Falsas creencias comunes en Física [cerrado]

Sorprendentemente, Wikipedia tiene un artículo titulado " Lista de conceptos erróneos comunes ". Hay una sección (breve) dedicada a la Física , que menciona:

• El papel del efecto Coriolis en bañeras y sumideros
• El papel del momento angular en la estabilidad de la bicicleta
• La falacia del "tiempo igual" al explicar la sustentación desarrollada por un perfil aerodinámico
• El vidrio no es en realidad un fluido de alta viscosidad.
• Composición del aire
• "El rayo nunca cae dos veces"

La sección de Astronomía también tiene algunos buenos:

• Cuando una estrella colapsa en un agujero negro, su atracción gravitatoria en realidad no aumenta.
• Los meteoritos no están realmente calientes cuando aterrizan; por lo general son fríos. (Yo agregaría: el calentamiento de los meteoros se debe más a la compresión del aire frente a ellos que a la "fricción con el aire", como se cree comúnmente).

Algunas que agregaría:

• "Una vez que algo está en órbita, está libre de la gravedad de la Tierra". Incluso las personas educadas se tropiezan con esto; Internet está plagado de personas que sugieren que simplemente "empujemos" la Estación Espacial Internacional a la órbita lunar. En un nivel mucho más básico de malentendido, existe la idea de que los astronautas son "ingrávidos" porque están lejos de la tierra.

• "Hay una marea alta en el lado opuesto de la tierra de la luna/sol porque la tierra 'protege' al océano de la atracción gravitacional".

Un error con el que me encuentro a menudo y que es muy fácil de cometer: la gente de alguna manera tiene la creencia visceral de que los objetos pesados ​​caen más rápido que los ligeros. Dejando a un lado, por supuesto, los problemas de la resistencia del aire, esto es obviamente falso, pero parece contradictorio y creo que de alguna manera está relacionado con nuestra comprensión intuitiva de la masa como inercia. Dado que una mayor masa significa una mayor inercia. La gente entiende esto intuitivamente, ya que se necesita más fuerza para empujar a un tipo gordo que a uno delgado. Pero no ven que la gravedad es una fuerza proporcional a la masa, por lo que más inercia es paralela a más gravedad también. Dando como resultado la misma aceleración gravitatoria para cuerpos ligeros y pesados.

Incluso he notado el error que cometen los físicos profesionales en conversaciones coloquiales.

EDITAR: Acabo de encontrar este artículo hoy, arrojando una nueva luz sobre por qué los conceptos erróneos en física o ciencia en general son tan comunes y tan difíciles de eliminar.

"El verano es cuando la Tierra está más cerca del sol, y el invierno es cuando está más lejos".

Es cierto que la órbita de la Tierra es ligeramente elíptica, pero el efecto de esto, en cuanto a las estaciones, es muy pequeño. Por un lado, esto no explicaría por qué el sol sale y se pone a diferentes horas en diferentes estaciones, y si esto fuera cierto, todo el planeta tendría verano al mismo tiempo.

Las estaciones en realidad son causadas por la inclinación de la Tierra en relación con su órbita alrededor del Sol.

Diría que para la mayoría de las personas, la escala cuadrática de la energía cinética con la velocidad es un misterio.

La gente no entiende cómo si vas el doble de rápido, un accidente automovilístico en realidad es cuatro veces más enérgico, de ahí la gran cantidad de conductores imprudentes y accidentes mortales.

La mecánica clásica es aburrida y en su mayoría resuelta.

...especialmente en caso de dinámica de fluidos (-;

Daré algunas creencias meta-falsas: estas son creencias sostenidas por el público en general, que resultan ser ciertas, que son hipercorregidas por muchos físicos con correcciones falsas basadas en la necesidad de parecer inteligente:

Los electrones se mueven lentamente por un alambre

• La creencia: los electrones se mueven a la velocidad del rayo por un cable.

• la hipercorrección: en el modelo Drude completamente obsoleto, los electrones se mueven lentamente. En este modelo, imagina que la corriente es transportada por un gas clásico de electrones y divide la corriente total por la densidad de toda la carga electrónica para obtener la velocidad de deriva. Esto predice una velocidad de deriva completamente falsa de unos pocos cm/s, lo cual no tiene ningún sentido, porque solo los electrones cerca de la superficie de Fermi contribuyen a la conductividad. Sin embargo, ves esta hipercorrección repetida sin cesar (aparece aquí también).

• La mejor respuesta: las funciones de onda electrónicas están repartidas en un metal. La noción correcta de la velocidad del electrón es la velocidad de Fermi, que suele ser enorme, porque la longitud de onda es de aproximadamente 1 radio atómico. Si bien no es lo mismo que la velocidad de la electricidad que pasa por el cable (que es la velocidad de las perturbaciones del campo, una fracción significativa de la velocidad de la luz), es enormemente alta. Las impurezas que pueden dispersar electrones alterarán esta velocidad, pero no tanto como dice la ingenua hipercorrección.

El átomo es en su mayor parte espacio vacío.

• La creencia: el átomo está lleno de cosas, por eso las cosas son difíciles cuando empujas contra ellas.

• La hipercorrección: en el modelo de Rutherford-Bohr, totalmente obsoleto, el átomo es en su mayor parte espacio vacío, el diminuto electrón en forma de punto que orbita alrededor de un núcleo que contiene la mayor parte de la masa.

• La mejor respuesta: Pero es la función de onda de los electrones la que te dice si algo es espacio vacío o no. Una región llena de función de onda electrónica se siente dura al tacto, porque dos electrones no pueden comprimirse en el mismo espacio sin exprimir su función de onda para tener variaciones espaciales muy altas, por el principio de exclusión. Los átomos están llenos de funciones de onda electrónicas y, por lo tanto, no son espacios vacíos, al menos no según una definición razonable.

No hay nada místico en la medición en mecánica cuántica.

• La creencia: el problema de la medición en la mecánica cuántica estándar sugiere que la conciencia está involucrada de alguna manera en las mediciones

• hipercorrección: ¡la decoherencia explica todo eso! La mecánica cuántica no es diferente del determinismo en lo que respecta a los valores de la iluminación.

• La mejor respuesta: la decoherencia le dice por qué no tiene interferencia entre mundos o historias clásicamente diferentes, y es una parte importante de la historia si la mecánica cuántica es exacta. Pero no te dice por qué "percibes" una historia consistente como un mundo. Necesitas un diccionario entre física y percepción. Dado que este diccionario es fundamental, extraño y filosófico, es importante explicar que esto no es un resultado de la física, sino una entrada, que vincula la teoría matemática con datos sensoriales explícitos.

No existe tal cosa como una fuerza centrífuga.

• La creencia: cuando las cosas giran, son empujadas por una fuerza centrífuga.
• La hipercorrección: No hay fuerza centrífuga. Hay una fuerza centrípeta (centrípeta era una palabra inventada para reemplazar a centrífuga) que te atrae.
• La mejor respuesta: esto es obviamente cierto desde el punto de vista del marco de inercia, no hay fuerza centrífuga, pero si lo miras desde el punto de vista del objeto giratorio, entonces sí la hay. Todo depende de su elección de marco de referencia.

El Big Bang ocurrió en todas partes a la vez

• La creencia: el big bang significa que el universo comenzó en un punto definido y se hizo más grande a partir de ahí.
• La hipercorrección: el big bang ocurrió en todas partes al mismo tiempo, y es un error pensar que sucedió en un solo punto en un modelo extendido de espacio-tiempo. Si el universo es abierto, el big-bang fue infinito en extensión.
• La mejor respuesta: hay tres advertencias importantes: 1. En los modelos FRW, el punto de explosión es una singularidad, por lo que está fuera del espacio y el tiempo, y es imposible determinar si es "realmente" un solo punto o "realmente" en todas partes a la vez, por lo que es sólo una pregunta sin sentido. 2. En el newtonianomodelo "big bang", donde imaginas que el universo ahora está lleno de partículas que tienen una velocidad que se aleja de ti linealmente proporcional a la distancia de ti, ¡todo sale de un solo punto! Todas las líneas del mundo newtoniano convergen en su posición actual. Eso es cierto a pesar de que el universo es espacialmente homogéneo (la razón por la que no es una paradoja es que los impulsos de Galileo no se mezclan de manera trivial con las traducciones). 3. La mejor imagen, en mi opinión, es la imagen holográfica, donde estás rodeado por un horizonte que era más pequeño en el pasado. Esta visión es similar al big bang newtoniano, en el sentido de que todo procedía de una pequeña región delimitada por un horizonte cosmológico dS. Esto es matemáticamente equivalente a todo lo demás, excepto tirar las cosas fuera del horizonte que no se pueden observar.

Me gustaría admitir que me quedé un poco estupefacto cuando un laico me dijo que todo en un big-bang newtoniano proviene de un solo lugar. Eso fue completamente contrario a la intuición.

La mecánica cuántica es demasiado extraña, por lo que no puede ser una descripción correcta del mundo real. ¿Derecha? Creo que no hay que decir nada más sobre esto.

O tal vez pensándolo bien, algunas creencias más concretas y su solución están en orden:

1. El mundo físico tiene que ser determinista (no lo es).
2. Cada posible pregunta que se te pueda ocurrir debe tener una respuesta precisa por medida (observamos sólo lo que podemos, no lo que queremos).
3. El colapso de la función de onda está en contradicción con la velocidad finita de la luz (no se transmite información).

Un par de conceptos erróneos derivados del espacio y la ciencia ficción:

• Un satélite en órbita necesita propulsión y esa órbita es diferente a la caída libre.
• ¡Puedes ver un rayo láser en el espacio libre! He visto esto en mi clase de física experimental hace unos años, antes de que los láseres de llavero fueran comunes.

Que si un objeto se mueve, debe haber una fuerza que lo impulse en esa dirección. Los estudiantes suelen pensar que las fuerzas hacen que los objetos tengan velocidad, en lugar de que las fuerzas hagan que los objetos cambien de velocidad.

Algunas que he escuchado:

• Los objetos más pesados ​​​​caen más rápido (esto es simplemente incorrecto). Sin embargo, los objetos más grandes y más pequeños en un entorno terrestre típico caerían a diferentes velocidades debido a la resistencia del aire, pero la masa real no tiene influencia.

• Dos autos que chocan a 60 mph es lo mismo que un auto que choca contra una pared a 120 mph. Creo que MythBusters hizo algo al respecto.

• Los electrones viajan muy rápido por un circuito: en realidad, viajan muy lento pero es similar a la cuna de Newton en que un pequeño movimiento en una bola puede transferir la energía a la última casi instantáneamente.

• Las leyes de la termodinámica han sido rotas por un tipo en un garaje con unos imanes. Bueno, no, todavía parecen estar intactos, ¡y gran parte de la ciencia moderna depende de ellos!

• Que la traza de un osciloscopio viaja más rápido que la velocidad de la luz en costosos osciloscopios analógicos de alta velocidad (~1-2 GHz). Esto no es del todo cierto: aunque el haz puede barrer la superficie del CRT más rápido que c (debido al movimiento relativamente pequeño en el cuello del CRT), la traza no puede comunicar información más rápido que c .

• Más relacionado con la química, pero el hecho de que el agua puede tener "memoria" y todas esas tonterías homeopáticas que engañan a los arti^H^H^H^H^H^H^H^H a los homeópatas.

Los conceptos erróneos sobre la relatividad especial y la mecánica cuántica son bastante conocidos. Muchas de las publicaciones anteriores los discuten en detalle. Entonces, en lugar de hacer eso, enumeraré algunos conceptos erróneos de la física general (digamos la escuela secundaria):

1. Cuando un cuerpo descansa sobre una superficie, la fuerza de contacto hacia arriba que actúa sobre él es una reacción a su peso. Obviamente, esto es incorrecto ya que la acción y la reacción actúan en diferentes cuerpos.
2. Hay muchos conceptos erróneos sobre la fuerza no inercial (pseudo). Mi profesor de física dijo una vez que las fuerzas no inerciales surgen solo cuando el cuerpo está en contacto con un marco acelerado.
3. Nada puede moverse más rápido que la luz. Por supuesto, es falso a menos que agregue la frase "en el vacío". La radiación de Cherenkov ocurre cuando alguna partícula cargada se mueve en un medio con una velocidad mayor que la velocidad de la luz en ese medio.
4. La fricción siempre tiene que actuar en dirección opuesta al movimiento general. En realidad, la fricción proporciona la fuerza necesaria para rodar sin la cual ningún vehículo podría funcionar. La formulación correcta es que la fricción se opone al movimiento instantáneo del punto de contacto.
5. La luz siempre viaja en línea recta. Incluso sin la flexión gravitacional, si simplemente tenemos un medio con un índice de refracción variable, la luz seguirá una curva a través de él. Es una buena aplicación de la ley de Snell.
6. La segunda ley de Newton proporciona una definición de fuerza. Desafortunadamente, es un concepto erróneo muy extendido, incluso entre los estudiantes de física profesionales. Esto despoja a la segunda ley de Newton de cualquier contenido físico y la obliga (juego de palabras) a convertirse en una tautología. Por supuesto, el contenido real de la ley es que la fuerza viene dada por alguna otra ley (por ejemplo, gravitacional o em) y es igual a ma. Para una discusión persuasiva sobre esto, vea el primer volumen de Lectures on Physics de Feynman. (Lamento mucho haber olvidado el número de capítulo o página).
7. La primera ley de Newton es derivable de la segunda ley. La demostración es la siguiente: F=ma. Si F=0 entonces a=0 ya que$m~{}\neq 0$QED. El problema es que sin la primera ley no existe la noción de un marco inercial y las leyes se vuelven inútiles.
8. En relatividad especial, la hipótesis de la constancia de la velocidad de la luz en el vacío (c) con respecto a todos los observadores es redundante porque puede derivarse del principio de relatividad. Por supuesto c puede variar sin contradecir el principio de relatividad. De hecho, en la mecánica newtoniana c depende del observador y respeta el principio de relatividad. La hipótesis de la constancia de c da la transformación de Lorentz mientras que en la mecánica newtoniana tenemos la transformación de Galileo. Si aún no está convencido, mire esta formulación de la relatividad especial sin la segunda hipótesis. Relatividad doblemente especial de Google .

Si de alguna manera logras ROMPER una ley de la física, ¡el universo desaparecerá!

Como tutor, con frecuencia tengo conversaciones como esta:

"Así que calculamos que si cuando lanzo mi bolígrafo a 2 m/s, subirá 20 cm de alto. ¿Qué altura alcanzará si lo lanzo a 4 m/s?"

"40 cm."

"Bueno, está bien, vamos a comprobar trabajando en esa ecuación de nuevo..."

[Descubrimos que la respuesta es 80 cm]

"Entonces, cuando lo vomito el doble de rápido, sube cuatro veces más alto, porque toma el doble de tiempo llegar a la cima, pero también sube el doble de rápido".

"Okey."

"Ahora, ¿qué pasa si lo vomito tres veces más rápido? ¿Cuántas veces más alto subirá?"

"Seis."

Esto no es un concepto erróneo sobre la energía cinética, sino una falta de comprensión sobre qué es escalar. Cuando a los estudiantes les falta este concepto, casi toda la física es más difícil de discutir.

Necesitas algo más para conseguir algo más

Se trata de propiedades macroscópicas emergentes de leyes microscópicas. Algunas personas no pueden entender que las estadísticas son lo suficientemente poderosas como para hacer que un montón de moléculas aparentemente aleatorias de repente muestren propiedades macroscópicas como ser sólidas o magnéticas y piensan que se requiere la mano de Dios para que esto suceda.

La mejor ilustración de una contradicción a este principio son los organismos vivos. Consisten en nada más que unas pocas leyes físicas hasta el final y una gran cantidad de moléculas. Todo lo que se necesitaba era estadística y selección natural.

Sin embargo, estoy de acuerdo en que es bastante sorprendente que toda nuestra naturaleza pueda emerger espontáneamente solo de partículas con suficiente espacio y tiempo.

Los conceptos erróneos más comunes son sobre la gravedad :

(1) La gravedad se apaga a la distancia de la órbita del transbordador espacial porque los astronautas no tienen peso.

La gravedad tiene una fuerza de alrededor del 80% en comparación con la superficie de la Tierra. Los astronautas no tienen peso porque el transbordador está en caída libre (órbita). Si no hubiera gravedad, el transbordador no podría orbitar.

(2) La gravedad es generada por la rotación de la Tierra. Si la Tierra dejara de girar, la gravedad se apagaría.

La gravedad se genera en virtud de la masa de la Tierra y la masa del objeto; los dos ejercen un tirón mutuo. Hay algunos efectos menores asociados con el giro de la Tierra (por ejemplo, el efecto Coriolis), pero la gravedad seguiría funcionando bien si la Tierra dejara de girar.

Hay otro gran concepto erróneo sobre la fuerza de impacto entre un camión y un automóvil pequeño en una colisión:

(3) El camión ejerce una mayor fuerza de impacto sobre el automóvil que el automóvil sobre el camión.

Si bien el daño puede ser ciertamente desigual, las fuerzas sí lo son.

Si va en bicicleta y gira la rueda delantera hacia la izquierda, la bicicleta girará hacia la izquierda.

De vez en cuando escucho a personas altamente educadas y hábiles en Física (a diferencia de aquellos que creen que los objetos pesados ​​caen más rápido que los livianos) hacer la siguiente afirmación:

... la mecánica cuántica indica que ciertas cantidades físicas pueden tomar solo un conjunto contable de valores discretos. En consecuencia, muchos enfoques actuales de las cuestiones fundamentales de la física y la cosmología abogan por nuevas imágenes discretas o "digitales" de la naturaleza.

( Concurso de ensayos "Is Reality Digital or Analog" en FQXi )

Los espectros discretos de algunos observables cuánticos no implican/sugieren que la naturaleza, en particular el espacio-tiempo, sea fundamentalmente discreta. El espectro de un operador continuo que actúa sobre los espacios de Hilbert [que es un espacio topológico (vectorial), por lo tanto, es continuo], a menudo tiene una parte discreta. Esto no tiene nada que ver con que el espacio-tiempo sea discreto. Si (eventualmente) resulta ser discreto, será por otras razones.

Históricamente, el concepto de velocidad absoluta se creía comúnmente hasta la época de Galileo Galilei a principios del siglo XVII. Como un niño ingenuo, antes de estudiar física básica, ¡es sorprendentemente fácil creer en esto incluso en estos días!

La idea de velocidad absoluta establece que todas las velocidades están fijas con respecto a un marco de referencia absoluto. Galileo demostró que la velocidad es relativa a su marco de referencia, un principio conocido como relatividad galileana . Esto fue posteriormente cuantificado completamente por Isaac Newton , quien también propuso que la aceleración es invariante con respecto a los marcos de inercia.

¿Por qué tengo que aprender esta ley cuando la cambian cada pocos años?

Esto tiene que ver con el hecho de que algunas (en realidad, muchas) personas creen que el progreso en física se hace en forma de revolución y (en particular) que algún día podríamos encontrar leyes que contradirían todo lo que sabíamos hasta ese momento. .

Bueno, si uno mira de cerca la historia de la física, debería ser evidente que el progreso siempre fue solo evolutivo. Incluso cuando alguna idea necesitaba una revolución en la forma de pensar de la gente (como con SR y QM) siempre resultó ser solo una generalización de nuestras ideas previas (así que tanto SR como QM tienen buenos límites clásicos que coinciden con la mecánica newtoniana).

Salvo los puntos de vista filosóficos inútiles (como que podríamos vivir en Matrix o que no sabemos si el sol saldrá mañana con seguridad), es bastante seguro que nuestro universo es un lugar comprensible y nuestras teorías son aproximaciones cada vez mejores a la realidad. Así que siempre será útil aprender mecánica newtoniana, incluso dentro de un millón de años.

"La quema de carbón para calefacción es más eficiente que la eléctrica debido a las pérdidas termodinámicas en la central eléctrica de carbón"

Esto es falso, aunque es cierto que convertir la energía eléctrica en calor sería aún peor. La forma correcta de calentar con una determinada cantidad de fuente de calor es esta:

• quemarlo a alta temperatura
• hacer trabajar con máquina de calor entre T _alta y el medio ambiente
• use el trabajo para encender un acondicionador de aire para traer calor del _ambiente a la _habitación .

Esto da una eficiencia superior a 1 (más calor que se introduce en la habitación que el calor producido por la quema) y un enfriamiento neto del entorno circundante.

Creo que una creencia falsa común es que un molino de luz gira porque los fotones depositan más impulso en el lado brillante (donde se reflejan) que en el lado negro (donde se absorben).

Encuentro bastante sorprendente ver que muchas personas piensan así a pesar del hecho de que un molino ligero gira en la dirección opuesta a la predicha por esa explicación.

Aquí hay otra lista de creencias falsas. Estos están en manos de los divulgadores de la ciencia. Si realmente creen en estas creencias, o simplemente las expresan con el fin de obtener más espectadores, es una pregunta sin respuesta:

El espacio curvo cerca de un objeto masivo se puede representar como una lámina de goma deformada.

Este se debe a Einstein, desafortunadamente. Pones pelotas en una lámina de goma y ves que ruedan una hacia la otra. La razón por la que esta es una explicación terrible es porque tienes la gravedad de la Tierra tirando, no el espacio curvo. Las geodésicas reales en un espacio curvo como la lámina de goma son repelidas por la masa central. La razón por la que las cosas se atraen en la relatividad es por el factor de dilatación del tiempo, y este es el efecto dominante. Es igual de fácil explicar las cosas correctamente, en términos de la desaceleración del tiempo cerca de un objeto masivo y las líneas del mundo que intentan maximizar su tiempo adecuado con puntos finales fijos dados, pero los divulgadores nunca hacen esto.

Una velocidad variable de la luz puede reemplazar la inflación.

Esto apareció en un programa popular reciente, y se basa en la siguiente idea falsa: si la luz se movía más rápido en los primeros tiempos, ¡entonces todo el universo podría haber estado en comunicación! La razón por la que esto es falso es porque no importa cómo se imagine que varía la velocidad de la luz, se puede volver a coordinar el espacio-tiempo en términos de las intersecciones de los conos de luz y, a menos que estos conos de luz se dividan en lugar de fusionarse, se obtiene la misma paradoja de comunicación: -- nuevas regiones que entran en contacto causal están entrando en contacto causal por primera vez.

Los mesones y bariones están hechos de quarks como los átomos están hechos de protones, neutrones y electrones.

Esto es insidioso, porque es cierto para los mesones pesados. Pero es mucho más falso que cierto para los piones y protones y todas las excitaciones a menos de 1 GeV, debido a los condensados ​​de vacío. No existe un modelo razonable de piones ligeros que no tenga en cuenta su naturaleza Goldstone. Este tipo de explicación también deja fuera a Nambu y Skyrme, quienes fueron ignorados injustamente durante demasiado tiempo.

La teoría de cuerdas es una teoría de cuerdas.

Esta imagen no es buena para alguien que aún no tiene un sentido de la teoría de cuerdas, porque si comienzas a hacer modelos caseros de cuerdas relativistas, nunca obtendrás nada parecido a la teoría de cuerdas correcta. Las cuerdas que imaginas ingenuamente no tendrían las interacciones especiales de cono de luz que tienen las cuerdas en la imagen de Mandelstam, y no obedecerían a la dualidad de Dolen Horn Schmidt. Serían simplemente conglomerados de partículas puntuales unidas por bandas elásticas. Tendrían el espectro equivocado y estarían llenos de fantasmas.

La única forma adecuada de decir qué son las cuerdas es decir de inmediato que son estados de matriz S y que están diseñadas para ser una teoría de matriz S con trayectorias Regge lineales. Tienen una imagen de cadena, pero la restricción de que intercambiar cadenas en el canal S es dual para intercambiarlas en el canal T es de suma importancia, tal como lo fue históricamente. Sin esto, incluso con la acción de Nambu, no sabe cómo incorporar interacciones. No es obvio que las interacciones sean por topología a menos que conozca a Dolan Horn Schmidt.

También es importante darse cuenta de que las interacciones de las cuerdas son algo holísticas (que se vuelven locales en el cono de luz es la sorpresa, no al revés). Las agregas orden por orden en la teoría de perturbaciones exigiendo unitaridad, no preguntando qué sucede cuando dos cuerdas chocan en el sentido habitual. Estas "cuerdas" son cosas nuevas y extrañas nacidas de los Chew-ismos de la década de 1960, y sus primos más cercanos son las líneas de flujo en la teoría de calibre, o los diagramas de Feynman de red, no una colección de masas puntuales unidas por fuerzas de resorte.

Esto también es insidioso, porque Chew, Mandelstam, Dolen, Scherk y toda esa generación desarrollaron la mayor teoría física que el mundo jamás verá, y su recompensa fue: "Estás despedido". (en el caso de Scherk, "Estás loco"). Luego fueron interrumpidos durante treinta años, mientras que su trabajo fue apropiado por una nueva generación, que los describió como los Chewi-ites engañados y equivocados que descubrieron algo grandioso por accidente.

Hay más que una bola de nieve en el infierno para grandes dimensiones extra

La idea de que existen grandes dimensiones adicionales fue muy popular en el año 2000, pero es completamente absurda. Las grandes dimensiones adicionales reducen la masa de Planck a aproximadamente un TeV, dando a los neutrinos masas de majorana genéricas que están en el rango de KeV-MeV, por lo que debe realizar un ajuste fino. Conducen a una descomposición de protones esencialmente instantánea y a enormes violaciones de CP en interacciones fuertes, por lo que debe ajustar un poco más. Para evitar la desintegración de protones, existe un ingenioso mecanismo gracias a Arkani-Hamed y Schmalz que coloca a los quarks y leptones en diferentes lugares en las dimensiones adicionales. Esta idea es atractiva solo a primera vista, ya que requiere que el SU(2) y el U(1) del modelo estándar se extiendan en las dimensiones extra, lo que afecta su funcionamiento de inmediato. La teoría predice de manera inequívoca e independiente del modelo que la supresión de la descomposición de protones requiere un funcionamiento electrodébil enorme de alrededor de un TeV. Esa es una señal de la que no has visto ningún indicio en colisiones de 100 GeV. Vamos. Además, ¿cómo se estabilizan las grandes dimensiones? Es el mismo ajuste fino que antes, por lo que la cantidad de problemas ha aumentado.

Una escala de Planck baja destruiría por completo la capacidad predictiva de la teoría de cuerdas. Puedes exprimir muchas cosas en grandes dimensiones. En mi opinión, es este tipo de teoría de cuerdas el que los críticos critican correctamente como fundamentalmente no predictivo.

Una creencia generalizada (creo que debido a libros populares como el de Hawking) es que GTR nunca, nunca, nunca puede cuantificarse y siempre obtienes infinitos y bla, bla. Bueno, puede, en muchas situaciones y en muchas teorías. Lo que realmente se quiere decir es que GTR no es una teoría cuántica de campo renormalizable de la manera ingenua. Pero esta especificación nunca se señala explícitamente, por lo que la gente tiene la falsa impresión de que la gravedad cuántica es algo completamente fuera del ámbito de la física actual. Bueno, sorpresa, sorpresa, no lo es. Podemos cuantificar muchos efectos gravitatorios (como las ondas), entendemos que los agujeros negros tienen entropía, entendemos que producen radiación de Hawking y finalmente desaparecen, etc. Y suponiendo que la teoría de cuerdas sea correcta, podemos predecir mucho más al respecto.

Algunos monitores deportivos te dirían:

Correr en cinta es más fácil porque solo hay que saltar, mientras que en la calle también se empuja hacia delante

Entonces sugerí que correr en un tren debería ser lo más fácil, según esta línea de pensamiento. Sin embargo, es cierto que empezar a correr (o acelerar) es más fácil. O la resistencia del aire, a menos que haya un viento de avance muy lento. O, la pendiente que cambia aleatoriamente. Además, la falta del aire acondicionado. Eso resume bastante bien la diferencia.

Como instructor, tengo grandes dificultades para enseñar la tercera ley de Newton: "Para cada acción hay una reacción opuesta e igual". Esta es una física muy básica y muy antigua, pero es difícil de enseñar. Un ejemplo típico de respuesta de fuerza de reacción falsa es el siguiente:

Tengo una manzana en mi mano. La tierra tira de la manzana hacia abajo con una fuerza gravitatoria. ¿Cuál es la fuerza de reacción a esto?

La respuesta que dará la mayoría de ellos es que la fuerza de reacción es "mi mano empujando hacia arriba la manzana". ¡Arggghhhh! Por supuesto, la fuerza de reacción es "la manzana que tira de la tierra".

Los estudiantes no se dan cuenta de que las reacciones opuestas e iguales tienen que darse entre el mismo par de objetos. Es decir, las fuerzas surgen como pares. Ojalá cambiaran el nombre de la ley para que quede más claro que la fuerza de reacción tiene que operar entre el mismo par de objetos.

Demuestro la ley sosteniendo un largo resorte en mis manos y diciéndoles que las fuerzas son como este resorte. Cuando aplica una fuerza en un extremo, aplica una fuerza en el otro (suponga un resorte sin masa). El próximo trimestre voy a probar algunas medidas más extremas en esto, claramente estoy fallando.

Si bien las otras respuestas son absolutamente correctas, son muy sutiles en la forma en que aparecen. Sin embargo, una creencia falsa muy grande en la ciencia eléctrica es que se considera que la corriente "fluye" desde el terminal + al terminal - en corriente continua.

Si bien no importa de qué manera elija, ya que se trata de una corriente cercana a la velocidad de la luz, los electrones en realidad se mueven de la terminal - a la terminal + (no me malinterpreten, los electrones NO se mueven cerca de la velocidad de la luz mientras se desplazan. se mueven en el orden de centímetros por segundo). Por lo tanto, la corriente en realidad se mueve de - a +.

Y sería interesante notar que ni un alma en el área profesional de la ciencia eléctrica considera la corriente de - a +, ya que causaría inconsistencia con sus colegas.

"El pelo largo crece más lento" se debe a efectos biológicos

De hecho, este es un fenómeno puramente matemático. Cuanto mayor es la longitud media, mayor es la disminución provocada por cada caída de cabello. Esto conduce a una ecuación diferencial

la creencia de que las reglas del universo de dibujos animados se aplican a los objetos que caen:

como se expresa en la declaración de que, "si estás atrapado en un ascensor que cae, puedes evitar la destrucción saltando en el último momento, de modo que cuando el ascensor golpee, estés en el aire y solo caigas la última pulgada o dos". "

Realmente me molesta. ¡Incluso escuché de algunos profesores de mecánica cuántica que piensan que el entrelazamiento cuántico implica una comunicación más rápida que la luz!

Que el equipo de PI es el mejor grupo para diseñar e implementar sus propios sistemas de datos, en lugar de traer personas con experiencia en seguridad de TI, modelado de datos para su reutilización por otros grupos y otros problemas de informática de datos.

Concepto erróneo relacionado: que sus datos son tan diferentes de otros datos que se debe diseñar un sistema de datos desde cero para cada nuevo experimento.

El concepto de que la mecánica cuántica socava el determinismo. La evolución de la ecuación de onda de Schrödinger es completamente determinista. Los resultados de las medidas son probabilísticos, pero esto no significa que los diversos estados superpuestos no tengan causas. Esto no es lo mismo que una teoría de variables ocultas. Las probabilidades son deterministas. T'Hooft tiene algunas ideas interesantes sobre un determinismo subyacente a QM (no es lo mismo que decir que la ecuación de onda es determinista). No estoy argumentando que qm sea determinista en todos los sentidos, pero tampoco es completamente no determinista.

Noción de simultaneidad. Debido a que la velocidad de la luz es tan grande, parece cierto en nuestros asuntos cotidianos.

Pero realmente es una cosa inexistente [debido a la relatividad especial]. 2 personas en 2 lugares diferentes no pueden decir "en el mismo instante".

Encuentro que la gente piensa que "una bala y una pelota que se disparan y se dejan caer respectivamente desde la misma altura no golpearán el suelo al mismo tiempo".

Un error común es que el movimiento de objetos masivos con velocidad superlumínica está prohibido en la Relatividad General. Esto no es cierto ya que solo está prohibido el movimiento superlumínico local.

¿Qué hay de estos tres conceptos erróneos:

La teoría del Big Bang nos dice que el universo comenzó en un punto

Desde Einstein sabemos que todo es relativo

La velocidad de la luz es una constante fundamental.

Este también es un concepto erróneo de la ciencia en general, pero he escuchado a muchas personas decir: "La física (ciencia) ha demostrado...". o "¿Podemos usar la física (ciencia) para probar esto?" La idea errónea es que el método científico puede probar algo con un 100% de certeza. Este ciertamente no es el caso; los experimentos solo validan una ley en entornos similares a aquellos en los que se realizaron los experimentos. Por supuesto, a menudo podemos generalizar razonablemente nuestros resultados mucho más allá de los entornos particulares, pero solo podemos sostener leyes con certeza donde han sido probadas y verificadas.

La constancia de la velocidad de la luz postulada por Albert Einstein en 1905 estuvo motivada por el resultado nulo del experimento de Michelson-Morley.

Esto está mal. Ver

• http://en.wikipedia.org/wiki/Michelson%E2%80%93Morley_experiment#Fallout
• http://en.wikipedia.org/wiki/Michelson%E2%80%93Morley_experiment#cite_note-34

Einstein estuvo motivado principalmente por los resultados del experimento de Fizeau que midió la velocidad de la luz en el agua en movimiento.

• http://en.wikipedia.org/wiki/Fizeau_experimento
• http://en.wikipedia.org/wiki/Fizeau%E2%80%93Aparato de Foucault
• http://books.google.com/books?id=rKFhqlzjv-IC&pg=PA41#v=onepage&q&f=false

El efecto invernadero (no el atmosférico) :

Una creencia errónea común es que la razón de este efecto es que la luz del sol entra y se transforma en radiación infrarroja que no puede salir.

Pero la razón principal es la falta de intercambio de aire (consulte la sección "Invernaderos reales" en http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_effect ).

Un concepto erróneo común es que en un experimento de doble rendija, los electrones o los fotones atraviesan ambas rendijas al mismo tiempo e interfieren entre sí.

Nunca sucede nada por el estilo y esa idea no proviene de la mecánica cuántica. Simplemente no tiene sentido hacer la pregunta (¿por qué rendija pasó la partícula?) en el contexto del experimento particular y aún más sin sentido decir que pasó por ambos. La partícula siempre pasa de una u otra rendija si configura un experimento que hace la pregunta y en el caso de que dispare las partículas una a la vez, siempre obtiene un golpe en la pantalla y no una interferencia de porciones de la partícula. .

Creo que el concepto erróneo tiene sus raíces en la analogía de onda de la descripción de la función de onda de la mecánica cuántica, donde debe tener una onda que pasa por ambas rendijas para tener interferencia en el otro lado. Por supuesto, esa imagen no se traduce en que una partícula pase por ambas rendijas, sino que solo establece que existe una interferencia entre las funciones de onda de los dos eventos independientes que se traduce en una distribución de probabilidad de encontrar una partícula en un punto particular en la pantalla. Esa es una declaración de la interpretación de Born que se ha probado recientemente con un experimento de triple rendija .

Uno podría preguntarse en este punto, “Ok, lo entiendo por los electrones, pero la luz se comporta como una onda en la experiencia diaria. ¿Qué sucede en ese caso?”, y la respuesta es que la luz se comporta como una onda solo cuando tienes un gran flujo de fotones y puedes ir a la aproximación de campo continuo. Es entonces cuando las propiedades ondulatorias se hacen evidentes tanto para los fotones como para los electrones.

Actualización: Un video muy interesante sobre Mecánica Cuántica

Actualización 2: QM en tu cara

Update3: The Feynman Lectures on Physics vol3: Dispersión de un cristal (neutrones).

...Repasemos la física de este experimento. Si pudiéramos, en principio, distinguir los estados finales alternativos (aunque no se moleste en hacerlo), la probabilidad final total se obtiene calculando la probabilidad de cada estado (no la amplitud) y luego sumándolos. Si no puede distinguir los estados finales incluso en principio, entonces las amplitudes de probabilidad deben sumarse antes de tomar el cuadrado absoluto para encontrar la probabilidad real. Lo que debe notar particularmente es que si tratara de representar el neutrón solo por una onda, obtendría el mismo tipo de distribución para la dispersión de un neutrón que gira hacia abajo que para un neutrón que gira hacia arriba. Tendría que decir que la "onda" vendría de todos los diferentes átomos e interferiría igual que para el que gira hacia arriba con la misma amplitud.Entonces, como dijimos anteriormente, debemos tener cuidado de no atribuir demasiada realidad a las ondas en el espacio. Son útiles para ciertos problemas pero no para todos .

Aquí hay una creencia falsa. Todo lo que dice tu profesor de física es cierto. Porque los profesores de física nunca te engañarían sobre cuántos estados de la materia hay o cómo se genera la sustentación en un ala.

¿Qué tal esto? Que la paridad es una de las simetrías más fundamentales (que no lo es).

Conozco los experimentos que muestran una violación de la paridad. Sin embargo, supongo que lo que todavía no entiendo es lo siguiente, la simetría rotacional es fundamental. Y la paridad es simplemente rotar 180 grados. Entonces, si decimos que toda simetría rotacional es fundamental, ¿por qué un subconjunto (que gira con un ángulo muy específico, 180 grados) no sería fundamental? ¿No se contradice a sí mismo?

Recomiendo encarecidamente leer el artículo "Mecánica cuántica: mitos y hechos" de H. Nikolic http://arxiv.org/abs/quant-ph/0609163

Algunos temas incluyen la dualidad onda-partícula, la relación de incertidumbre tiempo-energía y la aleatoriedad fundamental.

He discutido este artículo en otras comunidades y parece confiable.

Concepto erróneo: el principio de incertidumbre es una declaración sobre "nuestra" capacidad para realizar mediciones.

Corrección: el principio de incertidumbre es el resultado de la naturaleza de las partículas mismas y se refiere a la capacidad de cualquier cosa para "hacer las mediciones pertinentes". No somos solo nosotros los que no podemos determinar los valores simultáneos de observables incompatibles, Dios tampoco puede.

La Tierra gira alrededor del Sol. Es un error decir que el Sol gira alrededor de la Tierra.

HECHO: El movimiento es relativo. No hay nada malo en decir que el Sol gira alrededor de la Tierra. El primero se menciona con más frecuencia porque el Sol (o más exactamente, el baricentro) es un mejor marco de inercia, y otros planetas también giran en un círculo cercano al Sol, pero de una manera extraña alrededor de la Tierra.

Viajando más rápido que la luz en el vacío se puede volver al pasado.

HECHO: No se necesita explicación.

El concepto erróneo: las personas ingenuas consideran que un objeto flotará si se coloca en un recipiente al vacío, independientemente de la existencia de la gravedad.

El hecho correcto: La ausencia de gravedad hace que el objeto flote.

Es una falsa creencia común entre los físicos cínicos que no tiene sentido físico preguntar "por qué hay algo en lugar de nada". La cuestión de si existe una ley matemática inevitable, autoconsistente y autorreferencial que ordena la existencia del universo es real y legítima, una teoría unificada sería un paso en la dirección correcta. La investigación en teoría de números, números primos, infinito, etc., también juega en esto.

Sé que es una vieja pregunta, pero es demasiado divertido dejar pasar esta. Hay bastantes ejemplos de ideas erróneas que se han afianzado, pero por la centralidad de la física y el grado en que es errónea y engañosa, es difícil encontrar un mejor ejemplo que el átomo de Bohr. Cuando salió, emocionó al mundo de la física debido a su punto de vista revolucionario y su impresionante éxito. Pero once años después quedó completamente obsoleto. Sin embargo, en ese corto tiempo se apoderó de la imaginación tanto del mundo de la física como del público en general hasta el punto de que hoy en día sigue siendo la imagen icónica del átomo en la mente de casi todos.

Las influencias engañosas de este modelo son de muy largo alcance. Uno puede comenzar con la idea del "salto cuántico", que engendró el colapso de la función de onda, que engendró múltiples universos, etcétera. Pero quizás el vestigio más persistente del átomo de Bohr es la noción de que las leyes ordinarias del electromagnetismo deben suspenderse a nivel atómico, de lo contrario, el átomo sería inestable. Por supuesto, nada de eso es cierto en la mecánica cuántica moderna, y menos aún para el átomo de hidrógeno. El mayor triunfo de la ecuación de Schroedinger fue mostrar que el movimiento de la carga eléctrica podía seguirse a lo largo del tiempo y que las configuraciones atómicas estables eran precisamente aquellas sin distribuciones de carga aceleradas. Esta fue una consecuencia inmediata y obvia de la solución de Schroedinger para el átomo de hidrógeno.

Diría que no es simplemente cierto que las configuraciones estables en QM son aquellas sin cargas de aceleración. Yo iría más allá y sugeriría que en aquellos casos en los que las cargas se aceleran, la velocidad a la que la energía cinética del movimiento se convierte en energía electromagnética está exactamente de acuerdo con la que se calcularía de forma ordinaria aplicando las ecuaciones de Maxwell. Entonces, por ejemplo, en el caso de un radiador de cuerpo negro, si uno simplemente toma los átomos que vibran, teniendo en cuenta el movimiento acelerado de las cargas, y aplica la teoría de antena clásica, obtendrá el espectro de cuerpo negro correcto.

¡Esto es irónico!

¡Que un tanque de vaciado con una boquilla apuntando hacia abajo experimentaría una fuerza!

(ver http://arxiv.org/pdf/physics/0312087v3 )

:-)

Algo no puede venir de la nada

Sí, puede: en las teorías cuánticas de campos, el vacío no está vacío .