Física para entender fenómenos naturales

Las “bolas de fuego”, también popularmente conocidas como “brujas”, son fenómenos naturales poco vistos en la naturaleza que han desencadenado una serie de mitos y leyendas en torno a ellas; una posible explicación física de este fenómeno es que surgen a partir de interacciones electromagnéticas. Manifestaciones como estas dan pie a que científicos e investigadores amplíen sus estudios, implementen nuevas teorías y con ello puedan ofrecer a la sociedad explicaciones físicas de fenómenos naturales.

El doctor Augusto Espinoza Garrido, uno de los fundadores de la Unidad Académica de Física de la Universidad Autónoma de Zacatecas (UAF UAZ), junto con un grupo de investigación, sustentó años atrás esta hipótesis de la formación de las bolas de fuego y con base en los cálculos realizados logró demostrar que las bolas de fuego pueden ser explicadas como un fenómeno de interferencia de ondas electromagnéticas, que bajo ciertas condiciones tienen la estructura y propiedades que se le atribuyen a las “brujas” o “bolas de fuego”.

Este grupo de investigación propuso un modelo matemático que explica cómo en la naturaleza se puede dar este fenómeno natural y que en la sociedad actual está lleno de mitos. Hoy en día, este mismo grupo estudia la teoría de gravitación propuesta por el físico ruso Oleg Jefimenko, para dar explicación a las interacciones gravitacionales entre cuerpos en movimiento.

Con el paso del tiempo, muchos fenómenos naturales han podido ser explicados por la ciencia. Un notable ejemplo es la propuesta por Newton en 1687, teoría de gravitación que logró explicar el movimiento de los astros en el firmamento. Posteriormente, en 1915 Einstein revolucionó la física con su teoría general de la gravitación, al describir de manera mucho más precisa los fenómenos gravitacionales y comprender la evolución del universo. Entre estas dos teorías está la propuesta por Jefimenko, quien propuso un punto de vista intermedio.

Augusto Espinoza, miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), describió en entrevista algunos de estos estudios, llevados a cabo junto con su cuerpo académico consolidado, llamado Partículas, campos y astrofísica, de la UAF de la Universidad Autónoma de Zacatecas.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué son las “bolas de fuego”, que popularmente han sido también llamadas “brujas”?

Augusto Espinoza Garrido (AEG): Existe una gran cantidad de reportes de avistamientos de esferas luminosas que aparecen súbitamente y pueden quedarse suspendidas en el aire. Las han visto de diferentes dimensiones y colores en aviones, submarinos, en el campo y la ciudad. Este es un fenómeno muy viejo, del que se ha hablado durante mucho tiempo y por el hecho de ser raro, se le atribuye una naturaleza misteriosa, incluso hasta metafísica, en Doctor Augusto Espinoza Garrido.donde los asocian con brujas, ovnis y ese tipo de cosas; pero nosotros demostramos que son fenómenos completamente naturales y tenemos un modelo matemático que podría explicarlos. Para nosotros, las bolas de fuego son un fenómeno de interferencia de ondas electromagnéticas, similar en varios sentidos a los rayos producidos durante las tormentas.

AIC: ¿A qué se debe su formación?

AEG: Bajo ciertas condiciones, la superposición de ondas electromagnéticas se crea en zonas donde se produce un intenso campo eléctrico en forma de anillos, junto con superficies esféricas donde solamente hay campo magnético. El campo eléctrico producido es capaz de ionizar las moléculas de aire formando plasma. Las esferas magnéticas atrapan en su interior el plasma. El plasma confinado dentro de estas superficies magnéticas toma la forma de una esfera de plasma dando como resultado las bolas de fuego. Este modelo matemático es bastante sencillo y posee un fundamento teórico importante.

AIC: ¿Cómo surgió esta idea?

AEG: A partir de la idea del físico ruso Piotr Kapitsa, premio nobel de física en 1978, quien, sin ningún cálculo teórico, propuso la hipótesis de que las bolas de fuego eran consecuencia de un fenómeno de interferencia de ondas electromagnéticas. Kapitsa solo propuso esta hipótesis, pero no realizó los cálculos necesarios para corroborar esta idea. Nosotros decidimos estudiarla y mediante cálculos concretos logramos proponer un modelo físico que sustenta la hipótesis de Kapitsa.

AIC: ¿Por qué es importante conocer los fenómenos electromagnéticos en comparación con los de la gravedad?

AEG: Cuando uno compara la ley de gravitación universal de Newton con las ecuaciones de Maxwell que describen los fenómenos electromagnéticos, lo primero que llama la atención es que la teoría de Maxwell describe las interacciones electromagnéticas entre cargas en movimiento, mientras que la teoría de Newton describe interacciones gravitacionales solo entre cuerpos en reposo. Las cargas eléctricas en movimiento crean a su alrededor, además de campos eléctricos, campos magnéticos. Esta combinación hace que los fenómenos sean muy ricos en contenido. En este sentido, los campos gravitacionales son mucho más modestos. La rica comprensión de los fenómenos electromagnéticos ha resultado en el desarrollo de mucha de la tecnología moderna.

AIC: ¿Cómo deben entenderse las ondas gravitacionales?

AEG: Las ondas gravitacionales deben entenderse como el desplazamiento en el espacio de la energía gravitacional, de la misma manera como se entienden las ondas electromagnéticas. Son ondas de las características físicas del campo, al igual que la luz y el sonido. La teoría de Einstein es una teoría geométrica y no se adapta a este esquema, al grado que no existe una definición coherente de energía gravitacional. Nosotros queremos buscar bases teóricas para explicarlas de una manera más simple, más comprensible en términos de los conceptos físicos tradicionales.

AIC: ¿Por qué es importante estudiar una teoría intermedia entre las propuestas por Newton y Einstein?

AEG: La teoría de Newton —sistemas estáticos— es muy básica y la de Einstein —sistemas de masas en movimiento— es también sumamente importante, pero es muy compleja. Nosotros consideramos estudiar una teoría intermedia para entender mejor la física de los fenómenos gravitacionales. Esto se puede lograr con una teoría física, no geométrica, de sistemas con masas en movimiento. Consideramos que, históricamente, en el estudio de los fenómenos gravitacionales, la física se saltó la comprensión de estos sistemas. La genial teoría de gravitación de Einstein nos deslumbró tanto que nos hizo olvidar que la teoría de Newton estaba todavía, en este sentido, incompleta.

AIC: Sobre este tema, ¿cuáles han sido sus hallazgos principales hasta el momento?

AEG: Las ecuaciones que describen sistemas gravitacionales dinámicos son análogas a las ecuaciones de Maxwell, que describen los fenómenos electromagnéticos. Hemos encontrado que hay muchas cosas que se pueden entender con base en la analogía con los fenómenos electromagnéticos. Por ejemplo, en el fenómeno de las bolas de fuego, hay analogías entre los campos electromagnéticos y gravitacionales. Teóricamente está la posibilidad de que existan bolas de fuego gravitacionales.

Fuente: Conacyt