Mi comentario es: en ciertas condiciones el primero es válido; y bajo otras es violado, mientras el segundo es válido en todas las teorías actuales, pero a veces sólo en condiciones especiales o enunciado de manera intuitiva (e.g. En ciertos sistemas aislados, la energía no está fijada para algunos estados cuánticos sino que puede fluctuar a lo largo del tiempo, otro, es que debido a las peculiaridades del campo gravitatorio, tal como es tratado dentro de la teoría de la relatividad, no existe una manera de construir una magnitud que represente la energía total conjunta de la materia y el espacio-tiempo que se conserve). Así, ninguno es estrictamente correcto; sin embargo, el Principio de Conservación de la Energía tiene una mayor jerarquía. El Principio de Conservación de la Materia enunciada en el siglo XVIII por Lavoisier, establece que: "en un sistema cerrado la cantidad total de materia permanece constante”, pero Einstein demostró que no es estrictamente cierta, según su teoría el universo es un sistema dinámico en constante cambio y movimiento. La materia y la energía son manifestaciones de la misma entidad física.En las reacciones químicas la energía involucrada es baja, y los cambios de masa por energía son despreciables, por ello El Principio de Conservación de la Materia continúa siendo aplicable. Los sistemas materiales se pueden clasificar en función del intercambio de materia o energía con el medio que lo rodea, el universo, por ejemplo, se considera un sistema aislado -es decir, no intercambia materia ni energía con el medio que lo rodea.- Como el universo es considerado un sistema aislado, los Principios se unifican en la Ley de Conservación de Masa y Energía: ‟La cantidad de materia y energía en el universo no aumenta ni disminuye, pero pueden transformarse entre sí”. N.S. 184
Completamente de acuerdo con tu comentario, dado que se hace la consideración de tomar al universo como un sistema aislado puesto que no tenemos conocimiento de una interacción del universo con otro sistema se toma la conservación tanto de masa como energía lo que en principio otorga una misma jerarquía al pertenecer ambos como dices "manifestaciones de la misma entidad física" Aunque personalmente contestando a la interrogante de cuál sería la de mayor jerarquía, entendiendo que esto no le resta importancia y mucho menos veracidad a la otra ley de conservación debo decir que la Ley de la conservación de energía toma mayor jerarquía ya que si esta no se cumple, los principios y leyes termodinámicos caen y por tanto nuestro entendimiento del dinamismo del universo también N.S. 130
Yo, hablando desde la ignorancia y a partir de fuentes nada confiables, diría que ambos principios de conservación tienen igual jerarquía. Lo anterior es porque, hasta donde sé, la ecuación E=mc^2 describe la relación que existe entre la masa y la energía como principio de existencia de la materia. Entonces, supongo que el principio de conservación de la masa y principio de conservación de la energía van en un mismo orden. NS: 413
Me gustaría meter un poco de mi argumentación a la tuya. Hay que considerar que cuando Einstein formulaba su teoría de la Relatividad, dando a luz a tan famosa ecuación, él mismo parió el concepto de los agujeros negros sin pensar siquiera que en verdad pudieran existir y usándolos sólo como una pieza faltante para completar su teoría basado en la información que tenía hasta el momento. Habría que considerar si esos objetos respetan dicha ecuación.
Yo creo que la energía al tener correalcion con la masa, o sea que la masa depende de la energía para "Existir", me hace pensar que por eso la ley de la energía va por encima de la de la masa, porque sin energía entonces no podríamos tener una "masa", o al menos es lo que yo creo. N.S.: 537
Aclarando nada o casi nada respecto al comportamiento del disco de materia que orbita a los agujeros así como la radiación que emiten estos últimos podría entenderse burdamente que incluso estos cuerpos celestes respetan los comportamientos que Einstein propone, de relatividad, al menos hasta el horizonte de eventos (de ahí su nombre) Además, tomando en cuenta la radiactividad de estos (entiéndase como la emisión de radiación de Hawkings) y que esto afecta a los agujeros negros, burdamente al menos hasta el horizonte de eventos se sse cumple con la conservación de energía Tómese esto como mero aporte de un iniciado en física que desprecia la complejidad detrás del comportamiento de estos cuerpos celestes para hacer un ligero aporte N.S. 130
A mi parecer, en cuanto a jerarquías se refiere, la conservación de la energía, en ciertos aspectos, tiene el puesto más alto, o al menos, no hay ejemplos que desvaliden el principio, a diferencia de la conservación de la masa. En cuanto a ésa, podemos encontrar ciertas peculiaridades en el campo de la mecánica cuántica que llegan a desajustar lo que se creía saber. Especificando, cuando se habla de las partículas subatómicas en el estudio de la cuántica se tiene que hablar de antimateria o de las antipartículas, que vendrían siendo la otra cara de la moneda de los fermiones del Modelo Estándar. Esta teoría nos indica que si existe un protón, debe existir su antipartícula: el antiprotón; cuando existe un electrón, debe existir un "positrón". Sin embargo, basándonos en este principio, debería haber la misma cantidad de materia que de antimateria en el universo, pero al menos con la información recabada hasta el momento de centros de investigación como el C.E.R.N., no existe evidencia de que así sea (pues, en ese caso, existiría un "antiuniverso"). Entonces, ¿se puede decir que se cumple a niveles subatómicos este principio? Es bien sabido que cuando se habla de la mecánica cuántica hay principios físicos que se ven amenazados, y sin embargo los llamados "principios" o "leyes" deben aplicar a toda la física o, en su caso, definir sus respectivos límites.
Por otro lado, analizando superficialmente a la teoría de la Relatividad, es bien sabido que una de las bases de su formulamiento es la existencia (ya más que evidenciada) de los agujeros negros, los monstruos del cosmos que tragan todo lo que se encuentra a su paso, cualquier tipo de... materia. Materia cuyo destino es incierto, aunque en realidad tienen teorías que fundamentan que dicha materia: 1) propicia al aumento de tamaño del agujero negro y 2) es liberada a través de la radiación de Hawking. Por lo tanto, hasta donde formulan estas teorías, la materia no se destruye (por tanto, no disminuye ni aumenta), sólo es liberada en radiación o pasa a formar parte del agujero negro. A mi parecer, analizando un poco más el complemento de la materia al agujero que no es liberada en radiación, se pueden llegar a otras conclusiones que conflictúen si se puede decir que esa materia es realmente "conservada" o sufre algún otro tipo de proceso desconocido o, sencillamente, mucho más complejo de lo que se imagina.
Cabe también analizar que ambos principios se formularon siglos antes de la formulación de las teorías relativista y cuántica, siendo así ambas un rompimiento de las bases fundamentales de la mecánica clásica. Regresando al tema, visto desde el punto anteriormente expuesto, considero a la conservación de la energía en un peldaño superior al de la conservación de la materia. Quizás haya omitido algún ejemplo importante en la misma cuántica (o en la Relatividad) que desvalide también al principio de la conservación de la energía con algunos ejemplos, pero limitándome a la conclusión llegada con el tema de partículas, ésa es mi opinión.
Es muy cierto que ambos principios fueron enunciados mucho antes de las nuevas teorías, y concuerdo en especial en el punto de que El Principio de Conservación de la Energía es un poco más importante, ya que lo que pude investigar al ser amateur en el tema es que para este, aún no hay violaciones tan obvias como lo es para el de la masa. Gracias por tu aportación desde el punto de vista de partículas, lo desconocía. Asimismo, leyendo al compañero N.S. 413 ,por la definición del mismo principio nunca menciona una equivalencia con la energía, aunque al considerar al universo como un sistema aislado debería cumplirse, pero como todo lo que hacemos los humanos: no es perfecto y no es estrictamente correcto. N.S: 184
Y a mí me pareció un punto fuerte el que tú mencionas desde el comentario principal de que el universo es un sistema aislado. Me parece, si no, la base implícita en la que se sostienen ambos principios y cuya negación daría paso a la conclusión que la materia y la energía no se conservan al menos en los límites de nuestro universo.
Y creo que también algo que sería importante destacar y que hasta el momento nadie ha comentado es... Si la energía se conserva y no se crea, ¿por qué el universo se está expandiendo? Lo considero un tema de debate que se abre a raíz de la afirmación de que el universo es un sistema aislado.
Considero los comentarios de #681 muy acertados, aunque sólo te ayudaré con una deficiencia de lenguaje formal de orden cero, para que la argumentación sea válida... Si bien, el universo como "sistema aislado" es algo muy fuerte de decir porque puede romper ciertos esquemas de las leyes establecidas, afirmar (en primera instancia) la no existencia de un "antiuniverso" sólo porque Centros de Investigación no han logrado recabar información que lo compruebe, tira toda la lógica predicativa, más aparte el uso de la antimateria en la mecánica cuántica. Que algo no se haya demostrado aún, no significa que no exista.
Y es que de hecho, ambas leyes sí se sostienen dentro de un sistema físico aislado, pero la ley de la conservación de la energía resulta ser un poco más interesante ya que es más confuso percibir la permanencia igual, debido a las transformaciones de energía, de ahí que yo considere este principio de mayor jerarquía. También porque se ayuda mucho de la 2da ley de la termodinámica, la famosa "entropía", que no es más que el incremento del desorden en un sistema aislado al paso del tiempo, lo cual genera un irremediable cambio, pues la energía no es inmutable a esto. Si bien, la energía no se crea ni se destruye, se transforma en otras formas de energía que permiten abrir paso a lo que mencionas "el universo se está expandiendo". Si se hace un cambio de energía, es lógico pensar que no se va a conservar de la misma manera siempre y más hablando de nuevo de la entropía, por ello el planeta, la galaxia y el universo entero cambian constantemente, ya sea en magnitud, densidad, etc.
Además de que la ley de la conservación de la materia se invalida en los procesos nucleares. Y más aún, la masa puede transformarse en energía con ayuda de la luz. Bendita relatividad, ¿no? Otro punto para considerar más importante la conservación de la energía.
Contestando la pregunta de que ¿porque el universo se esta expandiendo si la energia se conserva y no se crea? Estoy de acuerdo con el compañero #233, al decir que tanto la materia como la energía se encuentran en constante cambio y se transformación, lógicamente no se puede esperar que permanezca en un mismo estado todo el tiempo, considerando que puede crecer o disminuir en diferentes propiedades y aspectos a lo largo de su existencia, y que aunque como tal fisicamente la materia o energía se represente de diferente manera, en esencia seguira siendo lo mismo.
Respondiendo al NS 681 ¿Por qué se conserva? Porque “la conservación de la energía se debe a que las leyes de la física son invariables ante traslaciones temporales” es decir (y citando a Feynman) que una cantidad numérica no cambia cuando algo ocurre. De hecho, en el capítulo 4 ilustra perfectamente el principio con Jaimito (o algún nombre del estilo) y bloques de madera. También se hace referencia al primer argumento en Symmetry, de L.Lederman. NS: 893
Los principios de conservación han de servir como pilares para el desarrollo y sostenimiento de todo nuestro aparato científico actual. Así es como se entiende muchas veces la relación de estos principios para la explicación y descripción de los fenómenos estudiados hasta ahora, siendo que su falseamiento derivaría en contradicciones lógicas severas para la teoría. Se plantean en esta ocasión dos principios que podrían decirse de una naturaleza similar: el de conservación de la masa y el de la energía. Son dos conceptos que a primera vista podríamos decir fáciles de explicar, porque hemos tenido un acercamiento perpetuo a ellos, pero que en el fondo guardan una estrecha relación. Entendiendo la masa como la cantidad de materia de un cuerpo y a la energía como a la capacidad para realizar un trabajo, no es evidente esta relación, pero cuando conocemos sus principios de conservación es donde salta la idea. Se tiene entonces que en ambos casos las cantidades se conservan, no se crean ni se destruyen, pero hace falta ver bajo cuales circunstancias es que ello sucede. Habrá tres casos posibles de acuerdo al tipo de sistema y el medio: un sistema aislado (no intercambia materia ni energía), un sistema cerrado (no intercambia materia) y un sistema abierto. Se plantea así porque sabemos que la materia y la energía se transforman. Es aquí donde obtenemos las limitantes para el principio de conservación de la materia, debido a que se tendría que reformular bajo otras condicionantes, obteniendo que: “La masa total permanece constante durante toda una reacción química en un sistema aislado”. Además, por la teoría general de la relatividad se tiene que existe una energía asociada a la masa, y no se respeta esa conservación. Ello se ve en las reacciones nucleares, siendo la excepción a la regla por su conversión materia-energía. Uno vez dicho esto, propongo al principio de conservación de la energía como el de mayor jerarquía. N.S. 681'
Concuerdo al decir que porque varios fenómenos o hechos no hayan podido ser descubiertos no significa que no existan, como anteriormente fue mencionada la hipotesis de la existencia de los agujeros negros que tenía Einstein como elemento faltante dentro de su teoría relativista, y que años después se pudo dar prueba de su existencia con los estudios que muchos cientificos incluido Hawking, como por ejemplo el hecho de creer que un hoyo negro absorbía absolutamente todo a su paso incluyendo luz (energía) y materia en general, hasta que se encontraron que durante algunos intervalos de tiempo esporádicamente se obserbaban diversas partículas expulsadas fuera del agujero llamadas después como radiación de Hawking por obvias razones. Y de la misma manera así podríamos considerar la transformación y evolución tanto de la materia y la energía con respecto a todas las propiedades existentes en el universo, decimos así que por algo esta en constante expansión y crecimiento. Así que regresandome al punto principal, si es que uno tiene mayor nivel que otro creo que el principio con mayor jerarquía y peso es el de la energía puesto que es menos refutada que el de la conservación de masa dentro de los diversos campos de investigación ya sea nuclear, cuántico, etc, tomando en cuenta también como lo dijeron anteriormente que la masa puede ser en principio, también energía. Sin embargo por la gran importancia y relacion entre ambos principios, podría pensar tambien que ambos tienen el mismo nivel de jerarquía... NS:042
Concuerdo con la última idea que expresas, y, expandiéndola un poco más, se podría decir que realmente no existe una jerarquía en los principios de conservación en cuanto a importancia si se habla respecto al progreso del conocimiento del mundo, ya que todos los principios sirven para construir nuevo conocimiento. Pero es justo eso lo que hace que desde otro punto de vista sí exista una jerarquía, si se piensa que un nuevo modelo representa a la realidad de manera más cercana que el anterior. Y, como mencionas, la masa, siendo energía, puede sufrir transformaciones a otros tipos de energía, por lo tanto podemos decir que la conservación de la energía engloba estos casos, mientras que la de la materia no, por lo que podemos decir que, si nos referimos a que tan bien representan el mundo, la de la energía se acerca más a la realidad, por lo que tiene una mayor jerarquía. N.S. 840
Mi respuesta inmediata ante la pregunta fue “No todos los cuerpos tienen masa, y eso depende de que tan atractivo es al campo de Higgs", y, como sabemos, los fotones no contienen masa (la masa se podría traducir a 'lo que se opone al movimiento'). Entonces, al considerar que la luz no tiene masa, la ecuación E=mc² resulta ser incompleta. Por otro lado, al tratar de responder esta pregunta (la pregunta de la discusión) pudo ser un factor para que tiempo atrás se considerara el estado estacionario. Hawking, en su último libro dijo “El gran misterio central del Big Bang es explicar cómo todo un universo increíblemente enorme en espacio y en energía puede materializarse de la nada. [...] Las leyes de la física exigen la existencia de algo llamado <>. [...] Imaginemos que alguien quiere construir una colina en un terreno plano. La colina representará el universo. Para hacer esa colina, Caba un hoyo en el suelo y usa su tierra para hacer la colina. Pero, por supuesto, no solo solo haciendo una colina, también está haciendo un agujero, una versión negativa del universo. Lo que había antes en el agujero ahora se ha convertido en la colina, por lo que en conjunto todo se equilibra perfectamente".
Primeramente, hay dos conceptos muy importantes en el tema de hoy: masa y energía. Einstein se encargó de describir a ambos en su famosa ecuación de la relatividad. La ecuación es E = mc ^ 2 establece que la cantidad de energía que posee un cuerpo es igual a la masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz. Einstein sugería que la energía y la masa son intercambiables entres sí. O sea, que la energía puede convertirse en masa y la masa en energía. Esto se ha demostrado en aceleradores de partículas. Dado esto, considero que la ley de la conservación de la masa y energía son lo mismo.
Sin embargo, no puedo evitar pensar que la energía puede existir sin masa, pero no al revés. Por ejemplo, la luz. Esto me pone a reflexionar y concluyo que la ley de la conservación de la energía aplica para la masa. Por lo tanto, son las mismas leyes, pero la ley de la energía tiene mayor jerarquía.
A mi parecer, la ley de la conservación de la energía es de mayor jerarquía que la de la masa, puesto que existen procesos físicos que hacen que la masa de un objeto no sea conservada, como en la fisión nuclear, donde se aprovecha que la masa no se conserva, ya que esta es transformada en otro tipo de energía. Y digo otro tipo de energía puesto que la materia es justamente eso, energía. (https://phys.org/news/2011-11-mass-energy.html) Por lo tanto, la conservación de la energía es una especie de generalización de la conservación de la materia, donde tomamos en cuenta que esta puede ser transformada en otros tipos de energía. N.S. 840
Mi opinión sobre el debate es: Para empezar quisiera decir que es difícil dar una respuesta certera a la pregunta de qué principio de conservación tiene más jerarquía si el de la masa o el de la energía, la respuesta que yo iba a dar era que el principio de conservación de la masa tenía mayor jerarquía que la de la energía esto debido al aumento de entropía y a la segunda ley de la termodinámica que a grandes rasgos podríamos decir que: cada transferencia de energía que se produce aumentará la entropía del universo y reducirá la cantidad de energía utilizable disponible para realizar trabajo (o en el caso más extremo, la entropía total se mantendrá igual)( https://es.khanacademy.org/science/biology/energy-and-enzymes/the-laws-of-thermodynamics/a/the-laws-of-thermodynamics)Desde el punto de vista de la Termodinámica, el universo es el conjunto constituido por un sistema y sus alrededores. Es, por tanto, un sistema aislado (no hay nada fuera de él). De la misma manera en que se puede calcular la variación de entropía de un sistema termodinámico entre dos estados, puede calcularse la variación de entropía de sus alrededores (todo lo que ha interaccionado con nuestro sistema). La suma de ambas magnitudes se denomina variación de entropía del universo.( http://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/termo2p/universo.html). Sin embargo creo que le estaba dando una interpretación errónea a mí respuesta, ya que la energía sí se conserva y solo se transforma en calor, energía que aumenta la entropía y disminuye la energía que podemos utilizar. Al seguir investigando sobre cada ley y su relación entre ellas creo que mi respuesta a la pregunta será que la conservación de la energía tiene mayor jerarquía que la conservación de la masa, esto debido a que en algunas reacciones químicas una porción de masa se convierte en energía ya sea en calor u otro tipo de energía, como por ejemplo las reacciones exotérmicas, teniendo esto en cuenta no podría decir con total seguridad que la conservación de la energía predomina sobra la de la masa sino que ambas guardan una estrecha relación como Einstein lo describió en su fórmula E=mc^2, en ella se describe la estrecha relación que guarda la energía y la masa, y que ambas forman la materia, aunque por el momento me quedaré con la energía . NS:795
Siendo honesto nunca había escuchado de la jerarquía entre ambos principios, siempre pensé que pasara lo que pasara ambos se presentarían de igual forma Debido a que el universo está en constante cambio, muchas de las cosas que consideramos constantes puede que no lo sean; no todo permanece igual, la tierra no es la misma que hace miles de años, el universo no es el mismo y claro quien nos puede decir que nuestras formas de cuantificar sean las mejore. En determinadas condiciones la materia puede volverse energía y viceversa y siendo el universo tan cambiante, quiero pensar que estos principios son variables por lo que supongo que dependiendo de las condiciones varia la jerarquía NS 141
Sinceramente no sé mucho del tema, pero con lo que puedo decir es que he visto que las dos leyes se llevan mucho de la mano. Siempre que se habla de la materia, sale implicada la energía y viceversa. Por lo que sé, algunos científicos también se han hecho esta pregunta, pero no han llegado a algún tipo de conclusión. Pienso que sin la energía, tal vez haya algún tipo de "manifestación" en la masa, tal vez la masa sea constante o simplemente no se pueda transformar a algún otro tipo de estado. Con la energía es un poco más diferente (o eso pienso yo), pues hay diferentes tipos de manifestación en la energía o en la que se hace presente en la materia. De tal forma que me hace pensar que sería algún tipo de implicación de "energía entonces masa" y no viceversa, pues el contraejemplo claramente sería la luz. Para concluir, pienso que las dos están muy agarradas de la mano, sin embargo, le voy más a la energía. ;) #677
Estoy de acuerdo #677 debido a que la energía se considera como la capacidad de los cuerpos o sistemas de cuerpos para efectuar un trabajo, y para que exista un cuerpo llegan a definir lo que se caracterizan por su masa, peso, volumen, densidad y estado de agregación o de fase. Por lo que si están llegan a estar muy ligadas una con la otra al momento de que todo sistema que pasa de un sistema a otro produce fenómenos físicos o químicos que tan solo son manifestaciones de alguna transformación de la energía, pues esta puede presentarse en diferentes formas: cinética, potencial, eléctrica, mecánica, química. N.S 828 https://www.ecured.cu/Ley_de_conservaci%C3%B3n_de_la_energ%C3%ADa
Antes de dejar plasmada mi opinión, aclararé ciertos puntos: en primera instancia, asumiré que cuando hablamos de conservación de energía, (y puesto que estamos en el bloque dedicado a la mecánica) nos referimos a conservación de energía mecánica y no de otro tipo, en segundo, que como se señaló en el salón, las condiciones a las que se someten las leyes para compararlas serán extremas. Primeramente, antes de pensar en qué principio tiene mayor jerarquía, considero apropiado pensar en qué significa que un resultado sea más general que otro. Desde mi punto de vista, un resultado es más general cuando tiene mayor grado de aplicabilidad o menos restricciones. Por lo que, (y en consideración al último argumento) expondré mi punto: El principio de conservación de energía es menos general, y, por tanto, tiene menor jerarquía. Introduciré unos cuantos peldaños en el cual se basará mi argumentación (contra el principio de conservación de energía como de mayor jerarquía) empezando por el punto material, uno de los conceptos más importantes en Mecánica, que se refiere a un “cuerpo cuyas dimensiones pueden despreciarse cuando se aprecia su movimiento”, su posición en el espacio está dada por su vector de posición r, su derivada con respecto del tiempo, se llama “velocidad” y su segunda derivada “aceleración”, usualmente, el número de magnitudes independientes que determinan de manera unívoca su posición, se llaman “grados de libertad” (que no siempre son las coordenadas cartesianas, pues puede acuñarse cualquier otro sistema de coordenadas) y a su vez, determina sus “coordenadas generalizadas”. Ha de inferirse que, para predecir el estado mecánico, no es suficiente dar sólo las coordenadas generalizadas, pues esto sólo nos hablaría de dónde está en cierto instante, y al otro, estas coordenadas no serían las mismas; por esto, es necesario dar también su velocidad generalizada, así es como, dadas estas dos de manera simultánea, podemos definir unívocamente las aceleraciones del instante. (Se puede leer más sobre esto en el Capítulo 4 de Feynman Lectures on Physics Vol I) La formulación más general referente al movimiento de sistemas mecánicos, es el principio de Hamilton –o de la mínima acción-, refiriéndose a que la –integral llamada- acción tendía a ser la mínima posible en el marco de los sistemas lagrangianos. Recordemos ahora, que los sistemas lagrangianos permiten alcanzar desde las leyes de Newton hasta las propiedades básicas de la teoría cuántica de campos. Ahora, estando todos de acuerdo con que nos referimos a este principio de conservación bajo las premisas anteriores, especificaré ciertos puntos: Al hablar de mecánica lagrangiana, nos referimos a sistemas holónomos esclerónomos (o sea que están sometidos a condiciones de ligadura independientes del tiempo que pueden expresarse matemáticamente mediante relaciones en sus coordenadas) no sometidas a fuerzas de disipación. Obsérvese que me referí a las condiciones a las que están ligados y no a la energía conservada misma, pues esta última se deriva de una simetría general por homogeneidad. Al irnos a la primera definición planteada (aquella de referirnos a sistemas holónomos y esclerónomos) podemos decir con seguridad que este tipo de conservación de energía se aplica a sistemas mecánicos particulares, con restricciones holonímicas y escleronímicas. NS: 893
En el libro de “Física Teórica-Volumen 1” de Landau y Liftshitz Capítulo II, se refiere que “el teorema de conservación resulta de la homogeneidad del tiempo” (con “uniformidad en el tiempo” se refiere a que el tiempo entre dos eventos es el mismo para cualesquiera observadores) al ser derivada de la homogeneidad temporal (consultar el Teorema de Noerther), este principio tiene más restricciones que el de materia, por lo cual (y tomando como referencia mi definición inicial de mayor jerarquía, y mayor generalidad en los resultados) el principio de conservación de materia es más general. (pues no depende de la uniformidad del tiempo -energía-, de la homogeneidad del espacio -ímpetu- o de la isotropía del espacio -momento angular-) NS: 893
“Hay listos a quienes les resulta fácil ser filósofos, aprendiéndose de memoria cinco palabras: ‘Dios lo ha creado así’, y dándolas como respuesta en lugar de todas las causas”.
– Carta a Euler, Mijaíl Lomonósov (1748)
“La unidad de todo el movimiento en la naturaleza ahora ya no es una afirmación filosófica, sino un hecho científico-natural”
–Dialéctica de la naturaleza, Friedrich Engels (1883)
Cuando analizamos ambas leyes (que en realidad son más que nada paradigmas de la ciencia actual), no se puede decir estrictamente cuál es más importante que la otra o de mayor jerarquía; sin embargo podemos llegar a una buena comparación al pensar que ambas tuvieron implicaciones sociales muy drásticas y cambian completamente nuestra forma de ver la ciencia... Empezando con las implicaciones:
a) ¿Puede haber masa sin energía? No. b)¿Puede haber energía sin masa? Sí... Algo así.
Claramente no es una doble implicación.
Si vamos a un libro cualquiera de física para bachillerato, tomando el ejemplo de (TIPPENS, Fisica, Conceptos Y Aplicaciones, 7A. Ed), vemos que definen masa como “La masa mide la cantidad de materia independientemente de su ubicación en el universo y de la fuerza gravitacional que se le aplica. La masa de un objeto es constante en todas las circunstancias; contraste esto con su peso, una fuerza que depende de la gravedad." Esto es lo que argumentarían Lavoisier y Lomonósov como algo cierto y se conserva en todo tipo de situaciones, lo cual dio un gran BOOM en el mundo de la ciencia y puso en juego la fe de muchas personas de que la teoría creacionista fuera cierta.
Ya que todos están usando argumentos relativistas, ¿por qué no usarlos aquí con el contexto de mi comprensión? En el papel de Einstein sobre ”¿Depende la inercia de un cuerpo de la energía de su contenido?” : https://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol2-trans/188 Explica como una conclusión de sus transformaciones matemáticas que un cuerpo perderá masa a una constancia de E/c^2 si la energía E es liberada en forma de radiación, o más general aún, la masa no se define como la suma de las masas de los componentes de un cierto cuerpo, sino una suma de energías internas de cada átomo del cuerpo... La ecuación famosa de Einstein es sólo correcta (de esa forma, pues) si y sólo si el cuerpo está en reposo, lo cual suena lógico que llamemos esta implicación de masa y energía como energía de reposo (esto era lo que realmente Lavoisier y Lomonósov se referían a cantidad de materia), ya que la diferencia que contribuye esa energía es realmente muy pequeña a la masa total de un cuerpo. Hasta ahora, la definición es con cuerpos en reposo, si seguimos al pie de la letra esta definición, un cuerpo en movimiento comparado con un cuerpo IDÉNTICO en reposo, el cuerpo en movimiento tiene más masa porque ya establecimos que la suma de energías internas de cada partícula es realmente lo que define a la masa relativa. La masa relativa es estrictamente relativa a nuestro marco de referencia, por lo que también se puede concluir que la luz (observable de la misma forma en cualquier punto del universo) sólo tiene masa relativa y no masa de reposo, la luz nunca está en reposo, por eso decimos que los fotones no tienen masa...
Para concluir este enredo de argumentos, la ley de la conservación de la energía tiene una mayor jerarquía que la conservación de masa, debido a que la masa total de un cuerpo depende realmente del acomodo de sus partículas y cómo interactúan entre ellas y su manifestación con el resto del universo... Me gustaría tener una discusión sobre esto en clase para expresar mejor la idea, ya que seguramente estoy evadiendo muchísimos detalles que son clave para argumentar que la masa es una consecuencia de energías presentes en cada partícula y sus composiciones.
Tienes razón en que la ecuación E=mc^2 sirve para cuerpos en reposo, tengo entendido que una ecuación más completa es la de E^2=(mc^2)^2+(pc)^2, con la cual, al sustituir los datos de un cuerpo que no se mueve, el segundo sumando se hará cero y cuando algo no tenga masa, el primero se hará cero N.S. 512 https://www.youtube.com/watch?v=KsgpJAQpcfM
Mi opinión acerca de cuál tiene mayor jerarquía entre la ley de la conservación de la masa y la ley de la conservación de la energía, podría considerar que tienen el mismo nivel de importancia o jerarquía a partir de lo que se acerca del tema, sin embargo a un nivel personal tengo mayor gusto por la conservación de la energía, debido a la explicación que tiene y su relación de la conservación, así de igual manera se considera al universo como un sistema aislado de ahí del por que algunos dicen que si se llegan a cumplir ambas leyes, pero también se debe entender de como nosotros consideramos a un sistema aislado o abierto dependiendo de lo que buscamos explicar.
Por ende, también considero de mayor importancia la ley de la conservación de la energía de mayor importancia que la otra. Y como también lo había mencionado antes es mas una tanta preferencia personal por también ser la ley de la conservación de la materia dar un origen o establecer como consecuencia a la primera ley de la termodinámica.
Y de manera objetiva considero a ambas de igual importancia debido a que ambas tienen una relación con la teoría de la relatividad de Einstein que explica una equivalencia entre masa y energía, de manera que la variación de la masa en algunas reacciones nucleares estaría complementada por la energía en un sentido contrario. Al entender la energía solo en algunas ocasiones se considera a la masa como una forma de energía, aunque con esto no quiero dar entender que sea una doble implicación, si recurren a la otra cuando no se llega a explicar del todo lo que sucede con sus cantidades iniciales (de energía y/o masa) a sus cantidades finales. N.S 828
En mi opinión creo que ambos principios de conservación son realmente importantes para entender y resolver problemas de la física, sin embargo el principio de conservación de la masa puede tener ciertas grietas lo que hace que no sea un principio tan sólido como el de la energía, desde el hecho de darnos cuenta que la energía no necesita de la masa para existir, mientras que la masa si necesita de la energía. Adentrandonos sólo un poco al análisis histórico de estos principios estoy de acuerdo con la mayoría de mis compañeros al decir que el principio de conservación de la energía es de mayor jerarquía que el principio de conservación de la masa, ya que bien sabemos ambos principios fueron "descubiertos" en un contexto de poca información y pocos recursos de investigación, sin embargo la conservación de la energía se ha mantenido igual de sólido que en un principio, alternativamente la conservación de la masa si se ha ido debilitando al paso de los años con los nuevos descubrimientos que demostraron que esta conservación no era como realmente pensábamos lo que ha provocado que esta obtenga nuevas enigmas. NS. 392
A mi parecer el principio de conservación de la energía tiene mayor jerarquía por sobre el de conservacion de la masa, incluso con el paso del tiempo, la ley de conservacion de la masa ha ido perdiendo relevancia o sustento mientras que la de la energia no ha decaido. La ley de conservacion de la energia nos dice que no existe ni puede existir nada capaz de generar energía, no existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía y por último si se observa que la cantidad de energía varía, siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante, o sea que nosotros solo podemos darle un uso a esa energía que ya se encuentra en el medio. N.S.: 537
Desde mi postura, sin saber demasiado del tema e investigando vagamente, me parece que en una posición jerárquica el principio de conservación de energía está más arriba que el principio de conservación de masa, ya que, como han expuesto compañeros anteriormente, existen cuerpos que no tienen masa, como la luz, pero no, los cuales pueden viajar sin necesidad de un cuerpo, por tal motivo desde mi punto de vista el Principio de conservación de la energía está en una mejor posición jerárquica que el de la masa. N.S.923
"En cuanto a la materia, todos hemos estado equivocados. Lo que hemos llamado materia es energía, cuya vibración ha sido tan rebajada como para ser perceptible a los sentidos. No hay materia." -cita atribuida a Albert Einstein. En base a la cita anterior y a mi poco conocimiento sobre el tema, mi opinión seria que el principio de conservación de energía y el principio de conservación de materia al considerarse como equivalentes en la ya famosa y mencionada ecuación: E = m c^2, podemos considerarlos como de igual jerarquía, inclusive hasta de un mismo principio que en el pasado fue expresado como dos distintos por el poco conocimiento que se tenia sobre el universo en la época. Por lo tanto el principio de conservación de materia seria igual al principio de conservación de energía, puesto que la materia no es mas que energía. NS: 934
En mi opinión, y concordando con algunos de mis compañeros que han mencionado la famosa ecuación de Einsten: "E=mc^2", y con mis conocimientos que he estado adquiriendo para elaborar este comentario creo que ambos principios de conservación se encuentran al mismo nivel jerárquico debido a que la masa puede ser transformada en energía y viceversa. Entonces podríamos decir que existe el Principio de Conservación "materia-energía", unificando ambos principios, ¿no?. Bueno creo que eso es algo más complicado ya que la masa, siendo consecuencia del campo de Higgs, con los bosones dandole la propiedad de "masa" a las partículas, la masa podría no ser más que una manifestación de la energía lo cual implicaría que el Principio de Conservación de la Energía está en un nivel jerárquico mayor al de la masa. Entonces me parece que es difícil categorizar ambos principios de conservación. Creo que es algo parecido a cuando se realiza uno la pregunta si el número 0 pertenece a los naturales, algunos dirán que sí y otros dirán que no, dependiendo del contexto y de la utilidad de clasificarlo o no. N.S:202
Por la breve investigación que pude realizar en estos últimos días, puedo concluir con bastante seguridad que el principio de conservación que prevalece es el de la energía ya que de acuerdo con el principio de equivalencia entre masa y energía que se establece a partir de las teorías relativistas la materia y la energía están estrechamente relacionadas. El hecho de que la energía prevalece se puede ver en las diversas reacciones químicas y nucleares en las cuales hay una liberación de energía en forma de luz o calor ya que al liberarse energía de esta forma, también se libera la masa correspondiente lo que significa que la masa se convirtió en energía así que lo único que permaneció constante fue la energía total del sistema que estamos evaluando
Yo también estuve a punto de decir que el principio de conservación de la energía tiene una mayor jerarquía que el de la conservación de la masa. La razón que tenía era que había escuchado que los objetos masivos, al adquirir una rapidez cercana a la luz incrementaban su masa. Volví a investigar sobre el tema y encontré que en la relatividad clásica la masa sí cambia, sin embargo complica los cálculos ya que por cada velocidad tienes que calcular una nueva masa del objeto; es decir, tendrías que encontrar la función de masa respecto a la velocidad [m(v)]. Así que, los físicos redefinen el concepto de momento relativista para que la masa se tenga invariante de nuevo y se cumpla la conservación de la masa y suman a la fórmula de momento el invariante de Lorentz que sí cambia respecto a la velocidad. Pasando de p=m(v)v a p=m0vG siendo G=la invarianza de Lorentz Por lo tanto, creo que ambos principios tienen sus bases teóricas muy fuertes, y el argumento que usó un compañero sobre el campo de Higgs y la interacción que tienen las partículas con este, sólo revalida la veracidad del principio de conservación de la masa en lugar de refutarla. N.S. 512
Recuerda incluir tu número secreto al final de tu comentario NS
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ResponderEliminarMi comentario es: en ciertas condiciones el primero es válido; y bajo otras es violado, mientras el segundo es válido en todas las teorías actuales, pero a veces sólo en condiciones especiales o enunciado de manera intuitiva (e.g. En ciertos sistemas aislados, la energía no está fijada para algunos estados cuánticos sino que puede fluctuar a lo largo del tiempo, otro, es que debido a las peculiaridades del campo gravitatorio, tal como es tratado dentro de la teoría de la relatividad, no existe una manera de construir una magnitud que represente la energía total conjunta de la materia y el espacio-tiempo que se conserve). Así, ninguno es estrictamente correcto; sin embargo, el Principio de Conservación de la Energía tiene una mayor jerarquía.
El Principio de Conservación de la Materia enunciada en el siglo XVIII por Lavoisier, establece que: "en un sistema cerrado la cantidad total de materia permanece constante”, pero Einstein demostró que no es estrictamente cierta, según su teoría el universo es un sistema dinámico en constante cambio y movimiento. La materia y la energía son manifestaciones de la misma entidad física.En las reacciones químicas la energía involucrada es baja, y los cambios de masa por energía son despreciables, por ello El Principio de Conservación de la Materia continúa siendo aplicable.
Los sistemas materiales se pueden clasificar en función del intercambio de materia o energía con el medio que lo rodea, el universo, por ejemplo, se considera un sistema aislado -es decir, no intercambia materia ni energía con el medio que lo rodea.-
Como el universo es considerado un sistema aislado, los Principios se unifican en la Ley de Conservación de Masa y Energía: ‟La cantidad de materia y energía en el universo no aumenta ni disminuye, pero pueden transformarse entre sí”.
N.S. 184
Completamente de acuerdo con tu comentario, dado que se hace la consideración de tomar al universo como un sistema aislado puesto que no tenemos conocimiento de una interacción del universo con otro sistema se toma la conservación tanto de masa como energía lo que en principio otorga una misma jerarquía al pertenecer ambos como dices "manifestaciones de la misma entidad física"
EliminarAunque personalmente contestando a la interrogante de cuál sería la de mayor jerarquía, entendiendo que esto no le resta importancia y mucho menos veracidad a la otra ley de conservación debo decir que la Ley de la conservación de energía toma mayor jerarquía ya que si esta no se cumple, los principios y leyes termodinámicos caen y por tanto nuestro entendimiento del dinamismo del universo también
N.S. 130
Yo, hablando desde la ignorancia y a partir de fuentes nada confiables, diría que ambos principios de conservación tienen igual jerarquía.
ResponderEliminarLo anterior es porque, hasta donde sé, la ecuación E=mc^2 describe la relación que existe entre la masa y la energía como principio de existencia de la materia.
Entonces, supongo que el principio de conservación de la masa y principio de conservación de la energía van en un mismo orden.
NS: 413
Me gustaría meter un poco de mi argumentación a la tuya. Hay que considerar que cuando Einstein formulaba su teoría de la Relatividad, dando a luz a tan famosa ecuación, él mismo parió el concepto de los agujeros negros sin pensar siquiera que en verdad pudieran existir y usándolos sólo como una pieza faltante para completar su teoría basado en la información que tenía hasta el momento. Habría que considerar si esos objetos respetan dicha ecuación.
Eliminar#681
Yo creo que la energía al tener correalcion con la masa, o sea que la masa depende de la energía para "Existir", me hace pensar que por eso la ley de la energía va por encima de la de la masa, porque sin energía entonces no podríamos tener una "masa", o al menos es lo que yo creo.
EliminarN.S.: 537
Aclarando nada o casi nada respecto al comportamiento del disco de materia que orbita a los agujeros así como la radiación que emiten estos últimos podría entenderse burdamente que incluso estos cuerpos celestes respetan los comportamientos que Einstein propone, de relatividad, al menos hasta el horizonte de eventos (de ahí su nombre)
EliminarAdemás, tomando en cuenta la radiactividad de estos (entiéndase como la emisión de radiación de Hawkings) y que esto afecta a los agujeros negros, burdamente al menos hasta el horizonte de eventos se sse cumple con la conservación de energía
Tómese esto como mero aporte de un iniciado en física que desprecia la complejidad detrás del comportamiento de estos cuerpos celestes para hacer un ligero aporte
N.S. 130
A mi parecer, en cuanto a jerarquías se refiere, la conservación de la energía, en ciertos aspectos, tiene el puesto más alto, o al menos, no hay ejemplos que desvaliden el principio, a diferencia de la conservación de la masa. En cuanto a ésa, podemos encontrar ciertas peculiaridades en el campo de la mecánica cuántica que llegan a desajustar lo que se creía saber. Especificando, cuando se habla de las partículas subatómicas en el estudio de la cuántica se tiene que hablar de antimateria o de las antipartículas, que vendrían siendo la otra cara de la moneda de los fermiones del Modelo Estándar. Esta teoría nos indica que si existe un protón, debe existir su antipartícula: el antiprotón; cuando existe un electrón, debe existir un "positrón". Sin embargo, basándonos en este principio, debería haber la misma cantidad de materia que de antimateria en el universo, pero al menos con la información recabada hasta el momento de centros de investigación como el C.E.R.N., no existe evidencia de que así sea (pues, en ese caso, existiría un "antiuniverso"). Entonces, ¿se puede decir que se cumple a niveles subatómicos este principio? Es bien sabido que cuando se habla de la mecánica cuántica hay principios físicos que se ven amenazados, y sin embargo los llamados "principios" o "leyes" deben aplicar a toda la física o, en su caso, definir sus respectivos límites.
ResponderEliminarPor otro lado, analizando superficialmente a la teoría de la Relatividad, es bien sabido que una de las bases de su formulamiento es la existencia (ya más que evidenciada) de los agujeros negros, los monstruos del cosmos que tragan todo lo que se encuentra a su paso, cualquier tipo de... materia. Materia cuyo destino es incierto, aunque en realidad tienen teorías que fundamentan que dicha materia: 1) propicia al aumento de tamaño del agujero negro y 2) es liberada a través de la radiación de Hawking. Por lo tanto, hasta donde formulan estas teorías, la materia no se destruye (por tanto, no disminuye ni aumenta), sólo es liberada en radiación o pasa a formar parte del agujero negro. A mi parecer, analizando un poco más el complemento de la materia al agujero que no es liberada en radiación, se pueden llegar a otras conclusiones que conflictúen si se puede decir que esa materia es realmente "conservada" o sufre algún otro tipo de proceso desconocido o, sencillamente, mucho más complejo de lo que se imagina.
Cabe también analizar que ambos principios se formularon siglos antes de la formulación de las teorías relativista y cuántica, siendo así ambas un rompimiento de las bases fundamentales de la mecánica clásica.
Regresando al tema, visto desde el punto anteriormente expuesto, considero a la conservación de la energía en un peldaño superior al de la conservación de la materia. Quizás haya omitido algún ejemplo importante en la misma cuántica (o en la Relatividad) que desvalide también al principio de la conservación de la energía con algunos ejemplos, pero limitándome a la conclusión llegada con el tema de partículas, ésa es mi opinión.
#681 (una disculpa por omitirlo en el comentario principal).
EliminarEs muy cierto que ambos principios fueron enunciados mucho antes de las nuevas teorías, y concuerdo en especial en el punto de que El Principio de Conservación de la Energía es un poco más importante, ya que lo que pude investigar al ser amateur en el tema es que para este, aún no hay violaciones tan obvias como lo es para el de la masa. Gracias por tu aportación desde el punto de vista de partículas, lo desconocía. Asimismo, leyendo al compañero N.S. 413 ,por la definición del mismo principio nunca menciona una equivalencia con la energía, aunque al considerar al universo como un sistema aislado debería cumplirse, pero como todo lo que hacemos los humanos: no es perfecto y no es estrictamente correcto.
EliminarN.S: 184
Y a mí me pareció un punto fuerte el que tú mencionas desde el comentario principal de que el universo es un sistema aislado. Me parece, si no, la base implícita en la que se sostienen ambos principios y cuya negación daría paso a la conclusión que la materia y la energía no se conservan al menos en los límites de nuestro universo.
EliminarY creo que también algo que sería importante destacar y que hasta el momento nadie ha comentado es... Si la energía se conserva y no se crea, ¿por qué el universo se está expandiendo? Lo considero un tema de debate que se abre a raíz de la afirmación de que el universo es un sistema aislado.
#681
Considero los comentarios de #681 muy acertados, aunque sólo te ayudaré con una deficiencia de lenguaje formal de orden cero, para que la argumentación sea válida...
EliminarSi bien, el universo como "sistema aislado" es algo muy fuerte de decir porque puede romper ciertos esquemas de las leyes establecidas, afirmar (en primera instancia) la no existencia de un "antiuniverso" sólo porque Centros de Investigación no han logrado recabar información que lo compruebe, tira toda la lógica predicativa, más aparte el uso de la antimateria en la mecánica cuántica. Que algo no se haya demostrado aún, no significa que no exista.
Y es que de hecho, ambas leyes sí se sostienen dentro de un sistema físico aislado, pero la ley de la conservación de la energía resulta ser un poco más interesante ya que es más confuso percibir la permanencia igual, debido a las transformaciones de energía, de ahí que yo considere este principio de mayor jerarquía. También porque se ayuda mucho de la 2da ley de la termodinámica, la famosa "entropía", que no es más que el incremento del desorden en un sistema aislado al paso del tiempo, lo cual genera un irremediable cambio, pues la energía no es inmutable a esto. Si bien, la energía no se crea ni se destruye, se transforma en otras formas de energía que permiten abrir paso a lo que mencionas "el universo se está expandiendo". Si se hace un cambio de energía, es lógico pensar que no se va a conservar de la misma manera siempre y más hablando de nuevo de la entropía, por ello el planeta, la galaxia y el universo entero cambian constantemente, ya sea en magnitud, densidad, etc.
Además de que la ley de la conservación de la materia se invalida en los procesos nucleares. Y más aún, la masa puede transformarse en energía con ayuda de la luz. Bendita relatividad, ¿no?
Otro punto para considerar más importante la conservación de la energía.
#233
Contestando la pregunta de que ¿porque el universo se esta expandiendo si la energia se conserva y no se crea?
EliminarEstoy de acuerdo con el compañero #233, al decir que tanto la materia como la energía se encuentran en constante cambio y se transformación, lógicamente no se puede esperar que permanezca en un mismo estado todo el tiempo, considerando que puede crecer o disminuir en diferentes propiedades y aspectos a lo largo de su existencia, y que aunque como tal fisicamente la materia o energía se represente de diferente manera, en esencia seguira siendo lo mismo.
Respondiendo al NS 681 ¿Por qué se conserva? Porque “la conservación de la energía se debe a que las leyes de la física son invariables ante traslaciones temporales” es decir (y citando a Feynman) que una cantidad numérica no cambia cuando algo ocurre.
EliminarDe hecho, en el capítulo 4 ilustra perfectamente el principio con Jaimito (o algún nombre del estilo) y bloques de madera.
También se hace referencia al primer argumento en Symmetry, de L.Lederman.
NS: 893
Los principios de conservación han de servir como pilares para el desarrollo y sostenimiento de todo nuestro aparato científico actual. Así es como se entiende muchas veces la relación de estos principios para la explicación y descripción de los fenómenos estudiados hasta ahora, siendo que su falseamiento derivaría en contradicciones lógicas severas para la teoría.
ResponderEliminarSe plantean en esta ocasión dos principios que podrían decirse de una naturaleza similar: el de conservación de la masa y el de la energía. Son dos conceptos que a primera vista podríamos decir fáciles de explicar, porque hemos tenido un acercamiento perpetuo a ellos, pero que en el fondo guardan una estrecha relación.
Entendiendo la masa como la cantidad de materia de un cuerpo y a la energía como a la capacidad para realizar un trabajo, no es evidente esta relación, pero cuando conocemos sus principios de conservación es donde salta la idea. Se tiene entonces que en ambos casos las cantidades se conservan, no se crean ni se destruyen, pero hace falta ver bajo cuales circunstancias es que ello sucede.
Habrá tres casos posibles de acuerdo al tipo de sistema y el medio: un sistema aislado (no intercambia materia ni energía), un sistema cerrado (no intercambia materia) y un sistema abierto. Se plantea así porque sabemos que la materia y la energía se transforman. Es aquí donde obtenemos las limitantes para el principio de conservación de la materia, debido a que se tendría que reformular bajo otras condicionantes, obteniendo que: “La masa total permanece constante durante toda una reacción química en un sistema aislado”. Además, por la teoría general de la relatividad se tiene que existe una energía asociada a la masa, y no se respeta esa conservación. Ello se ve en las reacciones nucleares, siendo la excepción a la regla por su conversión materia-energía. Uno vez dicho esto, propongo al principio de conservación de la energía como el de mayor jerarquía.
N.S. 681'
Concuerdo al decir que porque varios fenómenos o hechos no hayan podido ser descubiertos no significa que no existan, como anteriormente fue mencionada la hipotesis de la existencia de los agujeros negros que tenía Einstein como elemento faltante dentro de su teoría relativista, y que años después se pudo dar prueba de su existencia con los estudios que muchos cientificos incluido Hawking, como por ejemplo el hecho de creer que un hoyo negro absorbía absolutamente todo a su paso incluyendo luz (energía) y materia en general, hasta que se encontraron que durante algunos intervalos de tiempo esporádicamente se obserbaban diversas partículas expulsadas fuera del agujero llamadas después como radiación de Hawking por obvias razones.
ResponderEliminarY de la misma manera así podríamos considerar la transformación y evolución tanto de la materia y la energía con respecto a todas las propiedades existentes en el universo, decimos así que por algo esta en constante expansión y crecimiento.
Así que regresandome al punto principal, si es que uno tiene mayor nivel que otro creo que el principio con mayor jerarquía y peso es el de la energía puesto que es menos refutada que el de la conservación de masa dentro de los diversos campos de investigación ya sea nuclear, cuántico, etc, tomando en cuenta también como lo dijeron anteriormente que la masa puede ser en principio, también energía.
Sin embargo por la gran importancia y relacion entre ambos principios, podría pensar tambien que ambos tienen el mismo nivel de jerarquía...
NS:042
Concuerdo con la última idea que expresas, y, expandiéndola un poco más, se podría decir que realmente no existe una jerarquía en los principios de conservación en cuanto a importancia si se habla respecto al progreso del conocimiento del mundo, ya que todos los principios sirven para construir nuevo conocimiento.
EliminarPero es justo eso lo que hace que desde otro punto de vista sí exista una jerarquía, si se piensa que un nuevo modelo representa a la realidad de manera más cercana que el anterior.
Y, como mencionas, la masa, siendo energía, puede sufrir transformaciones a otros tipos de energía, por lo tanto podemos decir que la conservación de la energía engloba estos casos, mientras que la de la materia no, por lo que podemos decir que, si nos referimos a que tan bien representan el mundo, la de la energía se acerca más a la realidad, por lo que tiene una mayor jerarquía.
N.S. 840
Mi respuesta inmediata ante la pregunta fue “No todos los cuerpos tienen masa, y eso depende de que tan atractivo es al campo de Higgs", y, como sabemos, los fotones no contienen masa (la masa se podría traducir a 'lo que se opone al movimiento'). Entonces, al considerar que la luz no tiene masa, la ecuación E=mc² resulta ser incompleta.
ResponderEliminarPor otro lado, al tratar de responder esta pregunta (la pregunta de la discusión) pudo ser un factor para que tiempo atrás se considerara el estado estacionario. Hawking, en su último libro dijo “El gran misterio central del Big Bang es explicar cómo todo un universo increíblemente enorme en espacio y en energía puede materializarse de la nada. [...] Las leyes de la física exigen la existencia de algo llamado <>. [...] Imaginemos que alguien quiere construir una colina en un terreno plano. La colina representará el universo. Para hacer esa colina, Caba un hoyo en el suelo y usa su tierra para hacer la colina. Pero, por supuesto, no solo solo haciendo una colina, también está haciendo un agujero, una versión negativa del universo. Lo que había antes en el agujero ahora se ha convertido en la colina, por lo que en conjunto todo se equilibra perfectamente".
No.S: 591
Primeramente, hay dos conceptos muy importantes en el tema de hoy: masa y energía. Einstein se encargó de describir a ambos en su famosa ecuación de la relatividad. La ecuación es E = mc ^ 2 establece que la cantidad de energía que posee un cuerpo es igual a la masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz. Einstein sugería que la energía y la masa son intercambiables entres sí.
ResponderEliminarO sea, que la energía puede convertirse en masa y la masa en energía. Esto se ha demostrado en aceleradores de partículas.
Dado esto, considero que la ley de la conservación de la masa y energía son lo mismo.
Sin embargo, no puedo evitar pensar que la energía puede existir sin masa, pero no al revés. Por ejemplo, la luz. Esto me pone a reflexionar y concluyo que la ley de la conservación de la energía aplica para la masa.
Por lo tanto, son las mismas leyes, pero la ley de la energía tiene mayor jerarquía.
NS:608
A mi parecer, la ley de la conservación de la energía es de mayor jerarquía que la de la masa, puesto que existen procesos físicos que hacen que la masa de un objeto no sea conservada, como en la fisión nuclear, donde se aprovecha que la masa no se conserva, ya que esta es transformada en otro tipo de energía.
ResponderEliminarY digo otro tipo de energía puesto que la materia es justamente eso, energía. (https://phys.org/news/2011-11-mass-energy.html)
Por lo tanto, la conservación de la energía es una especie de generalización de la conservación de la materia, donde tomamos en cuenta que esta puede ser transformada en otros tipos de energía.
N.S. 840
Mi opinión sobre el debate es:
ResponderEliminarPara empezar quisiera decir que es difícil dar una respuesta certera a la pregunta de qué principio de conservación tiene más jerarquía si el de la masa o el de la energía, la respuesta que yo iba a dar era que el principio de conservación de la masa tenía mayor jerarquía que la de la energía esto debido al aumento de entropía y a la segunda ley de la termodinámica que a grandes rasgos podríamos decir que: cada transferencia de energía que se produce aumentará la entropía del universo y reducirá la cantidad de energía utilizable disponible para realizar trabajo (o en el caso más extremo, la entropía total se mantendrá igual)( https://es.khanacademy.org/science/biology/energy-and-enzymes/the-laws-of-thermodynamics/a/the-laws-of-thermodynamics)Desde el punto de vista de la Termodinámica, el universo es el conjunto constituido por un sistema y sus alrededores. Es, por tanto, un sistema aislado (no hay nada fuera de él). De la misma manera en que se puede calcular la variación de entropía de un sistema termodinámico entre dos estados, puede calcularse la variación de entropía de sus alrededores (todo lo que ha interaccionado con nuestro sistema). La suma de ambas magnitudes se denomina variación de entropía del universo.( http://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/termo2p/universo.html). Sin embargo creo que le estaba dando una interpretación errónea a mí respuesta, ya que la energía sí se conserva y solo se transforma en calor, energía que aumenta la entropía y disminuye la energía que podemos utilizar.
Al seguir investigando sobre cada ley y su relación entre ellas creo que mi respuesta a la pregunta será que la conservación de la energía tiene mayor jerarquía que la conservación de la masa, esto debido a que en algunas reacciones químicas una porción de masa se convierte en energía ya sea en calor u otro tipo de energía, como por ejemplo las reacciones exotérmicas, teniendo esto en cuenta no podría decir con total seguridad que la conservación de la energía predomina sobra la de la masa sino que ambas guardan una estrecha relación como Einstein lo describió en su fórmula E=mc^2, en ella se describe la estrecha relación que guarda la energía y la masa, y que ambas forman la materia, aunque por el momento me quedaré con la energía .
NS:795
Siendo honesto nunca había escuchado de la jerarquía entre ambos principios, siempre pensé que pasara lo que pasara ambos se presentarían de igual forma
ResponderEliminarDebido a que el universo está en constante cambio, muchas de las cosas que consideramos constantes puede que no lo sean; no todo permanece igual, la tierra no es la misma que hace miles de años, el universo no es el mismo y claro quien nos puede decir que nuestras formas de cuantificar sean las mejore. En determinadas condiciones la materia puede volverse energía y viceversa y siendo el universo tan cambiante, quiero pensar que estos principios son variables por lo que supongo que dependiendo de las condiciones varia la jerarquía
NS 141
Sinceramente no sé mucho del tema, pero con lo que puedo decir es que he visto que las dos leyes se llevan mucho de la mano. Siempre que se habla de la materia, sale implicada la energía y viceversa. Por lo que sé, algunos científicos también se han hecho esta pregunta, pero no han llegado a algún tipo de conclusión.
ResponderEliminarPienso que sin la energía, tal vez haya algún tipo de "manifestación" en la masa, tal vez la masa sea constante o simplemente no se pueda transformar a algún otro tipo de estado. Con la energía es un poco más diferente (o eso pienso yo), pues hay diferentes tipos de manifestación en la energía o en la que se hace presente en la materia. De tal forma que me hace pensar que sería algún tipo de implicación de "energía entonces masa" y no viceversa, pues el contraejemplo claramente sería la luz.
Para concluir, pienso que las dos están muy agarradas de la mano, sin embargo, le voy más a la energía. ;)
#677
Estoy de acuerdo #677 debido a que la energía se considera como la capacidad de los cuerpos o sistemas de cuerpos para efectuar un trabajo, y para que exista un cuerpo llegan a definir lo que se caracterizan por su masa, peso, volumen, densidad y estado de agregación o de fase. Por lo que si están llegan a estar muy ligadas una con la otra al momento de que todo sistema que pasa de un sistema a otro produce fenómenos físicos o químicos que tan solo son manifestaciones de alguna transformación de la energía, pues esta puede presentarse en diferentes formas: cinética, potencial, eléctrica, mecánica, química.
EliminarN.S 828
https://www.ecured.cu/Ley_de_conservaci%C3%B3n_de_la_energ%C3%ADa
Antes de dejar plasmada mi opinión, aclararé ciertos puntos: en primera instancia, asumiré que cuando hablamos de conservación de energía, (y puesto que estamos en el bloque dedicado a la mecánica) nos referimos a conservación de energía mecánica y no de otro tipo, en segundo, que como se señaló en el salón, las condiciones a las que se someten las leyes para compararlas serán extremas.
ResponderEliminarPrimeramente, antes de pensar en qué principio tiene mayor jerarquía, considero apropiado pensar en qué significa que un resultado sea más general que otro. Desde mi punto de vista, un resultado es más general cuando tiene mayor grado de aplicabilidad o menos restricciones.
Por lo que, (y en consideración al último argumento) expondré mi punto: El principio de conservación de energía es menos general, y, por tanto, tiene menor jerarquía.
Introduciré unos cuantos peldaños en el cual se basará mi argumentación (contra el principio de conservación de energía como de mayor jerarquía) empezando por el punto material, uno de los conceptos más importantes en Mecánica, que se refiere a un “cuerpo cuyas dimensiones pueden despreciarse cuando se aprecia su movimiento”, su posición en el espacio está dada por su vector de posición r, su derivada con respecto del tiempo, se llama “velocidad” y su segunda derivada “aceleración”, usualmente, el número de magnitudes independientes que determinan de manera unívoca su posición, se llaman “grados de libertad” (que no siempre son las coordenadas cartesianas, pues puede acuñarse cualquier otro sistema de coordenadas) y a su vez, determina sus “coordenadas generalizadas”. Ha de inferirse que, para predecir el estado mecánico, no es suficiente dar sólo las coordenadas generalizadas, pues esto sólo nos hablaría de dónde está en cierto instante, y al otro, estas coordenadas no serían las mismas; por esto, es necesario dar también su velocidad generalizada, así es como, dadas estas dos de manera simultánea, podemos definir unívocamente las aceleraciones del instante. (Se puede leer más sobre esto en el Capítulo 4 de Feynman Lectures on Physics Vol I)
La formulación más general referente al movimiento de sistemas mecánicos, es el principio de Hamilton –o de la mínima acción-, refiriéndose a que la –integral llamada- acción tendía a ser la mínima posible en el marco de los sistemas lagrangianos.
Recordemos ahora, que los sistemas lagrangianos permiten alcanzar desde las leyes de Newton hasta las propiedades básicas de la teoría cuántica de campos.
Ahora, estando todos de acuerdo con que nos referimos a este principio de conservación bajo las premisas anteriores, especificaré ciertos puntos:
Al hablar de mecánica lagrangiana, nos referimos a sistemas holónomos esclerónomos (o sea que están sometidos a condiciones de ligadura independientes del tiempo que pueden expresarse matemáticamente mediante relaciones en sus coordenadas) no sometidas a fuerzas de disipación.
Obsérvese que me referí a las condiciones a las que están ligados y no a la energía conservada misma, pues esta última se deriva de una simetría general por homogeneidad. Al irnos a la primera definición planteada (aquella de referirnos a sistemas holónomos y esclerónomos) podemos decir con seguridad que este tipo de conservación de energía se aplica a sistemas mecánicos particulares, con restricciones holonímicas y escleronímicas.
NS: 893
Parte dos, gg
EliminarEn el libro de “Física Teórica-Volumen 1” de Landau y Liftshitz Capítulo II, se refiere que “el teorema de conservación resulta de la homogeneidad del tiempo” (con “uniformidad en el tiempo” se refiere a que el tiempo entre dos eventos es el mismo para cualesquiera observadores) al ser derivada de la homogeneidad temporal (consultar el Teorema de Noerther), este principio tiene más restricciones que el de materia, por lo cual (y tomando como referencia mi definición inicial de mayor jerarquía, y mayor generalidad en los resultados) el principio de conservación de materia es más general. (pues no depende de la uniformidad del tiempo -energía-, de la homogeneidad del espacio -ímpetu- o de la isotropía del espacio -momento angular-)
NS: 893
“Hay listos a quienes les resulta fácil ser filósofos, aprendiéndose de memoria cinco palabras: ‘Dios lo ha creado así’, y dándolas como respuesta en lugar de todas las causas”.
ResponderEliminar– Carta a Euler, Mijaíl Lomonósov (1748)
“La unidad de todo el movimiento en la naturaleza ahora ya no es una afirmación filosófica, sino un hecho científico-natural”
–Dialéctica de la naturaleza, Friedrich Engels (1883)
Cuando analizamos ambas leyes (que en realidad son más que nada paradigmas de la ciencia actual), no se puede decir estrictamente cuál es más importante que la otra o de mayor jerarquía; sin embargo podemos llegar a una buena comparación al pensar que ambas tuvieron implicaciones sociales muy drásticas y cambian completamente nuestra forma de ver la ciencia... Empezando con las implicaciones:
a) ¿Puede haber masa sin energía? No.
b)¿Puede haber energía sin masa? Sí... Algo así.
Claramente no es una doble implicación.
Si vamos a un libro cualquiera de física para bachillerato, tomando el ejemplo de (TIPPENS, Fisica, Conceptos Y Aplicaciones, 7A. Ed), vemos que definen masa como “La masa mide la cantidad de materia independientemente de su ubicación en el universo y de la fuerza gravitacional que se le aplica. La masa de un objeto es constante en todas las circunstancias; contraste esto con su peso, una fuerza que depende de la gravedad." Esto es lo que argumentarían Lavoisier y Lomonósov como algo cierto y se conserva en todo tipo de situaciones, lo cual dio un gran BOOM en el mundo de la ciencia y puso en juego la fe de muchas personas de que la teoría creacionista fuera cierta.
Ya que todos están usando argumentos relativistas, ¿por qué no usarlos aquí con el contexto de mi comprensión? En el papel de Einstein sobre ”¿Depende la inercia de un cuerpo de la energía de su contenido?” : https://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol2-trans/188 Explica como una conclusión de sus transformaciones matemáticas que un cuerpo perderá masa a una constancia de E/c^2 si la energía E es liberada en forma de radiación, o más general aún, la masa no se define como la suma de las masas de los componentes de un cierto cuerpo, sino una suma de energías internas de cada átomo del cuerpo... La ecuación famosa de Einstein es sólo correcta (de esa forma, pues) si y sólo si el cuerpo está en reposo, lo cual suena lógico que llamemos esta implicación de masa y energía como energía de reposo (esto era lo que realmente Lavoisier y Lomonósov se referían a cantidad de materia), ya que la diferencia que contribuye esa energía es realmente muy pequeña a la masa total de un cuerpo. Hasta ahora, la definición es con cuerpos en reposo, si seguimos al pie de la letra esta definición, un cuerpo en movimiento comparado con un cuerpo IDÉNTICO en reposo, el cuerpo en movimiento tiene más masa porque ya establecimos que la suma de energías internas de cada partícula es realmente lo que define a la masa relativa. La masa relativa es estrictamente relativa a nuestro marco de referencia, por lo que también se puede concluir que la luz (observable de la misma forma en cualquier punto del universo) sólo tiene masa relativa y no masa de reposo, la luz nunca está en reposo, por eso decimos que los fotones no tienen masa...
Para concluir este enredo de argumentos, la ley de la conservación de la energía tiene una mayor jerarquía que la conservación de masa, debido a que la masa total de un cuerpo depende realmente del acomodo de sus partículas y cómo interactúan entre ellas y su manifestación con el resto del universo... Me gustaría tener una discusión sobre esto en clase para expresar mejor la idea, ya que seguramente estoy evadiendo muchísimos detalles que son clave para argumentar que la masa es una consecuencia de energías presentes en cada partícula y sus composiciones.
N.S. 949
Tienes razón en que la ecuación E=mc^2 sirve para cuerpos en reposo, tengo entendido que una ecuación más completa es la de E^2=(mc^2)^2+(pc)^2, con la cual, al sustituir los datos de un cuerpo que no se mueve, el segundo sumando se hará cero y cuando algo no tenga masa, el primero se hará cero
EliminarN.S. 512
https://www.youtube.com/watch?v=KsgpJAQpcfM
Mi opinión acerca de cuál tiene mayor jerarquía entre la ley de la conservación de la masa y la ley de la conservación de la energía, podría considerar que tienen el mismo nivel de importancia o jerarquía a partir de lo que se acerca del tema, sin embargo a un nivel personal tengo mayor gusto por la conservación de la energía, debido a la explicación que tiene y su relación de la conservación, así de igual manera se considera al universo como un sistema aislado de ahí del por que algunos dicen que si se llegan a cumplir ambas leyes, pero también se debe entender de como nosotros consideramos a un sistema aislado o abierto dependiendo de lo que buscamos explicar.
ResponderEliminarPor ende, también considero de mayor importancia la ley de la conservación de la energía de mayor importancia que la otra. Y como también lo había mencionado antes es mas una tanta preferencia personal por también ser la ley de la conservación de la materia dar un origen o establecer como consecuencia a la primera ley de la termodinámica.
Y de manera objetiva considero a ambas de igual importancia debido a que ambas tienen una relación con la teoría de la relatividad de Einstein que explica una equivalencia entre masa y energía, de manera que la variación de la masa en algunas reacciones nucleares estaría complementada por la energía en un sentido contrario. Al entender la energía solo en algunas ocasiones se considera a la masa como una forma de energía, aunque con esto no quiero dar entender que sea una doble implicación, si recurren a la otra cuando no se llega a explicar del todo lo que sucede con sus cantidades iniciales (de energía y/o masa) a sus cantidades finales.
N.S 828
En mi opinión creo que ambos principios de conservación son realmente importantes para entender y resolver problemas de la física, sin embargo el principio de conservación de la masa puede tener ciertas grietas lo que hace que no sea un principio tan sólido como el de la energía, desde el hecho de darnos cuenta que la energía no necesita de la masa para existir, mientras que la masa si necesita de la energía.
ResponderEliminarAdentrandonos sólo un poco al análisis histórico de estos principios estoy de acuerdo con la mayoría de mis compañeros al decir que el principio de conservación de la energía es de mayor jerarquía que el principio de conservación de la masa, ya que bien sabemos ambos principios fueron "descubiertos" en un contexto de poca información y pocos recursos de investigación, sin embargo la conservación de la energía se ha mantenido igual de sólido que en un principio, alternativamente la conservación de la masa si se ha ido debilitando al paso de los años con los nuevos descubrimientos que demostraron que esta conservación no era como realmente pensábamos lo que ha provocado que esta obtenga nuevas enigmas.
NS. 392
A mi parecer el principio de conservación de la energía tiene mayor jerarquía por sobre el de conservacion de la masa, incluso con el paso del tiempo, la ley de conservacion de la masa ha ido perdiendo relevancia o sustento mientras que la de la energia no ha decaido.
ResponderEliminarLa ley de conservacion de la energia nos dice que no existe ni puede existir nada capaz de generar energía, no existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía y por último si se observa que la cantidad de energía varía, siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante, o sea que nosotros solo podemos darle un uso a esa energía que ya se encuentra en el medio.
N.S.: 537
Desde mi postura, sin saber demasiado del tema e investigando vagamente, me parece que en una posición jerárquica el principio de conservación de energía está más arriba que el principio de conservación de masa, ya que, como han expuesto compañeros anteriormente, existen cuerpos que no tienen masa, como la luz, pero no, los cuales pueden viajar sin necesidad de un cuerpo, por tal motivo desde mi punto de vista el Principio de conservación de la energía está en una mejor posición jerárquica que el de la masa.
ResponderEliminarN.S.923
"En cuanto a la materia, todos hemos estado equivocados. Lo que hemos llamado materia es energía, cuya vibración ha sido tan rebajada como para ser perceptible a los sentidos. No hay materia." -cita atribuida a Albert Einstein.
ResponderEliminarEn base a la cita anterior y a mi poco conocimiento sobre el tema, mi opinión seria que el principio de conservación de energía y el principio de conservación de materia al considerarse como equivalentes en la ya famosa y mencionada ecuación: E = m c^2, podemos considerarlos como de igual jerarquía, inclusive hasta de un mismo principio que en el pasado fue expresado como dos distintos por el poco conocimiento que se tenia sobre el universo en la época. Por lo tanto el principio de conservación de materia seria igual al principio de conservación de energía, puesto que la materia no es mas que energía.
NS: 934
En mi opinión, y concordando con algunos de mis compañeros que han mencionado la famosa ecuación de Einsten: "E=mc^2", y con mis conocimientos que he estado adquiriendo para elaborar este comentario creo que ambos principios de conservación se encuentran al mismo nivel jerárquico debido a que la masa puede ser transformada en energía y viceversa. Entonces podríamos decir que existe el Principio de Conservación "materia-energía", unificando ambos principios, ¿no?.
ResponderEliminarBueno creo que eso es algo más complicado ya que la masa, siendo consecuencia del campo de Higgs, con los bosones dandole la propiedad de "masa" a las partículas, la masa podría no ser más que una manifestación de la energía lo cual implicaría que el Principio de Conservación de la Energía está en un nivel jerárquico mayor al de la masa.
Entonces me parece que es difícil categorizar ambos principios de conservación.
Creo que es algo parecido a cuando se realiza uno la pregunta si el número 0 pertenece a los naturales, algunos dirán que sí y otros dirán que no, dependiendo del contexto y de la utilidad de clasificarlo o no.
N.S:202
Por la breve investigación que pude realizar en estos últimos días, puedo concluir con bastante seguridad que el principio de conservación que prevalece es el de la energía ya que de acuerdo con el principio de equivalencia entre masa y energía que se establece a partir de las teorías relativistas la materia y la energía están estrechamente relacionadas.
ResponderEliminarEl hecho de que la energía prevalece se puede ver en las diversas reacciones químicas y nucleares en las cuales hay una liberación de energía en forma de luz o calor ya que al liberarse energía de esta forma, también se libera la masa correspondiente lo que significa que la masa se convirtió en energía así que lo único que permaneció constante fue la energía total del sistema que estamos evaluando
Ns573
Yo también estuve a punto de decir que el principio de conservación de la energía tiene una mayor jerarquía que el de la conservación de la masa. La razón que tenía era que había escuchado que los objetos masivos, al adquirir una rapidez cercana a la luz incrementaban su masa. Volví a investigar sobre el tema y encontré que en la relatividad clásica la masa sí cambia, sin embargo complica los cálculos ya que por cada velocidad tienes que calcular una nueva masa del objeto; es decir, tendrías que encontrar la función de masa respecto a la velocidad [m(v)]. Así que, los físicos redefinen el concepto de momento relativista para que la masa se tenga invariante de nuevo y se cumpla la conservación de la masa y suman a la fórmula de momento el invariante de Lorentz que sí cambia respecto a la velocidad. Pasando de p=m(v)v a p=m0vG siendo G=la invarianza de Lorentz
ResponderEliminarPor lo tanto, creo que ambos principios tienen sus bases teóricas muy fuertes, y el argumento que usó un compañero sobre el campo de Higgs y la interacción que tienen las partículas con este, sólo revalida la veracidad del principio de conservación de la masa en lugar de refutarla.
N.S. 512