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Sobre las masas negativas.
Esta cuestión de las masas negativas se menciona en el libro del matemático francés Jean-Marie Souriau (mi vecino y viejo amigo).
"Structure des Systèmes Dynamiques", Dunod-France 1970, pp. 197-200
Recientemente traducido al inglés:
"Structure of Dynamical Systems", Birkhauser Ed. 1997. (Desgraciadamente muy caro: 124 $...).
Punto de partida: la teoría de grupos. Los grupos dinámicos rigen la física. El grupo dinámico de Poincaré rige el mundo relativista. Este grupo se construye a partir del grupo de Lorentz (ver Física geométrica B). Al igual que este último, el grupo de Poincaré posee "cuatro componentes". Dos son "ortocrónicas", corresponden a partículas con energía positiva y masa positiva. El segundo par de componentes, "antícronas", corresponden a partículas que se mueven hacia atrás en el tiempo. Souriau entonces mostró (a través de la "acción codyaduada de estas componentes del grupo sobre el momento") que corresponden a objetos con energía negativa y masa negativa.
En resumen, no está prohibido que existan masas negativas. Pero inmediatamente surge un problema: el resultado de una colisión entre dos partículas, la primera con masa positiva (y energía positiva mc²), y la otra con masa y energía negativas, daría... nada. Ni partículas, ni siquiera espacio, ya que el vacío está "hecho" de fotones conjuntos.
¿Cuál es la solución?
Quizás Dios, con una sabiduría y previsión infinitas, decidió amputar la parte antícrona del grupo dinámico de Poincaré. Así, el grupo no puede generar masas negativas.
Souriau no descarta la posibilidad de que pueda existir materia negativa en algún lugar del universo. Su hipótesis:
-
Atracción mutua entre masas positivas (nuestra materia, ley de Newton)
-
Repulsión mutua entre una masa positiva y una masa negativa (anti-Newton)
Añade:
- Las masas negativas se repelen mutuamente.
Según la visión de Souriau, las masas negativas deberían ser completamente autistas, repeler todo, incluidas otras masas negativas. Deberían simplemente ocupar todo el espacio disponible. Una especie de panfobia.
Tal materia negativa podría contribuir a confinar las galaxias.
Entre los objetos masivos, la materia negativa debería ser lo más uniforme posible para no inducir lentes gravitacionales (en estas amplias regiones). No podríamos detectarla, salvo por su efecto de confinamiento en las galaxias y cúmulos.
De cualquier manera, si esta materia negativa está presente en nuestro universo hoy en día, habría estado fuertemente mezclada con la materia normal en los primeros momentos. Una colisión en esta mezcla densa habría provocado entonces una aniquilación mutua completa:
- mc² - mc² = cero.......
Lente gravitacional inversa.
La lente gravitacional positiva se mencionó en la figura 44, en una sección anterior. Usamos el modelo burdo del cono obtuso (posicono).
Una concentración de "masa negativa" correspondería al "negacono obtuso". Ver figuras 88 y 89. Se obtiene un sistema divergente de geodésicas.
Es una solución exacta de las ecuaciones del campo. Ver:
Jean-Pierre Petit y Pierre Midy: Materia fantasma, materia astrofísica. 2: Métricas de estado estacionario conjugadas. Soluciones exactas. Física geométrica A, 5, 1998.
En la figura 88, se puede ver que funciona como si la masa negativa repeliera a los fotones".
(88)
Nota: Una distribución uniforme de masa positiva o negativa no produce efecto de lente gravitacional positivo o negativo.
Efecto de confinamiento debido a la masa negativa circundante.
Las masas positivas se atraen mutuamente, según la ley de Newton. La inestabilidad gravitacional (inestabilidad de Jeans) ocurre en la materia positiva. Esto da lugar a concentraciones de masa (galaxias, cúmulos de galaxias). Según la idea de Souriau, si la materia negativa está presente, estaría ubicada entre los objetos de masa positiva, ocupando todo el espacio intersticial disponible. Si la materia negativa se repela mutuamente, el medio sería muy uniforme entre los cúmulos de materia positiva. Esta materia negativa hipotética sería lacunar. Ver fig (89).
(89)
Por ejemplo, las galaxias podrían estar ubicadas en esta distribución lacunar de masa negativa.
(90)
La presión opuesta debida a las masas negativas participaría en el confinamiento de las galaxias.
Imaginemos un modelo pedagógico: una gran tienda de campaña colocada sobre estacas, que representan las masas positivas. Cuanto más puntiagudas sean las estacas, más densas serán las concentraciones de masa. Por el contrario, cuanto más obtusas sean las estacas, más extendidas serán esas concentraciones de masa.
(91)
Las estacas de la tienda de campaña (92)
La parte de la lona en contacto con las estacas presenta una curvatura positiva. Entre estos puntos, la curvatura es negativa. Si la cabeza de la estaca es puntiaguda, da como resultado una masa puntual, un punto de curvatura positiva concentrada (un punto cónico).
En general, vista desde una gran distancia, la tienda de campaña es plana. Esto significa aquí que la cantidad de curvatura positiva es igual a la cantidad de curvatura negativa. Físicamente, esto correspondería a un mundo donde la cantidad de masa positiva debe ser igual y opuesta a la cantidad de masa negativa (M* = - M).
(93)
Hemos representado algunas geodésicas (92) y sus proyecciones planas (94).
(94)
Abandonemos la imagen pedagógica. ¿Qué ocurre con la hipersuperficie de 4 dimensiones?