” ¿Qué es la energía? ”
Ha – una pregunta agradable, simple, clara y directa. Nos invita no solo a formular una respuesta cuidadosa sino también a cuestionar la naturaleza de la pregunta, ya que el “es” en la pregunta puede tomarse pidiendo una explicación de qué energía está en relación con otros conceptos físicos o una exploración de por qué está ahí, es decir, por qué existe, por qué debería haber tal cosa como energía.
Voy a hablar de estas preguntas en etapas.
¿Por qué es interesante la energía?
La idea de que el mundo natural posee poder no es nueva, pero la mecánica de Newton hizo posible un enfoque racional y cuantitativo de la idea: la idea de que un cuerpo en movimiento tiene energía de movimiento o “energía cinética”, que los campos de fuerza poseen “energía potencial” y que bajo supuestos bastante generales y simples, la energía total del mundo permanece constante.
La constancia de la energía del mundo implica que para los sistemas que interactúan, la energía perdida por un sistema en la interacción es ganada por el otro.
Lo que es muy interesante es que a medida que la ciencia avanzaba, se descubrieron más y más formas de energía, y
- Se encontró que la conservación de la energía se mantiene (esto se destaca muy bien en las conferencias de Richard Feynman sobre física y otras respuestas tienen bastante detalle en la explicación de Feynman).
- Si bien las formas aparentes de energía son muchas (mecánicas, químicas, eléctricas y más), las formas subyacentes son dos: son cinéticas y tienen potencial.
La energía también es interesante porque subyace a los fenómenos naturales. Nos da una visión del mundo, y también es (por lo tanto) aplicable: la ingeniería energética y la gestión de recursos es amplia y útil.
¿Qué es la energía, su esencia?
El enfoque de la mecánica, arriba, nos muestra qué es la energía en términos de otros conceptos mecánicos y físicos.
Pero ese enfoque no nos dice qué es realmente la energía, así como tampoco nos dice qué es realmente la materia o la gravedad. Estos conceptos son parte del sistema de la ciencia que tiene conceptos fundamentales que hasta ahora no se explican en términos de otra cosa.
Esto, por supuesto, plantea la cuestión de si podemos descubrir las últimas esencias. Si cada concepto fundacional es necesariamente infundado (excepto empíricamente), entonces la respuesta sería “No”.
¿Puede haber una base definitiva? Eso parecería imposible. ¿Hay una verdad que sea absoluta en sí misma? Pues sí, que hay ser, que hay un universo es un hecho. Realmente, puedes preguntar, ¿y no podría ser todo una ilusión? Si es así, respondo, entonces, al menos hay una ilusión como forma de ser y el universo es el universo de todas las ilusiones y de cualquier otra cosa que pueda haber. Esta línea de razonamiento es, por supuesto, de Descartes, y no es demasiado difícil analizarla para demostrar que “todo es ilusión” es uno de los sistemas de etiquetado del mundo real o contradictorio. No voy a entrar en esto más lejos aquí, pero mira esto – Advertencia: no es fácil de leer y la parte sobre el tema de este párrafo es muy breve.
¿Se conserva la energía?
La consideración seria de la pregunta puede ser crítica para la cuestión de la naturaleza de la energía. ¿Por qué? Si la energía siempre se conserva, entonces es más bien un misterio o un rompecabezas. Pero si no siempre se conserva, eso podría sugerir un enfoque para la comprensión. ¿Cómo surgió la existencia de una cantidad conservada en un mundo desde un fondo en el que no existía una cantidad tan conservada?
Es decir, la explicación de lo dado casi siempre requiere hacerse en términos de un universo más amplio. Aquí, por supuesto, podríamos volver a encontrarnos con el problema del horizonte de retroceso de las fundaciones, pero (a) todavía puede proporcionarnos información y (b) el enfoque de la ‘sección’ anterior puede estar disponible.
Entonces, de todos modos, no es el caso que todas las teorías físicas contengan una cantidad conservada que podamos etiquetar como “energía”: la Relatividad General no lo hace a pesar de que las circunstancias bajo las cuales no es muy remota. Eche un vistazo a otras respuestas para comentarios sobre simetrías, el teorema de Noether y cantidades conservadas.
¿Cómo podría suceder que una cantidad conservada de “energía” emerja de un fondo no conservador ?
Pero primero un aparte sobre el “origen del tiempo”.
Hubo un tiempo antes del Big Bang.
La cuestión de cómo podría surgir una cantidad conservada a partir de un fondo no conservador podría, desde luego, implicar especulación hasta un “tiempo antes” del Big Bang y la especulación sobre si hubo o podría haber un momento así. Tenga en cuenta, por cierto, que algunas personas argumentan que la singularidad inicial es la manifestación original del tiempo y que no puede haber “antes”. Esto, en mi opinión, es incorrecto. Ciertamente, la singularidad inicial es una barrera empírica de gran magnitud, si no absoluta. Pero nuestra teoría es incapaz de analizar la singularidad: la singularidad teórica no implica una física e incluso si lo hiciera, no hay ninguna implicación de que “no” existan otros cosmos, etc. Stephen Hawking ha argumentado que nuestro cosmos es / puede demostrarse que es siempre autocontenido (creo que su idea es especulativa) pero todo lo que eso significa es “consistente con nada más y otra cosa”. También es consistente con la idea de que el “algo más” es muy grande.
Tenga en cuenta también que hay bastantes teorías especulativas, pero no ilógicas, que van más allá de la singularidad inicial de nuestro cosmos, entre ellas los universos de burbuja (Alan Guth, Andrei Linde) y el nacimiento de nuevos universos en los agujeros negros (Lee Smolin). Tenga en cuenta que para evitar confusiones, prefiero usar el término “universo” para referirme a todo lo que sea del tipo que sea, y usar el término “cosmos” para las burbujas y así sucesivamente.
¿Cómo podría surgir la conservación?
Esto será especulativo, pero para una fundación lo remitiré nuevamente al enlace anterior.
Imagina el universo como un vacío. No tiene leyes o de lo contrario no sería un vacío. Por lo tanto, hay transitorios de él (ningún emergente sería una ley). Ocasionalmente, los transitorios se unen en algo más grande o hay un solo transitorio grande ocasional (podría ser “la” singularidad). Que puede tener una medida de “energía” – una medida de dinamismo. Tres escenarios son posibles. La energía decae – la muerte. Incrementos energéticos – inflación desbocada. La estrecha brecha entre – la energía es muy cercana a la constante, tal vez debido a las simetrías cercanas.
Usted notará:
- Nuestra física no puede ser invocada porque el reino está más allá del reino de nuestra física.
- Las probabilidades de un cosmos casi estable son bajas, pero con un tiempo infinito esto es irrelevante.
- La selección está en el trabajo. Y un cosmos que es estable no necesita ser estrictamente conservador de energía, sino lo suficiente como para permitir una vida útil en la que se pueda desarrollar y evolucionar una estructura suficiente, tal vez seguido por una descomposición o explosión (y múltiples variantes de dichos “ciclos”).
- No esperamos una conservación perfecta, ya que sería el resultado de una simetría perfecta pero congelada, un cosmos muerto.
- Quizás el continuo hiperactivo <–> congelado no sea más que uno que determina la fertilidad de un cosmos.
Conclusión
La energía es una medida del dinamismo de un cosmos; Para un cosmos estable se conserva muy cerca; los otros tipos de cosmos son la decadencia transitoria y la explosión transitoria; y, tal vez se pueda concluir debido a la longevidad, los cosmos estables son la población dominante del universo. Obviamente, los cosmos percibidos son los que permiten la sensibilidad.
Mayor reflexión
Ahora, hay que admitir que se trata de elementos especulativos (nota: especulativo no significa aracional o infundado, sino que la base es parcial). Sin embargo, me parece que hay dos líneas de explicación posible para el (nuestro) cosmos: (1) En términos de una imagen más amplia – y para una base absoluta, en términos de la imagen más amplia posible y (2) En términos de una imagen estrecha Aquí lo ideal sería la imagen más estrecha posible, que es nuestro cosmos. Este último está pidiendo una explicación del cosmos en términos de sí mismo. Eso solo sería posible si pudiéramos demostrar que el cosmos y su forma son lógicamente necesarios. Eso parece posible pero la posibilidad también parece muy remota: sería una cuerda muy apretada para caminar, ya que niega lo desconocido no solo en términos pragmáticos sino también conceptuales. Por otro lado, el universo del ser, conocido y desconocido, es intrínsecamente capaz de tener una base sólida.
