¿Qué es la dualidad onda-partícula?

Como ya sabemos el sonido solo se puede transmitir mediante un medio, ya sea el aire, el agua, o en un medio material como puede ser una barra de hierro o un tablón de madera.

Pero, ¿La luz como se transmite?
Esto siempre ha sido un gran debate científico a lo largo de la vida.
Pero primero aclaremos conceptos:

• Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en el que se produce hay el medio que rodea ese punto.

      Las ondas materiales (todas menos las                                   electromagnéticas) requieren un medio elástico para               poder propagarse.

• Definimos partícula como una masa que ocupa un volumen tan pequeño en el espacio que decimos que es puntual (es decir, no ocupa ningún volumen, simplemente está en un punto del espacio)

      Aunque hay partículas que carecen de masa como el             fotón.



Pero, ¿Cómo una partícula puede no tener masa?

Según Albert Einstein y su famosa ecuación E=mc² la masa no es más que una agrupación de energía por tanto una partícula puede no tener masa pero sí tener energía.

Había científicos que apoyaban la teoría ondulatoria como Christian Huygens pero otros científicos como Albert Einstein decían que eran una partícula a la cual le pusieron el nombre de fotón la cual no tienen masa.



Entonces, ¿Qué teoría era la correcta?

Tras el experimento de la doble rendija realizado en el 1801 por Thomas Young, se afirmó que la teoría ondulatoria era correcta, por tanto se podía explicar el comportamiento de la luz como una onda.

El experimento consistía en lo siguiente: se habían pasar rayos de luz a través de una pared con dos rendijas paralelas y el resultado era que se observaba un patrón de difracción, es decir que las ondas se anulaban unas a otras y formaban un patrón muy curioso.




Pero fue Heinrich Hertz quien demostró que la luz se comportaba como una partícula mediante el efecto fotoeléctrico el cual consistía en la emisión de electrones por un material al incidir sobre él una radiación electromagnética(luz visible o ultravioleta, en general)

Los fotones del rayo de luz tienen una energía característica determinada por la frecuencia de la luz. Si un electrón absorbe la energía de un fotón y éste último tiene suficiente energía el electrón es arrancado del material, en cambio si la energía del fotón es demasiado baja, el electrón no tiene la posibilidad de escapar de la superficie del material.



Esto significaba que algo extraño estaba pasando ya que las dos teorías parecían ser correctas.

 

Los científicos no sabían lo que pasaba hasta que en el siglo XIX Louis-Victor de Broglie formuló que toda la materia tiene comportamiento de onda y de partícula y postuló que los objetos muy masivos no se pueden comportar como una onda; sin embargo los objetos poco masivos se suelen comportar como una onda o como una partícula depende del marco de referencia del observador.




Muchas gracias por leer este post y hasta la semana que viene.

¿Que es un agujero negro?

Durante mucho tiempo se han hecho muchas teorías sobre los agujeros negros, ¿Pero que son los agujeros negros?.

Los agujeros negros son nada más y nada menos que los sistemas más poderosos que conocemos hoy en día y los cuales podrían acabar con el universo fácilmente.

El agujero negro de la galaxia NGC 4889 es uno de los más grandes observados hasta la fecha con una masa de 20 mil millones de masas solares, es decir, 20 mil millones de veces la masa del Sol que ya de por sí es bastante grande.

Pero diréis...  Esto que has dicho está muy bien pero todavía no se lo que es un agujero negro. Tranquilos ahora os lo explicó.
Como ya sabemos según la ley de la gravitación de Isaac Newton todo cuerpo con masa atrae otros cuerpos sin masa o con una masa menor, como nos pasa a nosotros en la Tierra.

Nosotros nos quedamos pegados a la Tierra por esa fuerza (la gravedad) y como comprobamos a diario si tiramos un objeto cualquiera hacia arriba este tiende a caer, pero y si os digo que hay una velocidad a la que si tiramos un objeto a dicha velocidad es capaz de superar la atracción gravitatória y salir al espacio.

Esa velocidad es conocida como velocidad de escape y en la Tierra es de 11,2 km/s, lo que equivale a 40.320 km/h.

¿Pero que pasa si esa velocidad de escape es mayor a la velocidad de la  luz en el vacío?

Pues que como ya sabemos nada viaja más rápido que la luz en el vacío por tanto es físicamente imposible escapar de un agujero negro.
Mejor dicho es imposibles escapar de un agujero negro una vez pasado el horizonte de sucesos.

 ¿Pero qué es eso del horizonte de sucesos?
 Pues no es nada más que una línea en la que la velocidad de escape del agujero negro es mayor de 300.000m/s (la velocidad de la luz).

Por tanto ni la luz es capaz de escapar de la atracción gravitacional del agujero negro asique no se puede saber lo que pasa después del horizonte de sucesos debido a que la luz no es capaz de salir del agujero negro no podemos ver lo que pasa una vez cruzado el horizonte de sucesos.

Pero algunos diréis que muchas veces he visto en la televisión o en películas que alrededor de un agujero negro hay mucha luz.
Y no es mentira que al rededor de un agujero negro haya mucha luz.

Pero si habías dicho que ni la luz es capaz de escapar de su tirón gravitacional (De ahí su nombre de agujero negro) Y si, es verdad he dicho que la luz no puede escapar de un agujero negro, pero sólo si cruza el horizonte de sucesos, pero porque tiene la luz que cruzarlo, porque no quedarse orbitando alrededor de él como hace la Tierra al rededor del Sol.

Y eso es lo que pasa, que la luz se queda orbitando alrededor del agujero negro y por eso es por lo que hay mucha luz alrededor de un agujero negro.

Además otra característica de los agujeros negros muy especial es que al ser tan masivos son capaces de distorsionar el espacio-tiempo, pero eso es otro tema a tratar.

Muchas gracias por leer este post y hasta la semana que viene.
Adiós.