su cuadrado).Esta función nos presenta como solución una función de ondas que depende de la posición y el tiempo, denominada “función de onda material”,cuyo cuadrado nos da la “probabilidad de encontrar la partícula en un lugar y en un momento”. Si se trata de una partícula  en movimiento libre sin fuerzas electrostáticas, se tiene un pulso de onda que equivale a la propia partícula microscópica ; dicho pulso de onda tiene una longitud de onda que nos informa del intervalo de espacio dentro de su trayectoria donde es más probable encontrar a la partícula y , según De Broglie L=h/(MV) , si la masa es mayor o partícula grande clásica la longitud de onda es menor y se asemeja más a la partícula clásica puntual , mientras que si la masa es menor con mayor longitud de onda, dicha partícula se asemeja más a una onda con mayores indeterminaciones en su localización. Si se trata del electrón bajo la atracción eléctrica de un núcleo atómico dentro de su corteza, tenemos ondas confinadas que para que sean estables, deben ser además ondas estacionarias (como también postulaba Bohr en su modelo simple  del átomo de hidrógeno). Tales funciones de ondas materiales de la corteza atómica están cuantizadas por 3 números cuánticos (la corteza próxima a un núcleo con campos eléctricos  tan intensos queda dividida bruscamente en regiones u ondas potenciales materiales desde donde el electrón salta bruscamente de unas zonas a otras emitiendo/absorbiendo fotones en procesos denominados “no continuos o cuánticos”). Tales regiones u ondas potenciales se denominan “orbitales” y quedan pobladas por electrones, pero precisamente por su cuantización, también queda cuantizada a la hora de ser ocupados por electrones de dos tipos : Electrones de un tipo de momento cinético interno o spin  y el contrario. Este modelo de átomo se denomina “modelo mecánico-cuántico moderno”. Cuando el electrón está lejos de los núcleos atómicos (electrones libres o bastante libres) se mueve bajo continuidad en la energía mecánica, ya que las diferencias de energía mecánica son prácticamente despreciables pero en las cercanías a los núcleos atómicos (e incluso en las cercanías de grupos de núcleos atómicos en las moléculas y cristales) , el espacio está poblado “potencialmente” por orbitales atómicos, moleculares o reticulares, con saltos potenciales de energías mecánicas que provocan emisiones/absorciones de fotones, siendo este el fenómeno de la absorción/emisión de luz en la materia. Nos apoyaremos en un modelo sencillo para comprender esto: El modelo de átomo de Bohr para átomo monoelectrónico (hidrógeno). La expresión de la energía mecánica para una órbita de Bohr es Em = -K/R    , Bohr obtuvo radios cuantizados   R=Ro n2  , donde “n” es el nº de orden o nº cuántico de la órbita  (todo paralelo para orbitales) ,Ro es el radio atómico primero  y  “K” una constante física compuesta . La energía mecánica del electrón en una 1ª órbita (desde donde salta)   es       Em=-(K/Ro)/n2      y para una 2ª órbita más lejana es  Em´=-(K/Ro)/m2  .Cuando el electrón salta de una órbita superior a otra inferior, se produce en el sistema del átomo un descenso brusco de la energía mecánica, generándose una fluctuación cuántica en el punto vacío del centro de masas de manera que surge un fotón que sale a  V=C, llevándose consigo una energía dada  por :   Punto vacío=-(Em´-Em) + Ef    =0 .          Resulta que         Ef = (K/Ro)( 1/n2     -    1/m2 ) .   Para un salto energético (y su fotón) entre dos órbitas consecutivas, es decir, n   y  n-1   ,sería :  Ef=(K/Ro)(1/(n2-n))  .    Vemos que para órbitas cercanas al núcleo tenemos un salto de energía brusco e importante pero a medida que “n” es mayor, zonas más lejanas, Ef   tiende a cero, no manifestándose los cambios energéticos por saltos cuánticos sino por procesos continuos con conservación de la energía mecánica del electrón donde se transforman energías cinéticas (clásicas o relativistas) en energías potenciales y viceversa (corrientes eléctricas en bandas de conducción, haces de partículas libres fuera de la materia, partículas cósmicas, etc).En estos saltos cuánticos en las cortezas atómicas también actúa la gravedad donde los saltos de las partículas bosónicas que transportan la energía gravitatoria son los gravitones pero estos son absolutamente imperceptibles y se encontrarían eclipsados por los fotones (es como distinguir 1 gramo de arena en una playa) ya que la energía de los gravitones es asombrosamente más inferior  (recuérdese que las interacciones electromagnéticas son unas 38-40 órdenes más intensas que las gravitatorias).

     e) Las ondas gravitatorias : Indetectabilidad e  inabsorbabilidad  (ausencia de fenómenos ondulatorios).Altos  gradientes de campos gravitatorios.

    - El principio de equivalencia y la constante universal G : Consecuencias.   

               

    - Relación entre fotones en campo gravitatorio y gravitones (extremadamente poco energéticos).

Hasta ahora, los fermiones electromagnéticos base de la materia ordinaria (protones y electrones)  y de la perdida materia antimateria (antiprotones y positrones), tras ser bañados de luz, nos la devuelve en forma de imágenes que registran nuestros sensores naturales y artificiales. Esta materia es la “visible” (aunque no con todas las radiaciones EM existentes, claro).También la radiación electromagnética que aporta la información (fotones) es en sí misma detectable (el espectro visible ya era visible y el resto del espectro se hizo visible desde finales del siglo XIX, esta vez fruto de la tecnología ). Por otra parte,los neutrinos son fermiones o partículas materiales de carga eléctrica nula ,con energía inercial de reposo y  de movimiento o cinética,que se emiten fácilmente de las partículas inestables pero que difícilmente son detectados.¿Qué hay de esas “ondas gravitatorias” y sus correspondientes bosones gravitatorios denominados “gravitones”, teorizados por los físicos y astrofísicos como analogía gravitatoria de las ondas electromagnéticas y sus fotones? . Para indagar en la naturaleza de estos hipotéticos entes gravitatorios debemos repasar sus conceptos fundamentales y los fundamentos del fenómeno gravitatorio.  El fenómeno gravitatorio ya fue descrito en sus inicios por Johannes Kepler e Isaac Newton. Para describir físicamente el comportamiento de los planetas, Newton propuso una fuerza atractiva gravitatoria que era directamente proporcional al producto de masas (en principio masas gravitatorias, o propiedad intrínseca de los cuerpos para atraer a todos y ser atraído por todos universalmente) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de separación, con constante de proporcionalidad universal G (el mismo para el vacío que para cualquier medio material,¡curioso!) . Aquí hay dos aspectos fundamentales que van a traer grandes consecuencias teóricas aunque no perceptivas en la naturaleza de las cosas :La masa gravitatoria y la constante de gravitación. Vamos a realizar un sencillo experimento, harto realizado por todos los seguidores de la ciencia entre ellos el primero ,Galileo Galilei :La caída libre de los cuerpos ,en ausencia de fuerzas salvo la gravedad. Figura nº 9. Esta experiencia se puede hacer de manera  fiel con una cámara de vacío donde se dejan caer varios cuerpos de distintas cantidades de materia ,es decir, distinta masa ya sea en su versión inercial Mi  como gravitatoria M. Distingamos tales aspectos (conceptos distintos, uno deriva de una propiedad atractiva de la materia y otra de la propiedad inercial de la misma). Aplicando la ley gravitatoria y el 2º principio dinámico ,ambos de Newton, tenemos:    F=GMtM/r2  y  Ft=F=Mia  igualando ,obtenemos la aceleración con que caen todos los cuerpos:         a=GMtM/(Mir2) .En principio, parece ser que tal aceleración es específica para cada cuerpo con masa inercial y gravitatoria indicadas.   El experimento nos da un resultado fuera de nuestras pobres intuiciones:   “Todos caen a la vez con la misma aceleración, lo que supone, que dichas aceleraciones no dependen del cuerpo cayente en sí y solamente depende de circunstancias externas como la masa terrestre y la distancia a su centro.”     ¿qué debe pasar para ello?   Que la masa gravitatoria e inercial de todo cuerpo sean proporcionales o iguales (simplificación de la expresión de la aceleración de caída quedando a=GMt/r2).  Einstein llamó a este hallazgo  “el principio de equivalencia”.  ¿Qué consecuencia trae en el desarrollo de este artículo?: “La gravedad trata exactamente igual a todos los cuerpos independientemente de su propia masa”.Tal es el caso de la caída libre dentro de un ascensor( y sin él) o la caída “ingrávida” en el avión G  o la “ingravidez” dentro de la estación espacial orbital .¿Qué tienen en común tales situaciones? En tales situaciones sí hay gravedad pues la Tierra atrae a la cabina del ascensor y a todos sus ocupantes, al avión y a sus ocupantes y a la estación orbital y a sus ocupantes. Pero los atrae  a todos y cada una de sus partes por igual a la misma aceleración y ,por tanto, “he aquí la clave”, todos tienen aceleración relativa entre ellos, nula. No experimentan acercamiento o alejamiento o contacto físico (se sienten “flotando”, sin contacto electromagnético mutuo). Una balanza que trate de medir la gravedad a través del peso de cualquiera de ellos, al no haber aceleración mutua, y por tanto, las fuerzas normales de contacto mutua no existen (eso es lo que mide una balanza o cualquier dispositivo análogo, la fuerza normal de contacto) no logra comprimirse y mide nada. Hay gravitación externa pero imperceptible (hay “aparente ingravidez”). Dentro de las tres cabinas anteriores un libro colocado encima de la mesa tendrá N-P= Ma ,según Newton, pero como el conjunto está cayendo o moviéndose con la misma aceleración, la de la gravedad de ese lugar, a=g resulta,  N-Mg = Mg .  N=0 ,no hay contacto todos levitan respecto a todos los cuerpos (la balanza mide N=0 ,no mide nada, no hay fuerzas de contacto mutua, los muelles se encuentran en su longitud natural sin deformar, las cuerdas no tensas, las personas pierden contacto con el suelo y demás paredes,sueltas una moneda y se queda en el lugar levitando,etc) . ¿porqué percibimos la gravedad aquí en tierra firme tanto en aparatos de medida como en la  sensación fisiológica de sentirse pesado?. Porque el cuerpo a medir está sometido a la vez a dos fuerzas: La gravitación (la familiar fuerza peso) y la electromagnética (la conocida fuerza normal de repulsión superficie-cuerpo).Al colocar el cuerpo sobre la superficie de la balanza, en equilibrio, N=P ,la fuerza normal acciona el muelle de la balanza y nos mide con su valor, el valor del propio peso. En el caso de nuestro cuerpo en pie , dicho cuerpo está sometido a un par de fuerzas que lo comprimen como a un acordeón :El peso y la normal. Esta presión hacia adentro se equilibra con fuerzas internas electromagnéticas y, los nervios presionados, atrapados en esas interacciones ya están registrando esa sensación a la que llamamos “gravidez”. Elimine el suelo que nos sostiene (elimine la normal de contacto) y caeremos libremente bajo la acción única de la gravedad y volveremos a sentirnos “ingrávidos” y nuestros nervios no registrarán esa presión interna. Todos los átomos de nuestro cuerpo van cayendo a la vez a la misma aceleración “g ”paralelamente y verticalmente hacia abajo por lo que el contacto relativo interno es bastante menor que si estuviéramos en pie en contacto con el suelo y nuestros átomos solamente quedan conectados electromagnéticamente por los enlaces químicos de sus átomos y moléculas, relajando en extremo los nervios , sensación a la que denominamos “ingravidez” (término inadecuado, pues sí existe gravedad “g”). En definitiva, la gravedad es indetectable directamente y hay que auxiliarse de otra fuerza compresora para medirla. Regresemos a las ondas gravitacionales y sus gravitones. Si un electrón oscila o salta respecto a su protón, sabemos que la consecuencia es la emisión de fotones (o colectivamente, radiación u  ondas electromagnéticas).Por analogía, si unas masas oscilaran unas respecto a otras o saltaran acercándose (perdiendo energía gravitatoria mutua), debería producirse la emisión de un  gravitón cuyo contenido energético es el mismo que el salto de energía descrito (y colectivamente, los gravitones forman frentes de ondas gravitacionales o radiación gravitatoria). Si llegaran tales ondas al planeta Tierra y a todos los aparatos de medida de ondas gravitatorias que el ser humano tiene preparados para el evento, ¿qué ocurriría?. Que todos los protones, electrones, átomos ,piezas , dispositivos y hasta el mismísimo planeta Tierra acelerarían a la vez paralelamente, sin registrarse aceleraciones relativas mutuas y no registrándose absolutamente ninguna oscilación de una parte respecto a otra (ejemplo, la tierra y los dispositivos detectores son como la estación orbital y sus ocupantes , sin contacto mutuo, ingrávidos, las balanzas o hiperbalanzas de última generación especializadas para el evento, no registrarían nada).Sí habría onda pero sin poder detectarse. Esta imposibilidad física es derivada del principio de equivalencia: La gravedad genera en todos los cuerpos la misma aceleración (independiente de la masa) y por añadidura, la aceleración mutua o relativa de todos es nula (repito el caso del ascensor y todos cayendo: hay gravedad pero todos caemos paralelamente igual, pero no nos tocamos , como si estuviéramos en el espacio abandonados sin masas que nos atraiga, no registramos la gravedad). Para el caso de medidas  hechas desde un sistema de referencia acelerado, la aceleración de inercia es la misma para todos independientemente de la masa de los cuerpos por lo que tampoco registraremos aceleraciones relativas entre cuerpos con aceleraciones inerciales. Así pues, para el campo unificado gravito-inercial, las aceleraciones gravitatorias o inerciales no producen aceleraciones relativas entre los objetos al menos localmente. A niveles microscópicos de distancias tan pequeñas, no hay gradientes gravitatorios suficientes para que dos partículas de un sistema como el átomo, tengan distintas aceleraciones y para un campo uniforme, la aceleración de cada    partícula es la misma ya que, como hemos dicho,  la aceleración gravito-inercial es la misma para todos los cuerpos. También, para lugares tan lejanos de los astros creadores de ondas gravitacionales  como es la Tierra, los campos gravitatorios son excelentemente débiles al igual que sus variaciones espaciales o gradientes, no registrándose aceleraciones distintas en los distintos cuerpos (en el dispositivo LIGO o el LISA, en la Luna, la Tierra o tú mismo) .Consecuencia, no existen aceleraciones relativas entre electrones y protones y no habrán saltos cuánticos para fenómenos cuánticos. Ni se logra absorber nada gravitatorio desde el exterior, ni se expulsa nada al exterior  en forma de  “bosón gravitatorio” o “gravitón”.Otro argumento alternativo sobre la indetectabilidad de la gravedad es el hecho de que la constante de la gravitación universal G  es “demasiado universal”. Es la misma para el vacío y para la materia y ,por ello, la materia es” transparente gravitatoriamente” a la supuesta propagación de la gravedad. La gravedad no se modifica por cruzar un océano y un sistema material cualquiera salvo por la masa del propio océano o sistema material. Contrariamente, las fuerzas electromagnéticas (y sus constantes )  sí dependen del medio, produciéndose por ello reflexiones, refracciones, dispersiones, absorciones- emisiones, etc ,etc, y, por ello, la luz es detectable. Aquí, el fundamento físico es distinto:  Las fuerzas eléctricas y magnéticas sí son distintas para cada cuerpo ,recuérdese que  F=qE y F= Ma   …igualando la ley de Coulomb con el 2º principio dinámico de Newton….   a=(q/M) E, los campos eléctricos (y magnéticos) tratan con distintas aceleraciones a protones, electrones o cualquier cuerpo cargado , siendo esto fruto de que la aceleración electromagnética (sea para fuerzas electrostáticas o magnéticas) sí depende de la relación  q/m , de las partículas y por ello generan movimientos y aceleraciones relativas entre ellos y por tanto, cambios relativos en sus velocidades y, en situaciones intensas puntuales e instantáneas, producen “saltos cuánticos de energía electromecánica”, es decir, emisión/absorción de fotones. Repetimos, cuando una onda electromagnética cruza un átomo, la aceleración para el protón y para el electrón es 1836 veces distinta, debido a la diferencia entre las masas de ambas partículas, dando lugar a que el electrón (muchísimo más móvil) tenga capacidad de acelerarse mucho más y saltar de órbita en órbita, generando fácilmente absorciones/emisiones de fotones, señal que sí detectamos como partícula o como onda y decimos que “existen las ondas electromagnéticas y sus fotones”. Consecuencia : Propagación de haces de fotones o de ondas electromagnéticas. De nuevo, cuando le llega un campo electromagnético a un átomo, es el electrón el que oscila más por su mínima masa mientras que el protón permanece en reposo formando la estructura del material. El electrón salta cuánticamente enviando o recibiendo fotones (detectables porque viajarán a otro par protón-electrón como el de tu retina).El hecho de que los fotones libres viajen a C pero dentro del material, debido al retraso con las absorciones/emisiones en los átomos, tenga menos velocidad, provoca que se produzcan fenómenos propios de las ondas como la reflexión, refracción, absorción, etc. Como nos mostró Maxwell,  las constantes electromagnéticas K (eléctrica) y Km (magnética) están relacionadas con la velocidad de las correspondientes ondas electromagnéticas según la siguiente ecuación de Maxwell :   C=Raiz(Ke/Km))    , cuyo valor en el vacío es  archiconocido , pero en medios materiales transparentes depende de sus constantes eléctrica y magnética. Continuando con el análisis de la constante y uniformidad de G, si esta es la misma en todas partes, la supuesta onda gravitatoria tendrá una velocidad igual en el vacío y en todo  sistema material, y por ello, las supuestas ondas gravitatorias cruzarán los materiales sin variar su velocidad ni su dirección ni existiendo focos secundarios (Teoría de Huygens) porque no los hay (no hay saltos cuánticos de electrones frente a protones en campos gravitatorios), y por todo ello, no existe la reflexión, refracción, absorción, dispersión, ni interferencia de ondas gravitatorias, así pues las ondas gravitatorias no existen o son indetectables , al menos que afecte microscópicamente a la materia (cruza la materia sin  reflexiones ni refracciones porque como G es universal, la velocidad de   propagación de las ondas gravitatorias son las mismas en la materia que en el vacío , es decir, “C”).  Por la ley de Snell de la refracción de ondas,   sen i  /sen r  = =Vi/Vr , de ambos medios, siendo Vi=Vr en ambos medios del dioptrio, implica que i=r   , el rayo de la onda gravitatoria no se desvía, no hay fenómenos ondulatorios.  Cabe una última posibilidad : La existencia de altísimos campos gravitatorios que generen relativos altos gradientes de dichos campos  (significa que hay diferentes campos y aceleraciones gravitatorias en poca separación). Si tenemos dos masas unidas por un resorte elástico y se encontraran en un campo gravitatorio de gran gradiente, se distinguiría una diferencia de aceleraciones gravitatorias entre ambas masas logrando visualizar un movimiento relativo, con una aceleración relativa. Esto ocurriría en altísimos campos gravitatorios  de gran gradiente, o bien, tener montado el experimento con masas alejadas unas de otras a grandísimas distancias  en campos no uniformes. Pero los grandes e intensos focos gravitatorios están demasiado lejos de la Tierra como para que registremos campos intensamente variables y ,con ello, gradientes de campos gravitatorios muy intensos. Recuérdese que si el campo gravitatorio es g=GM/R2  , puntos de la misma distancia R, tienen misma gravedad “g” o gradiente cero, pero puntos de distinto R,  tienen ligera diferencia de campo gravitatorio  pero siendo el módulo del gradiente   Grad(g) = GM/R3  , si la distancia R es muy grande , como sabemos en el mundo astronómico, Grad(g)= 0 ,prácticamente, y resulta que todas las medidas de aceleraciones gravitatorias o cambios en las mismas (para la detección de tales ondas gravitatorias) serían infructuosas.   Cuando un átomo recibe un campo gravitatorio desde el exterior, protón y electrón se mueven con la misma aceleración , pero entre ellos relativamente permanecen en reposo mutuo, no hay salto cuántico, no hay envío ni recibimiento de ninguna energía en forma de partículas energéticas. Inversamente, si hubiera una onda gravitatoria derivada del desplazamiento de masas y variaciones de energías gravitatorias, ni la onda gravitatoria ni los gravitones serían detectables, entre otros factores porque las energías gravitatorias, comparativamente con las electromagnéticas son de 40 órdenes menos intensas, quedando los gravitones enmascarados entre los potentísimos fotones, indistinguiéndose. Las ondas electromagnéticas eclipsan sobradamente a las gravitatorias y los fotones a los gravitones, admitiéndose que se puedan superponerse las energías de ambos como sí podemos sumar, según las leyes de la física, energías gravitatorias y electromagnéticas y fuerzas gravitatorias con EM (sería como tratar de discriminar 1 átomo de entre 1 mol de átomos).En cuanto a la distinguibilidad o detectabilidad de entes físicos ,que aunque existen no son registrables, tenemos el siguiente e  interesante símil que encontramos en la misma Física elemental : Dejemos rodar una pelota por una pendiente en el 1º piso de un edificio y observemos su pequeño aumento de velocidad  ;repitamos el experimento en el 5º piso y observamos el mismo resultado ,a pesar de que las energías potenciales gravitatorias son muy superiores .Existe energía no detectable, energía que no se manifiesta en la realidad física observable,  energías respecto a las cuales nuestros sensores naturales o artificiales no pueden acceder incluso con dispositivos tecnológicos avanzados.  Regresemos al cuanto de las radiaciones gravitatorias , es decir ,a  los gravitones. Por simetría en la construcción de la física, los fotones que portan energía de origen electromagnética no son sensibles a las propias fuerzas electromagnéticas pues son “electromagnéticamente” neutros. Análogamente, los gravitones  son “electromagnéticamente” neutros como el fotón.  Si en un lugar del Universo se producen variaciones ondulatorias del campo gravitatorio, tales perturbaciones  g(x,t) , se propagan a los confines del Universo como predijo Einstein haciendo oscilar a la vez a toda materia que encuentra (pero sin registrarse aceleraciones relativas entre cada componente de esa materia, no registrándose onda alguna, es una onda fantasma) ,pero tal fenómeno es energéticamente continuo, pues la energía mecánica del Universo se conserva (fenómeno clásico o relativista clásico respecto a la gravitación). Pero si en el origen de este fenómeno las oscilaciones son brutalmente rápidas en el tiempo y concentradas en el espacio (altísimos gradientes de campo), se rompe la “continuidad de la energía   mecánica”, baja su contenido y tal variación de energía mecánica se transforma en “bosones gravitatorios o gravitones” que huyen del lugar en forma de partícula o cuanto de energía gravitatoria a V=C (fenómeno gravitatorio-cuántico) , respetándose los principios de conservación de la cantidad de movimiento y de la energía total, siendo Egravitón= Emo-Emf   , del par de partículas dotadas de masa. Es el fenómeno gemelo de la emisión de fotones desde pares de cargas eléctricas .Las diferencias entre la fenomenología de fotones en el fenómeno electromagnético y el de gravitones en el fenómeno gravitatorio  son las siguientes:

-La primera tiene como origen la carga eléctrica y la segunda la masa: En fermiones con masa y carga, la energía de los gravitones queda eclipsada por la de los fotones no pudiéndose discriminar pasando como extremadamente indetectables(casi tanto como los propios puntos vacíos).En partículas neutras como fotones y neutrinos en campos gravitatorias intensos o de escalones de potenciales bruscos (ejemplo, las superficies frontera de sucesos en los agujeros negros), se producen saltos cuánticos del valor de sus energías mecánicas expulsando gravitones pero con contenidos energéticos muy bajos.

-La primera es fácilmente absorbida por la materia (y la antimateria)  ya que el fotón encuentra grandes átomos con pares protón-electrón, que absorbe (para luego emitirlos) a los fotones .  Sin embargo, los gravitones no son absorbibles , en principio, por la propiedad de la carga eléctrica sino por pares de partículas con masa (analogía a los fotones) .Sin embargo, si vimos anteriormente que el fenómeno gravitatorio mantiene paralelas a las partículas sin variar sus distancias, sin variar sus energías gravitatorias internas (ni tampoco las electromagnéticas igualmente), quiere decir que es  la naturaleza de los gravitones no ser absorbidos sino traspasar la materia, la cual es “transparente a los gravitones”.Otra razón complementaria es la debilísima  interacción gravitatoria (40 órdenes menor que la electromagnéticas). Tenemos aquí una radiación indetectable por razones técnicas y/o teóricas, una radiación fantasma que meritoriamente debería adquirir el título de “energía oscura” (no comparable al concepto que los astrofísicos le otorgan a la supuesta “ energía del espacio que repelen las galaxias y las acelera”), siendo la energía más degenerada de la naturaleza que se dirigirá a los confines del Universo sin ser absorbida.

-La energía que porta un gravitón es muchísimo menor que la de un fotón (y por tanto, frecuencias pequeñísimas y longitudes de ondas extraordinariamente grandes, que dificultan con creces su detección ) y si colocásemos a los gravitones en el espectro electromagnético, solamente para comparar su energía, estaría en los primeros valores más reducidos del mismo (en todos estos procesos, aunque se conserva la energía-masa y la carga, se cumple que la gran dispersión de gravitones, amén de neutrinos y fotones escapados de la materia-antimateria hacia las afuera del Universo, aumenta enorme  y continuamente a la entropía, como corresponde a las leyes físicas). La Historia natural del Universo se caracteriza por un continuo aumento de entropía desde el estado concentrado inicial al estado disperso hacia el que evoluciona.

Finalmente, tenemos  que las variaciones de energía potencial gravitatoria (implosión de masas, variaciones cuánticas gravitatorias, fotones que sufren cambios de energía en campos gravitatorios intensos ,etc) se transforman en radiaciones u ondas gravitatorias que se expulsan al espacio radialmente en forma de energía de tránsito y a la máxima velocidad de la naturaleza  “C” que inunda el espacio pero que no encuentra nada que la absorba por lo que son prácticamente indetectables .Esta energía se acerca más al concepto de “energía oscura” porque es la forma de energía más degenerada de la naturaleza ya que es casi absolutamente indetectable e  irrecuperable expandiéndose a los confines del Universo sin regreso posible .Por otra parte, su cuanto o gravitón sale radialmente al exterior desde los centros de producción , sin variar  su velocidad ( C)como el fotón pero variando su masa, longitud de onda y frecuencia según el “efecto gravitatorio de Einstein para gravitones” . Además, al ser un bosón, ninguna otra partícula lo altera (insensible a las cargas eléctricas, solo a la gravedad, y  colisiona raramente como los fermiones neutrinos, sufriendo dispersiones  Compton (como  toda partícula neutra, como los fotones, según interacción Pauli puntual)  pero con valores de frecuencia superbajos comparada con los fotones. Se puede decir que los gravitones tienen orígenes distintos a los fotones (diferencia cualitativa)  pero son igualmente partículas de energía (aunque cuantitativamente muy distintas por su contenido energético).Este mecanismo de la naturaleza transforma todas las energías (cinéticas, potenciales gravitatorias y electromagnéticas, etc)  a esta energía final de residuo inalterada y fantasmagórica que son los haces de gravitones  o  “energía oscura de fondo”. El término de “oscura” se debe a que es la forma de energía más difícil de detectar del Universo pues al ser solo sensible a la gravedad , ser un bosón y producirse raramente (altísimos campos gravitatorios ya que estos en la mayoría de los astros son muy débiles) , cruzan el espacio vacío sin alterarse (como los fotones) pero difícilmente son absorbidos por la materia (y por tanto detectados) ya que portan escasísima energía no siendo capaz de separar cuánticamente masas ni siquiera a nivel atómico porque aquí imperan las fuerzas electromagnéticas (como sí hacen los fotones al ser absorbidos en los átomos), por lo que es más adecuado el término de “energía fantasma” (casi no es de este mundo).Los neutrinos son a la materia en el mundo de las partículas fermiónicas como el gravitón lo es a la radiación en el mundo de las partículas bosónicas. Tales partículas son el fermión y el bosón fantasmas de la Física.

f)Haces de neutrinos sin estructura( mínima compacidad gravitatoria).

        Los neutrinos son partículas que nacen de partículas altamente energéticas pero fuera de los valores de estabilidad. Estas partículas inestables lanzan parte de su masa-energía internas en forma de partícula neutra de cierta masa interna preestablecida pero con velocidades distintas y las justas para conservar la energía y la cantidad de movimiento (partícula desintegrada y partícula resultante conservan íntegramente su signatura o carga eléctrica):Las partículas neutras que se llevan esa diferencia de masa/energía son los neutrinos. Los neutrinos , por su neutralidad eléctrica, no son sensibles a las fuerzas electromagnéticas ni nucleares y solamente son afectadas por las fuerzas gravitatorias y en mayor extremo por la fuerza de Pauli puntual (en las colisiones Compton). Al ser insensibles a las fuerzas EM por su neutralidad, no forman enlaces interneutrínicos (ni consigo mismos, eléctricamente, ni con ninguna otra partícula material)  ni forman estructuras materiales sino solamente haces de partículas que viajan por el espacio según los campos gravitatorios que existan por esos lugares (sí enlazan gravitatoriamente con las otras partículas quedando normalmente en forma de partículas flotantes o inertes de reposo, partículas oscilantes alrededor de centros de gravedad de un astro o sistema de astros o partículas que escaparon al espacio libre exterior a la materia normal hace ya bastante tiempo constituyendo una esfera de neutrinos en expansión que envuelve al Universo material). Estos conjuntos de neutrinos no tienen compacidad gravitatoria o ,al menos mínima, debido a la debilísima atracción gravitatoria. Estos haces de partículas o neutrinos constan de tres clases de partículas: Neutrinos electrónicos de muy baja masa, neutrinos muónicos de masa más importante(casi un electrón) y neutrinos tauónicos de gran masa (200 veces el electrón).Estos tipos de neutrinos surgen de partículas altamente inestables que expulsan energías y crean neutrinos ligeros o pesados y neutrinos inertes, lentos y rápidos. Vienen formándose desde el origen del Universo, acumulándose en los alrededores de las estructuras materiales ordinarias y antimateriales. Estas partículas no absorben fotones ni los cede, por lo que no podemos visualizarlas, constituyendo el mejor candidato para que sea el cuanto de materia oscura (si esta materia no puede verse es porque es transparente a la luz, no es oscura pues no absorbe a la luz)en el Universo. No obstante, puede caber una última variante de cuerpo con esta clase de partículas y bastante inquietante. Cuando se producen neutrinos la inmensa mayoría de estos tienen velocidad o, globalmente , cierta energía térmica. En este estado, y cuanto más energía térmica tenga, tendremos un haz de partículas que se atraen levemente por gravedad pero no llegan a compactarse por esta energía térmica expansiva. Es algo parecido a una estrella donde hay un equilibrio entre gravedad y termicidad. Aquí hay un equilibrio entre gravedad y termicidad, pero en pleno movimiento de haces. ¿Podrían reunirse neutrinos de diversas masas pero con muy poca velocidad o inertes que se acumulen en un centro de atracción gravitatorio en grandes masas para formar un astro de materia neutrínica u oscura (transparente, mejor)? Este caso puede ser posible pero altamente improbable pues cuando dos neutrinos van al “rarísimo encuentro”, al colisionar  se repelen gracias a  la fuerza absolutamente elástica de Pauli, recuperando  pronto su energía cinética y todo quedó en una colisión. Los neutrinos entre sí y con los fotones realizan colisiones regidas por la ley de Compton. Una de las claves astrofísicas en la formación de astros esféricos (planetas y estrellas) de materia ordinaria (y su simétrica antimateria) es que las partículas colisionan emitiendo fotones al exterior y al perder energía de esta forma, se acercan más y globalmente empiezan a contraerse (acreción gravitatoria seguida de impacto electromagnético, gravedad y termicidad, en equilibrio)  y formar astros más o menos compactos. Pero esta materia  mal llamada oscura cuyas partículas no se enlazan electromagnéticamente pero se atraen gravitatoriamente y ,no obstante, colisionan cuántica , microscópica y elásticamente, formarían sistemas materiales transparentes (globalmente estáticos o en grandes haces en movimiento alrededor de la materia ordinaria que explica la rotación rígida de las galaxias)   no rígidos, conservando su energía térmica porque no logran emitir fotones al exterior (por eso no lo vemos, los fotones son “cosa” de pares de cargas eléctricas). Hay una manera de “ver a los neutrinos” aunque de forma ridículamente leve : Ahora estamos siendo atravesados por una cantidad ingente de ellos y algunos físicos han montado gigantescos detectores de neutrinos donde han logrado detectar una casi imperceptible  cantidad al alterar neutrones en el núcleo de algunos átomos, como ya se sabe. Desde luego, no tiene sentido la “astronomía de neutrinos ni la astronomía de gravitones” ya que estas casi imperceptibles partículas no pueden darnos imágenes del Universo, ni mucho menos.

2.8.Los fenómenos ondulatorios en cada caso :Reflexión, refracción, absorción  , dispersión, interferencia, difracción, efecto Doppler, efecto gravitatorio de Einstein (curvar rayos, variar frecuencia) y presión de radiación .Atenuación de la onda o del flujo de fotones con la distancia.                                                                                                                         

Básicamente una onda consiste en la transmisión de energía y/o materia desde el foco donde se origina hacia todas las direcciones del espacio bien a través de un medio material o bien a través del propio espacio vacío, mientras las partículas que reciben tal energía (electrones, átomos, moléculas) para luego darla a las demás, oscilan según un movimiento periódico. El principio de Huygens nos describe microscópicamente cómo se produce dicha transmisión en base a que toda partícula que recibe la energía en transmisión se convierte en foco secundario. Al propagarse las ondas se producen unos fenómenos propios o “fenómenos ondulatorios” como son la reflexión, la refracción, la absorción, la emisión, la dispersión, la interferencia, la difracción, el efecto Doppler, el efecto gravitatorio de Einstein , la presión de radiación y la atenuación de onda (tanto por dispersión en el espacio como por absorción en el medio material).Sobre la reflexión, la refracción y la dispersión, anotaremos que se producen cuando una onda viaja en un medio a una velocidad y luego, al aparecer otro medio con otra velocidad de propagación, parte de la energía de la onda se refleja, parte se refracta o si se trata de una onda compuesta, se refracta dispersándose (arco iris) en ondas en distintas direcciones separadas en abanico(dispersión). En el caso  de la luz u ondas electromagnéticas en general la diferencia de velocidades se debe a la diferencia de características  electromagnéticas de los dos medios. Según Maxwell, en su ecuación de la velocidad de las ondas electromagnéticas, la velocidad de la luz se relaciona con la permeabilidad magnética y la permitividad eléctrica del medio  C=Raiz(Ke/Km). Como estas constantes dependen del material o del vacío, aportarán distintas velocidades de propagación para cada uno de ellos. La consecuencia es la desviación de los rayos de luz o de los frentes de onda produciéndose reflexiones, refracciones y dispersiones. Para el caso de las ondas gravitatorias, como su constante característica de gravitación universal G, es totalmente universal para vacío y todo material, la velocidad de propagación de dichas ondas gravitatorias es la misma para todos los materiales, por lo que, las ondas gravitatorias no son ondas normales, pues no acusarían ni reflexiones, ni refracciones ni dispersiones. Sería una onda fantasma que viaja por el espacio y al llegar a la materia no logra que sus átomos o moléculas o partes de un cuerpo oscilen relativamente entre ellos, no registrándose. No se lograría un foco secundario en cada partícula material como en las ondas electromagnéticas: Aquí al recibir energía, resulta una aceleración mutua entre el par protón –electrón en átomos y moléculas, al ser la aceleración electrostática  a=(q/m)E , distinta para ambas partículas, separándose y uniéndose relativamente, absorbiendo y emitiendo energía (fotones), produciéndose los fenómenos de absorción, emisión, difracción e interferencia. Al no existir focos secundarios en las ondas gravitatorias, su propagación no sigue el “principio de Huygens” y , consecuentemente, no reproducen los fenómenos ondulatorios. Vamos a ver el caso más interesante que son las ondas electromagnéticas ya que estas constituyen la señal física por excelencia que nos ayuda a observar todo el Universo. Las ondas EM están cuánticamente formadas por haces de fotones caracterizados por su masa relativista, su energía y sus parámetros de onda (Einstein y De Broglie). Su velocidad en todo tipo de circunstancias, en el vacío ,es única, máxima y universal C=300000km/s.   Sin embargo, su masa/energía/frecuencia/longitud de onda sufren variaciones relativistas (por relatividad especial y por relatividad general): Son el efecto relativista Doppler y el efecto relativista Einstein.   El efecto relativista Doppler nos muestra la relatividad de la frecuencia-masa-energía de los fotones debido al movimiento relativo de la fuente emisora de dichos fotones con el receptor ,a la velocidad “V”:   f = ( fo( C-V)/C  ) /Raiz(1-V2/C2)       siendo fo, la frecuencia del fotón medida desde la fuente en reposo, f, para fuente móvil a V . Expresando, E= h f ,según Planck, y m=E/C2,según Einstein, logramos expresar la relatividad de ambos valores.  Ahora consideremos un fotón desde una fuente en reposo, pero  se encuentra en presencia de un campo gravitatorio (ejemplo, una estrella, que para visualizarse tales cambios, debería ser muy másica, altos campos gravitatorios, como en las cercanías de un agujero negro):  Si se emite un fotón que inicialmente se encuentra a Ro de una estrella de masa M, con frecuencia inicial fo, y se aleja hasta una posición R, donde adquiere una frecuencia final f (varía la energía del fotón, que es cinética porque al alejarse adquiere más energía potencial gravitatoria). Se supone que la energía mecánica de esta partícula se conserva Emo = Em siempre que los campos no sean demasiado intensos y , en tal caso, el fenómeno dejaría de ser continuo y pasaría a ser cuántico, variando la energía mecánica del fotón bruscamente, formándose un bosón gravitón cuya energía sería la diferencia de energías del fotón original y el final, en un punto del espacio donde se produciría tal trasvase supracuántico (Egravitón =E´fotón – Efotón,  donde la energía del gravitón sería hiperpequeñísima, indetectable). Consideremos el caso continuo en el que estamos :   Emo = m C2 –GMm/Ro  , fotón inicial, Emo= m´C2 –GMm´/R ,mismo fotón pero en estado final. Igualando y despejando la masa final, tenemos  m´= m (C2-GM/Ro)/(C2-GM/R)   Como m=E/C2 =( h/C2) f    ,f, frecuencia fotón  resulta finalmente:      f´= f (C2-GM/Ro)/(C2-GM/R)    Esta ecuación tiene algunas interesantes consecuencias: Cuando un fotón se escapa del campo gravitatorio y se va a R, infinito (ejemplo: prácticamente, cuando una estrella lejana emite un fotón y llega a nuestros telescopios), la frecuencia vale f`(infinito) = f(C2-GM/Ro)/C2 =f(1-GM/C2Ro) la frecuencia que nos llega está alterada por el campo gravitatorio de la estrella, según su masa M, y dependiendo del punto desde donde parta inicialmente Ro.  Lo curioso es que si parte de un punto Ro* = GM/C2  ,o menor, que dicho punto (distancia), la frecuencia f´=0,no nos llega ni fotón ni onda EM ni luz. Es como si hasta ese radio o distancia Ro*, la luz se retuviese en la estrella y no recibiéramos luz, ni información desde el interior de esa distancia, de esa esfera de radio Ro* : Esta distancia se conoce como radio de Schwarzschild, la esfera correspondiente es la “frontera de sucesos” y esa estrella recibe el nombre de “estrella negra o agujero negro”    (esta situación se puede extender no solamente a una estrella puntual, sino a todo un núcleo galáctico, en un caso se denomina  agujero negro estelar y en segundo caso agujero negro galáctico).Toda luz existente en el interior de esta esfera no saldrá de ella desconectándose ópticamente el interior del exterior (no tendremos información de lo que ocurre en el interior, es una frontera de información de sucesos entre el interior y el exterior) aunque siempre estará gravitatoriamente conectado (afuera percibimos la intensa gravedad que existe desde el interior) :El interior y el exterior son como dos universos con una única conexión física (la gravitatoria), son universos tangentes. Se olvidó anotar que el fundamento de que la luz se vea afectada por campos gravitatorios es fruto del principio de equivalencia de Einstein en su Teoría general de la Relatividad, pues si un ente está dotado de inercia, paralelamente está dotado de masa gravitatoria con potencial para atraer y ser atraído por el resto de las masas del Universo y , además, Minercial = Mgravitatoria ,de ahí que en la formulación anterior no la distingamos. Además, cuando un fotón o un rayo de luz viaja por el espacio en las cercanías de una estrella, esta afecta a la dirección del mismo, a la frecuencia-masa-energía, como hemos visto antes, pero en ningún caso, la velocidad en módulo se ve afectada, pues esta velocidad C es absolutamente universal en todas las circunstancias físicas de la luz. Este efecto fue comprobado en el primer tercio del siglo XX en el famoso experimento del eclipse de Sol de Arthur Eddington, que comprobó la predicción de Albert Einstein de que, efectivamente, la luz tenía masa inercial-gravitatoria, y sería desviada por el campo gravitatorio del Sol. Igualmente, podemos ver su masa inercial cuando la luz golpea objetos muy ligeros (especialmente preparados en el laboratorio)moviéndolos, efecto denominado “presión de radiación”.La luz no es tan etérea o fantasmagórica  sino que es masa-energía-cantidad de movimiento, como cualquier partícula material, pero una partícula física muy especial, en el límite de la materia, es una partícula de energía pura (cinética) en el borde de la velocidad máxima  C aunque es susceptible de ser absorbida por la materia electromagnética (formada por fermiones con carga eléctrica) no pudiendo siquiera alcanzar el reposo ya que aquí no tiene masa de reposo, toda su energía se ha transformado en energía mecánica  en las cargas que absorbió tales fotones.  Por último, las ondas (mecánicas, electromagnéticas o gravitatorias), sufren una atenuación o disminución de su intensidad al expandirse en las tres dimensiones del espacio fruto, simplemente, de la distribución de la energía desde un foco puntual que produce energía (según una potencia P,julios/seg o vatios), distribuida por una superficie esférica concéntrica de radio R. Esa distribución de la energía de la onda sobre una superficie se denomina “Intensidad de onda”    equivale: I = P/S  , y se mide en vatios/m2.  Para un foco puntual (estrella) a una distancia R, la intensidad es I=P/(4piR2)  .   Midiendo la energía en nº fotones de frecuencia “f”(más exactamente debería ser suma para cada frecuencia de todo el espectro, E=h Suma (nifi)  ) ,       P=E/t  =  nhf/t  , la intensidad recibida aquí en la Tierra de una estrella a una distancia “R” es   I = nhf/(t4piR2) .   La intensidad que capta nuestros telescopios es I, la energía captada por una antena de superficie S, es P=E/t=I S    (S, superficie de antena receptora).  La energía captada es  :   E= nhfS/(4piR2) . El efecto de atenuación de la energía captada por nuestros radiorreceptores”E” a partir de las estrellas que reparten fotones radialmente a todas direcciones ( tomando nosotros una leve pincelada de dichos fotones )  será mayor si mayor es la superficie de nuestros radiotelescopios (S), si mayor es el nº  de fotones de las estrellas “n” (estrellas más brillantes) y menor la distancia de tales estrellas (R), para todos los fotones del espectro, modificando “f” según los efectos vistos más arriba. Esta disminución de la intensidad es fruto de la geometría o del reparto de la energía por el espacio basado en el principio fundamental de la dispersión energética, tendencia a uniformar el espacio (un ejemplo del 2º principio termodinámico de aumento de la entropía).