Los físicos predicen el análogo gravitatorio de un transformador eléctrico

Transformador eléctricoEl equivalente gravitatorio de un transformador eléctrico podría revelar nuevas y extrañas propiedades del espacio-tiempo.

En 1831, Michael Faraday envolvió dos cables alrededor de los extremos opuestos de una rosquilla de hierro y encontró que si hacía pasar corriente por uno de ellos, se inducía una corriente inmediatamente en el otro. La Ley de Faraday de la inducción se ha convertido desde entonces en un principio fundamental del electromagnetismo y la ley que subyace a los transformadores eléctricos.

Esto es algo más que un interés pasajero para los físicos que estudian las propiedades del espacio-tiempo. Resulta que las ecuaciones de la relatividad general son formalmente análogas a las leyes del electromagnetismo de Maxwell (al menos cuando se estudian en el límite débil lineal).

Por lo que todos los resultados de la electrodinámica clásica pueden aplicarse igualmente a la relatividad general. Esto permite a los astrofísicos definir los campos electrogravitatorio y gravitomagnético que son análogos a los campos eléctricos y magnéticos. Y este tipo de pensamiento ha llevado a un número de predicciones tales como el bien conocido efecto de arrastre de marcos y en el cual el espacio-tiempo se ve arrastrado por un objeto masivo giratorio.

Pero hoy, John Swain de la Universidad de Boston señala que a pesar del extenso trabajo realizado en esta área, nadie ha traducido la simple idea de un transformador eléctrico de Faraday al dominio gravitatorio, un desliz que ahora se ocupa de corregir.

La analogía con un primario en el modelo de Swain es un haz de partículas que viajan en círculo. Esto genera un “flujo gravitomagnético” que puede ser captado por un secundario, básicamente una antena en bucle gigante.

Esta es una interesante idea que genera todo tipo de preguntas sobre la naturaleza del espacio-tiempo. Por ejemplo, un transformador electromagnético requiere un núcleo, una rosquilla de hierro, cuyas propiedades están definidas por su permeabilidad magnética. ¿Qué tipo de material podría desempeñar el papel de este núcleo en un transformador gravitatorio y qué podría ser en la Tierra la permeabilidad gravitatoria?

Entonces está la cuestión de dónde podrían existir en el universo este tipo de transformadores. Es posible que la órbita de la materia cerca de un agujero negro pueda proporcionar el tipo adecuado de corrientes de masa-energía.

Y en la Tierra, podría ser posible que el Gran Colisionador de Hadrones produjese las corrientes de masa-energía lo bastante potentes para comprobar esta idea. ¿Cómo se manifestaría el propio efecto?

Sabemos que el LHC produce grandes cantidades de radiación electromagnética de sincrotrón cuando los caminos de las partículas cargadas se curvan en un círculo. Swain sugiere que esta idea podría comprobarse buscando “radiación gravitatoria de sincrotrón”. En otras palabras, los efectos de ondas gravitatorias de campo cercano podrían ser captadas por interferómetros sensibles o barras resonantes de tipo Weber.

Swain dice que hay tantas razones para imaginar un análogo gravitatorio a la permeabilidad como pensar que la propia permeabilidad existiera – después de todo hay una forma de derivar la permeabilidad del material a partir de sus principios básicos.

Como él mismo dice: “¡Sólo los experimentos lo dirán!”


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1006.5754: Gravitatomagnetic Analogs of Electric Transformers
Fecha Original: 6 de julio de 2010
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