La teoría de la gravitación de Le Sage

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 mecánica explicación de la fuerza gravitacional de Newton en términos de corrientes de diminutas partículas invisibles (que Le Sage llamó corpúsculos ultramundanos) que impactan 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, que tiende a unir los cuerpos. Esta explicación mecánica de la gravedad nunca obtuvo una aceptación generalizada.

Teoría básica

La teoría postula que la fuerza de la gravedad es el resultado de partículas diminutas (corpúsculos) que se mueven a gran velocidad en todas las direcciones, en 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 por igual desde todos los lados, lo que da como resultado solo una presión dirigida hacia adentro pero ninguna fuerza direccional neta (P1).

Con un segundo objeto B presente, sin embargo, una fracción de las partículas que de otro modo habrían golpeado a 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 en la dirección opuesta. Asimismo, B será golpeado por menos partículas desde la dirección de A que desde la dirección opuesta. Se puede decir que A y B están "ensombreciendo" entre sí, y los dos cuerpos son empujados uno hacia el otro por el desequilibrio de fuerzas resultante (P2). Por lo tanto, 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 denomina gravedad de empuje o gravedad de sombra, aunque es más conocido como gravedad de Lesage.

Naturaleza de las colisiones

Si las colisiones del cuerpo A y las partículas gravitatorias son completamente 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 de gravedad en la dirección de A. La partícula de gravedad C que normalmente incidiría en A es bloqueada por B, pero otra partícula D que normalmente no lo haría. ha golpeado a A, es redirigido por el reflejo en 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 ralentizan, de modo que su momento se reduce después del impacto. Esto daría como resultado corrientes con cantidad de movimiento reducida saliendo de A, y corrientes con cantidad de movimiento sin disminuir llegando a A, por lo que surgiría una cantidad de movimiento direccional neta 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.

Derecho cuadrado inverso

Dado que se supone que algunas o todas las partículas gravitatorias que convergen en un objeto son absorbidas o ralentizadas 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 en el objeto. Podemos imaginar este desequilibrio del flujo de cantidad de movimiento –y por lo 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 cantidad de movimiento sobre toda una superficie esférica que encierra al objeto es independiente del tamaño de la esfera que lo encierra, mientras que el área superficial de la esfera aumenta en proporción al cuadrado del radio. Por lo tanto, el desequilibrio de cantidad de movimiento por unidad de área disminuye inversamente al cuadrado de la distancia.

Proporción masiva

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 la proporcionalidad de la 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 solo una pequeña fracción de ellas sería ser interceptado por materia gruesa. El resultado es que la "sombra" de cada cuerpo es proporcional a la superficie de cada uno de los elementos de la 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 seguirá que el efecto de sombra es, al menos aproximadamente, proporcional a la masa (P5).

Fatío

Nicolas Fatio presentó la primera formulación de sus pensamientos sobre la gravitación en una carta a Christiaan Huygens en la primavera de 1690. Dos días después, Fatio leyó el contenido de la carta ante la Royal Society de Londres. En los años siguientes, Fatio compuso varios borradores de manuscritos de su obra principal De la Cause de la Pesanteur, pero ninguno de estos materiales se publicó mientras vivía. En 1731, Fatio también envió su teoría en forma de poema latino, al estilo de Lucrecio, a la Academia de Ciencias de París, pero fue descartada. Algunos fragmentos de estos manuscritos y copias del poema fueron adquiridos más tarde por Le Sage, quien no pudo encontrar un editor para los artículos de Fatio. Así duró hasta 1929, cuando Karl Bopp publicó la única copia completa del manuscrito de Fatio, y en 1949 Gagnebin utilizó los fragmentos recopilados en posesión de Le Sage para reconstruir el papel. La edición de Gagnebin incluye revisiones hechas por Fatio hasta 1743, cuarenta años después de que compuso 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. La siguiente descripción se basa principalmente en la edición de Bopp.

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Features of Fashion 's theory

La pirámide de Fatio (Problema I)

Fatio supuso que el universo está lleno de partículas diminutas, que se mueven indiscriminadamente a muy alta velocidad y de forma rectilínea en todas las direcciones. Para ilustrar sus pensamientos usó el siguiente ejemplo: Supongamos un objeto C, en el cual 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 la dirección de zz y también algunas 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 momento es más débil que el de las partículas incidentes. El resultado es una corriente, que empuja 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/r². Y debido a que uno puede dibujar un número infinito de tales pirámides alrededor de C, la proporcionalidad se aplica a todo el rango alrededor de C.

Velocidad reducida

Para justificar la suposición de que las partículas viajan después de su reflexión con velocidades reducidas, Fatio estableció las siguientes suposiciones:

• O materia ordinaria, o las partículas agravantes, o ambas son inelásticas, o
• los impactos son totalmente elásticos, pero las partículas no son absolutamente difíciles, y por lo tanto están en un estado de vibración después del impacto, y/o
• debido a la fricción las partículas comienzan a girar después de sus impactos.

Estos pasajes son las partes más incomprensibles de la teoría de Fatio, porque nunca decidió claramente qué tipo de colisión prefería en realidad. Sin embargo, en la última versión de su teoría en 1742 acortó los pasajes relacionados y atribuyó "elasticidad perfecta o fuerza de resorte" a las partículas y por otro lado "elasticidad imperfecta" a la materia bruta, por lo tanto las partículas se reflejarían con velocidades disminuidas. Además, Fatio enfrentó otro problema: ¿Qué sucede si las partículas chocan entre sí? Las colisiones inelásticas conducirían a una disminución constante de la velocidad de la partícula y, por lo tanto, a una disminución de la fuerza gravitatoria. 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.

Condensation

Fatio pensó durante mucho tiempo que, dado que los corpúsculos se acercan a los cuerpos materiales a mayor velocidad de la que se alejan de ellos (después de la reflexión), se produciría una acumulación progresiva de corpúsculos cerca de los cuerpos materiales (efecto que denominó "condensación"). Sin embargo, más tarde se dio cuenta de que aunque los corpúsculos entrantes son más rápidos, están más separados que los corpúsculos reflejados, por lo que las tasas de flujo hacia adentro y hacia afuera son las mismas. Por lo tanto, no hay acumulación secular de corpúsculos, es decir, la densidad de los corpúsculos reflejados permanece constante (asumiendo que son lo suficientemente pequeños como para que no ocurra una tasa de autocolisión notablemente mayor cerca del cuerpo masivo). Más importante aún, Fatio señaló 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 lo tanto, la diferencia de densidades) puede hacerse arbitrariamente pequeña mientras se mantiene la misma fuerza gravitatoria efectiva. fuerza.

Porosidad de la materia bruta

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In order to ensure mass proportionality, Ratio assumed that gross matter is extremely permeable to the flux of corpuscles. He sketched 3 models to justify this assumption:

• Asumió que la materia es una acumulación de pequeñas "ballos" por lo que su diámetro comparado con su distancia entre sí es "infinitamente" pequeño. Pero rechazó esta propuesta, porque bajo esta condición los cuerpos se acercarían y por lo tanto no permanecerían estables.
• Luego asumió que las bolas podrían estar conectadas a través de barras o líneas y formarían algún tipo de celo de cristal. Sin embargo, rechazó este modelo también – si varios átomos están juntos, el fluido grafico no es capaz de penetrar esta estructura por igual en toda dirección, y por lo tanto la proporcionalidad masiva es imposible.
• Al final Fatio también quitó las bolas y sólo dejó las líneas o la red. Haciéndolas "infinitamente" más pequeñas que su distancia entre ellos, por lo que se podría lograr una capacidad de penetración máxima.

Fuerza de presión de las partículas (Problema II)

Ya en 1690, Fatio asumió 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 normales a la superficie. Fatio ahora dio una prueba de esta propuesta mediante la determinación de la fuerza que ejercen las partículas en un cierto punto zz. Derivó la fórmula p = ρv²zz/6. Esta solución es muy similar a la fórmula conocida en la teoría cinética de los gases p = ρv²/3, que fue hallada por Daniel Bernoulli en 1738. Esta fue la primera vez que se señaló una solución análoga al 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 el doble que el de Fatio, porque según Zehe, Fatio solo calculó el valor mv para el cambio de impulso después de la colisión, pero no 2 mv y, por lo tanto, obtuvo un resultado incorrecto. (Su resultado solo es correcto en el caso de colisiones totalmente inelásticas). Fatio trató de usar su solución no solo para explicar la gravitación, sino también para explicar el comportamiento de los gases. Trató de construir un termómetro, que debería indicar el "estado de movimiento" de las moléculas de aire y por lo tanto estimar la temperatura. Pero Fatio (a diferencia de Bernoulli) no identificó el calor y los movimientos de las partículas de aire; utilizó otro fluido, que debería ser el responsable de este efecto. También se desconoce si Bernoulli fue influenciado por Fatio o no.

Infinito (Problema III)

En este capítulo, Fatio examina las conexiones entre el término infinito y sus relaciones con su teoría. Fatio a menudo justificaba sus consideraciones con el hecho de que diferentes fenómenos son "infinitamente más pequeños o más grandes" que otros y tantos problemas pueden reducirse a un valor indetectable. Por ejemplo, el diámetro de las barras es infinitamente menor que la distancia que las separa; 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.

Resistencia del medio (Problema IV)

Esta es la parte matemáticamente más compleja de la teoría de Fatio. Allí trató de estimar la resistencia de las corrientes de partículas para cuerpos en movimiento. Suponiendo que u es la velocidad de la materia bruta, v es la velocidad de las partículas gravíficas y ρ la densidad del medio. En el caso v ≪ u y ρ = constante Fatio afirmó que la resistencia es ρu². En el caso de v ≫ u y ρ = constante la resistencia es 4/3ρuv. Ahora, Newton afirmó que la falta de resistencia al movimiento orbital requiere una escasez extrema de cualquier medio en el espacio. Así que 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 deriva de la presión de partículas de Fatio, que es proporcional a ρv². 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 ρv².

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Reception of Fashion 's theory

Fatio estaba en comunicación con algunos de los científicos más famosos de su época.

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 hipótesis única por la cual la gravedad puede ser explicada es sin embargo de este tipo, y fue ideada por primera vez por el más ingenioso geómetra Sr. N. Fatio. 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": "Sr. Newton y el Sr. Halley se ríen de la forma en que el Sr. Fatio explica la gravedad." Esto supuestamente fue anotado por él el 28 de diciembre de 1691. Sin embargo, se desconoce la fecha real, porque tanto la tinta como la pluma que se usaron difieren del resto de la página. Después de 1694, la relación entre los dos hombres se enfrió.

Christiaan Huygens fue la primera persona informada por Fatio de su teoría, pero nunca la aceptó. Fatio creía haber convencido a Huygens de la consistencia 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 cual fue rechazado por él (Leibniz) por motivos filosóficos. Jakob Bernoulli expresó interés en la teoría de Fatio e instó a Fatio a escribir sus pensamientos sobre la gravitación en un manuscrito completo, que en realidad fue hecho por Fatio. Bernoulli luego copió el manuscrito, que ahora reside en la biblioteca universitaria de Basilea, y fue la base de la edición Bopp.

Sin embargo, la teoría de Fatio permaneció en gran medida 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 &# 34;profetas franceses" (que pertenecía a los camiseros) y por lo tanto su reputación pública se arruinó.

Cramer y Redeker

En 1731, el matemático suizo Gabriel Cramer publicó una disertación, al final de la cual aparecía un esbozo de una teoría muy similar a la de Fatio, incluida la estructura neta de la materia, la analogía con la luz, el sombreado, pero sin mencionar a Fatio& #39;nombre de s. Fatio sabía que Cramer tenía acceso a una copia de su artículo principal, por lo que acusó a Cramer de solo repetir su teoría sin entenderla. 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. Se desconoce cualquier conexión entre Redeker y Fatio.

El Sabio

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 se publicó. Según Le Sage, después de crear y enviar su ensayo fue informado sobre las teorías de Fatio, Cramer y Redeker. En 1756 se publicó por primera vez una de sus exposiciones de la teoría, y en 1758 envió una exposición más detallada, Essai de Chymie Méchanique, a un concurso de la Academia de Ciencias de Rouen. En este artículo trató de 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. Otra exposición de la teoría fue publicada póstumamente por Pierre Prévost a partir de las notas de Le Sage en 1818.

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Le Sage 's basic concept

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Le Sage discussed the theory in great detail and he proposed quantitative estimates for some of the theory 's parameters.

• Llamó a las partículas gravitacionales cuerpos ultramundanos, porque él suponía que ellos se originan más allá de nuestro universo conocido. La distribución del flujo ultramundano es isotrópica y las leyes de su propagación son muy similares a las de la luz.
• Le Sage argumentó que ninguna fuerza gravitacional surgiría si las colisiones de partículas de materia son perfectamente elásticas. Así que propuso que las partículas y los componentes básicos de la materia son "absolutamente duros" y afirmó que esto implica una forma complicada de interacción, completamente inelástica en la dirección normal a la superficie de la materia ordinaria, y perfectamente elástica en la dirección tangencial a la superficie. Luego comentó que esto implica la velocidad media de partículas dispersas es 2/3 de su velocidad de incidente. Para evitar colisiones inelásticas entre las partículas, se supone que su diámetro es muy pequeño en relación con su distancia mutua.
• Esa resistencia del flujo es proporcional a uv (donde) v es la velocidad de las partículas y la de la materia bruta) y la gravedad es proporcional a v², por lo que la resistencia/gravedad ratio se puede hacer arbitrariamente pequeña aumentandov. Por lo tanto, sugirió que el cuerpo ultramundano podría moverse a la velocidad de la luz, pero después de su consideración, él ajustó esto a 10⁵ veces la velocidad de la luz.
• Para mantener la proporcionalidad en masa, la materia ordinaria consiste en estructuras similares a jaula, en las cuales su diámetro es sólo 10⁷parte de su distancia mutua. También las barras, que constituyen las jaulas, eran pequeñas (alrededor de 10)²⁰ tiempos tan largos como gruesos) relativos a las dimensiones de las jaulas, por lo que las partículas pueden viajar a través de ellas casi sin obstáculos.
• Le Sage también intentó utilizar el mecanismo de sombras para contabilizar las fuerzas de cohesión, y para fuerzas de diferentes fortalezas, al plantear la existencia de múltiples especies de cuerpos ultramundanos de diferentes tamaños, como se ilustra en la Figura 9.

Le Sage dijo que él fue el primero, que sacó todas las consecuencias de la teoría y también Prévost dijo que la teoría de Le Sage estaba más desarrollada que la teoría de Fatio. Sin embargo, al comparar las dos teorías y después de un análisis detallado de los documentos de Fatio (que también estaban en posesión de Le Sage), Zehe juzgó que Le Sage no aportó nada esencialmente nuevo y, a menudo, no alcanzó el nivel de Fatio..

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Reception of Le Sage 's theory

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, 3rd Earl Stanhope y Simon Lhuilier. 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 mismo Le Sage).

Euler, Bernoulli y Boscovich

Leonhard Euler comentó una vez que el modelo de Le Sage era "infinitamente mejor" que la de todos los demás autores, y que todas las objeciones se equilibran en este modelo, pero luego dijo que la analogía con la luz no tenía peso para él, porque creía en la naturaleza ondulatoria de la luz. Después de una mayor consideración, Euler llegó a desaprobar el modelo y le escribió a Le Sage:

Usted debe disculparme Señor, si tengo una gran repelencia por sus cuerpos ultramundanos, y siempre preferiré confesar mi ignorancia de la causa de la gravedad que tener recurso a tales hipótesis extrañas.

Daniel Bernoulli estaba complacido por la similitud del modelo de Le Sage y sus propios pensamientos sobre la naturaleza de los gases. Sin embargo, el mismo Bernoulli era de la opinión de que su propia teoría cinética de los gases era solo una especulación, y también consideraba la teoría de Le Sage como altamente especulativa.

Roger Joseph Boscovich señaló que la teoría de Le Sage es la primera, que en realidad puede explicar la gravedad por medios mecánicos. Sin embargo, rechazó el modelo debido a la enorme y desaprovechada cantidad de materia ultramundana. John Playfair describió los argumentos de Boscovich diciendo:

Una inmensa multitud de átomos, destinados a continuar su viaje nunca final a través de la infinidad del espacio, sin cambiar su dirección, o regresar al lugar desde el que llegaron, es una suposición muy poco concebida por la economía habitual de la naturaleza. ¿De dónde es el suministro de estos innumerables torrentes; no debe implicar un esfuerzo perpetuo de poder creativo, infinito tanto en extensión como en duración?

Más tarde, Maxwell dio un argumento muy similar (ver las secciones a continuación). Además, Boscovich negó la existencia de todo contacto e impulso inmediato, pero propuso acciones repulsivas y atractivas a distancia.

Lichtenberg, Kant y Schelling

El conocimiento de Georg Christoph Lichtenberg de la teoría de Le Sage se basó en "Lucrece Newtonien" y un resumen de Prévost. Lichtenberg creía originalmente (al igual que 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 soñar más sobre ese tema. Continuó diciendo: "Si es un sueño, es el más grande y el más magnífico que jamás se haya soñado..." y que con él podemos llenar un vacío en nuestros libros, que sólo puede ser llenado por un sueño.

A menudo se refería a la teoría de Le Sage en sus conferencias sobre física en la Universidad de Göttingen. Sin embargo, alrededor de 1796 Lichtenberg cambió de opinión tras ser persuadido por los argumentos de Immanuel Kant, quien criticaba cualquier tipo de teoría que intentara reemplazar la atracción por la impulsión. 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, esa fuerza no puede explicarse por el empuje de las partículas gravitatorias, 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. Esta fue 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.

Laplace

En parte considerando la teoría de Le Sage, Pierre-Simon Laplace decidió determinar la velocidad necesaria de la gravedad para ser consistente 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 efectos de aberración en el movimiento lunar. 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 para el área de superficie molecular de la Tierra es como máximo la diezmillonésima parte de la superficie terrestre. Para decepción de Le Sage, Laplace nunca mencionó directamente la teoría de Le Sage en sus obras.

Teoría cinética

Debido a que las teorías de Fatio, Cramer y Redeker no eran muy conocidas, la exposición de la teoría de Le Sage disfrutó de un resurgimiento del interés en la segunda mitad del siglo XIX, coincidiendo con el desarrollo de la teoría cinética.

Leray

Dado que las partículas de Le Sage deben perder velocidad cuando chocan con la materia ordinaria (para producir una fuerza gravitacional neta), se debe convertir una gran cantidad de energía en modos de energía interna. Si esas partículas no tienen modos de energía internos, el exceso de energía solo puede ser absorbido por la materia ordinaria. Abordando este problema, Armand Jean Leray 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.

Kelvin y Tait

La teoría propia de Le Sage se convirtió en un tema de renovado interés en la última parte del siglo XIX a raíz de un artículo publicado por Kelvin en 1873. A diferencia de Leray, que trató el problema del calor de manera imprecisa, Kelvin afirmó que la energía absorbida representa un calor muy alto, 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 tratar de abordar el problema termodinámico inherente a la teoría de Le Sage. Propuso que el exceso de calor podría ser absorbido por los modos de energía interna de las propias partículas, basándose en su propuesta de la naturaleza de 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 hacia una proporción fija de la energía total, Kelvin continuó sugiriendo que las partículas energizadas pero de movimiento más lento subsecuentemente ser restaurados 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 llamó a la teoría de Le Sage la única explicación plausible de la gravitación que se había propuesto en ese momento. Continuó diciendo:

Lo más singular es que, si es verdad, probablemente nos llevará a considerar todo tipo de energía como en última instancia Kinetic.

El mismo Kelvin, sin embargo, no era optimista de que la teoría de Le Sage pudiera finalmente dar una explicación satisfactoria de los fenómenos. Después de su breve artículo en 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 nada más, hasta que pueda explicar la afinidad química, electricidad, magnetismo, gravitación, e 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, en la teoría del vórtice, si no fuera por la eotropía esencial de los cristales, y la isotropía aparentemente perfecta de la gravedad. Ningún poste de dedos apuntando hacia una manera que pueda conducir a una superación de esta dificultad, o un giro de su flanco, ha sido descubierto, o imaginado como descubierta.

Preston

Samuel Tolver Preston ilustró que muchos de los postulados introducidos por Le Sage con respecto a las partículas gravitatorias, como el movimiento rectilíneo, las interacciones raras, etc.., podrían recopilarse bajo la sola noción 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 un estado de vibración y, por lo tanto, partiría con una velocidad reducida. 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 el cuerpos, independientemente de su tamaño. Paul Drude sugirió que esto posiblemente podría ser 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.

Maxwell

James Clerk Maxwell publicó una revisión de la teoría de Kelvin-Le Sage en la novena edición de la Encyclopædia Britannica bajo el título Atom en 1875. Después de describir el concepto básico de la teoría, escribió (con sarcasmo según Aronson):

Aquí, entonces, parece ser un camino que conduce a una explicación de la ley de la gravitación, que, si se puede demostrar que está en otros aspectos consistentes con los hechos, puede convertirse en un camino real hacia la misma arcana de la ciencia.

Maxwell comentó sobre la sugerencia de Kelvin de diferentes modos de energía de las partículas que esto implica que las partículas gravitatorias no son entidades primitivas simples, sino más bien sistemas, con sus propios modos de energía internos, que deben mantenerse unidos por (inexplicable) fuerzas de atracción. Sostiene que la temperatura de los cuerpos debe tender a aproximarse a aquella en la que la energía cinética media de una molécula del cuerpo sería igual a la energía cinética media de una partícula ultramundana y afirma que esta última cantidad debe ser mucho mayor que el primero y concluye que la materia ordinaria debe ser incinerada en segundos bajo el bombardeo de Le Sage. El escribio:

Hemos dedicado más espacio a esta teoría de lo que parece merecer, porque es ingenioso, y porque es la única teoría de la causa de la gravedad que se ha desarrollado hasta ahora como ser capaz de ser atacado y defendido.

Maxwell también argumentó que la teoría requiere "un gasto enorme de energía externa" y por lo tanto violando la conservación de la energía como principio fundamental de la naturaleza. Preston respondió a las críticas de Maxwell argumentando que la energía cinética de cada partícula simple individual podría hacerse arbitrariamente baja postulando una masa suficientemente baja (y una densidad numérica más alta) para las partículas. Pero este tema fue discutido más tarde de manera más detallada por Poincaré, quien mostró que el problema termodinámico dentro de los modelos de Le Sage seguía sin resolverse.

Isenkrahe, Ryšánek, du Bois-Reymond

Caspar Isenkrahe presentó su modelo en diversas publicaciones entre 1879 y 1915. 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 redujo sin ningún aumento correspondiente en la energía de ningún otro objeto, su modelo violaba la conservación de la energía. Señaló 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 continuó afirmando que los cuerpos calientes deberían ser más pesados que los más fríos (relacionado con el efecto de la dilatación térmica).

En otro modelo Adalbert Ryšánek en 1887 también proporcionó un análisis cuidadoso, incluida una aplicación de la ley de Maxwell de las velocidades de las partículas en un gas. Distinguió entre un éter gravitatorio 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 la partícula de 5 · 10¹⁹ cm/s. Él (como Leray) argumentó que la energía absorbida se convierte en calor, que podría transferirse al éter luminífero y/o las estrellas lo utilizan 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 la proporcionalidad de masa exacta como en la teoría de Newton (que no implica 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 absurdo. Además, du Bois-Reymond, al igual que Kant, observó que la teoría de Le Sage no puede cumplir 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 para las fuerzas cohesivas en las moléculas. Como resultado, la intención básica de tales modelos, que es prescindir de las fuerzas elementales de atracción, es imposible.

Modelos de olas

Keller y Boisbaudran

En 1863, François Antoine Edouard y Em. Keller presentó una teoría mediante el uso de un mecanismo tipo Le Sage en combinación con ondas longitudinales del éter. Supusieron que esas ondas se propagan en todas las direcciones y pierden parte de su impulso después del impacto en 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 presentó el mismo modelo que Leray (incluida la absorción y la producción de calor, etc.), pero al igual que Keller y Keller, reemplazó las partículas con ondas longitudinales del éter.

Lorentz

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 esa época, en la que se suponía la constitución eléctrica de la materia.

En 1900, Hendrik Lorentz escribió que el modelo de partículas de Le Sage no es coherente con la teoría electrónica de su época. Pero la comprensión de que los trenes de ondas electromagnéticas podrían producir algo de presión, en combinación con el poder de penetración de los rayos Röntgen (ahora llamados rayos X), lo llevó a concluir que nada argumenta en contra de la posible existencia de una radiación aún más penetrante que los rayos X., que podría reemplazar las partículas de Le Sage. Lorentz demostró que surgiría una fuerza de atracción entre partículas cargadas (que podría tomarse para modelar las subunidades elementales de la materia), pero solo si la energía incidente fuera absorbida por completo. Este 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 alguna manera u otra energía electromagnética estuviera desapareciendo continuamente, es tan grave una dificultad, que lo que se ha dicho no puede considerarse como una explicación de la gravedad. Tampoco es esta la única objeción que puede plantearse. Si el mecanismo de gravitación consistió en vibraciones que cruzan el éter con la velocidad de la luz, la atracción debe ser modificada por el movimiento de los cuerpos celestes en mayor medida que las observaciones astronómicas hacen posible admitir.

En 1922, Lorentz examinó por primera vez la investigación de Martin Knudsen sobre los gases enrarecidos y, en relación con eso, 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 no hay 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/r², si la distancia mutua de los átomos es lo suficientemente grande cuando se compara con su longitud de onda.

J.J. Thomson

En 1904, J. J. Thomson 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. Argumentó que el problema del calor de Maxwell podría evitarse suponiendo que la energía absorbida no se convierte en calor, sino que reirradia en una forma aún más penetrante. Señaló que este proceso posiblemente puede explicar de dónde proviene la energía de las sustancias radiactivas; sin embargo, afirmó que es más probable una causa interna de la radiactividad. En 1911, Thomson volvió sobre este tema en su artículo "Matter" en la Encyclopædia Britannica undécima edición. 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 los rayos X aún más penetrantes. Él comentó:

Es un resultado muy interesante de los descubrimientos recientes que la maquinaria que Le Sage introdujo para el propósito de su teoría tiene una analogía muy cercana con las cosas para las que ahora tenemos evidencia experimental directa....Los rayos Röntgen, sin embargo, cuando son absorbidos no, por lo que sabemos, dan lugar a rayos Röntgen más penetrantes como deben explicar atracción, pero ya sea a rayos menos penetrantes o a rayos iguales.

Tommasina y Cepillo

A diferencia de Lorentz y Thomson, Thomas Tommasina 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 en 1911 también propuso la radiación de longitud de onda larga. Pero luego revisó su punto de vista y cambió a longitudes de onda extremadamente cortas.

Evaluaciones posteriores

Darwin

En 1905, George Darwin calculó posteriormente 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. Aquí Darwin reemplazó las unidades de materia ordinaria parecidas a jaulas de Le Sage con esferas duras microscópicas de tamaño uniforme. Concluyó que solo 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 solo es válida si las componentes normales y las tangenciales del impacto son totalmente inelásticas (al contrario del 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 consideró seriamente la teoría, pero luego escribió:

No me referiré más lejos a esta concepción, salvo decir que creo que ningún hombre de ciencia está dispuesto a aceptarla como permitir el verdadero camino.

Poincaré

Partially based on the calculations of Darwin, an important criticism was given by Henri Poincaré in 1908. Él concluyó que la atracción es proporcional a S*** *** v{displaystyle S{sqrt {rho}v}, donde S es la superficie molecular de la tierra, v es la velocidad de las partículas, y ρ es la densidad del medio. Después de Laplace, argumentó que mantener la proporcionalidad de masas el límite superior para S es el más de diez millones de la superficie de la Tierra. Ahora, arrastrar (es decir, la resistencia del medio) es proporcional a Sρv y por lo tanto la relación de arrastre a la atracción es inversamente proporcional a Sv. Para reducir la arrastre, Poincaré calculó un límite inferior para v = 24 · 10¹⁷ veces la velocidad de la luz. Así que hay límites inferiores Sv y v, y un límite superior para S y con esos valores se puede calcular el calor producido, que es proporcional a Sρv³. El cálculo muestra que la temperatura de la tierra aumentaría en 10²⁶ grados por segundo. Poincaré notó, "que la tierra no podía soportar un régimen tan largo." Poincaré también analizó algunos modelos de onda (Tommasina y Lorentz), señalando que sufrieron los mismos problemas que los modelos de partículas. Para reducir la arrastre, eran necesarias velocidades de onda superluminal, y todavía estarían sujetas al problema de la calefacción. Después de describir un modelo de re-radiación similar como Thomson, concluyó: "Tales son las hipótesis complicadas a las que nos guían cuando buscamos hacer la teoría de Le Sage inquieto".

También afirmó que si en Lorentz' En el modelo, la energía absorbida se convierte completamente en calor, lo que elevaría la temperatura de la Tierra en 10¹³ grados por segundo. Poincaré luego pasó 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 relatividad. Para una teoría de partículas, comentó que "es difícil imaginar una ley de colisión compatible con el principio de relatividad", y los problemas de arrastre y calentamiento persisten.

Predicciones y críticas

Materia y partículas

Porosidad de la materia

Una predicción básica de la teoría es la porosidad extrema de la materia. Como supusieron Fatio y Le Sage en 1690/1758 (y antes que ellos, Huygens), la materia debe consistir principalmente en espacio vacío para que las partículas muy pequeñas puedan penetrar los cuerpos casi sin perturbaciones y, por lo tanto, cada parte de la materia pueda participar en el movimiento gravitacional. interacción. Esta predicción ha sido (en algunos aspectos) confirmada a lo largo del tiempo. De hecho, la materia consiste principalmente en 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 de red propuesta por Fatio/Le Sage y las esferas equidistantes de Isenkrahe/Darwin), no es consistente con la comprensión actual. de partículas elementales. La propuesta de Lorentz/Thomson de partículas cargadas eléctricamente como los constituyentes básicos de la materia también es inconsistente con la física actual.

Radiación cósmica

Cada modelo tipo Le Sage asume la existencia de un flujo o radiación isotrópica que llena el espacio de enorme intensidad y capacidad de penetración. Esto tiene cierta similitud con la radiación de fondo de microondas cósmica (CMBR) descubierta en el siglo XX. CMBR es de hecho un flujo que llena el espacio y bastante isotrópico, 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 penetrantes 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 la del CMBR. Por supuesto, ni el CMBR ni los neutrinos se propagan a velocidades superlumínicas, 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 campo de la gravitación. por Feynman.

Blindaje gravitacional

Aunque se postula que la materia es muy escasa en la teoría de Fatio-Le Sage, no puede ser perfectamente transparente, porque en ese caso no existiría la fuerza gravitatoria. Sin embargo, la falta de transparencia perfecta genera problemas: con suficiente masa, la cantidad de sombra producida por dos piezas de materia se vuelve menor que la suma de la sombra que cada una de ellas produciría por separado, debido a la superposición de sus sombras (P10, arriba). Este efecto hipotético, llamado protección gravitacional, implica que la adición de materia no da como resultado un aumento directamente proporcional en la masa gravitatoria. Por lo tanto, para que sea viable, Fatio y Le Sage postularon que el efecto de protección es tan pequeño que es 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 inercia. masa predicha por la relatividad general. Para obtener más información histórica sobre la conexión entre el blindaje gravitatorio y la gravedad de Le Sage, consulte Martins y Borzeszkowski et al.

Dado que la propuesta de Isenkrahe sobre la conexión entre densidad, temperatura y peso se basó puramente en los efectos previstos de los cambios en la densidad del material, y dado que la temperatura a una determinada densidad puede aumentar o disminuir, Isenkrahe& Los comentarios de #39 no implican ninguna relación fundamental entre la temperatura y la gravitación. (En realidad, existe una relación entre la temperatura y la gravitación, así como entre la energía de unión y la gravitación, pero estos efectos reales no tienen nada que ver con la propuesta de Isenkrahe. Consulte la sección a continuación sobre &# 34;Acoplamiento a la energía".) Con respecto a la predicción de una relación entre la gravitación y la densidad, toda la evidencia experimental indica que no existe tal relación.

Velocidad de la gravedad

Drag

Según la teoría de Le Sage, un cuerpo aislado está sujeto a arrastre si está en movimiento en relación con el marco isotrópico único del flujo ultramundano (es decir, el marco en el que la velocidad de los corpúsculos ultramundanos es la misma). mismo 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 más alta (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 v², por lo que la relación entre el arrastre y la fuerza gravitatoria es proporcional a u/v. Así, para una determinada fuerza característica de la gravedad, la cantidad de arrastre para una determinada velocidad 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 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 las partículas superlumínicas fueran posibles, la temperatura efectiva de tal flujo sería suficiente para incinerar toda la materia ordinaria en una fracción de segundo.

Aberration

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 retrasada del otro, lo que crea un componente de fuerza principal. Al contrario del efecto de arrastre, este componente actuará para acelerar 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. Esto ha sido sugerido por muchos como una refutación concluyente de cualquier tipo de teoría de Le Sage. En contraste, 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 dependientes de la velocidad en la interacción.

Rango de gravedad

En muchos modelos de partículas, como el de Kelvin, el rango de gravedad es limitado debido a la naturaleza de las interacciones de las partículas entre sí. El rango está determinado efectivamente por la velocidad a la que los modos internos propuestos de las partículas pueden eliminar los defectos de impulso (sombras) que se crean al atravesar la materia. Dichas predicciones en cuanto al rango efectivo de la gravedad variarán y dependerán de los aspectos y supuestos específicos en cuanto a los modos de interacción que están disponibles durante las interacciones de las partículas. Sin embargo, para esta clase de modelos, la estructura a gran escala observada del cosmos restringe tal dispersión a aquellos que permitirán la agregación de estructuras gravitacionales tan inmensas.

Energía

Absorción

Como se señaló en la sección histórica, un problema importante para cada modelo de Le Sage es el tema de la energía y el calor. Como demostraron Maxwell y Poincaré, las colisiones inelásticas conducen a la vaporización de la materia en fracciones de segundo y las soluciones sugeridas no fueron convincentes. Por ejemplo, Aronson dio una prueba simple de la afirmación de Maxwell:

Supongamos que, contrariamente a la hipótesis de Maxwell, las moléculas de materia burda poseen realmente más energía que las partículas. En ese caso, las partículas, en promedio, ganarían energía en la colisión y las partículas interceptadas por el cuerpo B serían reemplazadas por otras más energéticas rebotando del cuerpo B. Así se revertirá el efecto de la gravedad: habría una repulsión mutua entre todos los cuerpos de materia mundana, contrariamente a la observación. Si, por otro lado, las energías cinéticas promedio de las partículas y de las moléculas son las mismas, entonces no se produciría transferencia neta de energía, y las colisiones serían equivalentes a las elásticas, que, como se ha demostrado, no producirían una fuerza gravitatoria.

Del mismo modo, la violación de Isenkrahe de la ley de conservación de energía es inaceptable, y la aplicación de Kelvin de la ley de Clausius; El teorema conduce (como señaló el propio Kelvin) a algún tipo de mecanismo de movimiento perpetuo. La sugerencia de un mecanismo secundario de re-radiación para los modelos de ondas 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). convertido de una forma más fría a una más caliente), que es una de las leyes físicas más sólidamente establecidas.

El problema de la energía también se ha considerado en relación con la idea de acumulación de masa en relación con la teoría de la Tierra en Expansión. Entre los primeros teóricos que relacionaron el aumento de masa en algún tipo de modelo de gravedad de empuje con la expansión de la Tierra estaban Yarkovsky y Hilgenberg. La idea de la acreción de masa y la teoría de la expansión de la Tierra actualmente no se consideran viables por parte de los científicos de la corriente principal. 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 al ritmo necesario 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.

Acoplamiento a la energía

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 electrostático del núcleo, la energía de las interacciones débiles en el núcleo y la energía cinética de los electrones en los átomos contribuyen todas a la masa gravitacional de un átomo, como se ha confirmado con alta precisión en los experimentos tipo Eötvös. 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 a alta precisión, lo que además demuestra que cualquier teoría exitosa de la gravitación debe ser no lineal y autoacoplada. La teoría de Le Sage no predice ninguno de estos efectos antes mencionados, ni ninguna de las variantes conocidas de la teoría de Le Sage.

Aplicaciones y analogías no gravitacionales

Mock gravity

Lyman Spitzer en 1941 calculó que la absorción de radiación entre dos partículas de polvo conduce a una fuerza de atracción neta que varía proporcionalmente a 1/r² (evidentemente él no sabía del mecanismo de sombra de Le Sage y especialmente las consideraciones de Lorentz sobre la presión de radiación y la gravedad). George Gamow, quien llamó a este efecto 'gravedad simulada', propuso en 1949 que después del Big Bang, la temperatura de los electrones descendió más rápido 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, 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 que la gravedad simulada podría haber influido en la formación de galaxias mediante la absorción de la luz estelar pregaláctica. Pero Wang y Field demostraron que cualquier forma de gravedad simulada es incapaz de producir suficiente fuerza para influir en la formación de galaxias.

Plasma

El mecanismo de Le Sage también se ha identificado como un factor significativo en el comportamiento del plasma polvoriento. SOY. Ignatov ha demostrado que surge una fuerza de atracción entre dos granos de polvo suspendidos en un plasma isotrópico sin colisiones debido a las 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.

Energía de vacío

En la teoría cuántica de campos se propone la existencia de partículas virtuales, que dan lugar al llamado efecto Casimir. Casimir calculó que entre dos placas solo se deben contar las 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 juntas, lo que genera una fuerza de atracción neta entre las placas. Sin embargo, el marco conceptual de este efecto es muy diferente a la teoría de Fatio y Le Sage.

Actividad reciente

La revisión 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 Le Sage fue eclipsada por la teoría de la relatividad general de Einstein.

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, Newton' (ley del cuadrado inverso de la gravedad) en términos de operaciones primitivas más simples sin el uso de matemáticas complejas, y también como un ejemplo de una 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&# 34;, pero luego comenta que el esquema "no funciona", debido a la resistencia que predice que experimentarían los cuerpos en movimiento.

Hay intentos ocasionales de rehabilitar la teoría fuera de la corriente principal, incluidos los de Radzievskii y Kagalnikova (1960), Shneiderov (1961), Buonomano y Engels (1976), Adamut (1982), Popescu (1982), Jaakkola (1996), Tom Van Flandern (1999), Edwards (2007) y Edwards (2022).

Una variedad de modelos de Le Sage y temas relacionados se analizan en Edwards, et al.

Fuentes primarias

Fuentes secundarias