Mi hijo me preguntó si existen ondas electromagnéticas más largas que la radio. Le dije que aunque la física permite tales ondas, no hay antenas lo suficientemente largas para radiarlas o detectarlas.
Sin embargo, al pensarlo más, me di cuenta de que eso no es del todo correcto.
Las supernovas como la Nebulosa del Cangrejo, así como otros fenómenos astronómicos como los chorros cósmicos, crean habitualmente plasmas continuos con longitudes conductoras que van desde distancias planetarias hasta años luz de diámetro. Dichos plasmas también suelen estar en movimiento violento. Sin (todavía) intentar ningún cálculo detallado, estoy bastante seguro de que el movimiento violento en tales construcciones conductoras gigantes debería hacer que irradien en bandas de radio de longitud de onda astronáutica (AWR, y sí, acabo de inventarlo), posiblemente de manera poderosa.
Pero, ¿cómo se detectarían tales emisiones, incluso si existen?
Ahí es donde entra en juego el principio del pelo del perro que te mordió: una transmisión AWR lo suficientemente potente debe ser recibida y convertida en corrientes de plasma a gran escala por cualquier plasma cercano a escala cósmica del mismo tipo general.
Entonces, mi pregunta si alguien que está dispuesto a dar un golpe en algo tan especulativo:
Si existen emisiones AWR y son lo suficientemente potentes como para crear flujos de corriente de larga duración y alternancia lenta dentro de los plasmas a escala cósmica, ¿existen fenómenos ópticos o de radio corto detectables experimentalmente, por ejemplo, efectos de polarización o un enfriamiento más rápido de los plasmas transmisores debido a una energía inesperada? pérdidas o ganancias de energía inesperadas en los plasmas receptores, ¿mediante los cuales se podría detectar la emisión o recepción de AWR?
Me doy cuenta de que esto es tanto una pregunta de astronomía como una pregunta de física, pero si mi argumento de física está drásticamente equivocado en alguna parte, o es correcto pero no produce fenómenos detectables experimentalmente, la parte de astronomía no importa mucho.
2013-06-08 -- La discusión es interesante, pero tal vez se desvió un poco hacia la cuestión de las ondas VLF mucho más cortas (y directamente detectables). Eduardo hace el excelente punto de que el medio interestelar es opaco para VLF. Por simple generalización del comportamiento VLF a frecuencias mucho más bajas, eso también puede significar que las ondas EM de escala astronómica tampoco son posibles.
Vale la pena enfatizar que incluso si algo dentro del zoológico de astronomía puede generar poderosas emisiones de banda AWR, e incluso si tales transmisiones pudieran llegar a la tierra, estoy bastante seguro de que ninguna antena en la tierra podría captar esas transmisiones.
Eso, a su vez, enfatiza que la única forma evidente de detectar las transferencias de energía de la banda AWR, si es que existen, sería habilitar modos inesperados de transferencia de energía entre plasmas astronómicos visibles que actuarían como generadores y receptores AWR.
El excelente punto de Eduardo sobre la opacidad del plasma interestelar puede proporcionar la respuesta más simple: AWR no puede existir porque los plasmas interestelares nunca lo permitirán.
Sin embargo, ese mismo problema de opacidad de VLF plantea al menos dos preguntas más:
La opacidad en VLF puede no garantizar necesariamente la opacidad interestelar en la banda AWR, que después de todo sería de órdenes de magnitud más bajos en frecuencia. Especulando salvajemente, AWR podría, por ejemplo, ser tan suave en su impacto a nivel de iones que el plasma interestelar termina siendo en gran parte transparente para él. Y sí, eso realmente es solo una especulación salvaje, nada más.
Incluso si el plasma interestelar es altamente absorbente de AWR, cualquier generador importante de energía de banda AWR probablemente daría como resultado algún tipo de transferencia de energía hacia el exterior inesperadamente más alta o más rápida que rodea al generador AWR. Más específicamente: si (big if_ AWR existe y puede generarse a niveles de alta potencia mediante la autoexcitación de corrientes en plasmas de tamaño astronómico que se mueven violentamente (piense en la Nebulosa del Cangrejo), pero también es absorbido muy rápidamente por el medio interestelar, aún debe ser indirección detectable por su habilitación de aumentos de otro modo inexplicables en la tasa o velocidad a la que la energía se disipa hacia afuera desde el evento hacia el plasma interestelar circundante.Tal efecto sería indirectamente detectable por la falta de explicación a partir de otra energía conocida y bien modelada. modos de transferencia.
Me doy cuenta de que esto probablemente se ha convertido en una pregunta injusta en este momento, ya que la gama de problemas que deberían analizarse es bastante alta. Parece probable que la idea de una banda AWR que podría (¡tal vez!) existir, e incluso tener efectos indirectamente observables en fenómenos visibles como la expansión de nubes de supernova, no se ha explorado mucho, si es que se ha explorado. Eso es interesante por sí mismo.
Probablemente le daré a Eduardo la respuesta pronto por la mejor cobertura del tema hasta el momento, o tal vez incluso probaré con una bonificación. Estoy un poco intrigado por este.
Esta no es una respuesta, sino simplemente información para ponerlo en el camino correcto, demasiado larga para estar en un comentario. También tengo curiosidad por ver qué pueden responder otros usuarios con más información sobre la pregunta.
Los modelos de plasma frío (donde el análisis no se complica por los movimientos térmicos) consisten esencialmente en electrones que son casi libres de moverse entre iones más pesados. Hay una cantidad asociada , la frecuencia del plasma :
dónde es la densidad numérica de los electrones. Para una onda electromagnética que se propaga, esta relación se cumple:
como se deriva en 8.13 en Choudhuri 2010
De modo que, para un EW con una frecuencia mucho mayor que ,
Pero si la frecuencia es menor que , no hay una solución real para . Supongo que eso significa que la onda incidente se absorbe parcialmente como una onda evanescente y el resto se refleja, pero no soy un experto en esto. La pregunta es que las ondas de baja frecuencia no pueden propagarse dentro del plasma, porque los electrones son lo suficientemente ligeros como para "bailar" con la frecuencia de la onda entrante, absorbiendo (¿y re-irradiando?) la energía.
Otra pregunta es el movimiento de una esfera de plasma de supernova, como dices en tu comentario... bueno, eso es un poco como hacer trampa. En el mismo sentido, la Voyager II es un objeto metálico que se ha estado moviendo lentamente a lo largo de 1 día luz durante las últimas décadas. Eso es un EW muy largo (increíblemente débil) lo que ha creado, ¿verdad? (sí, -1 para este párrafo!). Si entendí su pregunta, probablemente se esté preguntando si hay algo en la naturaleza lo suficientemente grande, eléctricamente no neutro en esa escala de tamaño, que se mueve lo suficientemente rápido como para crear ese EW gigante. ¿Un agujero negro binario?
Los libros tienen datos sobre para plasma ionosférico y cosas así. Me pregunto cuál es el valor de esa densidad de electrones libres del medio interestelar en el comentario de Chris (nuevamente, no soy un experto en esto). Pero recuerdo haber leído que hay un retraso en las señales de púlsar para bajas frecuencias, que se atribuye a la interacción con los electrones libres a lo largo de la línea de visión. Me encantaría leer algo más técnico de cualquier usuario.
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Eduardo Guerras Valera
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