TARDÍGRADOS

Ciencia en español

Sombras en la oscuridad gravitacional: la anomalía del centro de masas

Posted by Albert Zotkin en abril 20, 2013

Hola incondicionales de Tardígrados. Hoy voy a hablar de una anomalía poco conocida en el marco de la gravitación. Es la llamada anomalía del centro de masas, y consiste en lo siguiente: consideremos, por ejemplo, un sistema de tres cuerpos celestes de igual masa, m, que orbitan entre sí. A primera vista, en un momento dado, es muy fácil determinar el centro de masas desde un determinado sistema de referencia. Clasicamente ese centro de masas o baricentro vendrá determinado así,

\displaystyle  r_0 = \cfrac{\sum_{i=1}^3 m r_i}{M} = \frac{1}{3} \sum_{i=1}^3 r_i  (1)
donde, M = 3m es la masa total del sistema, y ri es el vector distancia del cuerpo celeste i respecto del origen de coordenadas. En mecánica Newtoniana, este problema de los tres cuerpos resulta increible complejo de resolver como solución general, y no hablemos ya de resolverlo en el marco de la Relatividad General, pues resultaría intratable. En cambio la naturaleza parece no tener ningún tipo de problema al resolver magníficamente el problema de gravitación no sólo de tres cuerpos sino de miles de millones de ellos simultáneamente. Por lo tanto, la pregunta del millón, sería, ¿qué clase de formalismo usa la naturaleza para conseguir que los sistemas gravitatorios evolucionen tan magníficamente bien?. La respuesta, creo haberla encontrado, y se trata de la anomalía del centro de masas. Supongamos, para nuestro ejemplo, que los tres cuerpos de masa m están en un momento dado alineados, en una linea recta. Según la mecánica Newtoniana, cada unos de esos cuerpos celestes orbitará alrededor del baricentro r0. Pero, la anomalía del centro de masas significa que, si el cuerpo 1 está en ese momento entre el 2 y el 3, entonces para el cuerpo 2 el centro de masas está más cerca de él en la misma recta que el centro r0, y para el cuerpo 3 pasará exactamente lo mismo. El efecto, cuando esos tres cuerpos están alineados en linea recta, es como si una fracción de masa del cuerpo que queda detrás del cuerpo intermedio pasara a formar parte de dicho cuerpo, a la hora de determinar el centro de masas para el tercer cuerpo. Esa anomalía gravitacional del centro de masas es la responsable de muchos efectos que no pueden ser explicados mediante la teoría oficial estándar, por ejemplo la materia oscura, o la anomalía de flyby. Es decir, esa anomalía del centro de masas es como si, el cuerpo intermedio 1, cuando los tres están alineados en linea recta, “apantallara” la interacción gravitatoria entre el cuerpo 2 y el 3. Eso ocurre por estar en una posición intermedia, y el efecto es una especie de interferencia gravitacional, que a su vez afecta a la distribución efectiva de masas, por lo que el cuerpo intermedio absorbe parte de la masa del cuerpo que queda tras él, en su “sombra”. Sí, amigos incondicionales de Tardígrados, he descubierto que la gravedad produce “sombras”, y que las masas que están en la zona de sombra transfieren (a efectos de cómputo) parte de su masa al cuerpo que “apantalla” la interacción gravitatoria produciendo esa “sombra”. Esa es la explicación de la materia oscura. La materia oscura no sería materia real, sino sólo el efecto de esas “sombras gravitacionales”. Así cuanto más masa tenga el cuerpo intermedio más intensa será la sombra gravitacional tras él, y eso implicará mayor fracción de masa transferida del cuerpo situado en esa zona de sombra. Pero, ¿cómo podemos cuantificar más exactamente las fracciones de masas transferidas?. Podemos modelar esas sombras gravitacionales, si las hacemos equivalentes a una emisión de luz.

Consideremos, por ejemplo, el sistema de tres cuerpos, Sol-Tierra-Luna, y veamos cómo el Sol, proyecta una sombra gravitacional detrás de la Tierra, lo cual debería producir una transferencia virtual de masa de la Luna hacia la Tierra a efectos de cómputo del centro de masas del sistemas de 3 cuerpos. O también, qué sombra proyecta la Luna tras la Tierra, para que exista transferencia virtual de masa solar hacia la Tierra a efectos de cómputo de la órbita lunar alrededor de su baricentro virtual.
anomaly

En este dibujo vemos que cuando se produce el eclipse de Luna, el Sol “ve” un centro de masas que ya no es el punto negro, sino el punto azul, el cual está más cerca de su centro (punto blanco). La anomalía del centro de masas, produce por lo tanto un salto (variación) brusco de la interaccion gravitacional en un eclipse de Luna. Y como ya he dicho arriba, las zonas de sombra de ondas electromagnéticas en los cuerpos celestes coincide con las zonas de sombra de ondas gravitacionales.

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