¿Qué es la masa?

(Primer desarrollo: 20 de agosto de 2003
Última modificación: 02 de agosto de 2005)

En los diferentes capítulos desarrollados en el libro "La Relatividad Conceptual" he expuesto el resultado de mis propios análisis sobre la Teoría Especial de la Relatividad. Estos análisis siguen una secuencia lógica, con desarrollos y fórmulas simples que espero que resulten suficientemente consistentes para quienes hayan hecho el esfuerzo de seguir mis argumentos.  

Pero junto con los análisis que he expuesto sobre las transformaciones de tiempos y longitudes, en el desarrollo de mis propios análisis, inevitablemente, he generado modelos y esquemas mentales para otras propiedades del universo físico. Muchos de estos modelos son sólo especulaciones sin ninguna demostración consistente, que solamente cumplen con la función de brindarme cierta comodidad intelectual ante las clásicas preguntas de ¿Qué somos? o ¿Cuál es nuestro destino?.

No tengo dudas de que muchos de los lectores que buscan información sobre la Relatividad están buscando las respuestas a las Grandes Preguntas de la existencia. Y dentro del paquete de las grandes incógnitas del universo físico figuran la carga eléctrica, la masa, la energía, la entropía, los principios de conservación, etc, etc.

Pues bien, llegado a estas alturas de mis escritos no pude vencer la tentación de compartir con los lectores interesados en análisis especulativos, algunas de las ideas que creo que pueden ayudar, si no a resolver, al menos a analizar una de las grandes incógnitas mencionadas.

Con el modelo conceptual que quiero describir, pretendo dar una explicación no sólo al concepto de masa sino al de su variación con la velocidad.

Para entender mi planteo es importante haber leído el Intermedio Filosófico IV, donde desarrollo un modelo de estructura para lo que llamamos vacío y materia.

En pocas palabras, el modelo mental con el que me siento a gusto, para tratar de entender la estructura íntima del Universo, puede resumirse en los siguientes puntos:

Y en los puntos finales de la enumeración previa estaría latente el concepto de masa: Cuanto más componentes primarios formen parte de una partícula, más difícil sería desplazarlos en forma coordinada. De este modo, más masa implicaría más complejidad de coordinación o más "tiempo" para lograr la coordinación.

Analogía

Se puede obtener una imagen visual (de mi difuso modelo mental) si se imagina una multitud de personas y dentro de esta multitud se visualiza un grupo (equivalente a una "partícula" del sistema) integrado por una fila de, por ejemplo, 10 personas (numerados de "1" a "10") que se mantienen unidos (coordinados) pasándose notas escritas sobre un papel que realiza un recorrido de ida y vuelta.

Para definir mejor el modelo, supongamos

Si ese grupo decide trasladarse (mientras mantiene la unión mediante el pasamanos con las notas) primero debe pasarse la información a todo el grupo. Esto significa que para realizar cada acción (frenar, avanzar, doblar) el papel debe hacer el recorrido de ida y vuelta.

En el viaje de ida del papel, el integrante "1" ó "10" pasa la indicación con el cambio a realizar. Pero antes de efectuar el cambio, debe esperar a recibir el papel con la conformidad de todos los integrantes.

Ésta es la única forma de garantizar que el grupo va a realizar un movimiento coordinado. Si "1" no espera a recibir la conformidad del resto, puede ocurrir que "10" haya dado "simultáneamente" una indicación diferente y, como resultado de no esperar el acuerdo mutuo, el grupo se desintegre.

Esta es, conforme a este modelo, la principal diferencia conceptual entre onda (movimiento libre sin esperar confirmación) y partícula (movimiento coordinado grupal).

De este modo se puede visualizar el concepto de masa como algo íntimamente ligado al tiempo de "coordinación" entre los entes que constituyen lo que identificamos como "materia". Cuanto más entes deban coordinar su accionar, más lenta es la toma de decisiones (más "masa" tiene el conjunto)

¿Qué pasa cuando aumenta la velocidad del grupo?.

Si, sobre la base del acuerdo entre sus componentes, el conjunto se desplaza a 0.5 m/s y el movimiento para pasarse el papel de mano en mano se efectúa a 1 m/s (hacia adelante o hacia atrás), cuando un integrante del grupo quiere alcanzar el papel a su seguidor inmediato, retrocede a 1 m/s (con respecto al suelo) y como su seguidor avanza a 0.5 m/s, el papel pasa de mano en mano con una velocidad de 1.5 m/s. El papel "viaja" hacia atrás más rápido que cuando el sistema estaba en reposo. Pero para la vuelta las velocidades juegan en contra puesto que, cuando un integrante se adelanta a 1 m/s, su predecesor se aleja a 0.5 m/s. O sea que el papel vuelve a razón de 0.5 m/s. Y, como ya hemos comprobado en otros desarrollos, la suma de los tiempos de "ida" y de "vuelta" arroija un valor mayor que los correspondientes al reposo.

En forma numérica, teniendo en cuenta que mover el papel de un extremo al otro implica 9 pases de mano a mano podemos hacer el siguiente cálculo:

Con el grupo "en reposo":

Tiempo = (9 pasajes hacia atrás + 9 pasajes hacia adelante) x 2 pasos / 1 m/s

Asumiendo 1 paso = 1 metro, el tiempo total es de 36 s. (Nota: En este modelo se supone que el tiempo de escritura/lectura es despreciable).

Con el grupo trasladándose a 0.5 m/s con respecto al fondo:

Hacia atrás

Hacia adelante

Viaje de Ida y Vuelta

Y, de acuerdo con este modelo, mayor tiempo de coordinación implica mayor masa. De este modo un agrupamiento en movimiento presenta mayor "masa" (tiempo de coordinación).

Comentarios

El modelo simple presentado permite generar una serie de analogías interesantes.

 

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