Tendencias21
Los campos magnéticos podrían originarse en las distorsiones del espacio-tiempo

Los campos magnéticos podrían originarse en las distorsiones del espacio-tiempo

A pesar de que los investigadores saben cómo crear y manipular campos magnéticos, así como utilizarlos para una gran variedad de aplicaciones, que van desde computadoras hasta tarjetas de crédito, todavía no existe una teoría universal que demuestre de qué forma se originaron. Sin embargo, dos físicos han presentado un trabajo en el que muestran cómo los campos magnéticos podrían ser el resultado de las distorsiones del espacio-tiempo. El descubrimiento puede ayudar a una mejor comprensión de los grandes sistemas físicos, según sus autores. Por Guillermo E. Melis.

Los campos magnéticos podrían originarse en las distorsiones del espacio-tiempo

Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas (flujo de la electricidad). Se suelen representar mediante “líneas de campo magnético” o “líneas de fuerza”. Si bien los físicos actuales saben cómo manipularlos y crearlos, hasta el momento no hay una clara teoría universal que explique la forma en que inicialmente se originaron en los entornos astrofísicos.

No obstante, dos científicos han propuesto algo totalmente novedoso: ellos plantearon un nuevo mecanismo de generación de campos magnéticos basado en las distorsiones del espacio-tiempo ocasionadas por la relatividad especial, según explica Physorg. Los autores han publicado los resultados de su investigación en Physical Review Letters.

El espacio-tiempo es la entidad geométrica en la cual se desarrollan todos los eventos físicos del Universo, de acuerdo con la teoría de la relatividad. Debido a que el universo tiene tres dimensiones espaciales físicas observables, es usual referirse al tiempo como la “cuarta dimensión” y al espacio-tiempo como “espacio de cuatro dimensiones”. La Teoría Especial de la Relatividad, propuesta por Eisntein, se ocupa de los cuerpos que se mueven con velocidad constante.

El científico Swadesh Mahajan, de la Universidad de Texas en Austin, en compañía de su colega, el profesor Yoshida Zensho de la Universidad de Tokio, han decidido retomar las investigaciones de la dinámica ideal, dado que todos los mecanismos ideales son demasiado débiles y no lo suficientemente generales como para explicar el origen de los campos magnéticos. “Estamos muy lejos del entendimiento completo, pero esperamos haber dado un paso importante hacia la eventual recreación de la historia, que requerirá una gran cantidad de esfuerzo computacional”, sostuvo el científico.

Los campos magnéticos podrían originarse en las distorsiones del espacio-tiempo

Sistema no-ideal

El campo magnético que se mueve a corta velocidad comparada con la velocidad de la luz, puede representarse por un campo vectorial, caracterizado por fuerza y dirección, producidas por objetos magnéticos o campos eléctricos. Según lo describe la dinámica ideal, los campos magnéticos son matemática y físicamente el equivalente de un vórtice; esto explica su clara tendencia a girar.

Este proceso torna dificultoso el desarrollo de un análisis exacto sobre el origen de los campos magnéticos, ya que se debe tomar como punto de partida el hecho de que los campos magnéticos tienen helicidad, es decir, una especie de “carga topológica”. Empero la helicidad no puede cambiar bajo la influencia de una fuerza ideal, restringiendo la aparición de cualquier vorticidad con un valor inicial cero.

Desde el llamado efecto baroclínico, hasta los procesos derivados de la inflación, la cromodinámica cuántica y los efectos de la radiación, los expertos han puesto total atención en los mecanismos no-ideal. Pese a que estos engranajes desempeñan un papel importante a la hora de generar un campo magnético en ciertas escalas, ninguno de estos efectos puede ser considerado un artilugio único y universal que opere en todas las escalas.

Los investigadores hallaron que la vorticidad de los campos magnéticos puede ser generada en una dinámica estrictamente ideal, siempre y cuando la dinámica se incruste en el espacio-tiempo curvo descrito por la relatividad especial. Su mecanismo puede crear un campo magnético capaz de ser amplificado para crear, a su vez, grandes campos magnéticos.

“Para generar los campos magnéticos en un estado de ausencia (…) tenemos que romper el invariante topológico”, informó Mahajan. “Para que eso suceda, la fuerza efectiva tiene que ser aquella que no se pueda expresar como un gradiente perfecto. La salida baroclínica puede hacerlo y la relatividad especial también (en la dinámica ideal), simplemente con la obligatoriedad del uso de las ecuaciones del movimiento invariable de Lorente”, concluye el científico.

Reliquias del Universo

Según exponen los expertos, los efectos de la relatividad especial pueden destruir las restricciones topológicas que limitan la creación de campos magnéticos. Las distorsiones del espacio-tiempo relativista pueden modificar la forma en que los campos de flujo no homogéneo interactúan con la entropía. Si bien otros mecanismos pueden también desempeñar un papel en la creación de campos magnéticos, la nueva unidad de creación relativista ha surgido como un fuerte mecanismo ideal para el origen universal de los campos magnéticos.

Para Mahajan, los campos magnéticos se encuentran en todos los niveles de ajustes cósmicos y astrofísicos. La mayoría de ellos “son reliquias creadas en algún momento de la evolución del universo, que podrían haber desempeñado un papel fundamental en la formación de estructuras y a menos que se aísle y se determine cómo y dónde se generaron, será difícil escribir una historia satisfactoria del universo”, concluye el especialista.

El nuevo mecanismo es especialmente dominante para los flujos relativistas, como plasmas cósmicos partícula-antipartícula, plasmas en la magnetosfera de estrellas de neutrones, etc. Incluso para los plasmas no relativistas, la unidad relativista puede superar la amortiguación y siguen siendo dominantes hasta que el campo magnético alcanza valores en el rango de 1 gauss, que es aproximadamente el doble del campo magnético de la Tierra.

El descubrimiento de que la relatividad especial puede proporcionar un mecanismo universal ideal para generación de vorticidad, podría ayudar a los científicos a entender los orígenes de los campos magnéticos en entornos masivos astrofísicos. Además, también podría arrojar resultados únicos sobre las propiedades de los grandes sistemas físicos e incluso geometrías espacio-tiempo avanzadas.

“Desentrañar el origen de la generación de los campos magnéticos en los sistemas de laboratorio, especialmente en los sistemas altamente relativista, es de nuevo un determinante fundamental de la evolución ulterior de tales sistemas y debe ser sumamente entendido”, manifiesta el experto en física Swadesh Mahajan.

RedacciónT21

1 comentario

  • Buenas noches
    Me llegó mi Whatsapp una conferencia muy sustentada acerca del campo magnético que supuestamente nos rodea. No es materia la que lo produce sino fuerza, tiempo y velocidad. Dentro de ese campo magnético, afirma el conferencista, se mueve el espíritu, inmaterial pero con las anteriores características. Estoy escribiendo, resumidamente lo que entendí. Quisiera conocer de artículos relacionados con este tema, es decir, el campo magnético y la existencia del espíritu.
    Gracias

RSS Lo último de Tendencias21

  • El núcleo de la Tierra podría estar a punto de estallar: habría volcanes a 5.000 kilómetros de profundidad 11 febrero, 2025
    Un estudio revela que el núcleo interno de la Tierra está cambiando de forma misteriosa y aún incierta: los científicos han desvelado que el núcleo interno giratorio no solamente modifica su velocidad de rotación, sino que también parece cambiar de forma, con variaciones que se manifiestan a través de las ondas acústicas que se propagan […]
    Redacción T21
  • Una exposición muestra el camino a la extinción de millones de seres vivos marinos conscientes 11 febrero, 2025
    Ecos del océano, una exposición que une ciencia, tecnología, arte y creatividad, muestra los ecos que surgen en la mente de una ballena cuando tropieza con la contaminación sonora generada por la actividad humana. Una experiencia inmersiva invita a preservar el equilibrio entre el ser humano, la naturaleza y el resto de especies que conviven en […]
    Alejandro Sacristán (enviado especial).
  • La IA ya supera a los humanos en el fraude digital 10 febrero, 2025
    Un nuevo estudio destaca la creciente sofisticación de los grandes modelos de lenguaje (LLM), la estructura detrás de los chatbots de IA más conocidos, para crear estrategias de fraude cibernético. Estos modelos pueden diseñar campañas de phishing hiperpersonalizadas y persuasivas, a una fracción del coste y el tiempo que requieren los métodos tradicionales desarrollados por […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Alerta: Creciente riesgo de que restos de cohetes afecten zonas de intenso tráfico aéreo 10 febrero, 2025
    Un nuevo estudio publicado en la revista Scientific Reports advierte sobre el aumento del peligro que representa la basura espacial para la aviación comercial. La investigación, realizada por científicos de la Universidad de Columbia Británica, en Canadá, concluye que existe una probabilidad anual del 26% de que los desechos de cohetes espaciales reingresen a la […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Los cantos de las ballenas son similares al lenguaje humano: puedes comprobarlo aquí 10 febrero, 2025
    Los científicos han descubierto la misma estructura o conjunto de patrones rítmicos que son un sello distintivo del lenguaje humano en el canto de las ballenas jorobadas: los hallazgos muestran que incluso especies tan disímiles evolutivamente pueden compartir sistemas de comunicación que se transmiten culturalmente de generación en generación.
    Redacción T21
  • El Rapto del Mundo: la democracia naufraga en la era del ultraliberalismo, pero no ha sido conquistada 10 febrero, 2025
    Lo que está pasando con la democracia puede compararse con el mito del rapto de Europa: seducida con engaños, se ha adentrado en un proceso de erosión de las instituciones, polarización social y desregulación económica que la aleja de su inspiración humanista. ¿Estamos presenciando el nacimiento de un nuevo orden político global?
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • La IA puede ser más creativa que los seres humanos 9 febrero, 2025
    La IA puede superar a la mayoría de los humanos en tareas de pensamiento creativo, según un nuevo estudio: los chatbots de IA de modelo de lenguaje grande (LLM) pueden superar al humano promedio en una tarea de pensamiento creativo en la que el participante idea usos alternativos para objetos cotidianos, un ejemplo en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • El primer conectoma del cerebro de un insecto revoluciona la neurociencia 8 febrero, 2025
    Los científicos han conseguido por primera vez establecer el diagrama de las conexiones sinápticas del cerebro de un insecto que tiene 100.000 neuronas, toda una proeza para comprender mejor al cerebro humano y potenciar la Inteligencia Artificial.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Producir energía limpia cultivada en hojas: ¿el camino hacia la sostenibilidad energética? 7 febrero, 2025
    Los científicos han desarrollado “nanoflores” de cobre que imitan la fotosíntesis, ofreciendo una nueva forma de convertir el dióxido de carbono en fuentes de combustible y productos químicos, transformando potencialmente las estrategias a través de las cuales generamos energía limpia.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Los perros que son capaces de aprender permanecen jóvenes por más tiempo 7 febrero, 2025
    Los telómeros cumplen un papel crucial en la protección de los cromosomas: con el envejecimiento y la oxidación celular, se van acortando y promueven el deterioro de distintas funciones orgánicas. Un nuevo estudio ha demostrado que los perros domésticos (Canis lupus familiaris) que se mantienen entrenados y adquieren permanentemente nuevas capacidades preservan por más tiempo […]
    Pablo Javier Piacente / T21