La teoría de la gravitación de Le Sage es una teoría cinética de la gravedad propuesta originalmente por Nicolas Fatio de Duillier en 1690 y más tarde por Georges-Louis Le Sage en 1748. La teoría proponía una explicación mecánica para la fuerza gravitacional de Newton en términos de corrientes de pequeñas partículas invisibles ( que Le Sage llamó corpúsculos ultramundanos) impactando todos los objetos materiales desde todas las direcciones. Según este modelo, dos cuerpos materiales cualesquiera se protegen parcialmente entre sí de los corpúsculos que chocan, lo que da como resultado un desequilibrio neto en la presión ejercida por el impacto de los corpúsculos sobre los cuerpos, tendiendo a unir los cuerpos. Esta explicación mecánica de la gravedad nunca obtuvo una aceptación generalizada.
La teoría postula que la fuerza de gravedad es el resultado de diminutas partículas (corpúsculos) que se mueven a gran velocidad en todas direcciones, por todo el universo . Se supone que la intensidad del flujo de partículas es la misma en todas las direcciones, por lo que un objeto aislado A es golpeado igualmente desde todos los lados, lo que da como resultado sólo una presión dirigida hacia adentro pero no una fuerza direccional neta (P1).
Sin embargo, con un segundo objeto B presente, una fracción de las partículas que de otro modo habrían golpeado A desde la dirección de B es interceptada, por lo que B funciona como un escudo, es decir, desde la dirección de B, A será golpeado por menos partículas que desde la dirección opuesta. Del mismo modo, B será golpeado por menos partículas desde la dirección de A que desde la dirección opuesta. Se puede decir que A y B se "sombrean" mutuamente y que los dos cuerpos son empujados uno hacia el otro por el desequilibrio de fuerzas resultante (P2). Así, la atracción aparente entre cuerpos es, según esta teoría, en realidad un empuje disminuido desde la dirección de otros cuerpos, por lo que la teoría a veces se llama gravedad de empuje o gravedad de sombra , aunque se la conoce más ampliamente como gravedad de Lesage .
Si las colisiones del cuerpo A y las partículas gravitatorias son totalmente elásticas , la intensidad de las partículas reflejadas sería tan fuerte como la de las entrantes, por lo que no surgiría ninguna fuerza direccional neta. Lo mismo es cierto si se introduce un segundo cuerpo B, donde B actúa como un escudo contra las partículas gravitatorias en la dirección de A. La partícula gravitatoria C que normalmente golpearía a A es bloqueada por B, pero otra partícula D que normalmente no lo haría. ha golpeado A, es redirigida por la reflexión sobre B y, por lo tanto, reemplaza a C. Por lo tanto, si las colisiones son completamente elásticas, las partículas reflejadas entre A y B compensarían completamente cualquier efecto de sombra. Para tener en cuenta una fuerza gravitacional neta, se debe suponer que las colisiones no son completamente elásticas, o al menos que las partículas reflejadas se desaceleran, de modo que su impulso se reduce después del impacto. Esto daría como resultado corrientes con impulso disminuido que parten de A y corrientes con impulso no disminuido que llegan a A, por lo que surgiría un impulso direccional neto hacia el centro de A (P3). Bajo esta suposición, las partículas reflejadas en el caso de dos cuerpos no compensarán completamente el efecto de sombra, porque el flujo reflejado es más débil que el flujo incidente.
Dado que se supone que algunas o todas las partículas gravitatorias que convergen en un objeto son absorbidas o retardadas por el objeto, se deduce que la intensidad del flujo de partículas gravitatorias que emanan de la dirección de un objeto masivo es menor que el flujo que converge. sobre el objeto. Podemos imaginar este desequilibrio del flujo de impulso –y por tanto de la fuerza ejercida sobre cualquier otro cuerpo cercano– distribuido sobre una superficie esférica centrada en el objeto (P4). El desequilibrio del flujo de impulso sobre toda una superficie esférica que encierra el objeto es independiente del tamaño de la esfera que lo encierra, mientras que el área de la superficie de la esfera aumenta en proporción al cuadrado del radio. Por lo tanto, el desequilibrio de impulso por unidad de área disminuye inversamente con el cuadrado de la distancia.
De las premisas esbozadas hasta ahora surge sólo una fuerza que es proporcional a la superficie de los cuerpos. Pero la gravedad es proporcional a las masas. Para satisfacer la necesidad de proporcionalidad de masa, la teoría postula que a) los elementos básicos de la materia son muy pequeños, de modo que la materia bruta consiste principalmente en espacio vacío, y b) que las partículas son tan pequeñas que sólo una pequeña fracción de ellas sería suficiente. ser interceptado por materia gruesa. El resultado es que la "sombra" de cada cuerpo es proporcional a la superficie de cada elemento de materia. Si se supone entonces que los elementos opacos elementales de toda la materia son idénticos (es decir, que tienen la misma relación entre densidad y área), se deducirá que el efecto de sombra es, al menos aproximadamente, proporcional a la masa (P5).
Nicolas Fatio presentó la primera formulación de sus pensamientos sobre la gravitación en una carta a Christiaan Huygens en la primavera de 1690. [1] Dos días después, Fatio leyó el contenido de la carta ante la Royal Society en Londres. En los años siguientes, Fatio compuso varios borradores manuscritos de su obra principal De la Cause de la Pesanteur , pero ninguno de este material fue publicado durante su vida. En 1731 Fatio también envió su teoría como poema latino, al estilo de Lucrecio , a la Academia de Ciencias de París, pero fue rechazada. Algunos fragmentos de estos manuscritos y copias del poema fueron adquiridos posteriormente por Le Sage , que no logró encontrar un editor para los artículos de Fatio. [2] Así duró hasta 1929, [3] cuando Karl Bopp publicó la única copia completa del manuscrito de Fatio , y en 1949 [4] Gagnebin utilizó los fragmentos recopilados en posesión de Le Sage para reconstruir el artículo. La edición de Gagnebin incluye revisiones realizadas por Fatio en 1743, cuarenta años después de que compusiera el borrador en el que se basó la edición de Bopp. Sin embargo, la segunda mitad de la edición de Bopp contiene las partes matemáticamente más avanzadas de la teoría de Fatio y Gagnebin no las incluyó en su edición. Para un análisis detallado del trabajo de Fatio y una comparación entre las ediciones de Bopp y Gagnebin, consulte Zehe [5]. La siguiente descripción se basa principalmente en la edición de Bopp.
Fatio supuso que el universo está lleno de partículas diminutas que se mueven indiscriminadamente a muy alta velocidad y de forma rectilínea en todas direcciones. Para ilustrar sus pensamientos utilizó el siguiente ejemplo: Supongamos un objeto C , en el que se dibuja un pequeño plano infinito zz y una esfera centrada alrededor de zz . En esta esfera Fatio colocó la pirámide PzzQ , en la que algunas partículas fluyen en dirección a zz y también otras partículas que ya fueron reflejadas por C y, por lo tanto, parten de zz . Fatio propuso que la velocidad media de las partículas reflejadas es menor y por tanto su impulso es más débil que el de las partículas incidentes. El resultado es una corriente que empuja a todos los cuerpos en la dirección de zz . Entonces, por un lado, la velocidad de la corriente permanece constante, pero, por otro lado, a mayor proximidad a zz, la densidad de la corriente aumenta y, por lo tanto, su intensidad es proporcional a 1/ r 2 . Y como se puede dibujar un número infinito de pirámides alrededor de C , la proporcionalidad se aplica a todo el rango alrededor de C.
Para justificar la suposición de que las partículas viajan después de su reflexión con velocidades reducidas, Fatio planteó las siguientes suposiciones:
Estos pasajes son las partes más incomprensibles de la teoría de Fatio, porque nunca decidió claramente qué tipo de colisión prefería realmente. Sin embargo, en la última versión de su teoría en 1742 acortó los pasajes relacionados y atribuyó "elasticidad perfecta o fuerza elástica" a las partículas y, por otro lado, "elasticidad imperfecta" a la materia gruesa, por lo que las partículas se reflejarían con velocidades disminuidas. . Además, Fatio se enfrentaba a otro problema: ¿Qué pasa si las partículas chocan entre sí? Las colisiones inelásticas conducirían a una disminución constante de la velocidad de las partículas y, por tanto, a una disminución de la fuerza gravitacional. Para evitar este problema, Fatio supuso que el diámetro de las partículas es muy pequeño en comparación con su distancia mutua, por lo que sus interacciones son muy raras.
Fatio pensó durante mucho tiempo que, dado que los corpúsculos se acercan a los cuerpos materiales a mayor velocidad que la que se alejan de ellos (después de la reflexión), se produciría una acumulación progresiva de corpúsculos cerca de los cuerpos materiales (efecto que llamó "condensación"). Sin embargo, más tarde se dio cuenta de que, aunque los corpúsculos entrantes son más rápidos, están más espaciados que los corpúsculos reflejados, por lo que los caudales de entrada y salida son los mismos. Por lo tanto, no hay acumulación secular de corpúsculos, es decir, la densidad de los corpúsculos reflejados permanece constante (suponiendo que sean lo suficientemente pequeños como para que no se produzca una tasa notablemente mayor de autocolisión cerca del cuerpo masivo). Más importante aún, Fatio observó que, al aumentar tanto la velocidad como la elasticidad de los corpúsculos, la diferencia entre las velocidades de los corpúsculos entrantes y reflejados (y por tanto la diferencia en densidades) puede hacerse arbitrariamente pequeña mientras se mantiene la misma gravedad gravitacional efectiva. fuerza.
Para garantizar la proporcionalidad de la masa, Fatio supuso que la materia bruta es extremadamente permeable al flujo de corpúsculos. Esbozó tres modelos para justificar esta suposición:
Ya en 1690 Fatio supuso que la "fuerza de empuje" ejercida por las partículas sobre una superficie plana es la sexta parte de la fuerza que se produciría si todas las partículas estuvieran alineadas perpendicularmente a la superficie. Fatio demostró ahora esta propuesta mediante la determinación de la fuerza que ejercen las partículas sobre un determinado punto zz. Derivó la fórmula p = ρv 2 zz /6. Esta solución es muy similar a la fórmula conocida en la teoría cinética de los gases p = ρv 2 /3, que fue encontrada por Daniel Bernoulli en 1738. Esta fue la primera vez que se señaló una solución análoga a un resultado similar en la teoría cinética . – mucho antes de que se desarrollara el concepto básico de esta última teoría. Sin embargo, el valor de Bernoulli es dos veces mayor que el de Fatio, porque según Zehe, Fatio sólo calculó el valor mv para el cambio de impulso después de la colisión, pero no 2 mv , por lo que obtuvo un resultado incorrecto. (Su resultado sólo es correcto en el caso de colisiones totalmente inelásticas.) Fatio intentó utilizar su solución no sólo para explicar la gravitación, sino también para explicar el comportamiento de los gases. Intentó construir un termómetro que debería indicar el "estado de movimiento" de las moléculas de aire y, por tanto, estimar la temperatura. Pero Fatio (a diferencia de Bernoulli) no identificó el calor ni los movimientos de las partículas del aire: utilizó otro fluido, que debería ser el responsable de este efecto. Tampoco se sabe si Bernoulli fue influenciado por Fatio o no.
En este capítulo, Fatio examina las conexiones entre el término infinito y sus relaciones con su teoría. Fatio a menudo justifica sus consideraciones con el hecho de que diferentes fenómenos son "infinitamente más pequeños o más grandes" que otros y por eso muchos problemas pueden reducirse a un valor indetectable. Por ejemplo, el diámetro de las barras es infinitamente menor que su distancia entre sí; o la velocidad de las partículas es infinitamente mayor que la de la materia bruta; o la diferencia de velocidad entre las partículas reflejadas y no reflejadas es infinitamente pequeña.
Ésta es la parte matemáticamente más compleja de la teoría de Fatio. Allí intentó estimar la resistencia de las corrientes de partículas a los cuerpos en movimiento. Suponiendo que u es la velocidad de la materia bruta, v es la velocidad de las partículas gravitatorias y ρ la densidad del medio. En el caso v ≪ u y ρ = constante Fatio afirmó que la resistencia es ρu 2 . En el caso v ≫ u y ρ = constante la resistencia es 4/3 ρuv . Ahora bien, Newton afirmó que la falta de resistencia al movimiento orbital requiere una extrema escasez de cualquier medio en el espacio. Entonces Fatio disminuyó la densidad del medio y afirmó que para mantener suficiente fuerza gravitacional esta reducción debe compensarse cambiando v " inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la densidad ". Esto se desprende de la presión de las partículas de Fatio, que es proporcional a ρv 2 . Según Zehe, el intento de Fatio de aumentar v a un valor muy alto en realidad dejaría la resistencia muy pequeña en comparación con la gravedad, porque la resistencia en el modelo de Fatio es proporcional a ρuv pero la gravedad (es decir, la presión de las partículas) es proporcional a ρv 2 .
Fatio estuvo en comunicación con algunos de los científicos más famosos de su tiempo.
Hubo una fuerte relación personal entre Isaac Newton y Fatio en los años 1690 a 1693. Las declaraciones de Newton sobre la teoría de Fatio diferían ampliamente. Por ejemplo, después de describir las condiciones necesarias para una explicación mecánica de la gravedad, escribió en una nota (inédita) en su propia copia impresa de los Principia en 1692: La única hipótesis mediante la cual se puede explicar la gravedad es, sin embargo, de este tipo, y Fue ideado por primera vez por el más ingenioso geómetra, el Sr. N. Fatio. [5] Por otro lado, el propio Fatio afirmó que aunque Newton había comentado en privado que la teoría de Fatio era la mejor explicación mecánica posible de la gravedad, también reconoció que Newton tendía a creer que la verdadera explicación de la gravitación no era mecánica. Además, Gregory anotó en sus "Memorandos": " El Sr. Newton y el Sr. Halley se ríen de la manera en que el Sr. Fatio explica la gravedad " . [5] Esto supuestamente fue notado por él el 28 de diciembre de 1691. Sin embargo, la fecha real es desconocido, porque tanto la tinta como la pluma que se utilizaron, difieren del resto de la página. Después de 1694, la relación entre los dos hombres se enfrió.
Christiaan Huygens fue la primera persona a la que Fatio informó de su teoría, pero nunca la aceptó. Fatio creía haber convencido a Huygens de la coherencia de su teoría, pero Huygens lo negó en una carta a Gottfried Leibniz . También hubo una breve correspondencia entre Fatio y Leibniz sobre la teoría. Leibniz criticó la teoría de Fatio por exigir un espacio vacío entre las partículas, lo que fue rechazado por él (Leibniz) por motivos filosóficos. Jakob Bernoulli expresó interés en la teoría de Fatio y lo instó a escribir sus pensamientos sobre la gravitación en un manuscrito completo, lo que en realidad fue realizado por Fatio. Bernoulli luego copió el manuscrito, que ahora se encuentra en la biblioteca de la universidad de Basilea, y fue la base de la edición de Bopp.
Sin embargo, la teoría de Fatio permaneció en gran parte desconocida con algunas excepciones como Cramer y Le Sage, porque nunca pudo publicar formalmente sus obras y cayó bajo la influencia de un grupo de fanáticos religiosos llamados los "profetas franceses" (que pertenecían a la camisards ) y por lo tanto su reputación pública quedó arruinada.
En 1731, el matemático suizo Gabriel Cramer publicó una disertación, [6] al final de la cual aparecía un esbozo de una teoría muy similar a la de Fatio – incluyendo la estructura neta de la materia, la analogía con la luz y las sombras – pero sin mencionar el nombre de Fatio. Fatio sabía que Cramer tenía acceso a una copia de su artículo principal, por lo que acusó a Cramer de simplemente repetir su teoría sin comprenderla. También fue Cramer quien informó a Le Sage sobre la teoría de Fatio en 1749. En 1736, el médico alemán Franz Albert Redeker también publicó una teoría similar. [7] Se desconoce cualquier conexión entre Redeker y Fatio.
La primera exposición de su teoría, Essai sur l'origine des force mortes , fue enviada por Le Sage a la Academia de Ciencias de París en 1748, pero nunca fue publicada. [2] Según Le Sage, después de redactar y enviar su ensayo , conoció las teorías de Fatio, Cramer y Redeker. En 1756 se publicó por primera vez una de sus exposiciones de la teoría, [8] y en 1758 envió una exposición más detallada, Essai de Chymie Méchanique , a un concurso a la Academia de Ciencias de Rouen . [9] En este artículo intentó explicar tanto la naturaleza de la gravitación como las afinidades químicas. La exposición de la teoría que se hizo accesible a un público más amplio, Lucrèce Newtonien (1784), en la que se desarrolló plenamente la correspondencia con los conceptos de Lucrecio. [10] Otra exposición de la teoría fue publicada póstumamente a partir de las notas de Le Sage por Pierre Prévost en 1818. [11]
Le Sage analizó la teoría con gran detalle y propuso estimaciones cuantitativas para algunos de los parámetros de la teoría.
Le Sage dijo que él fue el primero en sacar todas las consecuencias de la teoría y también Prévost dijo que la teoría de Le Sage estaba más desarrollada que la teoría de Fatio. [2] Sin embargo, al comparar las dos teorías y después de un análisis detallado de los artículos de Fatio (que también estaban en posesión de Le Sage), Zehe juzgó que Le Sage no aportó nada esencialmente nuevo y que a menudo no alcanzó el nivel de Fatio. [5]
Las ideas de Le Sage no fueron bien recibidas durante su época, excepto por algunos de sus amigos y asociados como Pierre Prévost , Charles Bonnet , Jean-André Deluc , Charles Mahon, el tercer conde Stanhope y Simon L'Huillier . Mencionaron y describieron la teoría de Le Sage en sus libros y artículos, que fueron utilizados por sus contemporáneos como fuente secundaria para la teoría de Le Sage (debido a la falta de artículos publicados por el propio Le Sage).
Leonhard Euler comentó una vez que el modelo de Le Sage era "infinitamente mejor" que el de todos los demás autores, y que todas las objeciones se compensan en este modelo, pero más tarde dijo que la analogía con la luz no tenía ningún peso para él, porque creía en la Naturaleza ondulatoria de la luz. Después de una mayor consideración, Euler llegó a desaprobar el modelo y escribió a Le Sage: [12]
Disculpe, señor, si siento gran repugnancia por sus corpúsculos ultramundanos, y siempre preferiré confesar mi ignorancia de la causa de la gravedad que recurrir a hipótesis tan extrañas.
Daniel Bernoulli quedó satisfecho por la similitud del modelo de Le Sage y sus propios pensamientos sobre la naturaleza de los gases. Sin embargo, el propio Bernoulli opinaba que su propia teoría cinética de los gases era sólo una especulación, y también consideraba la teoría de Le Sage como altamente especulativa. [13]
Roger Joseph Boscovich señaló que la teoría de Le Sage es la primera que realmente puede explicar la gravedad por medios mecánicos. Sin embargo, rechazó el modelo debido a la enorme y no utilizada cantidad de materia ultramundana. John Playfair describió los argumentos de Boscovich diciendo:
Una inmensa multitud de átomos, destinados así a proseguir su viaje interminable a través del infinito del espacio, sin cambiar de dirección ni regresar al lugar de donde vinieron, es una suposición muy poco apoyada por la economía habitual de la naturaleza. ¿De dónde viene el suministro de estos innumerables torrentes? ¿No debe implicar un ejercicio perpetuo de poder creativo, infinito tanto en extensión como en duración? [14]
Maxwell dio más tarde un argumento muy similar (véanse las secciones siguientes). Además, Boscovich negó la existencia de todo contacto e impulso inmediato, pero propuso acciones repulsivas y atractivas a distancia .
El conocimiento de Georg Christoph Lichtenberg [15] sobre la teoría de Le Sage se basó en "Lucrece Newtonien" y un resumen de Prévost. Lichtenberg originalmente creía (como Descartes) que toda explicación de los fenómenos naturales debe basarse en el movimiento rectilíneo y la impulsión, y la teoría de Le Sage cumplía estas condiciones. En 1790 expresó en uno de sus artículos su entusiasmo por la teoría, creyendo que la teoría de Le Sage abarca todo nuestro conocimiento y hace inútil seguir soñando sobre ese tema. Continuó diciendo: "Si es un sueño, es el más grande y magnífico que jamás haya sido soñado..." y que con él podemos llenar un vacío en nuestros libros, que sólo puede llenarse con un sueño. . [dieciséis]
A menudo se refería a la teoría de Le Sage en sus conferencias sobre física en la Universidad de Göttingen . Sin embargo, hacia 1796 Lichtenberg cambió de opinión tras dejarse persuadir por los argumentos de Immanuel Kant , quien criticaba cualquier tipo de teoría que intentara sustituir la atracción por la impulsión. [17] Kant señaló que la existencia misma de configuraciones de materia espacialmente extendidas, como partículas de radio distinto de cero, implica la existencia de algún tipo de fuerza vinculante para mantener unidas las partes extendidas de la partícula. Ahora bien, esa fuerza no puede explicarse por el empuje de las partículas gravitacionales, porque esas partículas también deben mantenerse unidas de la misma manera. Para evitar este razonamiento circular , Kant afirmó que debe existir una fuerza de atracción fundamental. Ésta era precisamente la misma objeción que siempre se había planteado contra la doctrina del impulso de Descartes en el siglo anterior, y que había llevado incluso a los seguidores de Descartes a abandonar ese aspecto de su filosofía.
Otro filósofo alemán, Friedrich Wilhelm Joseph Schelling , rechazó el modelo de Le Sage porque su materialismo mecanicista era incompatible con la filosofía muy idealista y antimaterialista de Schelling. [18]
En parte teniendo en cuenta la teoría de Le Sage, Pierre-Simon Laplace se propuso determinar la velocidad de gravedad necesaria para ser coherente con las observaciones astronómicas. Calculó que la velocidad debe ser “al menos cien millones de veces mayor que la de la luz”, para evitar desigualdades inaceptablemente grandes debidas a los efectos de aberración en el movimiento lunar. [19] Esto fue tomado por la mayoría de los investigadores, incluido Laplace, como apoyo al concepto newtoniano de acción instantánea a distancia, y para indicar la inverosimilitud de cualquier modelo como el de Le Sage. Laplace también argumentó que para mantener la proporcionalidad de la masa, el límite superior de la superficie molecular de la Tierra es como máximo la diezmillonésima parte de la superficie de la Tierra. Para decepción de Le Sage, Laplace nunca mencionó directamente la teoría de Le Sage en sus obras.
Debido a que las teorías de Fatio, Cramer y Redeker no eran ampliamente conocidas, la exposición de la teoría de Le Sage disfrutó de un resurgimiento de interés en la segunda mitad del siglo XIX, coincidiendo con el desarrollo de la teoría cinética de los gases .
Dado que las partículas de Le Sage deben perder velocidad al chocar con la materia ordinaria (para producir una fuerza gravitacional neta), se debe convertir una enorme cantidad de energía en modos de energía interna. Si esas partículas no tienen modos de energía internos, el exceso de energía sólo puede ser absorbido por la materia ordinaria. Abordando este problema, Armand Jean Leray [20] propuso un modelo de partículas (perfectamente similar al de Le Sage) en el que afirmaba que la energía absorbida es utilizada por los cuerpos para producir magnetismo y calor . Sugirió que esto podría ser una respuesta a la pregunta de dónde proviene la producción de energía de las estrellas.
La propia teoría de Le Sage se convirtió en un tema de renovado interés en la última parte del siglo XIX después de un artículo publicado por Kelvin en 1873. [21] A diferencia de Leray, que trató el problema del calor de manera imprecisa, Kelvin afirmó que la energía absorbida representa una cantidad muy alta. calor, suficiente para vaporizar cualquier objeto en una fracción de segundo. De modo que Kelvin reiteró una idea que Fatio había propuesto originalmente en la década de 1690 para intentar abordar el problema termodinámico inherente a la teoría de Le Sage. Propuso que el exceso de calor podría ser absorbido por modos de energía internos de las propias partículas, basándose en su propuesta de la naturaleza del vórtice de la materia. En otras palabras, la energía cinética de traslación original de las partículas se transfiere a modos de energía internos, principalmente vibratorios o rotacionales, de las partículas. Apelando a la proposición de Clausius de que la energía en cualquier modo particular de una molécula de gas tiende a una proporción fija de la energía total, Kelvin continuó sugiriendo que las partículas energizadas pero que se mueven más lentamente serían posteriormente restauradas a su condición original debido a colisiones (en la escala cosmológica) con otras partículas. Kelvin también afirmó que sería posible extraer cantidades ilimitadas de energía libre del flujo ultramundano y describió una máquina de movimiento perpetuo para lograrlo.
Posteriormente, Peter Guthrie Tait calificó la teoría de Le Sage como la única explicación plausible de la gravitación propuesta en ese momento. Continuó diciendo:
Lo más singular de esto es que, de ser cierto, probablemente nos llevará a considerar todo tipo de energía como, en última instancia, cinética. [22]
El propio Kelvin, sin embargo, no era optimista respecto de que la teoría de Le Sage pudiera en última instancia dar una explicación satisfactoria de los fenómenos. Después de su breve artículo de 1873 mencionado anteriormente, nunca volvió al tema, excepto para hacer el siguiente comentario:
Esta teoría cinética de la materia es un sueño y no puede ser otra cosa hasta que pueda explicar la afinidad química, la electricidad, el magnetismo, la gravitación y la inercia de masas (es decir, multitudes) de vórtices. La teoría de Le Sage podría dar una explicación de la gravedad y de su relación con la inercia de las masas, según la teoría del vórtice, si no fuera por la aeolotropía esencial de los cristales y la aparentemente perfecta isotropía de la gravedad. No se ha descubierto ni se ha imaginado que sea posible descubrir ningún dedo que señale un camino que pueda conducir a una posible superación de esta dificultad o a un giro de su flanco. [23]
Samuel Tolver Preston [24] ilustró que muchos de los postulados introducidos por Le Sage respecto de las partículas gravitacionales, como el movimiento rectilíneo, las interacciones raras, etc. , podían recogerse bajo la noción única de que se comportaban (en la escala cosmológica) como las partículas de un gas con un camino libre medio extremadamente largo . Preston también aceptó la propuesta de Kelvin sobre los modos de energía interna de las partículas. Ilustró el modelo de Kelvin comparándolo con la colisión de un anillo de acero y un yunque: el yunque no se sacudiría mucho, pero el anillo de acero estaría en estado de vibración y, por lo tanto, partiría con menor velocidad. También argumentó que el camino libre medio de las partículas es al menos la distancia entre los planetas; en distancias más largas, las partículas recuperan su energía de traslación debido a las colisiones entre sí, por lo que concluyó que en distancias más largas no habría atracción entre los planetas. cuerpos, independientemente de su tamaño . Paul Drude sugirió que esto podría haber una conexión con algunas teorías de Carl Gottfried Neumann y Hugo von Seeliger , quienes propusieron algún tipo de absorción de la gravedad en el espacio abierto. [25]
James Clerk Maxwell publicó una reseña de la teoría de Kelvin-Le Sage en la novena edición de la Encyclopædia Britannica bajo el título Atom en 1875. [26] Después de describir el concepto básico de la teoría, escribió (con sarcasmo según Aronson) : [27]
Aquí, entonces, parece haber un camino que conduce hacia una explicación de la ley de gravitación, que, si se puede demostrar que es consistente con los hechos en otros aspectos, puede resultar un camino real hacia los arcanos mismos de la ciencia. [26]
Maxwell comentó sobre la sugerencia de Kelvin de diferentes modos de energía de las partículas que esto implica que las partículas gravitacionales no son simples entidades primitivas, sino más bien sistemas, con sus propios modos de energía internos, que deben mantenerse unidos por fuerzas de atracción (inexplicadas). Sostiene que la temperatura de los cuerpos debe tender a acercarse a aquella en la que la energía cinética promedio de una molécula del cuerpo sería igual a la energía cinética promedio de una partícula ultramundana y afirma que esta última cantidad debe ser mucho mayor que el primero y concluye que la materia ordinaria debería ser incinerada en cuestión de segundos bajo el bombardeo de Le Sage. [26] Él escribió:
Hemos dedicado a esta teoría más espacio del que parece merecer, porque es ingeniosa y porque es la única teoría de la causa de la gravitación que se ha desarrollado hasta ahora como para poder ser atacada y defendida. [26]
Maxwell también argumentó que la teoría requiere "un enorme gasto de energía externa" y, por tanto, viola la conservación de la energía como principio fundamental de la naturaleza. [26] Preston respondió a la crítica de Maxwell argumentando que la energía cinética de cada partícula simple individual podría hacerse arbitrariamente baja postulando una masa suficientemente baja (y una mayor densidad numérica) para las partículas. Pero esta cuestión fue discutida posteriormente de manera más detallada por Poincaré , quien demostró que el problema termodinámico dentro de los modelos de Le Sage seguía sin resolverse.
Caspar Isenkrahe presentó su modelo en una variedad de publicaciones entre 1879 y 1915. [28] Sus supuestos básicos eran muy similares a los de Le Sage y Preston, pero dio una aplicación más detallada de la teoría cinética. Sin embargo, al afirmar que la velocidad de los corpúsculos después de la colisión se reducía sin ningún aumento correspondiente en la energía de ningún otro objeto, su modelo violaba la conservación de la energía. Observó que existe una conexión entre el peso de un cuerpo y su densidad (porque cualquier disminución en la densidad de un objeto reduce el blindaje interno), por lo que pasó a afirmar que los cuerpos calientes deberían ser más pesados que los más fríos (en relación con la efecto de la expansión térmica ).
En otro modelo, Adalbert Ryšánek en 1887 [29] también hizo un análisis cuidadoso, incluida una aplicación de la ley de Maxwell de las velocidades de las partículas en un gas. Distinguió entre un éter gravitacional y uno luminífero . Esta separación de esos dos medios era necesaria, porque según sus cálculos la ausencia de cualquier efecto de arrastre en la órbita de Neptuno implica un límite inferior para la velocidad de las partículas de 5 · 10 19 cm/s. Él (al igual que Leray) argumentó que la energía absorbida se convierte en calor, que podría transferirse al éter luminífero y/o ser utilizado por las estrellas para mantener su producción de energía. Sin embargo, estas sugerencias cualitativas no estaban respaldadas por ninguna evaluación cuantitativa de la cantidad de calor realmente producida.
En 1888, Paul du Bois-Reymond argumentó en contra del modelo de Le Sage, en parte porque la fuerza de gravedad predicha en la teoría de Le Sage no es estrictamente proporcional a la masa. Para lograr una proporcionalidad de masa exacta como en la teoría de Newton (que implica que no hay efectos de protección o saturación y una estructura de materia infinitamente porosa), el flujo ultramundano debe ser infinitamente intenso. Du Bois-Reymond rechazó esto por considerarlo absurdo. Además, tanto Du Bois-Reymond como Kant observaron que la teoría de Le Sage no puede alcanzar su objetivo, porque invoca conceptos como "elasticidad" y "dureza absoluta", etc., que (en su opinión) sólo pueden explicarse mediante fuerzas de atracción. . El mismo problema surge con las fuerzas de cohesión en las moléculas. Como resultado, el objetivo básico de tales modelos, que es prescindir de fuerzas de atracción elementales, es imposible. [30]
En 1863, François Antoine Edouard y Em. Keller [31] presentó una teoría utilizando un mecanismo tipo Le Sage en combinación con ondas longitudinales del éter. Supusieron que esas ondas se propagan en todas direcciones y pierden parte de su impulso tras el impacto sobre los cuerpos, por lo que entre dos cuerpos la presión ejercida por las ondas es más débil que la presión a su alrededor. En 1869, Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran [32] presentó el mismo modelo que Leray (incluyendo la absorción y la producción de calor, etc.), pero al igual que Keller y Keller, reemplazó las partículas con ondas longitudinales del éter.
Después de estos intentos, otros autores a principios del siglo XX sustituyeron las partículas de Le Sage por radiación electromagnética . Esto estaba relacionado con la teoría del éter de Lorentz y la teoría del electrón de aquella época, en la que se suponía la constitución eléctrica de la materia.
En 1900, Hendrik Lorentz [33] escribió que el modelo de partículas de Le Sage no es coherente con la teoría electrónica de su época. Pero la constatación de que los trenes de ondas electromagnéticas podían producir cierta presión, en combinación con el poder de penetración de los rayos Röntgen (ahora llamados rayos X ), le llevó a concluir que nada contradice la posible existencia de una radiación aún más penetrante que los rayos X. , que podría reemplazar las partículas de Le Sage. Lorentz demostró que efectivamente surgiría una fuerza de atracción entre partículas cargadas (que podría tomarse como modelo de las subunidades elementales de la materia), pero sólo si la energía incidente fuera absorbida por completo. Éste era el mismo problema fundamental que había afectado a los modelos de partículas. Entonces Lorentz escribió:
Sin embargo, la circunstancia de que esta atracción sólo podría existir si de una forma u otra la energía electromagnética desapareciera continuamente, es una dificultad tan grave que lo dicho no puede considerarse como una explicación de la gravitación. No es ésta la única objeción que se puede plantear. Si el mecanismo de la gravitación consistiera en vibraciones que atraviesan el éter con la velocidad de la luz, la atracción debería verse modificada por el movimiento de los cuerpos celestes en una medida mucho mayor de lo que permiten admitir las observaciones astronómicas.
En 1922 [34] Lorentz examinó por primera vez la investigación de Martin Knudsen sobre los gases enrarecidos y, en relación con ello, analizó el modelo de partículas de Le Sage, seguido de un resumen de su propio modelo electromagnético de Le Sage, pero repitió su conclusión de 1900: Sin absorción. ningún efecto gravitacional.
En 1913, David Hilbert se refirió a la teoría de Lorentz y la criticó argumentando que no puede surgir ninguna fuerza en la forma 1/r 2 si la distancia mutua de los átomos es lo suficientemente grande en comparación con su longitud de onda. [35]
En 1904, JJ Thomson [36] consideró un modelo tipo Le Sage en el que el flujo ultramundano primario consistía en una forma hipotética de radiación mucho más penetrante incluso que los rayos X. Sostuvo que el problema del calor de Maxwell podría evitarse suponiendo que la energía absorbida no se convierte en calor, sino que se vuelve a irradiar en una forma aún más penetrante. Señaló que este proceso posiblemente pueda explicar de dónde proviene la energía de las sustancias radiactivas, pero afirmó que es más probable una causa interna de la radiactividad . En 1911 Thomson volvió a abordar este tema en su artículo "Matter" en la Encyclopædia Britannica Undécima Edición . [37] Allí afirmó que esta forma de radiación secundaria es algo análoga a cómo el paso de partículas electrificadas a través de la materia provoca la radiación de rayos X aún más penetrantes. Él comentó:
Es un resultado muy interesante de descubrimientos recientes que la maquinaria que Le Sage introdujo para el propósito de su teoría tiene una analogía muy cercana con cosas de las cuales ahora tenemos evidencia experimental directa... Sin embargo, los rayos Röntgen, cuando se absorben, no , hasta donde sabemos, dan lugar a rayos Röntgen más penetrantes como deberían para explicar la atracción, pero a rayos menos penetrantes o a rayos del mismo tipo. [37]
A diferencia de Lorentz y Thomson, Thomas Tommasina [38] entre 1903 y 1928 sugirió la radiación de longitud de onda larga para explicar la gravedad y la radiación de longitud de onda corta para explicar las fuerzas cohesivas de la materia. Charles F. Brush [39] en 1911 también propuso la radiación de longitud de onda larga. Pero más tarde revisó su punto de vista y cambió a longitudes de onda extremadamente cortas.
Posteriormente , en 1905, George Darwin calculó la fuerza gravitacional entre dos cuerpos a una distancia extremadamente cercana para determinar si los efectos geométricos conducirían a una desviación de la ley de Newton. [40] Aquí Darwin reemplazó las unidades de materia ordinaria en forma de jaula de Le Sage con esferas microscópicas duras de tamaño uniforme. Concluyó que sólo en el caso de colisiones perfectamente inelásticas (reflexión cero) se mantendría la ley de Newton, reforzando así el problema termodinámico de la teoría de Le Sage. Además, tal teoría sólo es válida si las componentes normal y tangencial del impacto son totalmente inelásticas (contrariamente al mecanismo de dispersión de Le Sage) y las partículas elementales son exactamente del mismo tamaño. Continuó diciendo que la emisión de luz es exactamente lo contrario de la absorción de las partículas de Le Sage. Un cuerpo con diferentes temperaturas superficiales se moverá en dirección a la parte más fría. En una revisión posterior de las teorías gravitacionales, Darwin describió brevemente la teoría de Le Sage y dijo que la consideró seriamente, pero luego escribió:
No me referiré más a esta concepción, salvo para decir que creo que ningún hombre de ciencia está dispuesto a aceptarla como el verdadero camino. [41]
Basado parcialmente en los cálculos de Darwin, Henri Poincaré hizo una crítica importante en 1908. [42] Concluyó que la atracción es proporcional a , donde S es el área de la superficie molecular de la Tierra, v es la velocidad de las partículas y ρ es la densidad del medio. Siguiendo a Laplace, argumentó que para mantener la proporcionalidad de la masa, el límite superior de S es como máximo una diezmillonésima parte de la superficie de la Tierra. Ahora bien, la resistencia (es decir, la resistencia del medio) es proporcional a Sρv y, por lo tanto, la relación entre resistencia y atracción es inversamente proporcional a Sv . Para reducir la resistencia, Poincaré calculó un límite inferior para v = 24 · 10 17 veces la velocidad de la luz. Entonces hay límites inferiores para Sv y v, y un límite superior para S y con esos valores se puede calcular el calor producido, que es proporcional a Sρv 3 . El cálculo muestra que la temperatura de la Tierra aumentaría entre 10 y 26 grados por segundo. Poincaré advirtió que "la Tierra no podría soportar por mucho tiempo semejante régimen". Poincaré también analizó algunos modelos ondulatorios (Tommasina y Lorentz), señalando que sufrían los mismos problemas que los modelos de partículas. Para reducir la resistencia, eran necesarias velocidades de onda superluminales, y aún estarían sujetas al problema de calentamiento. Después de describir un modelo de rerradiación similar al de Thomson, concluyó: "Tales son las complicadas hipótesis a las que nos llevan cuando intentamos hacer sostenible la teoría de Le Sage" .
También afirmó que si en el modelo de Lorentz la energía absorbida se convirtiera completamente en calor, la temperatura de la Tierra aumentaría entre 10 y 13 grados por segundo. Poincaré pasó luego a considerar la teoría de Le Sage en el contexto de la "nueva dinámica" que se había desarrollado a finales del siglo XIX y principios del XX, reconociendo específicamente el principio de la relatividad. Para una teoría de partículas, observó que " es difícil imaginar una ley de colisión compatible con el principio de la relatividad ", y los problemas de arrastre y calentamiento persisten.
Una predicción básica de la teoría es la extrema porosidad de la materia. Como supusieron Fatio y Le Sage en 1690/1758 (y antes de ellos, Huygens), la materia debe consistir principalmente en espacio vacío para que las partículas más pequeñas puedan penetrar los cuerpos casi sin perturbaciones y, por lo tanto, cada parte de la materia pueda participar en el proceso gravitacional. interacción. Esta predicción se ha confirmado (en algunos aspectos) a lo largo del tiempo. De hecho, la materia se compone principalmente de espacio vacío y ciertas partículas como los neutrinos pueden atravesar la materia casi sin obstáculos. Sin embargo, la imagen de las partículas elementales como entidades clásicas que interactúan directamente, determinadas por sus formas y tamaños (en el sentido de la estructura neta propuesta por Fatio/Le Sage y las esferas equisized de Isenkrahe/Darwin), no es consistente con la comprensión actual. de partículas elementales. La propuesta de Lorentz/Thomson de que las partículas cargadas eléctricamente son los constituyentes básicos de la materia también es inconsistente con la física actual.
Todo modelo tipo Le Sage supone la existencia de un flujo isotrópico o radiación de enorme intensidad y capacidad de penetración que llena el espacio. Esto tiene cierta similitud con la radiación cósmica de fondo de microondas (CMBR) descubierta en el siglo XX. CMBR es de hecho un flujo bastante isotrópico y que llena el espacio, pero su intensidad es extremadamente pequeña, al igual que su capacidad de penetración. El flujo de neutrinos que emana (por ejemplo) del Sol posee las propiedades de penetración previstas por Le Sage para sus corpúsculos ultramundanos, pero este flujo no es isotrópico (ya que las estrellas individuales son las principales fuentes de neutrinos) y la intensidad es aún menor. que el del CMBR. Por supuesto, ni el CMBR ni los neutrinos se propagan a velocidades superluminales, que es otro atributo necesario de las partículas de Le Sage. Desde un punto de vista más moderno, descartando el simple concepto de "empuje" de Le Sage, se consideró y refutó la sugerencia de que el neutrino (o alguna otra partícula similar al neutrino) podría ser la partícula mediadora en una teoría cuántica de campos de la gravitación. por Feynman. [43]
Aunque en la teoría de Fatio-Le Sage se postula que la materia es muy escasa, no puede ser perfectamente transparente, porque en ese caso no existiría fuerza gravitacional. Sin embargo, la falta de transparencia perfecta genera problemas: con suficiente masa la cantidad de sombra producida por dos trozos de materia se vuelve menor que la suma de las sombras que cada una de ellas produciría por separado, debido a la superposición de sus sombras (P10, arriba). Este efecto hipotético, llamado blindaje gravitacional , implica que la adición de materia no da como resultado un aumento directamente proporcional de la masa gravitacional. Por lo tanto, para que sea viable, Fatio y Le Sage postularon que el efecto de protección es tan pequeño que resulta indetectable, lo que requiere que la sección transversal de interacción de la materia sea extremadamente pequeña (P10, a continuación). Esto coloca un límite inferior extremadamente alto en la intensidad del flujo requerido para producir la fuerza de gravedad observada. Cualquier forma de protección gravitacional representaría una violación del principio de equivalencia y sería inconsistente con el resultado nulo extremadamente preciso observado en el experimento de Eötvös y sus sucesores, todos los cuales han confirmado la equivalencia precisa de la masa gravitacional activa y pasiva con la inercial. masa que fue predicha por la relatividad general . [44] Para obtener más información histórica sobre la conexión entre el blindaje gravitacional y la gravedad de Le Sage, consulte Martins, [45] [46] y Borzeszkowski et al. [47]
Dado que la propuesta de Isenkrahe sobre la conexión entre densidad, temperatura y peso se basó puramente en los efectos anticipados de los cambios en la densidad del material , y dado que la temperatura a una densidad dada puede aumentar o disminuir, los comentarios de Isenkrahe no implican ninguna relación fundamental entre temperatura y gravitación. . (En realidad, existe una relación entre la temperatura y la gravitación, así como entre la energía de enlace y la gravitación, pero estos efectos reales no tienen nada que ver con la propuesta de Isenkrahe. Consulte la sección siguiente sobre "Acoplamiento a la energía".) Respecto a la predicción de una relación Entre gravitación y densidad, toda la evidencia experimental indica que no existe tal relación.
Según la teoría de Le Sage, un cuerpo aislado está sujeto a arrastre si está en movimiento con respecto al marco isotrópico único del flujo ultramundano (es decir, el marco en el que la velocidad de los corpúsculos ultramundanos es la misma en todas las direcciones). Esto se debe al hecho de que, si un cuerpo está en movimiento, las partículas que golpean el cuerpo desde el frente tienen una velocidad mayor (en relación con el cuerpo) que las que golpean el cuerpo desde atrás; este efecto actuará para disminuir la distancia entre el sol y la tierra. La magnitud de este arrastre es proporcional a vu , donde v es la velocidad de las partículas y u es la velocidad del cuerpo, mientras que la fuerza característica de la gravedad es proporcional a v 2 , por lo que la relación entre el arrastre y la fuerza gravitacional es proporcional a u / v . Así, para una fuerza de gravedad característica dada, la cantidad de resistencia para una velocidad dada u puede hacerse arbitrariamente pequeña aumentando la velocidad v de los corpúsculos ultramundanos. Sin embargo, para reducir la resistencia a un nivel aceptable (es decir, consistente con la observación) en términos de la mecánica clásica, la velocidad v debe ser muchos órdenes de magnitud mayor que la velocidad de la luz . Esto hace que la teoría de Le Sage sea fundamentalmente incompatible con la ciencia moderna de la mecánica basada en la relatividad especial , según la cual ninguna partícula (u onda) puede superar la velocidad de la luz. Además, incluso si fueran posibles las partículas superluminales, la temperatura efectiva de tal flujo sería suficiente para incinerar toda la materia ordinaria en una fracción de segundo.
Como muestra Laplace, otro posible efecto de Le Sage es la aberración orbital debida a la velocidad finita de la gravedad . A menos que las partículas de Le Sage se muevan a velocidades mucho mayores que la velocidad de la luz, como supusieron Le Sage y Kelvin, hay un retraso en las interacciones entre los cuerpos (el tiempo de tránsito). En el caso del movimiento orbital, esto da como resultado que cada cuerpo reaccione a una posición retardada del otro, lo que crea un componente de fuerza principal. Al contrario del efecto de arrastre, este componente actuará acelerando ambos objetos alejándolos uno del otro. Para mantener órbitas estables, el efecto de la gravedad debe propagarse mucho más rápido que la velocidad de la luz o no debe ser una fuerza puramente central. Muchos han sugerido que esto es una refutación concluyente de cualquier tipo de teoría de Le Sage. Por el contrario, la relatividad general es consistente con la falta de aberración apreciable identificada por Laplace, porque aunque la gravedad se propaga a la velocidad de la luz en la relatividad general, la aberración esperada se cancela casi exactamente por los términos de la interacción que dependen de la velocidad. [48]
En muchos modelos de partículas, como el de Kelvin, el rango de gravedad está limitado debido a la naturaleza de las interacciones de las partículas entre sí. El rango está efectivamente determinado por la velocidad a la que los modos internos propuestos de las partículas pueden eliminar los defectos de momento ( sombras ) que se crean al atravesar la materia. Tales predicciones sobre el rango efectivo de gravedad variarán y dependen de aspectos y suposiciones específicos sobre los modos de interacción que están disponibles durante las interacciones de partículas. Sin embargo, para esta clase de modelos, la estructura observada a gran escala del cosmos limita dicha dispersión a aquellas que permitan la agregación de estructuras gravitacionales tan inmensas.
Como se señaló en la sección histórica, un problema importante para todos los modelos de Le Sage es la cuestión de la energía y el calor . Como demostraron Maxwell y Poincaré, las colisiones inelásticas provocan una vaporización de la materia en fracciones de segundo y las soluciones propuestas no resultaron convincentes. Por ejemplo, Aronson [27] dio una prueba sencilla de la afirmación de Maxwell:
Supongamos que, contrariamente a la hipótesis de Maxwell, las moléculas de la materia bruta poseen en realidad más energía que las partículas. En ese caso, las partículas ganarían, en promedio, energía en la colisión y las partículas interceptadas por el cuerpo B serían reemplazadas por otras más energéticas que rebotan desde el cuerpo B. Así, el efecto de la gravedad se invertiría: habría una repulsión mutua. entre todos los cuerpos de materia mundana, contrariamente a la observación. Si, por el contrario, las energías cinéticas medias de las partículas y de las moléculas son iguales, entonces no se produciría ninguna transferencia neta de energía y las colisiones serían equivalentes a las elásticas que, como se ha demostrado, no no produce una fuerza gravitacional.
Del mismo modo, la violación por parte de Isenkrahe de la ley de conservación de la energía es inaceptable, y la aplicación por parte de Kelvin del teorema de Clausius conduce (como señaló el propio Kelvin) a algún tipo de mecanismo de movimiento perpetuo . La sugerencia de un mecanismo de rerradiación secundaria para los modelos ondulatorios atrajo el interés de JJ Thomson, pero ni Maxwell ni Poincaré la tomaron muy en serio, porque implica una grave violación de la segunda ley de la termodinámica (enormes cantidades de energía se liberan espontáneamente). convertida de una forma más fría a una más caliente), que es una de las leyes físicas más sólidamente establecidas.
El problema energético también se ha considerado en relación con la idea de acreción de masa en relación con la teoría de la Tierra en expansión . Entre los primeros teóricos que vincularon el aumento de masa en algún tipo de modelo de gravedad de empuje con la expansión de la Tierra se encontraban Yarkovsky y Hilgenberg. [49] Actualmente, los científicos convencionales no consideran viable la idea de la acreción de masa y la teoría de la Tierra en expansión. Esto se debe, entre otras razones, a que, según el principio de equivalencia masa-energía , si la Tierra estuviera absorbiendo la energía del flujo ultramundano a la velocidad necesaria para producir la fuerza de gravedad observada (es decir, utilizando los valores calculados por Poincaré) , su masa se estaría duplicando en cada fracción de segundo.
Basado en evidencia observacional , ahora se sabe que la gravedad interactúa con todas las formas de energía , y no solo con la masa. La energía de enlace electrostática del núcleo, la energía de las interacciones débiles en el núcleo y la energía cinética de los electrones en los átomos contribuyen a la masa gravitacional de un átomo, como se ha confirmado con gran precisión en experimentos del tipo Eötvös . [50] Esto significa, por ejemplo, que cuando los átomos de una cantidad de gas se mueven más rápidamente, la gravitación de ese gas aumenta. Además, los experimentos de Lunar Laser Ranging han demostrado que incluso la propia energía de enlace gravitacional también gravita, con una fuerza consistente con el principio de equivalencia de alta precisión, lo que demuestra además que cualquier teoría exitosa de la gravitación debe ser no lineal y autoacoplada. [51] [52] La teoría de Le Sage no predice ninguno de estos efectos antes mencionados, ni tampoco ninguna de las variantes conocidas de la teoría de Le Sage.
Lyman Spitzer en 1941 [53] calculó que la absorción de radiación entre dos partículas de polvo conduce a una fuerza de atracción neta que varía proporcionalmente a 1/ r 2 (evidentemente desconocía el mecanismo de sombra de Le Sage y especialmente las consideraciones de Lorentz sobre la presión de radiación y la gravedad). ). George Gamow , que llamó a este efecto "gravedad simulada", propuso en 1949 [54] que después del Big Bang la temperatura de los electrones descendió más rápidamente que la temperatura de la radiación de fondo. La absorción de radiación condujo a un mecanismo de Lesage entre electrones, que podría haber tenido un papel importante en el proceso de formación de galaxias poco después del Big Bang . Sin embargo, esta propuesta fue refutada por Field en 1971, [55] quien demostró que este efecto era demasiado pequeño, porque los electrones y la radiación de fondo estaban casi en equilibrio térmico. Hogan y White propusieron en 1986 [56] que la gravedad simulada podría haber influido en la formación de galaxias mediante la absorción de la luz estelar pregaláctica. Pero Wang y Field [57] demostraron que cualquier forma de gravedad simulada es incapaz de producir fuerza suficiente para influir en la formación de galaxias.
El mecanismo de Le Sage también ha sido identificado como un factor importante en el comportamiento del plasma polvoriento . AM Ignatov [58] ha demostrado que surge una fuerza de atracción entre dos granos de polvo suspendidos en un plasma isotrópico sin colisiones debido a colisiones inelásticas entre los iones del plasma y los granos de polvo. Esta fuerza de atracción es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre los granos de polvo y puede contrarrestar la repulsión de Coulomb entre los granos de polvo.
En la teoría cuántica de campos se propone la existencia de partículas virtuales , lo que conduce al llamado efecto Casimir . Casimir calculó que entre dos placas sólo se deberían contar partículas con longitudes de onda específicas al calcular la energía del vacío . Por lo tanto, la densidad de energía entre las placas es menor si las placas están muy juntas, lo que genera una fuerza de atracción neta entre las placas. Sin embargo, el marco conceptual de este efecto es muy diferente de la teoría de Fatio y Le Sage.
El reexamen de la teoría de Le Sage en el siglo XIX identificó varios problemas estrechamente interconectados con la teoría. Estos se relacionan con el calentamiento excesivo, el arrastre por fricción, el blindaje y la aberración gravitacional. El reconocimiento de estos problemas, junto con un alejamiento general de las teorías basadas en la mecánica, resultó en una pérdida progresiva de interés en la teoría de Le Sage. Finalmente, en el siglo XX, la teoría de la relatividad general de Einstein eclipsó la teoría de Le Sage .
En 1965, Richard Feynman examinó el mecanismo de Fatio/Lesage, principalmente como un ejemplo de un intento de explicar una ley física "complicada" (en este caso, la ley de gravedad del cuadrado inverso de Newton) en términos de operaciones primitivas más simples sin el uso de métodos complejos. matemáticas, y también como ejemplo de teoría fallida. Señala que el mecanismo de "partículas que rebotan" reproduce la ley de la fuerza del cuadrado inverso y que "la extrañeza de la relación matemática se reducirá mucho" , pero luego señala que el esquema "no funciona" , debido al arrastre que lo arrastra. predice que serían experimentados por los cuerpos en movimiento. [59] [60]
Hay intentos ocasionales de rehabilitar la teoría fuera de la corriente principal, incluidos los de Radzievskii y Kagalnikova (1960), [61] Shneiderov (1961), [62] Buonomano y Engels (1976), [63] Adamut (1982), [64] Popescu (1982), [65] Jaakkola (1996), [66] Tom Van Flandern (1999), [67] y Edwards (2014). [68]
En Edwards et al. se analizan una variedad de modelos de Le Sage y temas relacionados. [69] [70] [71] [72]
{{cite book}}: |periodical=ignorado ( ayuda ){{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda ){{cite book}}: |periodical=ignorado ( ayuda ){{cite book}}: Mantenimiento CS1: falta el editor de la ubicación ( enlace ){{citation}}: Falta o está vacío |title=( ayuda ){{citation}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{citation}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{citation}}: Mantenimiento CS1: falta el editor de la ubicación ( enlace )
Medios relacionados con la gravedad de Le Sage en Wikimedia Commons