Materia Obscura, El EMDrive y de como la ciencia comete equivocaciones.
Las curvas de rotación para M33, también conocido como la galaxia triangulo. Crédito Wikipedia
Original de Brian Koberlein ,
Escribo acerca del Universo tal y como lo entendemos
La ciencia no es fácil. No se supone que lo sea. El proceso es una publicación abierta, revisada por colegas la información -los datos- son parte de la ciencia debido a que ellos nos ayudan a entender el funcionamiento del Universo. Estos informes pueden ser inconvenientes y polémicos, pero funcionan. A través de este proceso, las nuevas ideas se enfrentan con una batalla cuesta arriba. Esto es particularmente cierto con las ideas podrían contradecir las teorías fundamentales de la física. De modo que es tentador reaccionar a tal oposición mediante jugar un juego diferente. Por el contrario, en lugar de dirigirse a los críticos. Usted comienza a construir una historia en donde su idea esta obviamente correcta, y así las otras son simplemente demasiado cerradas de pensamiento para verlas. Bajo este camino, yace la seudociencia, y así algunas veces usted puede observar que sucede. Tome por ejemplo a la teoría de Mike McCulloch de la inercia Modificada por una escala de Hubble modificada por el efecto Casimir (MiHsC), también conocida como inercia cuantizada o inercia cuantificada.
El modelo de McCulloch ha estado en funcionamiento desde 2008, pero esta ha llegado a ser popular en los años recientes debido a su conexión con EMDrive. Usted podría recordar este dispositivo que (de acuerdo con sus proponentes) pueden crear un propulsor sin ninguna de los propelentes tradicionales lo cual podría revolucionar los viajes al espacio y llevarnos hasta las estrellas. El EMDrive ha creado una gran mezcla entre el público general debido a las tremendas posibilidades si este tiene éxito. Mientras tanto, los científicos han notado que los mejores resultados experimentales no pueden ser distinguidos del ruido de fondo, y que tal dispositivo podría violar la física básica. McCulloch discutió que el efecto no era real, pero que esto podría ser explicado en el contexto de este modelo.
La idea básica de MiHsC es la inercia causada por la radiación Unruh. La inercia es una propiedad básica de la materia, y quiere decir que la velocidad de un objeto permanecerá constante a menos que una fuerza actúe en él. Esta es la base de la primera ley del movimiento de Newton. La radiación Unruh nunca ha sido observada, pero aparece en la física cuántica. En la teoría cuántica, el espacio vacío puede ser descrito como un espacio lleno de un campo cuántico. Un vacío, en esta opinión, es simplemente los más bajos estados de energía posibles para estos campos. En la mayoría de los casos el vacío luce como el vacío que esperaríamos, pero para un observador acelerando el campo tiene una energía observable. Como resultado, un observador acelerando podría ser calentado por las partículas cuánticas conocida como radiación Unruh, la cual causa que el objeto se resista a un cambio del movimiento. Esta inercia es un efecto de la aceleración en lugar de una propiedad inherente de la materia.
Hay problemas con esta idea desde el mismo comienzo. Por una cosa, el efecto Unruh es una eoria estandar de la teoría cuántica y es extraordinariamente pequeña. Si usted acelerara hasta un trillón de veces más grande que la gravedad de la Tierra, usted observaría un cambio en la temperatura de 40 billonecimas de un grado sobre el cero absoluto. Ademas, desde que la radiación viene de todas las direcciones, esta podría crear los efectos de inercia por si misma. Pero en lugar de ser desalentado por esta, McCulloch agrega otros efectos a la mezcla. Donde el Universo observable es finito, las longitudes de onda de la radiación Unruh está limitada, y se combina con el efecto Casimir y un poquito de la teoría de la información, que de alguna manera produce un efecto de inercia. El efecto Unruh, el efecto Casimir y la teoría de la información están bien establecidos en la física moderna, pero su combinación en una mezcolanza en MihsC es usado incorrectamente.
Prototipo del EmDrive de la NASA/Eagleworks, via NASA Spaceflight Forum.
Crédito de la imagen: NASA
Sin embargo, incluso esto no es suficiente para explicar el EMDrive. En su documento acerca de EMDrive, McCulloch alegó que los fotones tienen masa y que la masa del protón varia con el tiempo. La variación inercial con el tiempo permiten que el EMDrive acelere. La idea no solo viola la tercera ley del movimiento de Newton, y viola también la relatividad especial, la relatividad general y el teorema de Noether. En donde todas estas son teorías comprobadas y que son la base para otras teorías, su violación podrían darle la vuelta a la física. Y no es asombroso que la mayoría de los científicos sean escépticos ante esta idea. Esta critica podría ser derrotada mediante trabajar en los detalles específicos del MiHsC, claramente dirigidos a resolver este tipo de problemas. Pero podría ser extremadamente difícil decir cuan fuertemente verificadas están estas teorías. Las alternativas son una apuesta doble, contando a la EMDrive como ganadora, y así comenzar a buscar en otros efectos extraños para explicarlo. Debido a que usted permitió por si mismo ignorar la física básica en su teoría, toda suerte de fenómenos habrán de ser explicados.
En su más reciente trabajo, McCulloch afirma que MiHsC puede explicar el extraño comportamiento de las rotaciones de las galaxias. Es desde hace mucho tiempo conocido que las galaxias rotan más velozmente de lo que es esperado. Dada la cantidad de masa que podemos ver directamente en una galaxia, la mayoría de ellos debería simplemente dispersarse. La solución más popular a este problema es que las galaxias contienen materia obscura, pero las otras ideas tales como Dinámica Newtoniana Modificada (MoND) han sido propuestas. Tal y como la MoND, el MiHsC propone que la inercia de un objeto es menor a pequeñas aceleraciones, así la debilidad de la gravedad de las galaxias puede mantenerlas las estrellas juntas y evitar que se dispersen. Comenzando con una ecuación para la masa inercial modificada, el documento deriva en la predicción de que las velocidades de rotación para varias galaxias enanas. Esto entonces se compara con las velocidades de rotación observadas con las predicciones de la gravedad Newtoniana (sin materia obscura), MoND, y MiHsC. La gravedad Newtoniana falla (como ha sido conocido desde hace mucho tiempo), y los otros dos modelos concuerdan con la información igualmente bien, aunque con ciertas incertidumbres den el orden del 30% dado diciendo que la información concuerda si se es un poco generoso. McCulloch confía en un parámetro ajustable. Sin preocuparse por el hecho de que MiHsC viola la fisica establecida, mientras MoND es simplemente descriptiva.
Por si mismo esto es un bello modelo estándar para un documento especulativo; aquí esta una idea silvestre, esta puede ser un poquito de un extraño efecto físico, puede ser valioso continuar investigando. Es el tipo de documento que plantea “que tal si” que podría llevar a modelos interesantes, pero realmente no prueba nada. Seguro el MiHsC concuerda burdamente con las curvas de rotación de las galaxias, pero asi lo hacen una docena de otros modelos especulativos. Pero McCulloch reclama en su blog que el modelo no solo predice las curvas de rotación de las galaxias sin la materia obscura, esta predice la expansión cósmica sin la energía obscura, resuelve la anomalía del Pioneer y la anomalía
para el vuelo cerca de la fuerza gravitatoria de un cuerpo, que podría ser utilizado para crear energía libre (o gratis) a través de la sonoluminiscencia, etc. Es todo lo que podríamos haber deseado. Estas alegaciones repercuten en la prensa popular sin ningún análisis critico. Como resultado de esto, el modelo ha sido construido un colectivo de seguidores que piensan quienes piensan que los científicos escépticos están solo tratando de enterrar vivo al próximo Einstein.
Pero esta es la forma como la ciencia se hace. Para ser viable el modelo de MiHsC tendrá que dirigirse a resolver las contradicciones con las teorías, y que se probará ser extremadamente difícil. Reclamar una victoria es lo más fácil, pero es una aproximación que solo conseguirá que usted se pierda en un bosque.
Otros documentos sobre el mismo tema:
Paper: M.E. McCulloch. Low-acceleration dwarf galaxies as tests of quantised inertia. Astrophysics and Space Science (2017)
Paper: M.E. McCulloch. Testing quantised inertia on the emdrive. arXiv:1604.03449 [physics.gen-ph] (2016)
Paper: M. E. McCulloch. Modelling the Pioneer anomaly as modified inertia. MNRAS,376,338-342 (2007)
Brian Koberlein is an astrophysicist, professor and author. You can find more of his writing at One Universe at a Time.
Las curvas de rotación para M33, también conocido como la galaxia triangulo. Crédito Wikipedia
Original de Brian Koberlein ,
Escribo acerca del Universo tal y como lo entendemos
La ciencia no es fácil. No se supone que lo sea. El proceso es una publicación abierta, revisada por colegas la información -los datos- son parte de la ciencia debido a que ellos nos ayudan a entender el funcionamiento del Universo. Estos informes pueden ser inconvenientes y polémicos, pero funcionan. A través de este proceso, las nuevas ideas se enfrentan con una batalla cuesta arriba. Esto es particularmente cierto con las ideas podrían contradecir las teorías fundamentales de la física. De modo que es tentador reaccionar a tal oposición mediante jugar un juego diferente. Por el contrario, en lugar de dirigirse a los críticos. Usted comienza a construir una historia en donde su idea esta obviamente correcta, y así las otras son simplemente demasiado cerradas de pensamiento para verlas. Bajo este camino, yace la seudociencia, y así algunas veces usted puede observar que sucede. Tome por ejemplo a la teoría de Mike McCulloch de la inercia Modificada por una escala de Hubble modificada por el efecto Casimir (MiHsC), también conocida como inercia cuantizada o inercia cuantificada.
El modelo de McCulloch ha estado en funcionamiento desde 2008, pero esta ha llegado a ser popular en los años recientes debido a su conexión con EMDrive. Usted podría recordar este dispositivo que (de acuerdo con sus proponentes) pueden crear un propulsor sin ninguna de los propelentes tradicionales lo cual podría revolucionar los viajes al espacio y llevarnos hasta las estrellas. El EMDrive ha creado una gran mezcla entre el público general debido a las tremendas posibilidades si este tiene éxito. Mientras tanto, los científicos han notado que los mejores resultados experimentales no pueden ser distinguidos del ruido de fondo, y que tal dispositivo podría violar la física básica. McCulloch discutió que el efecto no era real, pero que esto podría ser explicado en el contexto de este modelo.
La idea básica de MiHsC es la inercia causada por la radiación Unruh. La inercia es una propiedad básica de la materia, y quiere decir que la velocidad de un objeto permanecerá constante a menos que una fuerza actúe en él. Esta es la base de la primera ley del movimiento de Newton. La radiación Unruh nunca ha sido observada, pero aparece en la física cuántica. En la teoría cuántica, el espacio vacío puede ser descrito como un espacio lleno de un campo cuántico. Un vacío, en esta opinión, es simplemente los más bajos estados de energía posibles para estos campos. En la mayoría de los casos el vacío luce como el vacío que esperaríamos, pero para un observador acelerando el campo tiene una energía observable. Como resultado, un observador acelerando podría ser calentado por las partículas cuánticas conocida como radiación Unruh, la cual causa que el objeto se resista a un cambio del movimiento. Esta inercia es un efecto de la aceleración en lugar de una propiedad inherente de la materia.
Hay problemas con esta idea desde el mismo comienzo. Por una cosa, el efecto Unruh es una eoria estandar de la teoría cuántica y es extraordinariamente pequeña. Si usted acelerara hasta un trillón de veces más grande que la gravedad de la Tierra, usted observaría un cambio en la temperatura de 40 billonecimas de un grado sobre el cero absoluto. Ademas, desde que la radiación viene de todas las direcciones, esta podría crear los efectos de inercia por si misma. Pero en lugar de ser desalentado por esta, McCulloch agrega otros efectos a la mezcla. Donde el Universo observable es finito, las longitudes de onda de la radiación Unruh está limitada, y se combina con el efecto Casimir y un poquito de la teoría de la información, que de alguna manera produce un efecto de inercia. El efecto Unruh, el efecto Casimir y la teoría de la información están bien establecidos en la física moderna, pero su combinación en una mezcolanza en MihsC es usado incorrectamente.
Prototipo del EmDrive de la NASA/Eagleworks, via NASA Spaceflight Forum.
Crédito de la imagen: NASA
Sin embargo, incluso esto no es suficiente para explicar el EMDrive. En su documento acerca de EMDrive, McCulloch alegó que los fotones tienen masa y que la masa del protón varia con el tiempo. La variación inercial con el tiempo permiten que el EMDrive acelere. La idea no solo viola la tercera ley del movimiento de Newton, y viola también la relatividad especial, la relatividad general y el teorema de Noether. En donde todas estas son teorías comprobadas y que son la base para otras teorías, su violación podrían darle la vuelta a la física. Y no es asombroso que la mayoría de los científicos sean escépticos ante esta idea. Esta critica podría ser derrotada mediante trabajar en los detalles específicos del MiHsC, claramente dirigidos a resolver este tipo de problemas. Pero podría ser extremadamente difícil decir cuan fuertemente verificadas están estas teorías. Las alternativas son una apuesta doble, contando a la EMDrive como ganadora, y así comenzar a buscar en otros efectos extraños para explicarlo. Debido a que usted permitió por si mismo ignorar la física básica en su teoría, toda suerte de fenómenos habrán de ser explicados.
En su más reciente trabajo, McCulloch afirma que MiHsC puede explicar el extraño comportamiento de las rotaciones de las galaxias. Es desde hace mucho tiempo conocido que las galaxias rotan más velozmente de lo que es esperado. Dada la cantidad de masa que podemos ver directamente en una galaxia, la mayoría de ellos debería simplemente dispersarse. La solución más popular a este problema es que las galaxias contienen materia obscura, pero las otras ideas tales como Dinámica Newtoniana Modificada (MoND) han sido propuestas. Tal y como la MoND, el MiHsC propone que la inercia de un objeto es menor a pequeñas aceleraciones, así la debilidad de la gravedad de las galaxias puede mantenerlas las estrellas juntas y evitar que se dispersen. Comenzando con una ecuación para la masa inercial modificada, el documento deriva en la predicción de que las velocidades de rotación para varias galaxias enanas. Esto entonces se compara con las velocidades de rotación observadas con las predicciones de la gravedad Newtoniana (sin materia obscura), MoND, y MiHsC. La gravedad Newtoniana falla (como ha sido conocido desde hace mucho tiempo), y los otros dos modelos concuerdan con la información igualmente bien, aunque con ciertas incertidumbres den el orden del 30% dado diciendo que la información concuerda si se es un poco generoso. McCulloch confía en un parámetro ajustable. Sin preocuparse por el hecho de que MiHsC viola la fisica establecida, mientras MoND es simplemente descriptiva.
Por si mismo esto es un bello modelo estándar para un documento especulativo; aquí esta una idea silvestre, esta puede ser un poquito de un extraño efecto físico, puede ser valioso continuar investigando. Es el tipo de documento que plantea “que tal si” que podría llevar a modelos interesantes, pero realmente no prueba nada. Seguro el MiHsC concuerda burdamente con las curvas de rotación de las galaxias, pero asi lo hacen una docena de otros modelos especulativos. Pero McCulloch reclama en su blog que el modelo no solo predice las curvas de rotación de las galaxias sin la materia obscura, esta predice la expansión cósmica sin la energía obscura, resuelve la anomalía del Pioneer y la anomalía
para el vuelo cerca de la fuerza gravitatoria de un cuerpo, que podría ser utilizado para crear energía libre (o gratis) a través de la sonoluminiscencia, etc. Es todo lo que podríamos haber deseado. Estas alegaciones repercuten en la prensa popular sin ningún análisis critico. Como resultado de esto, el modelo ha sido construido un colectivo de seguidores que piensan quienes piensan que los científicos escépticos están solo tratando de enterrar vivo al próximo Einstein.
Pero esta es la forma como la ciencia se hace. Para ser viable el modelo de MiHsC tendrá que dirigirse a resolver las contradicciones con las teorías, y que se probará ser extremadamente difícil. Reclamar una victoria es lo más fácil, pero es una aproximación que solo conseguirá que usted se pierda en un bosque.
Otros documentos sobre el mismo tema:
Paper: M.E. McCulloch. Low-acceleration dwarf galaxies as tests of quantised inertia. Astrophysics and Space Science (2017)
Paper: M.E. McCulloch. Testing quantised inertia on the emdrive. arXiv:1604.03449 [physics.gen-ph] (2016)
Paper: M. E. McCulloch. Modelling the Pioneer anomaly as modified inertia. MNRAS,376,338-342 (2007)
Brian Koberlein is an astrophysicist, professor and author. You can find more of his writing at One Universe at a Time.