Unificación de la Mecánica Cuántica y la Relatividad General

Unificación de la Mecánica Cuántica y la Relatividad General 

 

 

 

 

El Universo de ondas cuánticas de Milo Wolff dice superar las dificultades y las paradojas de la Teoría Cuántica convencional y la Relatividad General, lo cual tendría aplicaciones en electrónica y Cosmología , dice la Dra. Mae-Wan Ho.

Por la Dra. Mae-Wan Ho

Science in Society

Teoría de la estructura ondulatoria de la materia

Milo Wolff (ya retirado), físico matemático de origen estadounidense y experto en software informático, ha tenido una trayectoria muy diversa (1). Ha desempeñado algunas cátedras en el Lejano Oriente, en el Instituto de Tecnología de Massachusets (MIT) e intervenido en el desarrollo de los sistemas de navegación de los cohetes Apollo. Pero su fama le viene sobre todo por la teoría de la estructura ondulatoria de la materia, según la cual el electrón estaría representado por dos ondas cuánticas esféricas, una moviéndose radialmente hacia afuera y la otra moviéndose radialmente hacia dentro, dando lugar a ondas estacionarias, en cuyo centro se encontraría nominalmente la partícula, el electrón. Estas ondas cuánticas se extienden por todo el Universo; todas las ondas se mezclan e interfieren entre sí. Esta representación es capaz de superar las grandes paradojas y dificultades de la Teoría Cuántica convencional y de la Relatividad General (2,3).

Antecedentes

El físico y filósofo austríaco Ernst Mach (1838-1916) propuso en 1883 que la Ley de la Inercia dependía de toda la materia del Universo (4):

“La inercia de cualquier sistema es el resultado de su interacción con el resto del Universo. En otras palabras, cada partícula del universo ejerce una influencia sobre todas las demás partículas… Cuando el metro se detiene bruscamente, son las estrellas fijas las que tiran bruscamente hacia abajo”.

Esto se conoce como el principio de Mach.

– Formación de Ondas Estacionarias – Representan las Ondas como Transversales, como ondas en el agua, ondas en una cuerda – algo engañoso comparado con las ondas reales en el espacio (fuente: Gabriel LaFrenière )

La Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein estuvo influenciada por el principio de Mach (5,6), aunque no se incluye en la teoría. La razón estriba en los fundamentos mismos de la Física Clásica.

Los fundamentos de la Física Clásica se derivan de las ecuaciones del físico matemático escocés James Clerk Maxwell (1831-1879), que representa la materia como cargas puntuales y ondas electromagnéticas. El físico teórico inglés Paul Dirac (1902-1984) nunca aceptó la idea de las partículas puntuales porque la Ley de fuerzas de Coulomb tendría que ser corregida mediante renormalización (7):

“No estaríamos aplicando las matemáticas de una manera sensata. Utilizar las matemáticas de manera sensata implica un cierto descuido hacia las cantidades excesivamente pequeñas, pero no cuando se rechazan cantidades infinitamente grandes”.

El físico cuántico austríaco Erwin Shrörinder (i887-1961) también propuso que se eliminasen las partículas puntuales considerando una estructura de onda cuántica (8):

“Lo que observamos como cuerpos y fuerzas materiales no serían más que formas y variaciones en la estructura del espacio”.

En 1928, Dirac buscaba una conexión entre la conservación de la energía dada por la fórmula E² = p²c² + m₀²c⁴ y la teoría cuántica de Shrödinger. Escribió:

“La nueva mecánica cuántica, cuando se aplica al problema de la estructura del átomo y se consideran los electrones como una carga puntual, no se obtienen unos resultados que concuerden con la experimentación”.

Utilizó el concepto de spin, que había sido introducido previamente por otros, entre ellos el físico teórico austríaco Wolfgang Pauli (1900-1958), que terminó diciendo que la ecuación de Dirac produce unos resultados experimentales correctos, pero que la magnitud del spin (momento angular orbital) no sería una constante (9,10).

Los físicos teóricos estadounidenses John Archibald Wheeler (1911-2008) y Richard Feynman (1918-1988) trataron de abordar el mismo problema modelando el electrón como ondas esféricas hacia dentro y hacia fuera para explicar las fuerzas de radiación, pero fallaron porque no hay soluciones esféricas en las ecuaciones vectoriales de ondas electromagnéticas.

Sustitución de las partículas puntuales y ondas electromagnéticas vectoriales por ondas esféricas cuánticas

La estructura de onda de Milo Wolff (2,3) sustituye las partículas puntuales y las ondas electromagnéticas por ondas cuánticas escalares esféricas de entrada y salida (en oposición a las ondas electromagnéticas vectoriales de Wheeler y Feynman). Esta estructura de onda cuántica para el electrón posee todas las propiedades experimentales del electrón y elimina las paradojas de la Mecánica Cuántica y la Cosmología. La no consideración del electrón como una partícula material también elimina la interpretación probabilística de las funciones de onda, es decir, “Dios no juega a los dados”, como dijo Einstein.

Hay dos soluciones de ondas esféricas:

Onda de salida Ø_out = (1/r) Ø_o e^iwt–kr                                  (1a)

Onda de entrada Ø_in  = (1/r) Ø_o e^iwt+kr                                  (1b)

Donde Ø es una amplitud de onda escalar; w la frecuencia 2pmc²/h, k es el número de onda; r es el radio del centro de onda. Estas dos ondas se pueden combinar en sólo dos formas que se convierten en las estructuras del electrón-positrón.

Electrón Ø_in – Ø_out + CW spin                                   (2a)

Positrón Ø_out – Ø_in + CCW spin                                (2b)

CW (en sentido horario) y CCW (en sentido contrario a las agujas del reloj) son operadores de rotación (spin) de las ondas en el centro. Cada par de ondas contiene una onda interna que gira dos veces en el centro convirtiéndose en una onda saliente [Figura 1] (3). La razón de esto es que las ondas esféricas deben cambiar continua y suavemente la amplitud cuando cambia la dirección del movimiento sin retorcer el espacio, y sólo hay una manera de hacerlo, con la rotación CW o CCW.

Se ha demostrado (12) que en la rotación esférica, el espacio vuelve a su estado inicial después de dos vueltas, y cualquier oscilador exponencial e^iwt  es un spinor. En una rotación esférica no hay un eje fijo. La simetría esférica se conserva porque el centro de rotación es un punto. Es significativo que sólo el espacio tridimensional tenga esta propiedad única. Wolff se dio cuenta de que las ondas exponenciales de entrada-salida eran los spinors físicos reales que satisfacían la ecuación de Dirac. La rotación e inversión de la amplitud de onda hacia dentro en el centro puede representarse por el álgebra del spinor de Dirac. Un sentido de rotación produce el electrón, el otro, el positrón. Esta es la razón por la que cada partícula cargada tiene una antipartícula. Los dos giros de la onda en cada ciclo produce un momento angular de + h/4p, el resultado de Dirac. Tanto la amplitud como la dirección de las ondas son exactamente opuestas en el electrón y el positrón, razón por la cual su superposición produce experimentalmente su neutralización.

Onda entrante + onda saliente = onda estacionaria

(fuente: Gabriel LaFrenière )

Figura 1.– Las ondas esféricas del electrón y del positrón

Las ondas esféricas de un electrón inicial se encuentran con las ondas de otros electrones. En cada encuentro, una señal del electrón inicial se transfiere a las ondas de salida de otros electrones. Las ondas generadas se convierten en una combinación de Huygens (un solo frente de onda) para la entrada de onda del electrón inicial. Esta entremezcla de ondas hace que cada partícula sea un holograma tridimensional de todos los demás en el Universo (2) [Figura 2]

Figura 2: Formación de ondas cuánticas
en sucesivas oleadas

Intercambio de energía a través de las ondas cuánticas y acción a distancia

La transferencia de energía carece de un mecanismo en el marco clásico. Woff (13) amplió el principio de Mach para calcular la densidad del medio de onda como la suma de las ondas de cada partícula (10⁸⁰) en nuestro universo, teniendo en cuenta la ley del cuadrado inversamente proporcional a la distancia. A partir de la densidad del medio, la amplitud de las ondas y el movimiento de cada partícula pueden calcularse porque la velocidad de onda c está determinada por la densidad del espacio. La transferencia de energía llevada a cabo por las ondas cuánticas del electrón a la velocidad c es percibida por nosotros como ondas de luz.

El principio de Mach fue criticado porque parecía requerir de una acción instantánea a distancia. La respuesta es que el intercambio de energía debido a las ondas cuánticas se está produciendo continuamente en el espacio vacío. Esa es la base de la acción instantánea a distancia. La inercia es una interacción entre un objeto acelerado y su espacio circundante. La densidad del espacio determina la forma de la materia (centros de ondas), y a la inversa, cada centro de onda (materia) contribuye a la densidad del espacio del universo [“El espacio le indica a las ondas cómo comportarse y las ondas le dicen al espacio lo que es”. ] Esto es esencialmente el mismo bucle de retroalimentación que está implícito en la Relatividad General de Einstein.

Wolff (13) también derivó una relación entre el radio efectivo r del electrón, el radio R del Universo de Hubble (en expansión) y el número de partículas N del Universo, lo que se ha denominado Ecuación del Cosmos.

r² = R²/(3N)      
El valor de r corresponde a la estimación clásica del radio del electrón ~10^-15 m. Las ondas de un electrón tienen una densidad de onda máxima finita en el centro, eliminando así la necesidad de una renormalización, algo que inquietaba a Dirac, Feynman y otros.
Leyes naturales
Wolff proporciona un resumen de las leyes naturales que pueden derivarse de la estructura del electrón en las ecuaciones (2a, 2b) (3), algunas de las cuales ya se han mencionado.

a.- El efecto Doppler entre dos estructuras de onda que se mueven una en relación a la otra, el observador y la fuente, se puede deducir utilizando las matemáticas de Doppler. Se calcula escribiendo dos ondas con las ecuaciones (2a, 2b) para dos electrones relativamente móviles. El efecto Doppler se inserta tanto en las ondas que entran como en las que salen. Entonces uno se encuentra que por el efecto Doppler resultante de cada una de las ondas, que contienen la masa y la frecuencia, se produce un factor de incremento de masas relativista (que tendrá aplicación en la nueva cosmología). La longitud de onda Doppler se obtiene mediante la fórmula de Broglie l = h/p y la velocidad de la fase contiene la longitud de onda de Compton l = h/mc. No parece existir ninguna dependencia de la dirección de la velocidad relativa, como se observa experimentalmente, y no había ninguna explicación teórica antes de la estructura de onda de la materia de Wolf. Como la onda que entra y la que sale tienen papeles simétricos en el efecto Doppler, no puede haber ninguna dependencia respecto de la dirección.

b.– Las ondas de electrones y positrones se aniquilan cuando se superponen.

c.- El spin de h/4p debe dar una doble rotación en el centro de la onda de entrada para convertirse en la onda de salida.

d.– La conservación de la energía, porque sólo los estados idénticos de onda pueden resonar entre sí, produciendo cambios de frecuencia iguales y opuestos (energía).

e.– Las interacciones de la fuerza eléctrica parecen producirse (como propone Schröringer) en los centros de alta densidad y los centros de onda aparecen como cargas puntuales.

f.- La gravedad se produciría del siguiente modo: la onda entrante que llega al centro establece la posición y el movimiento de una partícula. La materia cercana modifica la densidad del medio circundante. El cambio de densidad del medio cambia el movimiento de la onda, moviendo la partícula hacia la materia, apareciendo la gravedad y otras fuerzas.

g.- La carga, la paridad y la invarianza del tiempo de transformación de un electrón , algo conocido en la Mecánica Cuántica desde hace muchos años, y que se encuentran en las ecuaciones (2a, 2b).

h.- La inercia aparece por la aceleración de la materia que cambia su frecuencia Doppler en relación al medio de onda. La restauración del equilibrio de la frecuencia produce intercambios de energía con el medio, que se muestra como una fuerza local F = ma. El intercambio total de energía seguirá la regla relativista (a) anterior, la cual a pequeña velocidad se convierte en la familiar energía cinética E = ½ mv².

Aplicaciones

La consecuencia electromagnética de la estructura ondulatoria de la materia de Wolff fue investigada por Carver Mead, un ingeniero del Instituto de Tecnología de California, en su premiado libro Colectiva Electrodinámica [14]. Este libro se ha hecho muy popular en Silicon Valley porque muestra las formas correctas de resolver el electromagnetismo de los circuitos de transistores, reemplazando las ecuaciones de Maxwell. Es muy probable que tenga otras aplicaciones adicionales en el diseño de microprocesadores y en microelectrónica.

Otra área donde la naturaleza Machiana de la teoría de Wolff y la masa relativista puede encontrar importantes aplicaciones es la Cosmología, especialmente en el desplazamiento intrínseco hacia el rojo de los quásares [15] (La Teoría de los Quásares de Halton Arp revisada, y otros artículos de la serie).

Referencias

1. Biography of mathematical physicist Dr Milo Wolff. On Truth and Reality, accessed 27 February 2016, http://www.spaceandmotion.com/Wolff-Biography.htm
2. Wolff M. Spin, the origin of the natural laws, and the binary universe. California Section of the American Physical Society, 30 March 2001, University of California, Irvine, California.
3. Wolff M. and Haselhurst G. Light and the Electron – Einstein’s last question. Presentation at meeting “Beyond Einstein”, Stanford University, 2004.
4. Mach E. The Science of Mechanics, Open Court, London, 1960.
5. Einstein A. The Meaning of Relativity, Princeton University Press, Princeton, 1955.
6. Lichtenegger H and Mashhoon B. Mach’s Principle. arXiv:physics/0407078v2 [physics.hist-ph] 31 Mar 2008
7. Dirac P. Quantum electrodynamics. Nature 1937, 174, 321.
8. Schrödinger E. In Schrödinger – Life and Thought, Cambridge University Press, p. 327, 1989.
9. Dirac PAM. The quantum theory of the electron. Proc Roy Soc A 1928, 117, 610-23.
10. Dirac PAM. The quantum theory of the electron. Part II. Proc Roy Soc A 1928, 118, 351-61.
11. Wheeler JA and Feynman R. Interaction with the absorber as the mechanism of radiation. Rev Mod Phy 1945, 17, 157-181.
12. Battey-Pratt E and Racey T. Geometric model of fundamental particles. Int J Theor Phys 1980, 19, 437-75.
13. Wolff M. Fundamental laws, microphysics and cosmology. Physics Essays 1993, 6, 181-203.
14. Mead C. Collective Electrodynamics, MIT Press, Mass, 2002.
15. Ho MW. Halton Arp’s theory of quasars re-visited..

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