El efecto fotoeléctrico

Historia de la Evolución del Uso De Energía Desde el Fuego

HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO Y  EVOLUCIÓN DEL USO DE LA ENERGÍA
DESDE EL FUEGO A LA ENERGÍA ATÓMICA

LAS ENERGIA PRIMARIAS: Una fuente de energía primaria es toda forma de energía disponible en la naturaleza antes de ser convertida o transformada, y ellas son: el petróleo, gas natural, el carbón, la madera o leña, caída de agua, la del sol o solar, la eólica, mareomotriz y nuclear.

Observa el siguiente cuadro, donde se indica la clasificación de las fuentes de energía:

cuadro clasificacion de las fuentes  de energía

PRIMEROS USOS DEL FUEGO: Una fuente de energía —el combustible al arder—- tiene un lugar muy especial en la historia del hombre. Efectivamente, muchos antiguos pueblos consideraron que el fuego era sagrado, y algunos, como los griegos, tenían leyendas que contaban cómo los hombres habían arrancado a los dioses el secreto del fuego. Según la leyenda griega, Prometeo robó fuego de la forja del dios Hefestos (Vulcano) y lo escondió en un tallo hueco de heno.

uso del fuego por el hombre

Si nos detenemos a pensar por un momento acerca de las otras fuentes de energía que usaron los hombres primitivos, podremos comprender por qué se consideró el fuego de este modo. Los hombres de la Edad de Piedra podían advertir la energía muscular de los animales en acción cada vez que iban de caza; no podían menos de observar la energía del viento, que lo mismo meneaba las hojas de los árboles que desgajaba sus ramas, y ellos deben haberse dado cuenta muchas veces de la energía del agua en movimiento al arremolinar pesados troncos corriente abajo. Pero la energía dejada en libertad cuando el fuego arde es mucho más difícil de notar.

Los primeros hombres que vieron en un bosque un incendio causado por el rayo, probablemente pensaron en el fuego sólo como un elemento destructor y deben haber pasado muchas generaciones hasta que el hombre se diera cuenta de que el fuego podía usarse para realizar trabajo útil. Además, la energía del viento y la del agua estaban allí a disposición del hombre para que las usara. Pero antes de que él pudiera usar el fuego tuvo que aprender a producirlo.

Durante miles de años la única manera de hacer fuego era golpeando dos piedras o pedernales para producir una chispa. Ése es el método que aún emplean ciertas tribus primitivas de Australia y de Sudamérica, y es muy parecido al que usaba la gente cuando se valía de cajas de yesca, hasta que se inventaron los fósforos, hace poco más de un siglo.   Efectivamente, aún utilizamos pedernales para encender cigarrillos o picos de gas. Con el tiempo la gente aprendió a producir fuego haciendo girar dos palitos juntos encima de algún combustible seco, en polvo, hasta hacer saltar una chispa.

Una vez que el hombre tuvo el fuego, pronto descubrió que le podía prestar dos servicios para los que era insustituible. Sobre todo, le suministró calor y luz, y aún hoy el fuego es nuestra mayor fuente de calor y de iluminación. Aun teniendo casas donde todo está electrificado, casi seguramente la electricidad que nos proporciona luz y calor proviene de generadores movidos por el vapor que produce la combustión del carbón. También el fuego podía realizar cosas que el viento, la energía muscular y el agua no eran capaces de hacer.

Podía producir cambios físicos y químicos en muchas clases de substancias. Aunque el hombre primitivo no se diese cuenta, el fuego en el cual él cocía su pan contribuía a transformar varias substancias químicas en la masa del almidón y a producir el anhídrido carbónico que hacía fermentar el pan.

El fuego con que cocía sus vasijas cambiaba las propiedades físicas de la arcilla y la hacía dura y frágil, en vez de blanda y moldeable. Aún hoy usamos el fuego para cambiar las propiedades físicas de las materias primas: al extraer el metal de sus minerales, en la fabricación del vidrio y del ladrillo y en otras muchas. También lo usamos para provocar cambios químicos: en la cocina, en la destilería, en el horneado y en infinito número de procesos industriales.

También hemos aprendido a hacer uso del poder devastador del fuego. Empleamos su tremendo calor destructivo, concentrado en un rayo del grosor de un lápiz, para perforar duros metales. Usamos la fuerza de poderosos explosivos, encendidos por una pequeña chispa, para despejar montañas de escombros, que de otro modo llevaría semanas de trabajo el acarj-ear, y frecuentemente utilizamos el fuego para destruir residuos que deben ser eliminados si queremos mantener sanos nuestros pueblos y ciudades.

HISTORIA DEL CALOR COMO ENERGÍA: El hombre dejó, al fin, de considerar el fuego como objeto sagrado, mas durante cientos de años siguió mirándolo como a cosa muy misteriosa.

La mayoría creía que el fuego quitaba algo de toda materia que quemaba. Veían que las llamas reducían sólidos troncos a un puñado de blandas cenizas y unas volutas de humo. Llenaban una lámpara de aceite, la encendían y descubrían que el aceite también se consumía.

Encendían una larga vela y en pocas horas apenas quedaba un cabo.

Solamente hace 200 años un gran francés, Lavoisier, demostró que el fuego, en realidad, agrega algo a aquello que quema. Hay un experimento muy simple para demostrar que esto es así. Tomamos una balanza sensible y colocamos una vela en un platillo, con un tubo de vidrio repleto de lana de vidrio, puesto justamente encima de aquélla para recoger el humo. En el otro platillo colocamos suficiente peso para equilibrar exactamente la vela, el tubo y la lana de vidrio. Si ahora prendemos la vela y la dejamos arder, descubrimos que el platillo de la balanza sobre la cual se apoya desciende gradualmente. Esto significa que lo que queda de vela y los gases que ha producido durante su combustión pesan más que la vela íntegra.

Lavoisier pudo ir más allá y demostrar qué es lo que se añade a las substancias cuando arden. Descubrió que es oxígeno del aire. Efectivamente, si colocamos un recipiente boca abajo sobre una vela prendida, la llama se apaga tan pronto como el oxígeno del recipiente ha sido consumido. Del mismo modo, el carbón no puede arder en una estufa, ni el petróleo dentro de un cilindro del motor de un auto, sin una provisión de oxígeno del aire.

calor como energia

Al calentar agua, el vapor puede generar trabajo, es decir movimiento

Pero muchas substancias se combinan muy lentamente con el oxígeno y sin producir ninguna llama. Una es el hierro. Si se expone el hierro al aire húmedo, aunque sólo sea por un día o dos, una fina capa de óxido se forma sobre su superficie, y es que el hierro se ha combinado con el oxígeno. En algunas partes del mundo, también los compuestos de hierro se combinan con el oxígeno, bajo el suelo, produciendo depósitos de color castaño rojizo.

Cuando las substancias se combinan con el oxígeno no siempre producen fuego, pero casi siempre originan calor. Y es el calor producido de este modo el que da a los hombres y animales toda su energía física, toda su fuerza muscular. En nuestros pulmones el oxígeno del aire pasa al torrente sanguíneo y es llevado por la sangre a las células de todas las partes del cuerpo, donde se combina con las partículas alimenticias para originar calor y energía. También produce anhídrido carbónico que expelemos al aire.

El peso del alimento que tomamos en un día no es muy grande ciertamente, y, por lo tanto, la cantidad de calor que producimos en un día tampoco lo es. Y no todo este calor lo convertimos en energía para el trabajo, porque parte de él lo consumimos en el propio cuerpo, para mantener nuestra temperatura y en otros procesos fisiológicos.

Cuando pensamos cuánto trabajo puede realizar un hombre en un día, pronto nos damos cuenta de que una pequeña cantidad de calor puede transformarse en una gran cantidad de trabajo. Así podríamos elevar un peso de 1 tonelada a 30 metros de altura, si transformáramos en trabajo todo el calor necesario para poner en ebullición 1 litro de agua. A grandes alturas, los aviadores no pueden obtener suficiente oxígeno del aire que los rodea, para que sus cuerpos produzcan el calor y la energía que necesitan.

Entonces se colocan una máscara de oxígeno y el ritmo de producción de calor y energía se acelera inmediatamente. De manera similar, en la soldadura, que requiere intenso calor, a menudo se mezcla oxígeno puro con el combustible, en lugar de utilizar el aire común.

LA ENERGIA EÓLICA:  Energía eólica, energía producida por el viento. La primera utilización de la capacidad energética del viento la constituye la navegación a vela . En ella, la fuerza del viento se utiliza para impulsar un barco.

La utilización de la energía eólica no es una tecnología nueva, se basa en el redescubrimiento de una larga tradición de sistemas eólicos empíricos. No es posible establecer con toda claridad el desarrollo histórico de los “sistemas de conversión de energía eólica”, sólo es posible identificar los importantes papeles que desempeña la energía eólica en el pasado.

La utilización de la energía del viento resulta muy antigua. La historia se remonta al año 3 500 a.C, cuando los sumerios armaron las primeras embarcaciones de vela, los egipcios construyeron barcos hace al menos cinco mil años para navegar por ei Nilo y más tarde por el Mediterráneo.

Después, los griegos construyeron máquinas que funcionaban con el viento. Así, desde la antigüedad éste ha sido el motor de las embarcaciones. Algunos historiadores sugieren que hace más de 3,000 años la fuerza del viento se empleaba en Egipto cerca de Alejandría para la molienda de granos. Sin embargo, la información más fehaciente de la utilización de la energía eólica en la molienda apunta a Persia en la frontera Afgana en el año 640 D.C.

balsa a vela energia eolica

Barcos con velas aparecían ya en los grabados egipcios más antiguos (3000 a.C.). Los egipcios, los fenicios y más tarde los romanos tenían que utilizar también los remos para contrarrestar una característica esencial de la energía eólica, su discontinuidad.

molino de viento

Uno de los grandes inventos a finale de la Edad Media, el molino de viento, muy usado en el campo argentino para extraer agua de la napa freática y darle de beber  a los animales.

parque eolico

Actualidad: Parque Eólico: Los generadores de turbina de los parques eólicos aprovechan la fuerza del viento para producir electricidad. Estos generadores dañan menos el medio ambiente que otras fuentes, aunque no siempre son prácticos, porque requieren al menos 21 km/h de velocidad media del viento.

ENERGÍA GAS NATURAL: Como gas natural se define la mezcla de hidrocarburos livianos en estado gaseoso, donde la mayor proporción corresponde al metano (CH4) en un valor que oscila entre el 80 al 95 %.

El porcentaje restante está constituido por etano (C2H6), propano, butano y superiores, pudiendo contener asimismo en proporciones mínimas, vapor de agua, anhídrido carbónico, nitrógeno, hidrógeno sulfurado, etc.
El gas natural proviene de yacimientos subterráneos que pueden ser de gas propiamente dicho o de petróleo y gas, según que en su origen se encuentre o no asociado al petróleo.

El gas natural procede generalmente de las perforaciones que se realizan en los yacimientos petrolíferos, de la descomposición de la materia orgánica con el tiempo.

En dichos yacimientos, el petróleo más liviano que el agua, suele flotar sobre lagos subterráneos de agua salada. En la parte superior se encuentra el gas, que ejerce enormes presiones, con lo cual hace fluir el petróleo hacia la superficie.

Ampliar: Gas Natural

LA ENERGÍA ELÉCTRICA: El fuego fue muy importante para el hombre primitivo, porque le capacitó para hacer cosas que con la energía del viento, del agua o del músculo no podía realizar. La humanidad no logró descubrir otra forma de energía capaz de realizar cosas completamente nuevas hasta hace 200 años, cuando comenzó a dominar la electricidad, la fuerza poderosa escondida en el rayo.

energia electrica

Hoy, con la radio, podemos oír a una persona que habla desde comarcas remotas; con la televisión podemos ver sucesos que ocurren a muchas millas de distancia; con cerebros electrónicos o computadoras podemos encontrar en pocos segundos las respuestas a complicadísimos problemas matemáticos. El viento, los músculos, el agua y el fuego no nos podrían ayudar a hacer ninguna de estas cosas; sólo la electricidad.

Varios siglos antes de Cristo, los griegos sabían que el ámbar, al cual llamaban elektron, atraía el polvo y trocitos de plumas después de frotarlo con lana seca, piel o paño. En tiempos de Shakespeare, muchos hombres de ciencia europeos sé interesaron en ésta extraña fuerza de atracción, y un inglés, Guillermo Gilbert, la llamó electricidad.

Alrededor de un siglo más tarde, otro investigador, llamado Guericke, descubrió que la electricidad originada rotando una bola de azufre contra la palma de su mano hacía saltar una chispita con un ruido marcado de chisporroteo. En realidad él había producido un relámpago y un trueno en miniatura.

La electricidad que parece estar contenida, en reposo, en una substancia y es súbitamente liberada, por contacto con otra substancia, se llama electricidad estática. Antes de que los hombres pudieran hacer uso de la electricidad, necesitaban que ésta fluyera de un modo constante y que se lograse controlar, es decir, obtener lo que hoy llamamos una corriente eléctrica.

El primer paso para descubrirla se dio por casualidad.   Más o menos a mediados del siglo xvin, un anatomista italiano, Luis Galvani, dejó las patas de unas ranas recién muertas en contacto con dos alambres, uno de bronce y otro de hierro. Notó que las patas de las ranas comenzaban a estremecerse y pensó que cierta energía animal quedaba en ellas todavía. Pero otro científico italiano, Volta, demostró que el estremecimiento se debía a que estos dos diferentes metales tomaban parte en la producción de electricidad.

volta cientifico creador de la pila

Volta, inventor de la pila eléctrica

Pronto Volta hizo la primera batería, apilando planchas de cobre y de cinc alternadamente una sobre la otra, y separadas sólo por paños empapados en una mezcla débil de ácido y agua. Dos alambres, uno conectado a la plancha de cobre de un extremo y el otro a la plancha de cinc del otro extremo, daban paso a una continua corriente de electricidad.

Las baterías generan electricidad por medio de cambios químicos y aun las más poderosas no producen corrientes lo bastante grandes para muchas necesidades actuales. Los modernos generadores en gran escala producen electricidad por medio de imanes que rotan rápidamente.

Oersted, un danés, y Ampére, un francés, hicieron la mayor parte del trabajo que llevó a descubrir las relaciones entre la electricidad y el magnetismo; pero fue un inglés, Miguel Faraday, quien primero usó un imán en movimiento para producir una corriente eléctrica. Esto ocurrió hace más de un siglo.

Pronto nuevos inventos dé un físico belga, llamado Gramme, y un hombre de ciencia nacido en Alemania, sir Guillermo Siemens, abrieron la nueva era de la energía eléctrica en abundancia. Tomás Edison, un inventor norteamericano, fabricó las primeras bombillas eléctricas y así dio difusión a los beneficios de la electricidad en la vida diaria.

Medimos la fuerza de un generador —la fuerza que pone a una corriente en movimiento— en unidades llamadas voltios, en honor de Volta. Medimos la intensidad de la corriente en amperios, en honor de Ampére. Los voltios, multiplicados por los amperios, nos indican cuánto trabajo puede realizar una corriente, y medimos éste en vatios, en honor de Jacobo Watt, famoso por su invento de la máquina de vapor.

Ampliar Sobre el Descubrimiento de la Electricidad

LA ENERGÍA ATÓMICA: Miles de años transcurrieron desde que se dominó el fuego hasta que se empezó a utilizar la electricidad. Sin embargo, solamente se necesitaron tres generaciones para que surgiese el uso de la energía atómica. Los más grandes hombres de ciencia tardaron más de un siglo en descubrir los secretos del átomo, y no podemos pretender abarcar esa historia completa en una página. Pero podemos dar una rápida ojeada y ver cómo algunos de ellos se lanzaron a esa labor.

Ya en la antigua Grecia había ciertos filósofos que creían que toda la materia está constituida por partículas tan pequeñas que no se pueden dividir. Dieron a estas partículas el nombre de átomos, de dos palabras griegas que significan “no susceptible de ser dividido”. Pero hasta hace poco más de 150 años había pocas pruebas, o ninguna, que apoyasen esta creencia.

Antes de 1800 los químicos conocían pocas substancias simples y puras, de la clase que ahora se llaman elementos, y no sabían mucho acerca de cómo combinar los elementos para formar compuestos. Pero en ese año, dos químicos ingleses, Carlisle y Nicholson, usaron una corriente eléctrica para descomponer el agua en dos elementos: hidrógeno y oxígeno. Con la electricidad pronto consiguieron los químicos una cantidad de otros elementos y pronto aprendieron que los elementos se combinan invariablemente en proporciones fijas según el peso.

centrales atomicas

Esto hizo que un químico inglés, Dalton, reviviera la teoría de los átomos. Él creía que cada elemento diferente está constituido por átomos distintos, y que cada uno de éstos tiene un peso especial. Pero poco después de que la gente comenzara a creer en la existencia de los átomos, o partículas indivisibles de materia, los hechos demostraron que los átomos pueden en realidad dividirse en partículas aún más pequeñas.

Primero Róntgen, un científico alemán, advirtió que ciertas substancias químicas pueden obscurecer una placa fotográfica aun cuando esté bien protegida. Había descubierto los rayos X, rayos hechos de partículas que no son átomos enteros. Más tarde, Madame Curie analizó un mineral llamado pechblenda, que emite rayos similares, y descubrió el elemento altamente radiactivo llamado radio. Las sales de radio emiten rayos sin desintegrarse aparentemente.

Marie Curie

Varios científicos, incluyendo a Rutherford y Soddy, estudiaron estos rayos y lograron descomponerlos en tres partes: rayos alfa, que poseen carga eléctrica positiva; rayos beta, o rayos de electrones, que conducen una carga negativa, y rayos gamma, o rayos X.

Más tarde, Rutherford bombardeó una lámina de oro con partículas alfa. Casi todas ellas atravesaron el oro, pero algunas rebotaron.

Esto le hizo suponer que los átomos de la lámina de oro no estaban contiguos, sino muy espaciados, como las estrellas en el cielo. También advirtió que hay gran espacio vacío dentro de cada átomo.

Madame Curie en el Laboratorio

Un danés llamado Niels Bohr encontró que en el centro de cada átomo hay partículas cargadas positivamente (protones) y partículas no cargadas (neutrones), apretadas para formar el centro o núcleo. A distancia del núcleo hay partículas mucho más pequeñas todavía, llamadas electrones, que poseen una carga de electricidad negativa. Estos electrones giran alrededor del núcleo, como los planetas alrededor del Sol.

Otón Hahn, un físico alemán, fue uno de los primeros en descubrir cómo liberar energía de los átomos por reacción en cadena, en la cual los neutrones de un átomo chocan con el núcleo de otro átomo y lo destruyen, liberando así más neutrones, que golpean a su vez los núcleos de otros átomos. Otro alemán, Max Planck, ya había descubierto cómo calcular la cantidad de energía liberada cuando se fisiona un átomo.

Planck y Borh

Los Físicos Planck y Ruthenford

Actualmente obtenemos energía no sólo dividiendo átomos pesados (fisión nuclear), sino también combinando átomos livianos (fusión nuclear).

CUADRO EVOLUCIÓN DEL CONSUMO A LO LARGO DE LA HISTORIA:

cuadro consumo de energia en la historia

Se observa que el consumo de energía va vinculado directamente con el desarrollo de las sociedades, y se pueden diferenciar dos fases: 1) preindustrial donde la energía utilizada era la propia muscular, mas la generada por el carbón, desechos orgánicos. hidraúlica y eólica y 2) la actual a partir de la energía del vapor de agua, la electricidad y el petróleo.

Ampliar: La Energía Atómica

Ampliar: Energía Mareomotriz

Ampliar: Energía Geotérmica

Fuente Consultada:
La Técnica en el Mundo Tomo I CODEX – Globerama – Editorial Cuántica

Científicos Premio Nobel de Física Mas Influyentes

GRANDES FÍSICOS CONTEMPORÁNEOS

Como una extraña ironía, estado normal en el ánimo de la historia, lo que fuera la preocupación principal de los especulativos filósofos griegos de la antigüedad, siguió siendo la preocupación fundamental de los experimentados y altamente tecnificados hombres de ciencia del siglo XX: el elemento constitutivo de la materia, llamado átomo desde hace 25 siglos.

Fue prácticamente hasta los inicios de la presente centuria que la ciencia empezó a penetrar experimentalmente en las realidades atómicas, y a descubrir, de nuevo la ironía, que el átomo, llamado así por su supuesta indivisibilidad, era divisible. Mas aún, ya empezando la presente década, el abultado número de partículas subatómicas elementales descubiertas, hace necesario sospechar que están constituidas por alguna forma de realidad aún menor.

Y a pesar de que en nuestra escala de dimensiones cotidianas la distancia que separa al electrón más externo del centro del átomo es absolutamente insignificante, en la escala de la física contemporánea es inmensa, tanto que recorrerla ha tomado lo que llevamos de siglo, la participación de varias de las más agudas inteligencias de la humanidad y cientos de millones de dólares en tecnología, equipos y demás infraestructura.

En su camino, no obstante, muchos han sido los beneficios obtenidos por el hombre con el desarrollo de diversas formas de tecnología, aunque también se han dado malos usos a las inmensas fuerzas desatadas por las investigaciones. Pero por encima de todo ello, ha prevalecido un común estado del intelecto- el afán por conocer.

El Premio Nobel de Física ha seguido de cerca este desarrollo, y por lo tanto hacer un repaso suyo es recorrer la aventura de la inteligencia, con las emociones y asombros que nunca dejará de producirnos el conocimiento científico.

Por Nelson Arias Avila
Físico PhD, Instituto de Física de la Universidad de Kiev

Albert Einstein cientifico fisico nobel
1. Albert Einsten (1879-1955)
Considerado el padre de la física moderna y el científico más célebre del siglo XX.
Año: 1921 “Por sus servicios a la física teórica, y en especial por el descubrimiento de la
ley del efecto fotoeléctrico”.

Realizó sus estudios superiores en la Escuela Politécnica Federal Suiza en Zurich y terminó su doctorado, en 1905, en la Universidad de Zurich. Trabajó, entre 1902 y 1909, en la Oficina de Patentes de Berna; de allí pasó a ocupar el cargo de profesor adjunto en el Politécnico de Zurich. Más tarde ejerció también la docencia en la Universidad de Berlín y en la de Princeton; dictaría, además, innumerables conferencias en universidades de Europa, Estados Unidos y Oriente. Ocupó los cargos de director del Instituto de Física de Berlín y miembro vitalicio del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton. En 1905 formuló la “teoría de la relatividad”, la cual amplió en 1916 (“teoría general de la relatividad”). En 1912 formuló la “ley de los efectos fotoeléctricos”. A partir de 1933 se dedicó al estudio de los problemas cosmológicos y a la formulación de la teoría del campo unificado, la cual no pudo culminar exitosamente. Además de su indiscutible aporte a la ciencia, Einstein realizó una labor prominente a favor de la paz y el humanitarismo.

Max Planck cientifico fisico nobel

2. Max Planck (1858-1947)
Recibió el Nobel en 1918 por su descubrimiento de la energía cuántica. Fundador de la física cuántica.
Año: 1918 “Como reconocimiento a los servicios que prestó al progreso de la física con
el descubrimiento
de la cuantificación de la energía”.
El principio de la termodinámica fue el tema de la tesis doctoral de Max Planck, en 1879. Había estudiado matemáticas y física en la Universidad de Munich y en la de Berlín, con científicos afamados de la época. Fue profesor e investigador de la Universidad de Kiel y profesor de física teórica en la Universidad de Berlín; así mismo, se desempeñó como “secretario perpetuo” de la Academia de Ciencias. Sus investigaciones más importantes están relacionadas con la termondinámica y las leyes de la radiación térmica; formuló la “teoría de los cuantos”, la cual se constituyó en la base de la física cuántica. Fue uno de los primeros en entender y aceptar la teoría de la relatividad y contribuyó a su desarrollo. Trabajó con bastante éxito también en las áreas de la mecánica y la electricidad.

Bardeen cientifico fisico nobel

3. John Bardeen (1908-1991)
Año: 1956 Único físico en ser premiado dos veces con el Nobel (1956 y 1972).
Destaca su desarrollo del transmisor.

Marie Curie cientifico fisico nobel
4. Marie Curie (1867-1934)
Física, química y Nobel de ambas disciplinas. Estudió junto con su marido el fenómeno de la radiactividad.
Año: 1903 “Como reconocimiento al extraordinario servicio que prestaron por sus investigaciones conjuntas sobre los fenómenos de radiación descubiertos por el profesor Henri Becquerel”

Madame Curie estudió física y matemáticas en París. Sus aportes a la física y a la química (cuyo Nobel también obtuvo en 1911) se inician con los estudios que desarrolló -en compañía de su marido Pierre- sobre los trabajos y observaciones de Henri Becquerel respecto de la radiactividad: Marie descubrió que la radiactividad es una propiedad del átomo; además descubrió y aisló dos elementos radiactivos: el polonio y el radio, en 1898 y 1902 respectivamente. En 1906 se constituyó en la primera mujer catedrática en La Sorbona, al ocupar la vacante tras la muerte de Pierre. Tres años más tarde publicó su “Tratado sobre la radiactividad” y en 1944 comenzó a dirigir el Instituto de Radio en París. Murió de leucemia, contraída probablemente en sus experimentos, al exponerse a la radiación.

Rontgen cientifico fisico nobel
5. Wilhelm Conrad Róntgen (1845-1923)
Primer galardonado con el Nobel de Física, en 1901, por su descubrimiento de los rayos X.
Año: 1901: “Como reconocimiento a los extraordinarios servicios que prestó a través del descubrimiento de los rayos X, que posteriormente recibieron su nombre”.
Sus aportes al campo de la física abarcan campos diversos desde investigaciones relacionadas con el calor específico, hasta los fenómenos de la capilaridad y la comprensibilidad; se interesó igualmente por el área de la radiación y la polarización eléctrica y magnética. El mayor reconocimiento de la comunidad científica internacional lo obtuvo cuando trabajaba en los laboratorios de la Universidad de Wurzburgo: allí, el 8 de noviembre de 1895, descubrió los que él mismo llamó “rayos X”, porque desconocía su naturaleza (también conocidos en la época como “rayos Róntgen”).

Marconi cientifico fisico nobel
6. Guglielmo Marconi (1874-1937)
Nobel en 1909, junto con Ferdinad Braun, por su contribución al desarrollo de la telegrafía inalámbrica.
Año: 1909: “Como reconocimiento a sus contribuciones para el desarrollo de la telegrafía inalámbrica”.
Aunque Marconi estudió en Liverno y Bolonia, su formación en el campo de la física y la ingeniería -en las cuales se destacó- fue poco académica. El conocimiento acerca de la producción y recepción de las ondas electromagnéticas –descritas por Hertz– causaron en Marconi una fascinación especial, sobre todo por su convencimiento de que las ondas en cuestión podían utilizarse en las comunicaciones: sus experimentos desembocaron en el nacimiento de la telegrafía sin hilos; inventó, además, la sintonía, el detector magnético, la antena directriz, el oscilador giratorio, las redes directivas y colaboró con sus trabajos a perfeccionar los instrumentos de microondas.

Enrico Fermi cientifico fisico nobel
7. Enrico Fermi (1901-1954)
Año: 1938: Galardonado en 1938. Sus investigaciones en radiactividad lo llevaron a
descubrir las reacciones nucleares.

Millikan cientifico fisico nobel
8. Robert A. Millikan (1868-1953)
Año: 1923: Determinó el valor de carga del electrón y trabajó en los efectos fotoeléctricos.
Recibió el Premio en 1923.

dirca cientifico fisico nobel
9. Paul A. M. Dirac (1902-1984)
Año: 1933: Uno de los fundadores de la mecánica y electrodinámica cuántica. Recibió el Nobel en 1933
junto a Erwin Schródinger.

cientifico fisico nobel Ernst Ruska
10. Ernst Ruska (1906-1988)
Año: 1986: Premio Nobel en 1986 por su investigación en óptica electrónica.
Diseñó el primer microscopio electrónico.

Fuente Consultada:
Revista TIME Historia del Siglo XX El Siglo de la Ciencia

Usos del Transbordador Espacial Misiones y Programas de la NASA

El Trasbordador Espacial
El Trasbordador Espacial, u orbitador, es el único vehículo espacial en el mundo que se puede volver a usar. Se eleva en el espacio montado sobre un gigantesco cohete y luego es capaz de volver a aterrizar como un avión. Puede estar listo para volver a usarse en sólo seis días y medio.

Carga pesada: Del mismo modo que los astronautas, el Trasbordador Espacial lleva equipaje. Satélites, sondas espaciales o laboratorios espaciales son llevados dentro del compartimiento de cargas.

Super aterrizaje: Frenos de carbón, un timón dividido en dos y alerones especiales reducen su velocidad. Al tocar la pista de aterrizaje se abre un paracaídas.

Protectores térmicos: Un escudo hecho de siliconas cubre al Trasbordador Espacial, protegiéndolo de una temperatura superior a 1.260 °C durante su entrada en la atmósfera.

Arranque: El despegue del Trasbordador Espacial está controlado automáticamente por computadoras a bordo de la nave por un centro de control desde la base en Tierra. La fuerza que desplegan los cohetes durante el despegue es tres veces mayor que la fuerza de gravedad de nuestro planeta.

Los gases calientes que emanan del cohete impulsan la nave espacial hacia arriba.
Toma sólo 50 minutos alcanzar la órbita terrestre.

Ver el Trasbordador Discovery Por Dentro

La flota de transbordadores. Con una flotilla de seis transbordadores, la NASA ha llevado a cabo apasionantes misiones en el espacio. Ésta es la historia resumida de cada uno de ellos.

Columbia. Su primer vuelo fue en 1981. Fue bautizado así en honor al buque que circunnavegó el globo por primera vez con una tripulación de estadounidenses. En 1998, puso en órbita la misión Neurolab para estudiar los efectos de la microgravedad en el sistema nervioso. Neurolab fue un esfuerzo colectivo entre seis agencias espaciales, incluyendo la Agencia Espacial Europea. Se desintegró durante su reentrada a la Tierra en febrero de 2003. Columbia voló 28 veces.

Challenger. Realizó su ‘primera misión en 1982. Recibió el nombre del buque inglés que exploró los mares en el siglo XIX. En 1984, el astronauta Bruce McCandless se convirtió en la primera persona en realizar una salida espacial autónoma en una unidad de maniobra individual. El Challenger voló 10 veces.

Discovery. Entró en acción en 1984. Bautizado en honor a uno de los barcos del explorador británico James Cook que lo condujeron a las islas del Pacífico Sur. En 1998 llevó a Pedro Duque por primera vez al espacio en una misión histórica en la que participó también el ex astronauta estadounidense John Glenn, el primer hombre de EE. UU. en orbitar la Tierra. Discovery llevó a cabo 30 misiones.

Atlantis. Su primer vuelo fue en 1985.Lleva el nombre del velero del Instituto Oceanográfico de Woods Hole, que fue el primer barco en ser usado para investigaciones marinas en Estados Unidos. En 1995 llevó al espacio la primera de nueve misiones para atracar en la Estación Espacial Mir. Atlantis viajó 26 veces.

Endeavour. Es el más joven de la flotilla y fue operativo en 1992. Está bautizado en honor al primer .buque del explorador
británico lames Cook en las islas del Radico Sur. En 2001 timo lamiswndeñstalarel brazo robot de la Estación Espacial Internacional. Votó oí 19 ocasiones.

Enterprise. Fue el primer modelo y se usó en pruebas tripuladas durante los noventa para estudiar cómo planeaba en el ale al ser soltado desde un anón. Sin embargo, nunca voló al espacio. Fue bautizado con el nombre de la nave espacial de la serie Star Trek.

Los últimos cinco cambios claves para volver al espacio

Calentadores: Colocar calentadores eléctricos cerca de los puntos de fijación del depósito externo para prevenir la formación de cristales de hielo. Además, diseñar espuma aislante que no se separe de las paredes del depósito en el despegue.
Paneles de Carbono Realizar análisis -rayos X, ultrasonido, corriente electromagnética y termografía- de los 44 paneles de carbono-carbono reforzado que recubren los bordes de ataque de las alas, el morro y las compuertas del tren de aterrizaje delantero antes de cada vuelo. Además, detectar brechas en estos paneles durante el vuelo e inventar formas de repararlas en órbita.
Videos y fotos Evaluar la condición del transbordador durante el despegue, usando cámaras de vídeo y fotografía de la más alta resolución.
Aislante térmico. El material aislante térmico que recubre los propulsores de aceleración es una mezcla de corcho con una pintura protectora colocada con tecnología puntera, que evita que el aislante se despegue en grandes fragmentos.
Capsula de Seguridad: Diseñar una cápsula de seguridad expulsable para los astronautas.

Paracaídas y vehículo de escape en emergencias: La NASA trabaja también en un sistema de escape por si algo va mal durante el despegue. En el Centro Espacial Marshall se están llevando a cabo ensayos con motores de cohetes en una serie de Demostraciones de Aborto en Plataforma que incluyen paracaídas y una cápsula similar al vehículo de escape.”El accidente del Columbia fue ocasionado por una serie de errores colectivos. Nuestro regreso al espacio debe ser un esfuerzo colectivo”, dice el director de la agencia, Sean O’Keefe. A medida que el personal de la NASA se repone de la tragedia y se prepara a volar nuevamente, es importante recordar que explorar el cosmos es una actividad sin duda peligrosa y lo seguirá siendo durante mucho tiempo. Por eso, cualquier medida de seguridad es poca.

El Mar Muerto, donde nadie de ahoga Porque? Caracteristicas

EL MAR DONDE NADIE SE AHOGA,…¿POR QUE?

vida en condicones extremas

El Agua Salada del Mar en El Que No Se Puede Ahogar Nadie
Este mar existe y se encuentra en un país que conoce la humanidad desde los tiempos más remotos. Se trata del célebre Mar Muerto de Palestina. Sus aguas son extraordinariamente saladas, hasta tal punto que en él no puede existir ningún ser vivo. El clima caluroso y seco de Israel hace que se produzca una evaporación muy intensa en la superficie del mar. Pero se evapora agua pura, mientras que la sal se queda en el mar y va aumentando la salinidad de sus aguas.

Esta es la razón de que las aguas del Mar Muerto contengan no un 2 ó 3 por ciento (en peso) de sal, como la mayoría de los mares y océanos, sino un 27 o más por ciento. Esta salinidad aumenta con la profundidad. Por lo tanto, una cuarta parte del contenido del Mar Muerto está formada por la sal que hay disuelta en el agua.

La cantidad total de sal que hay en este mar se calcula en 40 millones de toneladas.

La gran salinidad del Mar Muerto determina una de sus peculiaridades, que consiste en que sus aguas son mucho más pesadas que el agua de mar ordinaria. Hundirse en estas aguas es imposible.

El cuerpo humano es más liviano que ellas.
El peso de nuestro cuerpo es sensiblemente menor que el de un volumen igual de agua muy salada y, por consiguiente, de acuerdo con la ley de la flotación, el hombre no se puede hundir en el Mar Muerto, al contrario, flota en su superficie lo mismo que un huevo en agua salada (aunque en el agua dulce se hunde).

Mark Twain estuvo en este lago-mar y después escribió humorísticamente las extrañas sensaciones que él y sus compañeros experimentaron bañándose en sus aguas:

“Fue un baño muy divertido. No nos podíamos hundir. Se podía uno tumbar a lo largo sobre la espalda y cruzar los brazos sobre el pecho y la mayor parte del cuerpo seguía sobre el agua. En estas condiciones se podía levantar la cabeza por completo.

Se puede estar tumbado cómodamente sobre la espalda, levantar las rodillas hasta el mentón y abrazarlas con las manos. Pero en este caso se da la vuelta, porque la cabeza resulta más pesada. Si se pone uno con la cabeza hundida y los pies para arriba, desde la mitad del pecho hasta la punta de los pies sobresale del agua; claro que en esta posición no se puede estar mucho tiempo.

Si se intenta nadar de espaldas no se avanza casi nada, ya que las piernas no se hunden en el agua y sólo los talones encuentran apoyo en ella. Si se nada boca abajo no se va hacia adelante, sino hacia atrás.

En el Mar Muerto el equilibrio del caballo es muy inestable, no puede ni nadar ni estar derecho, inmediatamente se tumba de costado”.

En la figura de abajo se puede ver un bañista que descansa comodísimamente sobre las aguas del Mar Muerto. El gran peso específico del agua le permite estar en esta posición, leer el libro y protegerse con la sombrilla de los ardientes rayos del Sol.

El agua de Kara-Bogas-Gol (golfo del Mar Caspio) tiene estas mismas propiedades y las del lago Eltón no son menos saladas, puesto que contienen un 27% de sal.

Un bañista en el Mar Muerto.  Mar Muerto, lago salino situado entre Israel, Cisjordania y Jordania. Con una profundidad oficial que alcanza los 408 m bajo el nivel del mar (según unas mediciones realizadas en 2006, alcanzaría los 418 m), se considera el lugar más bajo de la tierra emergida, sin tener en cuenta la sima antártica Bentley, cubierta hoy día por hielo.

Algo parecido sienten los enfermos que toman baños salinos. Cuando la salinidad del agua es muy grande, como ocurre, por ejemplo, con las aguas minerales de Staraia Russa, los enfermos tienen que hacer no pocos esfuerzos para mantenerse en el fondo del baño.

Yo he oído como una señora que tomó los baños de Staraia Russa se quejaba de que el agua “la echaba materialmente fuera del baño”. Según ella la culpa de esto la tenía … la administración del balneario.

El grado de salinidad de las aguas de los distintos mares oscila un poco y a esto se debe que los barcos no se sumerjan en ellas hasta un mismo sitio. Algunos de nuestros lectores habrán visto el signo que llevan los barcos cerca de la línea de flotación, llamado “marca de Lloyd”, que sirve para indicar el nivel límite de la línea de flotación en aguas de distinta densidad.

Por ejemplo, la marca representada en la fig. 52 indica los niveles límite de la línea de flotación siguientes:  

en agua dulce (Fresh Water)

FW

en el Océano Indico (India Summer)

IS

en agua salada en verano (Summer)

S

en agua salada en invierno (Winter)

W

en el Atlántico del norte en invierno (Winter North Atlantik)

WNA

Antes de terminar este artículo quiero advertir que existe una variedad de agua que aún estando pura, es decir, sin contener otros cuerpos, es sensiblemente más pesada que la ordinaria. Este agua tiene un peso específico de 1,1, es decir, es un 10% más pesada que la común, por consiguiente, en una piscina con agua de este tipo lo más probable es que no se ahogue nadie, aunque los que se bañen no sepan nadar.

Este agua se llama agua “pesada” y su fórmula química es D 2 0 (el hidrógeno que entra en su composición está formado por átomos dos veces más pesados que los del hidrógeno ordinario. Este hidrógeno se designa con la letra D). El agua “pesada” se encuentra disuelta en el agua común en cantidades muy pequeñas. Un cubo de agua potable contiene cerca de 8 g de agua “pesada”.  

Disco de carga máxima en el costado de un buque. Las marcas se hacen al nivel de la línea de flotación. Para que se vean mejor se muestran aparte aumentadas. El significado de las letras se explica en el texto.

El agua pesada de fórmula D 2 O (hay 17 tipos de agua pesada, cuyas composiciones son distintas) se obtiene actualmente casi pura, puesto que la cantidad de agua ordinaria que hay en ella constituye aproximadamente un 0,05%. Este agua se emplea mucho en la técnica atómica, especialmente en los reactores atómicos. Se obtiene en grandes cantidades del agua ordinaria por procedimientos industriales

Fuente Yakov Perelman
Física Recreativa

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Curiosa Situacion Física-Vuelo en Globo-Yakov Perelman

CURIOSA SITUACIÓN FÍSICA PARA VOLAR ECONÓMICO

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El procedimiento mas barato de viajar:
El ingenioso escritor francés del siglo XVII, Cyrano de Bergerac cuenta en su “Historia Cómica de los Estados e Imperios de la Luna” (1652), entre otras cosas, un caso sorprendente que, según dice, le ocurrió a él mismo.

Un día, cuando estaba haciendo experimentos de Física, fue elevado por el aire de una forma incomprensible con sus frascos y todo. Cuando al cabo de varias horas consiguió volver a tierra quedó sorprendido al ver que no estaba ni en Francia, ni en Europa, sino en América del Norte, ¡en el Canadá!

¿Se puede ver desde un aeróstato cómo gira la Tierra? (El dibujo no se atiene a escala)

No obstante, el escritor francés consideró que este vuelo transatlántico era completamente natural. Para explicarlo dice que mientras el “viajero a la fuerza” estuvo separado de la superficie terrestre, nuestro planeta siguió girando, como siempre, hacia oriente, y que por eso al descender sentó sus pies no en Francia, sino en América.

¡Que medio de viajar más fácil y económico! No hay más que elevarse sobre la superficie de la Tierra y mantenerse en el aire unos cuantos minutos para que al descender nos encontremos en otro lugar, lejos hacia occidente.

¿Para qué emprender pesados viajes por tierra o por mar, cuando podemos esperar colgando en el aire hasta que la misma Tierra nos ponga debajo el sitio a donde queremos ir?.

Desgraciadamente este magnífico procedimiento es pura fantasía.

En primer lugar, porque al elevarnos en el aire seguimos sin separarnos de la esfera terrestre; continuamos ligados a su capa gaseosa, es decir, estaremos como colgados en la atmósfera, la cual también toma parte en el movimiento de rotación de la Tierra alrededor de su eje.

El aire (o mejor dicho, su capa inferior y más densa) gira junto con la Tierra y arrastra consigo todo lo que en él se encuentra: las nubes, los aeroplanos, los pájaros en vuelo, los insectos, etc., etc.

Si el aire no tomara parte en el movimiento de rotación de la Tierra sentiríamos siempre un viento tan fuerte, que los huracanes más terribles parecerían ligeras brisas comparadas con él (La velocidad del huracán es de 40 m por segundo o 144 km por hora.

Pero la Tierra, en una latitud como la de Leningrado, por ejemplo, nos arrastraría a través del aire con una velocidad de 240 m por segundo, es decir, de 828 km por hora, y en la región ecuatorial, por ejemplo, en Ecuador, esta velocidad sería de 465 m por segundo, o de 1.674 km por hora).

Porque lo mismo da que estemos nosotros fijos en un sitio y que el aire pase junto a nosotros o que, por el contrario, sea el aire el que está quieto y nosotros los que nos movemos dentro de él; en ambos casos el viento será igual de fuerte. Por ejemplo, un motociclista que avance a una velocidad de 100 km por hora sentirá un viento fuerte de frente aunque el aire esté en calma.

En segundo lugar, aunque pudiéramos remontarnos hasta las capas superiores de la atmósfera o la Tierra no estuviera rodeada de aire, el procedimiento de viajar económicamente ideado por el satírico francés sería también irrealizable.

Efectivamente, al separarnos de la superficie de la Tierra en rotación continua seguiríamos, por inercia, moviéndonos con la misma velocidad que antes, es decir, con la misma velocidad a que se movería la Tierra debajo de nosotros.

En estas condiciones, al volver a la Tierra nos encontraríamos en el mismo sitio de donde partimos, de igual manera que cuando damos saltos dentro de un vagón de ferrocarril en marcha caemos en el mismo sitio. Es verdad que por inercia nos moveremos en línea recta (tangencialmente a la superficie terrestre), mientras que la Tierra seguiría un arco debajo de nosotros, pero tratándose de lapsos de tiempo pequeños esta diferencia no se nota.

Fuente Yakov Perelman Física Recreativa

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Ciencia y tecnologia en la Sociedad Su influencia en la vida diaria

La vida será sofisticada y eficiente. ¿Cuáles serán los chiches de la nueva era? Valerie, el androide doméstico dotado de inteligencia artificial —y buenas piernas—, será uno. Nos dará una mano con la limpieza y llamará a la policía ante urgencias. Otra aliada de las tareas será Scooba, la aspiradora de iRobot, que con sólo apretar un botón fregará los pisos hasta los rincones más recónditos. Asimismo, la Polara de Whirlpool nos facilitará las cosas. Combina las cualidades de una cocina convencional y una heladera: será posible dejar un pollo en el horno para que se ase en el horario programado.

El gatito Cat de Philips habitará el hogar del mañana. Genera expresiones faciales— felicidad, sorpresa, enojo, tristeza— y será compinche de los chicos.

¿Qué habrá de nuevo a la hora de comer? “Se elegirán alimentos que hagan bien a la piel y al organismo. De todas formas, no faltará quien ingiera por elección o comodidad, comida chatarra mientras lea una revista de salud y se prometa: “mañana empiezo el régimen”, opina la cocinera Alicia Berger. “Además, la gente se preocupará por el origen y calidad de los alimentos, y se revalorizará lo casero”, revela.

Ciencia y tecnologia en la Sociedad Su influencia en la vida diariaY al irse a la cama, será posible introducirse en una que soporta ataques terroristas o desastres naturales —de Quantum Sleeper— o portar un reloj pulsera Sleeptracker (foto izquierda) que vía sensores, detecta nuestro sueño superficial y justo ahí hace sonar la alarma para que el despertar sea lo menos fastidioso posible.

¿Y el sexo para cuándo? Mal que nos pese, cada vez tendremos menos ganas, tiempo y pasión. “Vamos hacia el sexo virtual por sobre el real al menos en las grandes ciudades del mundo”, confirma el doctor Juan Carlos Kusnetzoff, director del programa de Sexología Clínica del Hospital de Clínicas, quien adelanta que para levantar el ánimo —y algo más— se desarrollarán nuevas píldoras. “La industria farmacéutica desea lograrlo a toda costa”, agrega.

Ocio y tiempo libre para todos los gustos

En el campo de las nuevas tecnologías, la convergencia de la telefonía móvil y el hogar será un hecho. “El móvil podría permitir el acceso a los diferentes elementos que se quieran controlar, como un control remoto universal. Además se crearían nuevos sensores para avisarnos de situaciones que requieran nuestra atención y cámaras de seguridad para ver desde el teléfono lo que sucede en otro lugar”, cuenta Axel Meyer, argentino que desde el 2000 trabaja en el centro de diseño de Nokia Desing, en Finlandia. Y agrega “Los teléfonos con doble cámara ya permiten hacer videollamadas. Y también podremos ver la emoción del otro mientras miramos la misma película o un gol de nuestro equipo”, explica.

Ciencia y tecnologia en la Sociedad Su influencia en la vida diariaEn robótica, los avances irán a gran velocidad. Ya se está desarrollando en la Universidad de Tokio la piel de robot que permitirá a estas criaturas adquirir el sentido del tacto. Y eso no es todo. Se podrá bailar con ellos. El Dance Partner Robot es la compañera de baile ideal. Predice los movimientos de su coequipper y no le pisa los pies!

Para momentos de ocio, el turismo estará preparado para el disfrute. Pero, ¿se podría pensar en la pérdida de vigencia del agente de viajes tradicional? “Internet agiliza muchos aspectos de la gestión. Hay un antes y un después en la forma de hacer turismo, pero, ¿quién se atreve a viajar con su familia a destinos exóticos o países desconocidos sin un asesoramiento de confianza?”, se pregunta Ricardo Sánchez Sañudo, director de la revista Tiempo de Aventura, quien sostiene que ante la coyuntura mundial —terrorismo, inseguridad y desastres climáticos, entre otros—, la Argentina crecerá como destino. “Cuanto, más expuesto a estas amenazas esté el resto del mundo, tendremos ventajas comparativas que podremos aprovechar al máximo si conseguimos mantener esas amenazas fuera de nuestras fronteras, o al menos, razonablemente controladas”, manifiesta. Por otra parte, la vida al aire libre será la estrella. “Vida sana, naturaleza viva y desarrollo sustentable son principios insoslayables cuando se mira hacia adelante, y tanto deporte como turismo aventura son dos de sus mejores herramientas”, analiza.

Ciencia y tecnologia en la Sociedad Su influencia en la vida diariaLos amantes del deporte encontrarán aliados perfectos para seguir ganando. El de los tenistas es la raqueta Magnetic Speed de Fischer, que permite mejores movimientos y mayor velocidad en los tiros. Los que prefieren la música se sorprenderán con instrumentos como el Hand Roll Piano de Yama-no Music, con teclado de silicona flexible.

Trasladarnos será más simple, cómodo y ecológico. Y ya hay algunos adelantos. Tweel de Michelin es una llanta sin aire. Así es que… la despedirse de las gomas pinchadas!

Ciencia y tecnologia en la Sociedad Su influencia en la vida diaria

Por otro lado, acaso debido al tránsito en las ciudades, los transportes individuales serán protagonistas. Como la bicicleta Shift, ideal para los chicos. Les permite adquirir estabilidad gradual sin necesidad de las dos rueditas.

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Futuro saludable:

Que la salud avanza a pasos agigantados, no es una novedad. La noticia es que estará al alcance de todos en los próximos años.

Las cirugías estéticas, se popularizarán y masificarán. La lipoescultura será la más pedida, según el doctor Raúl Banegas, cirujano plástico, miembro titular de la Sociedad de Cirugía Plástica de Buenos Aires, debido a que “La demanda social de ser cada vez más lindos, delgados y jóvenes, se acrecienta”. Por otro lado, serán comunes las inyecciones de líquidos —fosfatidil colina— tendientes a disolver la grasa corporal, sin cirugía. En cuanto a rellenos, la toxina botulínica es irremplazable aunque sí se espera que se sintetice de manera tal que dure más tiempo —hoy, de 3 a 6 meses—.

“En cuanto a rellenos definitivos habrá infinidad de sintéticos. Lo que sí parece ser prometedor, aún en fase de investigación, es el cultivo del propio colágeno. En sólo unos meses se podrían obtener en laboratorio, varias jeringas, lo que descartaría toda posibilidad de reacción”, adelanta.

En Neurociencias, será posible el neuromarketing a partir de tomografías PET —por emisión de positrones—, aunque “en lo inmediato son técnicas caras y requieren de un sofisticado análisis de los datos”, anticipa el doctor Facundo Manes, director del Instituto de Neurología Cognitiva —INECO—. En lo que a neuroplastieidad se refiere, ya no diremos más aquello de que “neurona que se muere, se pierde”, viejo postulado que paralizó casi completamente durante décadas la investigación en esta área, según el especialista. Y el conocer acerca de qué pasa en la cabeza de un adicto u obeso permitirá complementar con medicamentos aquello que químicamente requiera cada cerebro.

“Conocer las bases cerebrales de un trastorno neuropsiquiátrico ayuda a localizar los neurotransmisores —mensajeros entre las neuronas— involucrados en una enfermedad; de esta manera se podría investigar una posible solución farmacológica a esa determinada condición médica”, comenta. En el campo de la reproducción asistida, las novedades son infinitas. “Cada vez se podrán hacer más y mejores cosas en pos de mejorar las chances de tener un chico en brazos y no un embarazo que no pudo ser”, adelanta la doctora Ester Polak de Fried, presidente de CER Instituto Médico, directora del departamento de medicina reproductiva de la institución.

“Los estudios genéticos, tanto de gametas como de óvulos fertilizados —preembriones—, que permiten transferir al útero materno únicamente los sanos, se convertirán en técnicas habituales para aquellas mujeres que sufren abortos a repetición, por ejemplo. En el área de la biología molecular, será posible encontrar marcadores génicos —detectan chances de reproducción—, tanto en los óvulos como en los espermatozoides para poder elegir los que tienen capacidades evolutivas, y así disminuir la cantidad de óvulos a poner a fertilizar y la problemática de tener gran cantidad de embriones criopreservados”, especifica quien es officer de la International Federation of Fertility Societies —IFFS—, que nuclea a 54 países.

Construcciòn, arte y moda

Uno de los cambios en lo que respecta a la construcción, al menos en Argentina, será la creciente conciencia ecológica y de cuidado del medio ambiente. “El futuro de La arquitectura está definido en su responsabilidad ecológica tanto con eL medio ambiente como con el medio social. No hay que explicar de qué manera el proyecto arquitectónico influye en el medio ambiente. La decisión de su tecnología y su consecuencia en el futuro mantenimiento conforman una huella ecológica que deberá ser cada vez más analizada y respetada”, analiza el arquitecto Flavio Janches. En cuanto a los materiales, “al menos en nuestro país, el ladrillo y la piedra, el hormigón y el revoque son materiales que no creo que se dejen de utilizar”, opina. La moda tendrá sus cambios, aunque más bien tendrán que ver con el cosechar la siembra, al menos para los diseñadores argentinos. “La gente va a reivindicar el diseño y pagarlo por lo que vale. Hoy por hoy, no existe esa conciencia, como en Estados Unidos, Europa o Japón”, asegura la diseñadora Jessica Trosman. En cuanto al arte, en el futuro abandonará un poco los museos y las galerías para darse una vuelta por las calles. Uno de los referentes de este movimiento es Julian Beever, artista inglés conocido por su trabajo en 3D, en veredas y pavimentos de Inglaterra, Francia, Alemania, Australia, Estados Unidos y Bélgica.

Y mientras se espera el futuro que se viene, a brindar por este 2006 que sí es inminente!

Fuente Consultada: Revista NUEVA Por Laura Zavoyovski (31-12-2005)
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La Bomba de Hiroshima Lazamiento Bomba Atomica Bomba Nuclear

MATANZAS EN LA HISTORIA: LA BOMBA EN HIROSHIMA

masacres humanas

La Bomba de Hiroshima Lazamiento Bomba Atomica Bomba Nuclear Carta HistóricaH I R O S H I  M A: El día 5 de agosto de 1945, en la base de Tiniaii, una isla de las Marianas a 200 km. de Guam, una tripulación de B-29 –la famosa superfortaleza volante– integrante del  509. Grupo Mixto y preparada desde muchos meses antes en la base secreta de Wendover, en Utah, para una misión espacialísima, esperaba llena de ansiedad la llegada de una orden. 

El entrenamiento había sido durísimo y realizado en el más absoluto aislamiento.  La tripulación la encabezaba el coronel Paul Tibbets, veterano jefe de grupo de B-17 con múltiples misiones en Europa y el norte de África y que había sido elegido por sus excepcionales cualidades técnicas y personales.

Él había escogido como hombre de la más absoluta confianza, para acompañarle en la misión, al oficial bombardero Tom Ferebee, experto en el bombardeo por medios visuales, y al oficial de derrota Ted van Kirk, llamado «Dutch», navegante peritísimo.

Durante meses habían hecho prácticas de lanzamiento de una rara bomba a la que se llamaba familiarmente “La Cosa“, un enorme cilindro dotado de cola, cuyo contenido explosivo era un arcano para casi todos, Sólo Tibbets estaba en el secreto de su carga nuclear y, llegado el momento del lanzamiento, la pregunta que le obsesionaba era: ¿la deflagración alcanzaría a volatilizar el avión portador de la bomba? «No obstante confesaría después el propio Tibbets yo confiaba plenamente en los científicos y sabía que sus cálculos eran de una precisión total. 

Ellos me habían explicado que, en el instante de la explosión, mi avión se habría alejado 17 kilómetros del punto cero en relación con la trayectoria de la bomba.  Por otra parte, en cuanto al problema de la onda provocada por la bomba, los ingenieros aeronáuticas me aseguraron que mi superfortaleza soportaría un choque de 2 g, es decir, el doble de su propio peso.»

Aquel día 5 se llegaba a la fecha de la gran decisión, porque los meteorológicos habían pronosticado que el período entre el 6 y el 9 de agosto ,cría el más favorable para realizar el bombardeo desde el cielo japonés. 

Robert J. Oppenheimer Robert J. Oppenheimernació en  1904, en Nueva York, siendo hijo de un emigrante alemán llegado a América a los 14 años y que posteriormente haría fortuna en negocios textiles. Desde su más temprana infancia, Oppenheimer demostró poseer una inteligencia privilegiada. 

Sus estudios superiores los cursó en Harvard, simultaneando las humanidades con la física y la química.  Dotado de una gran ansia de saber, y con una extraordinaria capacidad para asimilar conocimientos, se interesó por el  pensamiento oriental, estudió el hinduismo y llegó a dominar el sánscrito, aparte de numerosas lenguas vivas.  En 1925 se diplomó cum laude en Harvard.  Posteriormente, amplió estudios de física en Cambridge con Rutherford, en Gotinga con Born y Dirac y más, en Zurich Leyde.

Su brillantez intelectual y la profundidad de sus estudios le hicieron perfilarse como un científico de gran porvenir, que había encontrado su camino en la más fascinante empresa que en la década de 1930 se le podía proponer a un físico: la investigación atómica.  En 1 92 9 empezó a dar clases de física en la Universidad de Berkeley, donde dispuso de un importante laboratorio de investigación.

Alineado entre los intelectuales americanos de ideas socialmente progresivas, Qppenheimer no hizo un secreto de su antifascismo ni de su filomarxismo, aunque no llegara a militar en el partido comunista.  En el período anterior a la Segunda Guerra Mundial, mantuvo una relación íntima con una doctora, conocida militante del comunismo.

En 1942 -a los 38 años- le ofrecieron la supervisión y el control global del proyecto Manhattan y la dirección del super laboratorio de Los Alamos.  La oportunidad de tener a su alcance la construcción del ingenio más poderoso de todos los tiempos fue tentación que venció todos los escrúpulos morales de Oppenheimer.  Durante el proceso de fabricación de la bomba volvió a tener contacto con su antigua amiga, la militante comunista, hecho que no escapó al conocimiento del general Groves, responsable máximo de la seguridad. 

El general, tras una conversación afondo con Oppenheimer, se aseguró de que éste había roto sus relaciones con la extrema izquierda y, valorando la importancia proyecto’ lo confirmó en el cargo.  El éxito alcanzado con la fabricación de bomba y sus efectos sobre Japón hicieron que Oppenheimer fuera exalta do por la prensa y la opinión pública americana como el hombre que había hecho posible el victorioso final de guerra.

Ante el problema moral suscitad por la carrera atómica, Oppenheime descubrió el personaje hamletiano qu llevaba dentro, manifestándose pes a sus reparos íntimos en pro de continuidad de las investigaciones Por eso constituyó una gran sorpresa el saberse, en octubre de 1945, que abandonaba la dirección de Los Alamos y volvía a la enseñanza.  En 1947 fue designado director del Instituto Estudios Superiores de Princeton y entró a formar parte de la Comisión de Energía Atómica. Cuando en 1950 el presidente Truman ordenó la construcción de la bomba de hidrógeno, Oppenheimer, una vez más, se mantuvo en una duda atormentada por el alcance de la carrera nuclear, pero sin alinearse entre los opositores.

En 1954, al llegar el período de la «caza de brujas», Qppenheimer fue acusado de «actividades antiamericanas» por haber mantenido relaciones con elementos comunistas.  Con arreglo a las prácticas utilizadas por la Comisión de Encuesta, se le declaró «indeseable para toda función que supusiese un acceso a secretos militares».  Pese a la protesta de gran número de científicos, Oppenheimer hubo de sufrir años de ostracismo oficial Durante ellos, no obstante, continuó trabajando en la Universidad y dando conferencias.  En 1958 viajó a París, fue recibido en la Sorbona y el Gobierno francés le otorgó la Legión de Honor, todo lo cual e una especie de desagravio al que se asociaron los científicos europeos.

En 1963 fue rehabilitado y se le otorgó el premio Fermi, el más alto galardón que se concede a los destacados en la investigación nuclear.Falleció en 1967, en Princeton.

Su vida fue una demostración del enfrentamiento del hombre de ciencia con unos problemas éticos y morales que le desbordan.  El mito del «aprendiz de brujo» tuvo en el patético destino de Oppenheimer su más patente manifestación.

En el verano de 1939, la energía nuclear había desvelado ya sus inmensas posibilidades destructivas.  La fisión del uranio, llevada a cabo por primera vez por Enrico Fermi, iba acompañada por un desprendimiento enorme de energía.  Pero esto no era todo: si la fisión del primer núcleo podía emitir varios neutrones, cada uno de éstos podía provocar la fisión de otro núcleo, que a su vez al fisionarse emitía… Era la reacción en cadena prevista por Joliot y Szilard. La idea de estar ante una fuente de energía inimaginable, la posibilidad de tener al alcance la preparación de una mítica fuerza explosiva, sobrecogió a los físicos que habían llegado a abarcar teóricamente los efectos de la fisión en cadena.  Pero se estaba en 1939.  Muchos físicos, investigadores del átomo, habían abandonado Alemania por su condición de judíos. Otros, como el italiano Fermi, habían emigrado en desacuerdo con el fascismo que imperaba en su país.  Y todos ellos se habían refugiado en Estados Unidos.  La idea de que los sabios alemanes que habían quedado en su tierra pudieran preparar el arma atómica era una suposición que podía hacer de Hitler el amo del mundo.

EINSTEIN AlbertAnte esta temible eventualidad, Leo Szilard, un científico atómico húngaro refugiado en Norteamérica, pidió a Albert Einstein que llamase la atención del Gobierno americano sobre el peligro que amenazaba, si los nazis conseguían preparar una bomba atómica.  Entre dudas y reticencias, el tiempo pasó.  Entre tanto, los ensayos y las investigaciones nucleares habían proseguido en Princeton, en Berkeley, en Columbia… En 1941, los japoneses atacaron Pearl Harbor.  Estados Unidos era ya un país beligerante. Ello precipitó la decisión.  En agosto de 1942 se llegó a un acuerdo para unir esfuerzos entre el Gobierno americano y el británico a fin de comunicarse sus investigaciones, y el Ejército americano recibió el encargo de dar prioridad absoluta, acelerando, coordinando y recabando cuantos recursos fueran necesarios para realizar un proyecto al que se le puso el nombre clave de « Manhattan».  Su objetivo era fabricar la primera bomba atómica.

En el otoño de 1942, el general Leslie Groves, que había sido designado responsable del proyecto, se entrevistó secretamente con el físico Robert J. Oppenheimer, un brillante investigador cuyas cualidades personales de animador, capacidades de coordinador y poder de captación le hacían especialmente idóneo para dirigir en lo técnico la suma de esfuerzos que iba a representar el proyecto.

El lugar elegido para situar la planta de acabado fue Los Alamos, en Nuevo México, lejos de cualquier centro habitado.  En la bomba se puso a trabajar un ejército de científicos, de técnicos, de militares: directa o indirectamente, más de cien mil personas, la mayoría ignorantes de la finalidad real de su trabajo. La movilización fue total.  Todos los recursos disponibles se pusieron al servicio de la gigantesca empresa.  Cientos de millones de dólares se gastaron en un esfuerzo tecnológico que abarcó una colosal Planta construida en Tennessee, un grandioso laboratorio en la Universidad de Columbia, una enorme instalación en Oak Ridge, otra en Hanford.  Yen Los Alamos, junto a la planta atómica, surgió una ciudad habitada por los científicos y sus familias. Era difícil que aquella dispersión no traicionara el secreto exigido.  Pero los severísimos controles y la más estricta vigilancia evitaron cualquier filtración.

Al principio se creyó que la bomba estaría lista en un año, pero se llegó a 1944, con el proceso muy avanzado. La evidencia de que Alemania no podría ya obtener la bomba y el sesgo favorable de la guerra contra Japón decidieron al científico danés Niels Bohr, premio Nobel de Física, a dirigir un memorándum al presidente Roosevelt previniéndole contra «la terrorífica perspectiva de una competencia futura entre las naciones por un arma tan formidable».  Pero el mecanismo infernal no podía ya detenerse. La posesión de la bomba era un objetivo demasiado codiciado.

En julio de 1945, todo estaba listo para la gran prueba.  En Los Alamos se hallaban Oppenheimer, Bohr, Fermi, Bethe, Lawrence, Frisch… toda la plana mayor de los sabios nucleares. El día 16, a las dos de la madrugada, las personas que debían intervenir en la primera prueba estaban en sus puestos a varios kilómetros del punto cero.  Se fijó la hora H para las 5 de la madrugada.  A las 5.30, una luz blanca, radiante, mucho más brillante que el sol del mediodía, iluminó el desierto, las montañas en la lejanía…

La superfortaleza volante B-29, fabricado por Boeing, fue el mayor avión construido durante la  Guerra Mundial. Proyectado en 1939 y tras un período de prueba en el que tuvieron que superarse múltiples deficiencias técnicas, las primeras entregas a ultramar se hicieron en marzo de 1944.  Intervino, decisivamente en las operaciones aéreas contra Japón y Alemania. . Fue el primer gran bombardero construido en serie dotado de compartimentos presurizados.  También fue el primero que dispuso de un sistema centralizado y sincronizado de tiro de las ametralladoras.  Sus dimensiones era n gigantescas: longitud, 30 metros; envergadura, 43 metros.  Iba equipado :con cuatro motores Wright de 2.200 HP de potencia, que le daban una velocidad máxima de 585 kilómetros por hora a 7.600 metros de altitud.  La ,velocidad de crucero de gran alcance era de 350 kilómetros a la hora, siendo su radio de acción de más de 8. 000 kilómetros y su techo de servicio de 9.700 metros. Su tripulación estaba integrada por 11  hombres.

Su armamento constaba de 10 ó 12 ametralladoras y un cañón de 20 Mm. y su carga explosiva podía ser de cuatro bombas de 1.800 kilos u ocho de 900 kilos.  Para cargar la bomba de uranio, el Enola Gay hubo de acomodar su bodega, dado que las dimensiones del ingenio superaban los 70 cm. y ,de diámetro los 3 m de longitud.

La acción más espectacular y destructiva en la que participaron los B-29 fue el bombardeo realizado en la ,noche del 9 al 10 de marzo de 1945, Por 279 aparatos de este tipo sobre: Tokio.  En una sola noche, las superfortalezas destruyeron casi 25 kilómetros cuadrados del centro de la capital japonesas arrasaron el 25 % de los edificios de la: ciudad.  Cerca de 85.000 personas perdieron la vida y otras tantas ,resultaron heridas, mientras que un millón de habitantes ,de Tokio quedaron sin hogar.

El día de la rendición de Japón, las fuerzas aéreas norteamericanas tenían en servicio 3.700 bombarderos del tipo B-29.Las superfortalezas todavía tuvieron una importante participación en la guerra de Corea; pero en 1955, con la puesta en servicio de los grandes bombarderos a reacción B-47 y B-52 y la del B-36 mixto, los B-29  fueron retirados definitivamente.

En esencia, la bomba atómica es un reactor o pila nuclear que no utiliza moderador (es decir, ninguna sustancia que frene las partículas emitidas por el elemento radiactivo) y en la que se origina una reacción en cadena.

Dos trozos de material radiactivo (uranio 235 en la Little Boy que se lanzó sobre Hiroshima y que aparece en la fotografía inferior,- plutonio 239 en la Fat Man que se lanzó sobre Nagasaki), de masa inferior a la crítica (es decir, a la masa a la que la reacción en cadena se produce de forma espontánea) y separados por un espacio vacío, son impelidos a chocar entre sí mediante la explosión de dos cargas convencionales, de forma que la nueva masa resultante es superior a la crítica, produciéndose la reacción nuclear.

Efectos a partir del centro: Dependiendo de su tamaño, los efectos de una deflagración nuclear, se expanden en círculos concéntricos a partir del punto de impacto, que normalmente se encuentra situado a cierta altura sobre el terreno.

El círculo más exterior es, lógicamente, el de menor destrucción y la causa principal de ésta es la radiación térmica, que produce una «tempestad de fuego», quemaduras e incendio.

En el círculo intermedio, donde la causa principal de destrucción es la onda de la explosión (expansión y choque), se producen derrumbamientos, roturas de conducciones de gas y agua, proyección de cascotes y cristales, etc.

Finalmente, en el círculo interior, la destrucción es total a calísa de las enormes temperaturas (en Hiroshima, 17.000 personas «desaparecieron» carbonizadas y pulverizadas) y la radiación mortal.

Los diámetros de estos círculos varían; por el . ejemplo, en una bomba de cien kilotones (unas siete-cinco veces la de Hiroshima) son de dentro a fuera:2,5 km., 8 km. y 16 km. 

Plan de vuelo

El vuelo tenía prevista la hora de despegue para las 2.45 de la madrugada del día 6, esperándose alcanzar el objetivo -que podía ser Hiroshima, objetivo prioritario, o bien Kokura o Nagasaki- seis horas después, es decir a las 8.15, hora exacta que se había precisado en función de las previsiones de la meteorología.  Tres superfortalezas acompañarían en el despegue al Enola Gay.  Una de ellas tendría como misión el dar los datos meteorológicos en el último momento y ya sobre el espacio aéreo japonés, designando en función de este factor la ciudad que quedaría marcada por el fatal destino de sufrir el comienzo de la era atómica.  En los otros dos aviones viajarían los científicos encargados de observar y registrar los efectos de la bomba.

ENOLA GAY

Al término de la exposición del plan de vuelo, Tibbets anunció con voz grave que le era necesario dar una información adicional del más alto interés.  Y habló de que se trataba de lanzar una bomba cuyos efectos significarían muy probablemente la derrota de Japón y el fin de la guerra.  Tibbets, sin embargo, se abstuvo de mencionar el calificativo de «atómica» aplicado ala bomba, pero precisó que la potencia del infernal ingenio equivaldría a la de 20.000 toneladas de trilita.  Sus palabras causaron una impresión profunda en la tripulación, a la que se había incorporado el copiloto Bob Lewis, el ametrallador de cola Bob Caron y de la que formarían parte tres personas más: el capitán Parsons -ya citado- y su ayudante el teniente Morris Jeppson, quienes tendrían a su cargo el activado de la bomba una vez en vuelo; y a ellos se añadiría el teniente Beser, especialista en electrónica.

 El despegue hacia un objetivo desconocido

Y llegó el momento decisivo.  A la 1.45 de la madrugada despegó el B-29 destinado a la misión meteorológica.  Los otros despegarían después.  A las 2.15, el B-29 modificado para que en su bodega cupiera la bomba de uranio 235, a la que se había bautizado con el nombre de Little Boy («Muchachito»)

Entre una hilera de cámaras , iluminado por potentes  estaba en la cabecera de la pista probando a plena potencia sus cuatro motores Wright de 2.200 caballos de por que querían registrar el histórico acon proyectores, el Enola Gay arrancó de la pista con los cuatro mil kilos de la bomba en sus entrañas.  Eran las 2.45 de la madrugada del 6 de agosto de 1945.

Alcanzada la cota de vuelo y con el rumbo puesto hacia el archipiélago japonés, Parsons y su ayudante pusieron manos a la obra en la bodega del bombardero para activar el arma nuclear.  Veinte minutos después, habían dado fin a su tarea.  Fue entonces cuando el coronel Tibbets, tras conectar el piloto automático, reunió a la tripulación y les explicó la naturaleza exacta del explosivo que llevaba a bordo.  Para aquellos hombres, hechos al cumplimiento de unas misiones bélicas destructivas, cualquier reparo moral estaba en aquel momento fuera de lugar.  Aún más, la idea de que con aquel explosivo podían acortar la guerra y ahorrar millares de vidas norteamericanas ahuyentaba cualquier escrúpulo de conciencia.

Entre tanto, el Enola Gay proseguía su vuelo sin novedad sobre la capa de nubes por encima de la zona de turbulencia.  Poco a poco se iban percibiendo las tenues luces del amanecer.  Se acercaba la hora del alba.  Al llegar el avión a la altura de lwo Jima, según el horario previsto, dos aparatos de escolta esperaban describiendo círculos la llegada del bombardero para, una vez avistado, ponerse a la altura de] Enola Gay y seguir el vuelo juntos, hacia el objetivo.

El nuevo día empezaba a despuntar.  Un nuevo día que millares de seres humanos de una ciudad todavía ignorada no verían llegar a su crepúsculo, víctimas de una horrible muerte.

 La meteorología sella el destino de Hirosima

A las 7.09 se recibió en el Enola Gay el esperado mensaje.  Era del comandante EatherIy del Straight Flush, el avión meteorológico que les había precedido en el despegue y que en aquellos momentos volaba a 10.000 metros sobre Hiroshima.  En él se confirmaba el objetivo principal como destino de la bomba.  La ciudad, en medio de un anillo de nubes, aparecía a través de un hueco de 15 kilómetros en el que la visibilidad era perfecta.  El mensaje del Straight Flush selló el destino de la ciudad.  El navegante Van Kirk marcó el rumbo preciso para situarse en la vertical del objetivo.

Sobre Hiroshima se había despertado también el sol de la mañana de un nuevo día que -fatalmente- se anunciaba magnífico, sin nubes.  Era una ciudad con más de 300.000 habitantes, famosa por sus bellísimos sauces y que hasta aquel día, pese al sesgo desfavorable que la guerra había tomado para el Japón, no había experimentado más conmoción que el estallido de 12 bombas enemigas.  Aquella mañana despejada, sus habitantes se disponían a hacer su vida habitual.  El puerto, antes animado por los embarques de tropas, aparecía desierto, porque la siembra de minas realizada por los aviones americanos hacía que casi ningún barco fondease ahora en Hiroshima.  Fábricas, almacenes y enlaces ferroviarios trabajaban a pleno rendimiento para aprovisionar y equipar a un ejército que, muy pronto, tendría que afrontar el desembarco de los americanos en sus propias islas.

Afanada en sus quehaceres diarios, la gente prestó escasa atención a las sirenas que sonaron anunciando la presencia de un avión enemigo, un B-29 que volaba a gran altura y que, después de cruzar por dos veces el cielo de la ciudad, desapareció.  El fin de la alarma sonó a las 7.30. Era el B-29 del comandante Eatherly, que había cumplido su misión de guía del Enola Gay.  Al cese de la alarma, la gente dio un suspiro de alivio.  Los hombres inútiles para el servicio y los estudiantes que trabajaban en la defensa pasiva creyeron que, una vez más, el azote de las bombas iba a pasar sobre Hiroshima sin dejar rastro.  Las gentes procedentes de zonas bombardeadas celebraron una vez más su buena fortuna en la elección de la ciudad que les había dado acogida.

De los hombres que participaron en los bombardeos de Hiroshima y Nagasaki, no todos salieron incólumes de esa siembra de destrucción.  Veinte años después, el mayor Claude Eatherly era víctima de fuertes trastornos emocionales.  Era el hombre que, desde el avión meteorológico Straight Flush, había marcado el destino de Hiroshima señalándola como el objetivo del Enola Gay.

Eatherly, el servicio durante un   de finalizada la guerra, una vez desmovilizado      empezó a experimentar  trastornos psiconerviosos influido por un claro complejo , de culpabilidad. Su atormentado estado de ánimo se hizo público cuando fue detenido por provocar un gran alboroto y producir destrozos en un lugar público.  Tratado como héroe de guerra en el juicio que se le siguió, rechazó toda consideración y , pidió ser condenado, ya que se: sentía profundamente culpable.  Aquel fue el inicio de todo un proceso de autopunición, que le llevó de los tratamientos psiquiátricos a sucesivas detenciones cada vez que su conducta buscaba un motivo para ser castigado. Su plan, como él mismo confesó, era acumular actos. La protesta contra la sociedad que, según él, le había convertido en un asesino.  Su calvario se prolongó durante años y su figura fue esgrimida por grupos pacifistas y contrarios al uso de la energía atómica, mientras que la sociedad contra la que él se alzaba le tildaba de «loco».

Para otro aviador, la contemplación de la explosión? nuclear y la idea de,’ las muertes producidas significó también un profundo cambio en su destino.  Fue el coronel inglés Leonard Cheshire, el piloto de bombardero más condecorado de la RAF, invitado a volar como observador en el avión meteorológico que escoltó al que bombardeó Nagasaki.  Cheshíre, superviviente de más de cien misiones sobre Alemania y los países ocupados, curtido en la destrucción por las «bombas terremoto» usadas por la RAF, quedó traumatizado por los efectos de la bomba nuclear.  Y de si¿ mente no pudo apartarse la imagen de hasta dónde puede llegar el poder destructivo que el hombre, movido por el odio de la guerra, es capaz de el ejercer contra la propia humanidad. Terminada la guerra, pidió el retiro de la aviación, se convirtió al cristianismo y creó una fundación destinada a atender enfermos.

La hora H: 8h 15’17” del día 6

A las 7.50 hora de Tokio, el Enola Gay volaba sobre las inmediaciones de la isla de Shikoku.  A las 8.09 se divisó desde el avión el contorno de Hiroshima. Tibbets ordenó a los dos aviones de escolta que se retirasen y, por el interfono, indicó a su tripulación que se pusiera los anteojos que habían de protegerles contra el resplandor de la explosión.  A las 8.1 1, Tibbets accionó el mecanismo preparatorio para soltar a Little Boy.  Faltaban menos de cinco minutos.  Debajo del Enola Gay, la ciudad de Hiroshima se veía cada vez más cerca.  El apuntador Ferebee se sabía de memoria la planimetría de la ciudad.  Rápidamente encuadró su punto de mira en el lugar elegido: un gran puente sobre el río Ota.  Cuando tuvo, puso en marcha la sincronización automática para el minuto final del lanzamiento.  El plan preestablecido era lanzar la bomba a las 8.15, hora local.  Las favorables condiciones atmosféricas y la pericia de Tibbets permitieron que el avión coincidiera con el objetivo exactamente a las 8 horas, 15 minutos y 17 segundos.  En aquella hora fatídica se abrieron las compuertas del pañol y, desde una altura de 10.000 metros, el ingenio atómico inició su trayectoria genocida.

Aligerado de un peso de más de 4.000 kilos, el bombardero dio un gran brinco hacia arriba.  Tibbets marcó un picado hacia estribor y a continuación hizo un viraje cerrado de 158′, a fin de alejarse al máximo del punto de explosión.  Al mismo tiempo, desde el instante del lanzamiento, Tibbets se puso a contar mentalmente los segundos calculados hasta que la bomba estallara.  Transcurridos 43 segundos, cuando el avión se encontraba a 15 kilómetros del punto del impacto, la bomba hizo explosión, accionada por una espoleta automática a unos 550 metros por encima del punto de caída y a 200 metros escasos del blanco elegido. 

Una enorme bola de fuego se iba transformando en nubes purpúreas…

Repentinamente, el espacio se había convertido en una bola de fuego cuya temperatura interior era de decenas de miles de grados.  Una luz, como desprendida por mil soles, deslumbró a pesar de los lentes a Bob Caron, el ametrallador de cola, que, por su posición en el aparato, quedó encarado al punto de explosión.  Una doble onda de choque sacudió fuertemente al avión, mientras abajo la inmensa bola de fuego se iba transformando en una masa de nubes purpúreas que empezó a elevarse hacia las alturas, coronándose en una nube de humo blanco densísimo que llegó a alcanzar 12 kilómetros de altura y que adoptó la forma de un gigantesco hongo. «Entonces nos dimos cuenta -explicaría Tibbets- de que la explosión había liberado una asombrosa cantidad de energía.» El Enola Gay, superada la prueba de la onda de choque, viró hacia el sur y voló sobre las afueras de Hiroshima, a fin de fotografiar los resultados del histórico bombardeo.  Y entonces fue cuando la tripulación pudo comprobar la espantosa destrucción que habían sembrado.  Iniciado el vuelo de regreso, a 600 km de distancia todavía era visible el hongo que daba fe de la aparición del arma que abría una nueva y dramática era en la historia de la humanidad.

Una sensación impresionante dominaba a toda la tripulación, como si la tensión nerviosa liberada hubiera dado paso a la obsesionante idea de haber provocado una destrucción sin precedentes.  Parsons y Tibbets lanzaron entonces el mensaje que iba a conmover al mundo: «Resultados obtenidos superan todas las previsiones.»

El fin de la Segunda Guerra Mundial A las 2 de la tarde, el Enola Gay tomaba tierra en Tinian.  La noticia del éxito de la operación «Bandeja de Plata» había circulado ya por el Pacífico.  En el aeródromo estaban esperando los generales Le May y Arnold, venidos especialmente de Guam.  El presidente Truman recibió el mensaje a bordo del crucero Augusta.  En su entorno, todo era exaltación y entusiasmo.  Sólo el general Eisenhower condenó espontáneamente el uso de la terrible bomba contra un núcleo habitado, considerando que tal demostración no era necesaria para derrotar a Japón.  Pero la inmensa mayoría -como dijo Raymond Cartier- «no vio en la aparición del arma nuclear otra cosa que el fin rápido de la guerra y la economía de sangre americana que ello reportaba. »

No obstante, había algo más: ante la configuración del mundo de la posguerra y la emergencia de la Unión Soviética como gran potencia, la horrible demostración de Hiroshima perseguía el evidente fin de intimidar a Stalin y hacerle más razonable.  Yalta y Potsdarn estaban perfilando una posguerra en la que los ocasionales aliados de ayer iban a dividir el mundo en dos bloques antagónicos.

Sin embargo, como era de esperar, las previsiones en cuanto a lo resolutivo de la bomba se cumplieron: el día 7, Japón se dirigió a la Unión Soviética para que mediara ante Estados Unidos en busca de un armisticio.  Los rusos contestaron declarando la guerra a Japón y desencadenando de inmediato una gran ofensiva en Manchuria.  El día 9, otro B-2 l Bockscar, pilotado por el mayor Sweeney, lanza otra bomba nuclear -ésta de plutonio- sobre Nagasaki.  La «implosión» – pues éste fue el sistema practicado para provocar la reacción en cadena del plutonio activado- estuvo a punto de desintegrar la superfortaleza que efectuó el lanzamiento.  Los efectos, debido a la topografía de Nagasaki, no fueron tan espantosos como los del ataque precedente.  Pero fueron suficientes para que, a las 2 de la madrugada del día 10, el Consejo Supremo de Guerra japonés, presidido insólitamente por el emperador Hiro Hito -que, ante lo gravísimo de los momentos, había decidido descender de sus divinas alturas -, se dirigiera a Estados Unidos pidiéndole el cese de las hostilidades y aceptando la rendición incondicional exigida por los aliados.

La capitulación se firmaría el 2 de septiembre de aquel mismo año: la Segunda Guerra Mundial había terminado, tras 6 años y 1 día de duración.  Pero queda por reseñar lo sucedido en la ciudad mártir, tras de recibir su bautismo de fuego atómico.

 Una explosión de 20 kilotones

La bomba lanzada en Hiroshima tenía una potencia equivalente a 20 kilotones, es decir, a veinte veces la explosión de mil toneladas de TNT.  Los efectos mortales de esta bomba podían proceder de tres causas distintas: la acción mecánica de la onda expansivo, la temperatura desencadenada y la radiactividad.

El calor generado por la energía liberada se elevó a temperaturas capaces de fundir la arcilla, alcanzando decenas de miles de grados.  Este colosal desprendimiento provocó una columna de aire huracanado y a continuación, para llenar el descomunal vacío, se produjo otra onda en sentido contrario cuya velocidad superó los 1.500 kilómetros por hora.  El terrible soplo produjo presiones de hasta 10 toneladas por metro cuadrado.

El detalle de estos efectos sobre la ciudad llega a lo indescriptible: trenes que vuelcan como golpeados por un gigante, tranvías que vuelan con una carga de cadáveres hechos pavesas, automóviles que se derriten, edificios que se desintegran y se convierten en polvo incandescente, manzanas de viviendas que desaparecen por un ciclón de fuego.

Toda una zona de 2 km. de radio se transformó en un crisol, que la dejó arrasada como si un fuego infernal y un viento cósmico se hubieran asociado apocalípticamente.  Y en kilómetros a la redonda, incendios y más incendios atizados dramáticamente por un vendaval de muerte.  Por los restos de lo que fueron calles, empezaron a verse supervivientes desollados, con la piel a tiras, unos desnudos, otros con la ropa hecha jirones.  Los que murieron en el acto, sorprendidos en el punto de la explosión, se volatilizaron sin dejar rastro.  Tan sólo alguno, situado junto a un muro que resistió la onda expansiva, dejó una huella en la pared, una silueta difuminada de apariencia humana, como una sombra fantasmagórica, que fue en lo que vino a quedar el inmolado.  Otros se vieron lanzados, arrastrados por un rebufo arrollador, y se encontraron volando por el aire, como peleles de una falla sacudida por un vendaval.  Alguno fue a parar milagrosamente a la copa de un árbol, a muchos metros de distancia de su lugar de arranque.

En los alrededores de] punto cero, todo quedó carbonizado.  A 800 metros, ardían las ropas.  A dos kilómetros, ardían también los árboles, los matorrales, los postes del tendido eléctrico, cualquier objeto combustible.  Tal era la fuerza del contagio ígneo.

 El sol de la muerte

Pero quedaba el tercer y más traicionero efecto: el «sol de la muerte», como llamaron los japoneses al efecto radiactivo que provocó la acción de los rayos gamma, delta y alfa.  Las personas, según su cercanía al punto de caída de la bomba atómica, aparecían llagados, llenos de terribles ampollas.  Todos los supervivientes, en un radio de 1 km a partir del epicentro, murieron posteriormente de resultas de las radiaciones.  Los muertos por estos insidiosos efectos lo fueron a millares y se fueron escalonando a lo largo del tiempo, según el grado de su contaminación.  Veinte años después de la explosión, seguían muriendo personas a consecuencia de los efectos radiactivos.

Junto a los millares de muertos instantáneamente y de los que con posterioridad fallecieron de resultas de las quemaduras o de la radiación, se registraron hechos singulares.  Por ejemplo, algunos habitantes se salvaron por haberles sorprendido los efectos de la explosión con vestimenta clara; en cambio, los que vestían de oscuro murieron rápidamente, por la capacidad del color negro de absorber el calor.  Esta misma capacidad de absorción de las ondas calóricas por los cuerpos opacos ocasionó otro sorprendente fenómeno: la fotografía atómica.  Hombres desintegrados, así como objetos diversos, dejaron su sombra grabada sobre los muros de las paredes en cuya cercanía se encontraban en el momento de la explosión, como hemos mencionado antes.  La onda calórica siguió exactamente los contornos de una silueta y la grabó, para siempre, sobre la piedra.

 El holocausto

Y cuando los supervivientes se recuperaron del horror y los servicios de socorro empezaron a prodigar sus cuidados a los heridos y a los quemados, se produjo la caída de una lluvia viscosa, menuda y pertinaz, que hizo a todos volver los ojos al cielo: el aire devolvía a la tierra, hecho toneladas de polvo y ceniza, todo lo que había ardido en aquel horno personas y cosas – y que las corrientes ascendentes habían succionado hasta las nubes.

Al día siguiente del bombardeo, un testigo presencial que recorrió la ciudad explicó el espeluznante panorama de desolación que constituía la visión de una población arrasada, sembrada de restos humanos que estaban en espantosa fase de descomposición, entre un olor nauseabundo a carne quemada. 

Una zona de 12 kilómetros cuadrados, en los que la densidad de población era de 13.500 habitantes por kilómetro cuadrado, había sido devastada.  La llegada de un grupo de científicos confirmó que el explosivo lanzado era una bomba de uranio.  La energía atómica había entrado en la historia por la puerta del holocausto.

Según los datos más fiables, el número de víctimas sacrificadas en Hiroshima fue de 130.000, de las que 80.000 murieron.  Unos 48.000 edificios fueron destruidos completamente y 176.000 personas quedaron sin hogar


Oppenheimer Robert
La Bomba “Litle Boy”

Luminiscencia: fenomeno de iluminacion en la oscuridad Fenomeno Fisico

El Fenómeno de la Luminiscencia

La luminiscencia es la propiedad que presentan algunos materiales y seres vivos de emitir luz cuando son sometidos a determinada temperatura. Esta luz es visible solamente en la oscuridad. Poseen esta capacidad las luciérnagas o los peces de los abismos marinos; también el pescado putrefacto, algunas clases de madera y ciertos minerales y sulfuros metálicos.

La luminiscencia comprende las emisiones de luz visible producidas tanto por la acción de ciertos rayos como por la existencia de reacciones físicas o químicas. Se excluye la radiación originada exclusivamente como consecuencia del calor.

Dependiendo de la energía que la origina, es posible hablar de varias clases de luminiscencia:fotoluminiscencia,fluorescencia,fosforescencia, termoluminiscencia, quimiolumíniscencia, triboluminiscencia, electroluminiscencia y radioluminiscencia. 

Fotoluminiscencia

Cuando la energía activadora es de origen electromagnético (rayos X, ultravioleta, catódicos) se habla de fotoluminiscencia. Los rayos X, en particular, producen una intensa luminiscencia. En el caso de los minerales fotoluminiscentes, la luz es absorbida durante un determinado periodo de tiempo y, al ser emitida, lo hace con una longitud de onda menor que la incidente. Es decir, no se trata de un fenómeno óptico de difracción o reflexión.

La luminiscencia por rayos X permite, por ejemplo, diferenciar las perlas cultivadas de las naturales, ya que las primeras presentan esa capacidad, en tanto que las segundas, excepto las de agua dulce, carecen de ella. Se trata de una propiedad particularmente útil en el reconocimiento de piedras sintéticas. 

Fluorescencia

Es la luminiscencia causada única y exclusivamente por rayos ultravioleta. El término fluorescencia proviene del mineral que presenta este fenómeno por naturaleza, la fluorita.

No todos los minerales absorben luz U.V. de igual longitud de onda. Por ejemplo, algunos sólo son capaces de hacerlo para rayos U.V. de longitud de onda corta (254 nm); otros, para longitudes largas (350-370 nm), mientras que hay minerales que presentan este fenómeno indistintamente para unas y otras longitudes.

Tampoco todos los minerales, aunque tengan el mismo origen o la misma apariencia, poseen por sistema la propiedad de la fluorescencia. En este sentido, no todas las fluoritas son fluorescentes, tan sólo aquellas en las que existe presencia de materia orgánica o de tierras raras. 

Fosforescencia

Cuando la luminiscencia continúa un cierto tiempo aunque se elimine la fuente de excitación, se había de fosforescencia. Existen minerales que, a pesar de haberles retirado la fuente energética que incide sobre ellos, continúan emitiendo luz durante una fracción de segundo, por lo que es difícil a veces diferencia los fenómenos de fotolurniniscencia y fluorescencia. 

Termoluminiscencia

La presentan ciertos materiales únicamente cuando son calentados a temperaturas por debajo del rojo, siendo el calor el desencadenante de la reacción. La luz visible es inicialmente débil, acentuándose entre los 50 y 100 0C y cesando su emisión partir de los 475 °C La calcita, el apatito, la escapolita, la lepidolita y ciertos feldespatos son minerales termoluminiscentes. La clorofana (variedad de la fluorita), por ejemplo, emite una radiación verde muy característica. 

Quimioluminiscencia

Esta particularidad está originada por reacciones químicas. Un ejemplo es la bioluminiscencia, producida por reacciones químicas de origen biológico; uno de los casos más conocidos es el de la luz emitida por las luciérnagas o por los peces de ambientes hipoabisales. 

Triboluminiscencia

Ciertos minerales no metálicos y fácilmente exfoliables poseen la propiedad de emitir luz cuando son sometidos a acciones mecánicas, por ejemplo, al ser molidos o rayados. Es el fenómeno de la triboluminiscencia. La fluorita, la esfalerita, la lepidolita y, en menor medida, la pectolita, la ambligonita, los feldespatos y la calcita presentan esta característica.

Electroluminiscencia y radioluminiscencia

Si el efecto as provocado por la acción de corrientes eléctricas, el fenómeno se denomina electroluminiscencia. La radioluminiscencia, por su parte, está motivada por reacciones nucleares. Fue observada por vez primera en el radio, gracias a las investigaciones de Marie y Pierre Curie. 

El fenómeno de la luminiscencia en los análisis de toxicidad

Si se realizan ciertos análisis de toxicidad en los efluentes industriales que se vierten a plantas de tratamiento de aguas, se puede determinar que, en ocasiones, llegan a ser considerablemente más tóxicos que la totalidad del agua residual que accede a la planta antes de ser tratada.

Mediante un análisis químico tradicional es posible identificar los contaminantes presentes y se pueden cuantificar sus niveles; es necesaria la realización de un análisis de toxicidad para determinar los efectos tóxicos de estos vertidos.

Para ello se emplean métodos biológicos, mediante la acción de bacterias luminiscentes, de forma que cuando los niveles de sustancias tóxicas superan determinados valores, la luminiscencia se inhibe. Esta disminución de la luminiscencia se produce de forma directamente proporcional a la presencia de contaminantes tóxicos.

Esto ocurre porque los compuestos tóxicos actúan sobre las estructuras celulares y sus funciones biológicas, básicas para cualquier organismo vivo.

Las Mujeres de Einstein Amores y Amantes Vida Amorosa de Albert

Las Mujeres de Einstein: Amores y Amantes

Pauline madre de Einstein:

Las Mujeres de Einstein Amores y AmantesPauline Koch tenía 17 años cuando contrajo matrimonio en 1876 con Hermann Einstein. Mujer culta, interesada en música y literatura, era excelente pianista y disfrutaba tocando este instrumento tan a menudo como podía.

Tres años después de casarse con Hermann, Pauline tuvo su único hijo varón, Albert. En 1881, cuando Einstein tenía dos años, nació su hermana Marie, a quien siempre llamaron Maja.

Se fomenta el interés por la música: Pauline quería que sus hijos apreciaran la música y tocaran un instrumento, así que cuando Albert cumplió seis años, contrató una maestra para que le enseñara a tocar el violín. Las clases comenzaron bien, pero luego de un tiempo el niño se aburrió de la instrucción rígida, le lanzó una silla a la maestra y la expulsó de la casa. Pauline se armó de paciencia y sencillamente contrató otro profesor.

Einstein soportó las lecciones de violín que su madre le impuso. La fuerte mano de Pauline al respecto dio frutos. A los 13 años el niño descubrió a Mozart y su interés por la música dio un vuelco. Comenzó a tocar dúos con la madre al piano, costumbre que conservó hasta la muerte de Pauline. La música se convirtió en parte importante de su vida.

Pauline vivió muy orgullosa de su hijo y siempre se involucró en sus asuntos. Cuando Albert estaba en la escuela elemental, ella le escribió a su madre alabando el rendimiento escolar del niño. Cuando Einstein quiso entrar en la universidad, dos años antes de cumplir la edad exigida de 18 años, Pauline contactó a un antiguo vecino de Alemania que vivía por entonces en Zurich para ver si éste podía lograr que la universidad suprimiera el requisito.

Aparentemente, Pauline dijo que Albert era niño prodigio (que no era), porque eso fue lo que declaró el antiguo vecino a los administradores de la universidad. El hecho es que logró su objetivo. La universidad suprimió el requisito de edad y Einstein pudo presentarse a las pruebas de admisión.

Oposición a Mileva: No todo marchó sobre ruedas entre Einstein y su obstinada madre. Los tiempos difíciles llegaron cuando Pauline se dio cuenta de que las relaciones entre su hijo y su novia y condiscípula, Mueva Maric, se habían vuelto serias. A Pauline nunca le gustó Mueva, pues pensaba que no era lo suficientemente buena para su brillante retoño. Además, era mayor que Albert.

La fuerte oposición de Pauline no tuvo ningún éxito con Einstein, de suerte que con el tiempo atenuó sus críticas. Sin embargo, montó en cólera cuando Maja le dijo que permitiera que Mueva y Albert se casaran. La confrontación causó una desavenencia tal entre madre e hija, que no se hablaron por algún tiempo.

Pauline nunca aceptó a Mileva. En años posteriores Einstein dijo que las relaciones entre Pauline y Mueva “bordeaban la hostilidad”.

A pesar de esto, Pauline amaba a su hijo y vivía pendiente de sus éxitos. Por su parte, Einstein quería a su madre y la visitaba cuando podía, y a veces tocaban dúos al piano.

Cuando murió su esposo, en 1902, Pauline fue a vivir con su única hermana, Fanny, y su esposo. En 1911 se trasladaron a Berlín; entonces Pauline comenzó a trabajar como ama de llaves en un pueblo vecino.

En 1914 Pauline cayó enferma de cáncer. En 1918, estando muy avanzada la enfermedad, Maja la internó en un sanatorio. Einstein, quien por entonces se había casado con su segunda esposa, la sacó al año siguiente del sanatorio y la llevó a su casa. Allí murió un año después, el 20 de febrero de 1920.

Einstein había dicho alguna vez que no se preocuparía por su muerte ni por la de nadie. Pero después del fallecimiento de su madre, “Einstein lloró como cualquier hombre, y me di cuenta entonces de que en realidad era capaz de preocuparse por alguien”, según declaró la esposa del astrónomo Erwin Freundlich.

Maja, hermana de Einstein

Cuando nació su hermana, Albert, que tenía entonces dos años, pensando probablemente que se trataba de un juguete, preguntó dónde estaban las ruedas. Maja (cuyo nombre de pila era Marie) nació en 1881.

Antes de ingresar al Instituto Politécnico Federal de Zurich, Einstein asistió al colegio en Aarau, Suiza, y se alojó donde la familia Winteler. Maja ingresó después al mismo colegio y vivió también con los Winteler. Luego permaneció tres años en Aarau preparándose como maestra, y más tarde estudió lenguas romances en las universidades de Berlín y Berna.

Mientras adelantaba el postgrado en la Universidad de Berna, su hermano dictaba clases nocturnas como Privatdozent o instructor en la universidad, primer escalón de la carrera académica. A veces Maja asistía a estas clases.

Maja obtuvo el doctorado en lenguas romances en la Universidad de Berna. Al año siguiente se casó con Paul Winteler, buen amigo de Einstein. La pareja vivió primero en Lucerna, Suiza, y más tarde en las cercanías de Florencia. Allí se establecieron hasta 1939, cuando el peligro nazi la forzó a abandonar Europa. (Problemas de salud impidieron el ingreso a Estados Unidos del esposo.) Pasada la guerra, Maja quiso volver a Europa y reunirse con su marido, pero su mala salud le impidió viajar. En cambio fue a vivir con Albert a Princeton.

Elsa, segunda esposa de Einstein, había muerto en 1936. Maja se reunió en Princeton con Margot Einstein, hija de Elsa, y con Helen Dukas, secretaria de toda la vida de Einstein. Las tres mujeres manejaban la casa y ayudaban a Einstein con la correspondencia, lo protegían de visitantes indeseables y le ofrecían compañía, consejo y afecto. Einstein era muy cercano a las tres, en especial a Margot y Maja.

Maja escribió un ensayo biográfico sobre su hermano, que terminó en Florencia en 1924. Este ensayo, titulado “Albert Einstein, bosquejo biográfico”, es la fuente principal de recuerdos familiares sobre los primeros años de Einstein. El trabajo de Maja, que permaneció en manuscrito hasta hace poco, relata la vida de Einstein hasta 1905 y constituye en su mayor parte un proyecto abandonado. El manuscrito fue publicado en 1987 como parte de The CollectedPapers of Albert Einstein.

Maja murió en Princeton en 1951, cuatro años antes que su célebre hermano. Einstein sufrió mucho. La había cuidado amorosamente durante sus últimos meses; le leía todas las noches “los mejores libros de la nueva y la antigua literatura”. Su inteligencia era tan aguda como siempre pero hacia el final no podía hablar. “Nunca imaginé que me hiciera tanta falta’, escribió Einstein en una carta poco después de su muerte.

Mileva Maric, primera esposa de Einstein

Mileva Maric era la única mujer que se especializaba en física en el Politécnico de Zurich, donde también estudiaba Einstein. En su segundo semestre comenzaron a interesarse mutuamente. Su relación se convirtió en un romance que con el tiempo condujo al rnatrimonio, a pesar de la oposición de la familia de Einstein (en especial de su madre).

El romance de Einstein y Mileva está bien documentado en cartas que se escribieron entre 1897 y 1903, descubiertas en 1987. No se sabía mucho de Mileva antes de la aparición de estas cartas.

En sus primeras cartas, Mueva escribe con entusiasmo sobre la física que aprendía en las clases. Con el paso del tiempo, el énfasis en la física va desapareciendo y sus cartas se convierten en cartas de amor que muestran sus sentimientos hacia Einstein y la preocupación por sus relaciones. Einstein le manifiesta su amor, le cuenta la reacción de su familia y le habla de física.

Las cartas constituyen un registro inestimable y directo del desarrollo intelectual temprano de Einstein. Con orgullo le comunica a Mileva sus ideas sobre la relatividad y sobre las inconsistencias que encuentra en algunos artículos de física que ha leído. Mileva, con su formación en física, parece su caja de resonancia.

Fundación de una familia: Las relaciones de Einstein y Mileva progresaron durante sus años de universidad. Graduado ya del politécnico y antes del trabajo en la oficina de patentes de Berna, Einstein consiguió un empleo temporal fuera de Zurich, mientras Mileva permanecía en el politécnico (había perdido los exámenes finales y se preparaba para presentarlos de nuevo). En esos meses, Einstein iba todos los sábados a Zurich para visitar a Mueva. En una de las visitas ella le dijo que estaba embarazada.

El embarazo la perjudicó en sus estudios, que habían sido una lucha durante años. Se presentó a los exámenes finales y los perdió. Estaba desolada y abandonó la universidad. Deprimida, viajó a Hungría a casa de sus padres, que no estaban muy felices con las noticias. Al comienzo, el padre, enojado, le prohibió rotundamente casarse con Einstein.

En el invierno de 1902 Mueva dio a luz una niña, Lieserl. El parto fue difícil y Einstein estaba ausente. Se enteró del asunto por una carta que le escribió el padre de Mileva.

Nadie sabe qué fue de la única hija de Einstein. Desapareció poco después de su nacimiento y no se han encontrado rastros de ella. Es probable que Mileva la haya dado en adopción.

Cerca de un año después, el 6 de enero de 1903, Einstein y Mueva se casaron en una ceremonia civil en el palacio de justicia de Berna. Einstein trabajaba en la oficina de patentes de Berna y ganaba un salario decente como funcionario. La vida se presentaba relativamente bien para la pareja.

Poco más de un año después del matrimonio, Mueva dio a luz a su primer hijo varón, Hans Albert. Aunque él trató inicialmente de ayudarla con el niño, no era propiamente lo que se dice un buen marido. Estaba interesado en su trabajo y prestaba muy poca atención a la esposa o al hijo. La cosa empeoró durante el estallido de creatividad de su año milagroso. Su relación comenzó a deteriorarse.

Lucha con la depresión: Einstein se refugió en su trabajo y Mueva se deprimió. Según un visitante, la casa era un caos. Einstein trataba de ayudar, pero su corazón estaba ausente. Cargaba al niño mientras intentaba escribir sus ecuaciones en un cuaderno.

El 28 de julio de 1910 nació Eduard, segundo hijo de Einstein y Mileva. Las cosas mejoraron entre ellos, pero no por mucho tiempo. Mueva seguía deprimida y se estaba volviendo celosa de las mujeres con las que coqueteaba su esposo.

Einstein y su familia se trasladaron a Praga en 1911, en donde Einstein había aceptado una buena oferta de la universidad. Mueva odiaba la ciudad. Einstein aceptó un año después una oferta de su alma mater y volvió a Zurich. Mueva estaba encantada. Esto duró un par de años. Einstein aceptó en 1914 una oferta de la Universidad de Berlín y se trasladó allí con la familia.

Mileva fue muy infeliz ante la perspectiva de establecerse en Berlín. Elsa, una prima de su esposo, vivía en la ciudad, y Mileva estaba celosa. Además, los alemanes miraban por encima del hombro a la gente de origen serbio, como Mueva.

Hacia el divorcio: Mueva tenía razón con respecto a Elsa. Einstein comenzó a frecuentarla y ése fue el principio del fin de su matrimonio. Luego de una pelea, Einstein se fue de la casa y algún tiempo después redactó un contrato de separación en que se estipulaban sus obligaciones. Mileva y los niños volvieron a Zunich.

En 1916, en una de sus visitas a los muchachos, Einstein le pidió a Mileva el divorcio. Esto le produjo a ella un colapso nervioso, del cual se recuperó lentamente, pero entonces surgió otro motivo de preocupación: el hijo menor. Eduard era un niño muy dotado. Leía a Goethe y Schiller en el primer grado y poseía una memoria fotográfica. Aprendía con velocidad pasmosa todo lo que se proponía. Pero estaba perturbado (Eduard debió ser internado en un hospital psiquiátrico en 1933, luego de presentar síntomas de inestabilidad mental. Murió en el hospital en 1965).

Mueva y Einstein se divorciaron el 14 de febrero de 1919. Luego del divorcio, Mileva dedicó buena parte de su vida al cuidado de Eduard. Su salud comenzó a deteriorarse en 1947. Al año siguiente sufrió un derrame cerebral que la dejó semiparalizada, y murió el 4 de agosto de 1948.

Mileva había comenzado al mismo nivel intelectual de Einstein; leían, estudiaban y hablaban de física juntos. Hacia 1902 su asociación había cambiado, porque el pensamiento de Einstein se había desarrollado y estaba en otro nivel. Pero hasta entonces su presencia le ayudó a concretar las ideas, ofreciéndole los amorosos oídos de una colega.

Lieserl, la hija de Einstein

La única hija de Einstein nació en 1902 en Novi Sad, población situada entonces en Hungría, donde vivían los padres de Mueva. Todavía la pareja no estaba casada, y el embarazo de Mileva se mantuvo secreto salvo para su familia.

Einstein se hallaba en Suiza al nacer el bebé, a la espera del resultado de su solicitud de trabajo en la oficina de patentes. Cuando se enteró del nacimiento escribió a Mueva preguntándole por la salud de la niña, cómo tenía los ojos y a quién se parecía. Tenía mil preguntas. “La quiero tanto y ni siquiera la conozco”.

Mileva respondió pero su carta no sobrevivió, así que no sabemos lo que dijo. Einstein volvió a escribir una semana después, agradeciéndole su “cartica”, pero sin mencionar a Lieserl. Las miles de preguntas que tenía la semana anterior se habían esfumado. Se refirió en cambio a su solicitud de trabajo en la oficina de patentes.

En otra carta, fechada en septiembre de 1903, cuando Mileva estaba embarazada de su primer hijo, Einstein le decía que no estaba enojado porque estuviera esperando otro bebé. De hecho, decía que había estado pensando en una nueva Lieserl, porque a Mileva “no debería negársele el derecho que tienen todas las mujeres”, y agregaba que se hallaba “muy triste por lo que le ha sucedido a Lieserl”. Aparentemente la niña había desarrollado fiebre escarlatina. “¿Cómo quedó registrada la niña?”, escribió. “Debemos tomar precauciones para que no tenga problemas más adelante”.

¿Registrada dónde? ¿En el hospital a donde fue llevada enferma? ¿Qué clase de problemas? ¿Problemas de salud o problemas de nombre? Lo ignoramos. Lieserl sencillamente desapareció. En las cartas que sobrevivieron, ni Einstein ni Mueva volvieron a mencionar jamás a su hija. Su otro hijo, Hans, nunca supo que tenía una hermana.

No existen registros de nacimiento en Novi Sad ni en las regiones vecinas que puedan dar indicios sobre Lieserl. Lo más probable es que fue dada en adopción muy pronto y quedó registrada con el nombre de su nueva familia.

Elsa la segunda esposa de Einstein

Elsa era prima de Einstein, hija de su “tío rico” Rudolf Einstein y de su tía Fanny (hermana de Pauline). Elsa contrajo un primer matrimonio con Max Loewenthal, comerciante en textiles de Berlín, con quien tuvo dos hijas, Ilse y Margot, y un hijo que murió poco después de nacer.

Einstein y Elsa se encontraban a menudo cuando niños pero perdieron el contacto en la edad adulta. En uno de los viajes de Einstein a Berlín. estando todavía casado con Mueva, volvió a encontrarse con su prima. Ella se había divorciado y vivía con sus dos hijas en un apartamento justo debajo del de sus padres. Einstein se sentía cómodo con Elsa en este entorno familiar. Cuando se trasladó a la Universidad de Berlín, siguió frecuentándola con cierta frecuencia.

Después de su separación de Mileva, Einstein veía a Elsa a menudo y en septiembre de 1917 se fue a vivir con ella. Elsa estaba claramente interesada en Einstein y lo presionó para que se divorciara.

Después del divorcio, que tuvo lugar en 1919, Einstein se sintió libre para casarse con Elsa. De ella lo atraía sobre todo su cocina. Además le estaba agradecido porque lo había cuidado cuando había estado enfermo con problemas estomacales. No había pasión entre ellos. Sin embargo se casaron el 2 de junio de 1919, sólo tres meses y medio después de su divorcio de Mileva. Einstein tenía 40 años y Elsa 43. Su matrimonio parece haber sido platónico.

Aunque algunos amigos de Einstein criticaban su afán de protagonismo, Elsa era consciente de la importancia de su esposo y logró crear para él un entorno amable donde podía trabajar. Su eficiencia en el manejo del hogar le facilitó la vida a Einstein.

Como había sucedido en su matrimonio con Mueva, aparecieron los problemas a causa de los coqueteos de Einstein con otras mujeres. Él era muy famoso, de suerte que muchas mujeres de todo el mundo se sentían atraídas por él.

En 1935, después de que Einstein y Elsa se trasladaran a Estados Unidos, ella cayó enferma con problemas cardíacos y renales. Murió el 20 de diciembre de 1936.

Einstein había sido muy atento y solícito durante los últimos meses de vida de Elsa. Luego de su muerte, él se recuperó rápidamente. ‘Me he acostumbrado muy bien a la vida aquí”, escribió. “Vivo como un oso en mi madriguera.., esta condición osuna se ha acrecentado con la muerte de mi mujer y camarada, quien era mejor con los demás de lo que yo soy”.

Ilse, hijastra de Einstein

use era una de las hijas de Elsa. En la época en que pensaba casarse con Elsa, Einstein se sintió atraído por Ilse, que era bonita y tenía 22 años. Ilse le tenía afecto y lo respetaba. Einstein pensó seriamente y sin tapujos en escoger entre las dos.

“Ayer se planteó de pronto la pregunta sobre con quién debería casarse Albert, si conmigo o con mamá”, escribió Ilse a un amigo, rogándole que destruyese la carta inmediatamente (obviamente él no le hizo caso). “Esta pregunta, formulada medio en serio y medio en broma, se volvió a los pocos minutos algo serio que hay que considerar y discutir”. Einstein, decía use a su amigo, estaba listo para casarse con cualquiera de las dos. Pero ella no abrigaba “sentimientos físicos” hacia él. Lo respetaba y quería mucho, pero más como a un padre.

Ilse se casó con Rudolf Kayser, periodista y hombre de letras, que escribió después una biografía de Einstein editada cuidadosamente por el propio Einstein. Kayser publicó en 1930 su libro, Albert Einstein A Biogrciphical Portro it, bajo el seudónimo de Anton Reiser. La edición inglesa fue publicada en Nueva York el mismo año.

Después de la toma del poder por los nazis en 1933, Kayser rescató de Berlín los papeles de Einstein y los sacó del país con ayuda de la embajada francesa. Los documentos fueron llevados más tarde a la casa de Einstein en Princeton, en donde permanecieron hasta después de su muerte.

Ilse vivía en París con su esposo. A los 37 años cayó gravemente enferma de tuberculosis. Ella y su hermana Margot se habían trasladado a París al tener noticia de que los nazis iban a secuestrarlas para llegar hasta Einstein. Elsa tuvo que irse sola a París para estar con su hija, ya que Einstein no podía poner los pies en Europa por el peligro nazi. Ilse murió poco después de la llegada de Elsa.

Margot, hijastra de Einstein

Margot era la otra hija de Elsa. Estaba casada con Dimitri Marianoff, periodista como el esposo de su hermana. Marianoff quería escribir una biografía de Einstein y comenzó a salir con Margot para tener acceso a él.

El plan de Marianoff tuvo éxito, pero en contraste con la biografía escrita por su otro hijo político, ésta no fue editada por Einstein. En consecuencia, muchos detalles personales que Einstein no estaba interesado en divulgar aparecieron en el libro, cosa que lo entristeció en gran manera.

El libro, titulado Einstein: An Intimate Study of a Great Man, ofrecía la visión detallada de Marianoff sobre la vida privada de Einstein y su opinión sobre las mujeres (la versión inglesa apareció en 1944 y está agotada).

El matrimonio de Margot y Marianoff no duró mucho. Luego del divorcio, Margot vivió en París hasta la muerte de su hermana use. Entonces acompañó a su madre de vuelta a Estados Unidos y vivió con ella y con Einstein. Muerta Elsa, Margot permaneció con Albert y lo cuidó.

Helen Dukas, secretaria de Einstein

Helen Dukas fue la secretaria de Einstein desde 1928 hasta su muerte en 1955. Emigró en 1933 a Estados Unidos con Einstein y su esposa Elsa. Vivía en Princeton en casa del científico, con Elsa y Margot. Después de la muerte de Elsa, fue una de las tres mujeres (las otras dos fueron Maja y Margot) que se encargaron de los asuntos de Einstein.

Muerto Einstein, Dukas se convirtió en depositaria de su legado literario y archivista de sus papeles. Colaboró con el profesor Banesh Hoffman —quien había trabajado con Einstein en la teoría general de la relatividad— en dos libros: Albert Einstein. Creator and Rebel y Albert Einstein, The Human Side.

Marie Winteler, primer amor de Einstein

Marie Winteler fue el primer amor de Einstein. Era hija de iost y Pauline Winteler, maravillosa familia donde se alojó el joven Albert en Aarau. Tenía 18 años cuando se conocieron, y rápidamente Albert se enamoró de ella. El romance contribuyó a los éxitos de Einstein en el año maravilloso que pasó en la Escuela Cantonal de Aarau, probablemente el más feliz de su vida.

Pero su amor de adolescentes no duró. Albert dejó de escribirle cuando abandonó la casa de los Winteler para estudiar en el Politécnico de Zurich.

Años después, en 1940, Marie le escribió una carta desde Europa pidiéndole un préstamo de 100 francos porque se hallaba en situación difícil a causa de las penurias de la guerra. Se sabía que Einstein ayudaba a muchos europeos que sufrían por causa de la guerra. Sin embargo, Helen Dukas, ignorando quién era, nunca le pasó a Einstein la carta.

Marie Curie:
La célebre científica Marie Curie fue contemporánea de Einstein. En su carácter de científicos de primer orden en el mundo, sus vidas se cruzaron varias veces. Una de tales ocasiones se presentó en 1909, cuando a ambos se les concedió el doctorado honoris causa con motivo de la conmemoración de los 350 años de la fundación de la Universidad de Ginebra.

Su descubrimiento de la radiactividad (junto con su esposo, Pierre, y el colega de ambos, Henri Becquerel) desempeñó un papel en el desarrollo de la ecuación de Einstein. E = mc²

En el artículo en que presentó su famosa fórmula. Einstein demostraba que la aplicación de sus ecuaciones de la relatividad especial a un átomo que emitía luz en un proceso de decaimiento radiactivo implicaba que la energía posee masa. Hubiera sido difícil para él pensar en la emisión espontánea de luz por parte de un objeto si el fenómeno no hubiera sido ya observado.

Cuando Einstein y Mileva viajaron a París en 1913, se alojaron donde los Curie. Las dos familias se entendían muy bien y llegaron a ser muy amigas. Después se visitaron varias veces para ir a caminar por los Alpes.

Más tarde, Einstein y Marie Curie formaron parte de una comisión de la Liga de Naciones, en donde tuvieron ocasión de encontrarse en varias oportunidades.

Fuente Consultada: Einstein Para Dummies Carlos I. Calle Investigador Científico de la NASA

Usos de la Energía Nuclear Que es la energia nuclear? Conceptos Atucha

DESCRIPCIÓN DEL USO DE LA ENERGIA NUCLEAR

Los fundamentos de la física atómica

Historia de la Energia
Nuclear
Efectos De Una
Explosión Nuclear
Funcionamiento
De Una Central Nuclear

USOS DE LA ENERGÍA NUCLEAR –  PRINCIPIO FÍSICO DE SU GENERACIÓN

En el siglo XIX, los combustibles fósiles -carbón, petróleo y gas- fueron los grandes protagonistas del impulso industrial. Aún en la actualidad, estos recursos proveen casi el 90% de la energía empleada en el mundo. La certidumbre de que la existencia de carbón, gas y petróleo era limitada llevó a la búsqueda de fuentes de energía renovables. La gran fuerza liberada por el átomo, trágicamente experimentada por Estados Unidos sobre Hiroshima y Nagasaki en 1945, hizo pensar en el aprovechamiento de la energía nuclear con fines pacíficos.

Fue así cómo, en el marco de la guerra fría, las potencias mundiales, además de incrementar su arsenal atómico, se esforzaron por desarrollar la energía nuclear con fines pacíficos, en especial a través de la construcción de centrales atómicas. Diversos accidentes, como el ocurrido en 1979 en la central nuclear de Three Mile Island, en Estados Unidos, pusieron en evidencia que el uso de la energía atómica era realmente peligroso para la humanidad. Entre otros motivos, porque el almacenamiento definitivo de residuos que permanecen miles de años altamente radioactivos plantea problemas por ahora irresolubles.

LA ENERGÍA ATÓMICA

Radiactividad natural: Descubierta accidentalmente por Henri Becquerel, en 1896, y estudiada en profundidad por Pierre y Marie Curie (fig. izquierda), a quienes se debe el nombre, la radiactividad natural es el fenómeno según el cual determinados materiales, como, por ejemplo, las sales de uranio, emiten radiaciones espontáneamente.

Las radiaciones emitidas son de tres tipos que se denominan alfa, beta y gamma, y tienen las siguientes características:

Las radiaciones alfa son poco penetrantes, ya que son detenidas por una hoja de papel y se desvían en presencia de campos magnéticos y eléctricos intensos. Están formadas por partículas cuya masa es de 4 u y cuya carga, positiva, es igual a dos veces la carga del electrón.

Las radiaciones beta son más penetrantes que las radiaciones alfa, aunque son detenidas por una lámina metálica. En realidad consisten en un flujo de electrones.

Las radiaciones gamma son muy penetrantes para detenerlas se precisa una pared gruesa de plomo o cemento. Son radiaciones electromagnéticas de alta frecuencia y, por lo tanto, muy energéticas.


Los rayos alfa buscan el polo negativo y los beta el positivo, pues cargas opuestas se atraen

Fuerzas nucleares

Como ya sabes, entre cargas eléctricas del mismo signo existen fuerzas eléctricas de repulsión. Si esto es así, ¿cómo es posible que los protones permanezcan unidos en un volumen tan reducido como el que tiene el núcleo?

Los protones y los neutrones se mantienen unidos en los núcleos debido a la acción de otro tipo de fuerzas distinto de las fuerzas eléctricas y de las fuerzas gravitatorias. Estas fuerzas, a las que llamaremos fuerzas nucleares, son de atracción y mucho más intensas que las fuerzas eléctricas.

Las fuerzas nucleares son de corto alcance, ya que se anulan cuando las distancias son superiores a unos pocos femtómetros (1 femtómetro =metros). A partir de esta distancia predominarán las fuerzas eléctricas, que tenderán a separar a los protones.

Estabilidad nuclear

Según la proporción entre protones y neutrones de un núcleo, éste es estable o no. Actualmente se conocen más de 300 núcleos estables. La radiactividad tiene su origen en la estabilidad nuclear. Si el núcleo es estable, el elemento no es radiactivo; pero cuando la relación entre los componentes del núcleo no es la adecuada, éste emite partículas y radiaciones electromagnéticas hasta alcanzar la estabilidad.
Se llaman isótopos radiactivos o radioisótopos todos aquellos isótopos que emiten radiaciones. Muchos elementos químicos tienen isótopos radiactivos cuyos núcleos emiten radiaciones y partículas de forma espontánea, a la vez que se transforman en núcleos de otros elementos. Así, por ejemplo, uno de los isótopos del carbono, el carbono- 14, es radiactivo y se transforma, espontáneamente, en un núcleo de nitrógeno.

Es posible conseguir que un núcleo estable se transforme en un radioisótopo. Si a un núcleo estable llega una partícula con suficiente energía, el núcleo puede desestabilizarse y volverse radiactivo para recuperar la estabilidad. Cuando esto sucede, se habla de radiactividad artificial, en oposición a la radiactividad espontánea o radiactividad natural.

Período de semidesintegración

Toda desintegración natural es un proceso aleatorio, es decir, no se puede predecir exactamente cuándo un núcleo determinado va a desintegrarse. Ahora bien, es posible calcular la probabilidad de que un núcleo se desintegre en un tiempo determinado. Con este fin se asocia a cada sustancia radiactiva una magnitud característica llamada período de semidesintegración.

El período de semidesintegración, de una sustancia radiactiva es el tiempo necesario para que se desintegre la mitad de los núcleos presentes en una muestra de dicha sustancia. Es decir, si tenemos una masa m de una sustancia y al cabo de 14 días tenemos la mitad (m/2) de esa sustancia (la otra mitad se ha desintegrado), diremos que su período de semidesintegración es de 14 días.

El período de semidesintegración varía para las distintas sustancias radiactivas desde millones de años a fracciones de segundo Sin embargo, cualquier sustancia radiactiva evoluciona en el tiempo ajustándose a una curva como la que se representa en la figura siguiente:

Curva de desintergración radiactiva

Períodos de semidesintegración de algunos isótopos

Como el período de desintegración del Radio 223 es de 8 días, tendrán que pasar unos 24 días para que la radioactividad de la muestra de este isótopo se reduzca a la octava parte (1/8)

Energía de enlace nuclear

Para calcular la masa de un cierto núcleo se multiplicará el número de protones que contiene por la masa de un protón, se multiplicará el número de neutrones por la masa de un neutrón y se sumarán ambas cantidades.

El núcleo de Li contiene tres protones y tres neutrones. La masa de un neutrón es de 1,6748 . 10-27 kg y la masa de un protón es de 1,6725 . 10-27 kg. En consecuencia, cabría esperar que la masa de este núcleo fuera de 10,0419 . 10-27 kg. Sin embargo, la masa de un núcleo de litio, 9,9846 10-27kg., es menor que la calculada sumando las masas de los tres protones y los tres neutrones que lo constituyen. El defecto de masa es de 0,0573 . 10-27 kg.

Defecto de masa en el núcleo de Litio

Este hecho se repite para todos los núcleos atómicos. La masa de un núcleo atómico es menor que la que se obtiene cuando se suman las masas de los protones y los neutrones que lo constituyen. La diferencia entre ambos valores recibe el nombre de defecto de masa.

El defecto de masa se produce porque parte de la masa de los protones y neutrones se transforma en energía cuando dichas partículas se unen para formar un núcleo atómico.

A partir de este hecho se define una nueva magnitud, la energía total de enlace nuclear, que es la energía que se desprende en la formación de un núcleo a partir de los nucleones que lo forman. Para el núcleo de litio, dicha energía es de 32 MeV. (nota 1 electronvoltio (eV) es la energía cinética que adquiere un electrón al someterse a una diferecia de potencial de 1 voltio. Dicha energía es de 1.6 . 10-19 Julio. Un MeV equivale a un millón de eV)

Los procesos en los que se modifican los núcleos de los átomos reciben el nombre de reacciones nucleares. En las reacciones nucleares, pequeñas cantidades de masa se transforman en grandes cantidades de energía, de acuerdo con la equivalencia establecida por Einstein.
E = m.c2

donde E es la energía desprendida, m es el defecto de masa y e es la velocidad de propagación de la luz en el vacío. Debido al elevado valor de e, a partir de una pequeña cantidad de materia es posible obtener una enorme cantidad de energía

Albert Einstein (1879-1955)

La fisión nuclear:

Determinados núcleos pesados, como, por ejemplo, el núcleo de uranio-235, se rompen en dos núcleos intermedios cuando se bombardean con neutrones. En este proceso, conocido como fisión nuclear, también se emiten otras partículas, además de radiación y una gran cantidad de energía.

De la fisión de un núcleo de uranio-235 se obtiene un átomo de bario-142, un átomo de criptón-91, 3 neutrones y una energía de 210 MeV que se desprende en forma de calor. La ecuación que describe el proceso es la siguiente:

235U + 1 neutrón —-> 142Ba + 91Kr + 3 neutrones + 210 MeV

La masa del núcleo de uranio-235 sumada con la masa del neutrón es ligeramente superior a la suma de las masas del núcleo de bario- 142, el núcleo de criptón-91 y los tres neutrones. Este pequeño defecto de masa se ha transformado en energía.

Los neutrones que se obtienen en la fisión de un núcleo de uranio-235 pueden utilizarse para bombardear otros núcleos de este isótopo y provocar nuevas fisiones que a su vez producirán nuevos neutrones, y así sucesivamente. Se origina de este modo una reacción en cadena mediante la cual, en un tiempo muy breve, se consigue la fisión de un gran número de núcleos y se libera una enorme cantidad de radiación y energía.

Reacción en cadena

 

La fusión nuclear

Una reacción de fusión nuclear es un proceso según el cual se unen núcleos ligeros o intermedios para formar núcleos más pesados, obteniéndose energía.

La fusión de un núcleo de deuterio, 2H, con un núcleo de tritio, 3H, da lugar a la formación de un núcleo de helio-4, 4He, además de un neutrón y una energía dc 17,6 MeV, que se desprende en forma de calor. Esta es una de las reacciones mediante las que el Sol produce energia. La ecuación que describe el proceso es la siguiente:

2H + 3H —-> 4He+ 1 neutrón +  17,6 MeV

Las centrales nucleares

La generación de electricidad es el empleo más importante de la energía liberada en una fisión nuclear. Para ello es necesario controlar la reacción de fisión en cadena; hace falta un sistema que impida que el número de fisiones por unidad de tiempo sobrepase ciertos límites. Esto se logra mediante el reactor nuclear Un reactor nuclear consiste básicamente en un recipiente en cuyo interior se encuentra el combustible nuclear (uranio o plutonio). Dicho combustible se suele introducir en forma de pastillas encapsuladas en una serie de vainas metálicas ,rodeadas por un material moderador, que forman el interior del reactor. Para el control de la reacción existen unas barras deslizantes, compuestas de un material capaz de absorber neutrones (boro o grafito).

Según se introduzcan más o menos barras de control en el interior del reactor, el número de neutrones absorbidos será mayor o menor, de este modo se puede controlar el número de fisiones que ocurren por unidad de tiempo. Si las barras se introducen totalmente, la reacción de fisión se detiene. Todo el conjunto del reactor se halla encerrado por el blindaje biológico, que es una envoltura de metal y hormigón cuya finalidad es impedir el paso de la radiación o gases contaminantes o radiactivos al medio ambiente.

La energía liberada por la fisión del combustible se manifiesta en forma de calor, que se extrae mediante un refrigerante que suele ser agua y que, a causa del calor recibido, se convierte en vapor a alta presión. El vapor así producido es utilizado para mover turbinas que están acopladas a los generadores eléctricos, posteriormente es enfriado y forzado a circular nuevamente dentro del reactor mediante bombas.

Cuando el combustible empleado es el uranio, puede presentarse en dos variedades: uranio natural o uranio enriquecido. El uranio natural contiene una pequeña proporción de átomos de uranio-235, que es el único que puede fisionar en el reactor. Por ello es necesario mejorar sustancialmente la eficiencia del reactor, sobre todo en lo que hace a la absorción indeseada de neutrones, esto encarece la estructura del reactor pero generalmente se compensa con el bajo costo del uranio natural. Por el contrario, el uranio enriquecido presenta una proporción mucho más alta de átomos de uranio-235, que se logra mediante un costoso proceso de refinamiento químico.
El uranio-235 va desapareciendo del combustible debido a las fisiones; después de cierto tiempo de funcionamiento del reactor es necesario recambiar el combustible. Esta operación se logra sacando algunas de las vainas que contienen el combustible y reemplazándolas por otras con combustible nuevo.

La generación de electricidad mediante reactores de fisión nuclear presenta grandes ventajas pero también serios inconvenientes. Entre las ventajas, las más importantes son que no producen contaminación directa de la atmósfera dado que no hay emisión de gases de combustión y que no dependen del suministro de combustibles fósiles que eventualmente han de agotarse. Los inconvenientes tienen que ver con el tipo de residuos que produce su operación, que consisten en material radiactivo (cuya peligrosidad persiste durante muchos miles de años), por esta razón es muy difícil su tratamiento. Además, hay que destacar las consecuencias extremadamente graves que tienen para las personas y el medio ambiente los eventuales accidentes que pueden ocurrir, y han ocurrido, en las centrales nucleares. Estas características compiten firmemente entre sí y hacen que el empleo de las centrales nucleares tenga tantos fervientes defensores como opositores.

Esquema reactor nuclear

La fusión nuclear se presenta como una fuente energética alternativa con muchos menos inconvenientes que la fisión y tantas o más ventajas. Actualmente, la construcción de una central nuclear en base a la fusión se presenta como un serio desafío tecnológico. La fusión se ha logrado en el laboratorio en condiciones muy especiales que no pueden ser llevadas a la escala necesaria para construir una central nuclear que sea económicamente rentable, es decir, que entregue más energía que la que consume y lo haga a un costo que compita con otros mecanismos de generación.

El problema fundamental radica en que la única forma conocida de lograr fusión es comprimir un gas altamente recalentado, a temperaturas superiores a los millones de grados. Este proceso se logra mediante dispositivos llamados botellas magnéticas.

Recientemente, a principios de 1989, dos científicos reportaron haber descubierto un mecanismo mediante el cual se podía lograr la fusión nuclear a temperatura ambiente. El anuncio revolucionó a la comunidad científica internacional por las espectaculares consecuencias que esto tendría y se denominó fusión fría al fenómeno. Lamentablemente, pese a que innumerables grupos de investigadores de todo el mundo trataron de repetir el proceso, ninguno logró resultados positivos y actualmente se sospecha que los experimentos originales estuvieran mal hechos.

La datación arqueológica

La datación de una muestra arqueológica es el procedimiento por el cual se determina su antigüedad. El más conocido es el que emplea el isótopo carbono-14 y que permite determinar la edad de restos fósiles o piezas fabricadas por el hombre de hasta 50.000 años de antigüedad.
El carbono está presente en la atmósfera terrestre, formando dióxido de carbono, en tres variedades isotópicas: el carbono-12, -13 y -14. El carbono-12 y -13 son estables, sin embargo el segundo es muy raro: tan sólo 1 de cada 100 átomos de carbono es carbono-13. En cambio, el carbono-14 es radiactivo con un período de semidesintegración de 5700 años.

Al desintegrarse, el carbono-14 se transforma en nitrógeno-14 y emite radiación Beta y debería desaparecer paulatinamente de la atmósfera. Sin embargo, si bien se lo encuentra en proporción escasísima, hay evidencia de que ésta ha permanecido casi inalterada por muchas decenas de miles de años. Esto es debido a que también existe un mecanismo por el cual se forma carbono-14 a partir del nitrógeno-14. Este hecho tiene lugar en las capas más altas de la atmósfera y consiste en la transmutación del nitrógeno-14 en carbono-14 producida por la radiación cósmica. El carbono-14 así formado se combina con el oxígeno para dar dióxido de carbono y es transportado a las capas más bajas de la atmósfera por las corrientes de aire. Estos dos mecanismos, el de desintegración y el de creación, han llegado a un equilibrio: la cantidad de carbono-14 que se desintegra durante cierto tiempo es igual a la que se crea en ese tiempo. De tal modo la abundancia de carbono-14 en la atmósfera permanece constante.

Como bien sabes, durante el proceso de fotosíntesis las plantas toman dióxido de carbono de la atmósfera y asimilan el carbono a su organismo. Por este motivo, una parte del carbono que hay en las plantas será carbono-14. Cuando la planta muere, el carbono-14 de su organismo comienza a desaparecer lenta pero inevitablemente, debido a su desintegración.

El resultado de este complicado mecanismo es: ¡un fósil vegetal tiene incorporado su propio reloj! Para saber el tiempo que ha trascurrido desde su muerte bastará con medir la abundancia de carbono-14 que hay en él y que será tanto menor cuanto más tiempo haya transcurrido. Los físicos han podido establecer cuál es la ley que sigue esta disminución y confeccionaron tablas de la abundancia en función del tiempo. Por lo tanto, una vez conocida esa abundancia bastará con comparar el valor medido con esa tabla para saber la edad del fósil.

Como ya te imaginarás, este fenómeno que afecta el carbono que hay en las plantas también afecta a los animales pues, en algún paso de la cadena alimentada, ellos se nutren de las plantas. También afecta la composición del suelo, pues en la mayor parte de los casos las plantas al morir se integran a él. También a los utensilios y objetos creados por los hombres primitivos, como las vasijas de barro. Por estas razones, este método de datación sirve para analizar una variedad muy grande de muestras. Debemos decir, sin embargo, que falla cuando se trata de determinar edades de más de 50.000 años, en cuyo caso se emplean otros métodos.

Utilización en medicina y otras áreas
Aprovechando la acción destructiva de las radiaciones sobre la materia, los radioisótopos se emplean en medicina en el tratamiento contra el cáncer, radiando con cobalto-60 los tumores que se quieren eliminar .También se emplean en la esterilización de material médico y quirúrgico.

 Los radioisótopos pueden introducirse en un organismo vivo o en cualquier otro material y puede seguirse su trayectoria a través de él. Por ello se emplean como trazadores o marcadores en investigaciones médicas, químicas, industriales, etc. Por ejemplo, el isótopo yodo -131 se utiliza en medicina para diagnosticar enfermedades de la tiroides. En química y biología, los isótopos radiactivos se utilizan para realizar estudios sobre velocidad y mecanismo de reacciones. En la industria, se emplean para localizar fugas en el transporte de fluidos, por ejemplo, en un oleoducto.

Desventajas del uso de radioisótopos
En contrapartida a su utilidad, el manejo de materiales radiactivos plantea problemas de difícil resolución. Entre ellos se destacan la eliminación de los residuos radiactivos que se producen y el control de la seguridad de las personas encargadas de su manipulación y de las comunidades próximas a las instalaciones nucleares. De hecho, un accidente nuclear de la magnitud del ocurrido en la central de Chernobil puede haber afectado, según algunas estimaciones, la salud de más de medio millón de personas, sin contar las enormes pérdidas materiales que ha originado.
(VER DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE LA FISIÓN DEL URANIO)

Los beneficios de la energía nuclear
La energía nuclear es cuestionada debido a los daños que puede causar al ambiente y a los seres vivos si no existe un control estricto de los reactores nucleares y de los desechos radiactivos, y por su utilización en la fabricación de armamento altamente destructivo. Sin embargo, la energía nuclear puede tener múltiples usos beneficiosos para la humanidad, no solo en la generación de energía eléctrica —una fuente de energía menos contaminante que el petróleo o el carbón—. sino también por su aplicación en otras áreas de la actividad científica y productiva. Entre ellas:

1 | Agricultura y alimentación
a) Control de plagas. En la llamada técnica de los insectos estériles se suministran altas emisiones de radiación para esterilizar insectos machos en laboratorio y que no dejen descendencia al aparearse. De este modo es posible controlar su población sin utilizar productos químicos nocivos.

b) Mutaciones. La irradiación aplicada a semillas permite cambiar la información genética de ciertas variedades de vegetales para obtener nuevas variedades con características particulares.

c) Conservación de alimentos. Las radiaciones son utilizadas para eliminar microorganismos patógenos presentes en los alimentos y aumentar, de este modo, su período de conservación.

2 | Hidrología
Mediante técnicas nucleares, es posible desarrollar estudios sobre los recursos hídricos. Por ejemplo, caracterizar y medir corrientes de aguas, fugas en embalses, identificar el origen de las aguas subterráneas, etcétera.

3 | Medicina
Se utilizan radiaciones y radioisótopos como agentes terapéuticos y de diagnóstico. En el diagnóstico, se utilizan fármacos radiactivos para estudios de tiroides, hígado, riñon, para mediciones de hormonas, enzimas, etcétera. En terapia médica se pueden combatir ciertos tipos de cáncer con resultados exitosos, especialmente cuando se detectan tempranamente.

4 | Medio ambiente
Se utilizan técnicas nucleares para la detección y análisis de diversos contaminantes del medio ambiente.

5 | Industria e investigación
a) Trazadores. Se elaboran sustancias radiactivas que son introducidas en un determinado proceso y, luego, se detecta la trayectoria de la sustancia por su emisión radiactiva. En el ámbito de la Biología, la introducción de compuestos radiactivos marcados ha permitido observar las actividades biológicas hasta en sus más mínimos detalles.

b) Imágenes. Es posible obtener imágenes de piezas utilizando radiografías que reciben el nombre de gammagrafía y neutrografía. Por ejemplo, se puede comprobar la calidad en piezas cerámicas, detectar la humedad en materiales de construcción, etcétera.

a) Datación. Se emplean técnicas isotópicas para determinar la edad en formaciones geológicas y arqueológicas. Por ejemplo, se utiliza la técnica de carbono-14, para determinar la edad de fósiles.

CRONOLOGÍA

1938 — Otto Hahn, Lise Meitner y Fritz Strassman descubren en Alemania la fisión nuclear del uranio.

1942 — Primera reacción nuclear en cadena en un laboratorio de Chicago dirigido por Enrico Fermi.

1945 — El bombardero Enola Gay lanza la primera bomba atómica de fisión nuclear sobre la ciudad japonesa de Hiroshima. Poco después, los Estados Unidos lanzan la segunda sobre Nagasaki.

1949 — La Unión Soviética realiza su primera prueba nuclear en Kazajstán.

1952 — Estados Unidos hace explotar su primera bomba de fusión nuclear en el atolón de Bikini, en el Océano Pacífico. Los británicos realizan su primera prueba en las islas australianas de Monte Bello.

1956 — Gran Bretaña pone en marcha su primera central nuclear comercial, en Sellafield, con una potencia de 50 Mw. Francia pone en marcha su primera central nuclear experimental, en Marcoule, en el departamento de Chusclan, en el Gard, con una potencia de 7 Mw.

1959 — Francia pone en marcha dos nuevos reactores nucleares en Chusclan, de 40 Mw cada una.

1960 — Francia realiza su primer ensayo nuclear en el desierto del Sahara.

1968 — España construye su primera central nuclear de las nueve que posee actualmente, se llama José Cabrera y se encuentra en el término municipal de Almonacid de Zorita, en Guadalajara, junto al río Tajo, con una potencia de 160 Mw.

Fuente Consultada: Físico Químico de Pilar Escudero y Otros

Aplicaciones Energia Atomica despues de la Guerra Mundial Historia

Historia Evolución Tecnológica Post Guerra Mundial: La Energía Atómica

Aunque fue la culminación de varios años de intensas investigaciones, la explosión de las primeras bombas atómicas constituyó para el mundo entero un acontecimiento totalmente inesperado. De inmediato se hizo evidente, sin embargo, que era posible seguir dos líneas de desarrollo.

Una de ellas era puramente militar: cada una de las grandes potencias tenía que demostrar su capacidad de construir independientemente la nueva arma, si quería mantener su credibilidad militar. En aquel momento, la única forma de defensa parecía ser la capacidad demostrable de recurrir a represalias del mismo tipo. La segunda línea de desarrollo era la posibilidad de utilizar esta fuente totalmente nueva de energía no de manera descontrolada, como en la bomba, sino mediante el desarrollo de tecnologías completamente innovadoras que la controlaran y la pusieran al servicio de la industria.

Aplicaciones Energia Atomica

De hecho, los dos aspectos estaban estrechamente interrelacionados, como lo demuestran los acontecimientos en el Reino Unido. En ese país, hasta 1951, el programa de energía atómica había estado orientado en gran medida a los aspectos militares, que imponían la necesidad de producir plutonio.

A partir del mencionado año, las dos líneas comenzaron a acercarse dado que las pilas atómicas diseñadas para producir plutonio también se podían utilizar para generar energía eléctrica. Una de ellas fue la denominada Pippa, que producía plutonio y generaba electricidad como subproducto. Esta pila fue la base de energía de Calder Hall, la primera central nuclear importante del mundo, que se inauguró en 1956.

Sorprendentemente, teniendo en cuenta la enorme cantidad de dinero y trabajo que habían dedicado al proyecto Manhattan, los norteamericanos demostraron escaso interés por el desarrollo de la energía atómica como fuente controlada de electricidad en los primeros años de la posguerra. Sólo la marina norteamericana se dedicó a estudiar seriamente el tema, al reconocer su enorme potencial para mantener a las naves indefinidamente en alta mar, sin necesidad de repostar.

En 1955 se construyó el submarino Nautilus, primero de una larga serie de naves subacuáticas propulsadas por energía atómica. En 1959, los soviéticos produjeron el rompehielos nuclear Lenin. Sin embargo, tan sólo en 1957 se inauguró la primera central nuclear de Estados Unidos, en Shippingport, Pennsylvania.

También en este caso, los soviéticos se habían colocado a la cabeza, con la entrada en funcionamiento en 1954, en Obninsk (cerca de Moscú), de una pequeña central nuclear que utilizaba uranio como combustible y grafito como moderador. El calor generado en el núcleo del reactor pasaba en primer lugar a un sistema de circuito cerrado de agua a alta presión y luego era transferido a un sistema independiente de agua, que generaba el vapor necesario para poner en marcha las turbinas.

Un sistema en cierto modo similar de refrigeración por agua fue desarrollado por Estados Unidos para el reactor de Shippingport y por Canadá para los reactores Candu, construidos en los años 50.

La refrigeración por agua tiene la ventaja de ser sencilla y barata, pero tiene también sus inconvenientes. En caso de emergencia (por ejemplo, demasiado calor generado en el núcleo), el agua se convertiría rápidamente en vapor y dejaría de cumplir con su vital función de refrigeración. Por este motivo, Francia y el Reino Unido se inclinaron por los reactores refrigerados con gas, ya que éste no cambia de estado por mucho que se caliente. El primer reactor del Reino Unido, el de Calder Hall, tenía un sistema de refrigeración a gas.

Mientras tanto, en los años 50, se estaba desarrollando un nuevo tipo de reactor que utilizaba como combustible una combinación de uranio-238 y plutonio-239. Los neutrones generados por el plutonio interactúan con el uranio y producen más plutonio; de esta forma se consigue varias veces más energía que en los reactores convencionales con una misma cantidad de uranio.

El primer reactor de este tipo fue inaugurado en la localidad escocesa de Dounreay en 1959, y la central nuclear Phénix, de características similares, entró en funcionamiento poco después en Marcoule, Francia. Al finalizar la década de los años 40, se había dedicado considerable atención a la posibilidad de utilizar otro tipo distinto de refrigerante para los reactores. Se trataba del metal sodio, que funde a 98 °C, ligeramente por debajo del punto de ebullición del agua y muy por debajo de la temperatura normal de operación de los reactores.

Esquema de un Reactor Nuclear

Desde el punto de vista termodinámico, viene a constituir un medio interesante de transferencia del calor, pero presenta varios inconvenientes. Es un elemento muy reactivo químicamente, capaz de provocar corrosión en la mayoría de los materiales con los que entra en contacto. Más concretamente, reacciona de forma explosiva con el agua. Precisamente esta propiedad lo descartó como refrigerante para los reactores submarinos (tema que interesaba a la marina norteamericana), aunque los Laboratorios Argonne, cerca de Chicago, y General Electric, en Schenectady, habían realizado varios estudios.

La Conferencia atómica de 1955
Al final de la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos era la única nación que poseía la bomba atómica. Durante casi una década trató de mantener d «secreto» y, por medio de unas leyes draconianas y una reserva sin precedentes en tiempos de paz, intentó evitar que se propagaran los conocimientos de la tecnología nuclear. Sin embargo, en 1949 la Unión Soviética hizo estallar su primera bomba atómica.

Cuando Eisenhower ocupó el cargo de presidente de los Estados Unidos en 1952, al comprender que era inevitable que se propagaran los conocimientos nucleares, decidió adoptar dos iniciativas con el fin de internacionalizar la energía atómica y garantizar que la difusión de esta tecnología fuera aplicada con fines pacíficos y no militares.

En su famosa alocución titulada «Átomos para la paz», pronunciada ante la Asamblea General de las Naciones Unidas en 1953, propuso la fundación de la Agencia Internacional de Energía Atómica con el propósito de controlar la aplicación pacífica de dicha tecnología. La segunda iniciativa de los Estados Unidos llevó a la Conferencia Internacional sobre Usos Pacíficos de la Energía Atómica, celebrada en el Palais des Nations, en Ginebra, entre el 8 y el 20 de agosto de 1955.

En la conferencia fueron presentadas unas 450 ponencias científicas. Setenta y tres Estados y ocho agencias especializadas de las Naciones Unidas enviaron a sus respectivas delegaciones, las cuales estaban formadas por un total de 1.428 delegados, aparte de los 350 observadores procedentes en su mayor parte de universidades y empresas comerciales.

El extraordinario éxito de la conferencia, a la que asistieron 905 periodistas y en la que participaron numerosos expertos en ciencia nuclear, se debió a su carácter técnico más que político. Los científicos procedentes de diversos países, los cuales habían estado trabajando aisladamente, pudieron comprobar que básicamente habían llegado a las mismas conclusiones.

La ciencia y la tecnología han hecho grandes progresos desde 1955 y muchos países han comprobado que las ilimitadas perspectivas de una tecnología nuclear pacífica no eran tan benéficas como habían supuesto en un principio. Pero el intercambio de información entre Oriente y Occidente, el Norte y el Sur, contribuyó a aliviar las tensiones internacionales y sentó las bases para la creación de la Agencia Internacional de Energía Atómica, la cual está funcionando con éxito desde 1957, fecha de su fundación.

Concepto Físico de Energia Tipos y Ejemplos Trabajo Definición

Explicación Concepto de Energía

Si preguntamos con impaciencia qué es la energía no esperemos una respuesta rápida. La energía no es fácil de definir -entre otras cosas-por que no siempre podemos percibirla por medio de los sentidos.

Si nos piden que describamos una naranja, la podemos apoyar sobre un plato y mirarla para después olería, tocarla y probarla; en cambio, sería imposible colocar un poco de energía en el plato para arremeter con nuestros sentidos. Si bien la energía “no se ve”, puede percibirse por sus efectos.

Por ejemplo, se manifiesta como energía del movimiento en un cuerpo que cae, en forma de luz y calor en el fuego, como energía química en una pila que hace funcionar una radio, en el flujo de la corriente eléctrica que mantiene en servicio a los electrodomésticos, a escala nuclear en una gigantesca explosión y, aunque parezca increíble, “en la naranja que apoyamos sobre el plato” almacenada como energía de reserva.

Para empezar podríamos definir al concepto de energía, como la capacidad de realizar trabajo. Una persona que trabaja necesita disponer de una reserva de energía que, en este caso, procede de los alimentos que ingiere. La comida es una especie de combustible que se quema dentro de nuestro cuerpo, y una parte de la energía que se libera en el proceso de combustión es utilizada para mantener su temperatura, en tanto que otra es consumida por los músculos al moverse, lo que, en definitiva, constituye un trabajo mecánico.

En física, se realiza un trabajo cuando se traslada un peso a una cierta distancia. Su magnitud es el resultado del producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida, siempre que ambas tengan la misma dirección. Si se levanta un ladrillo de 1 kg. a 1 metro de altura, se realiza un trabajo para vencerla fuerza de la gravedad. La fuerza aplicada es de 1 kg. y, como se ejerce a lo largo de 1 metro, el trabajo realizado es 1 kilográmetro (1 kgm.).

Al realizar este trabajo, se comunica energía al ladrillo. La persona que lo levanta le transfiere parte de la energía procedente de los alimentos que previamente ha ingerido. La energía adquirida por el ladrillo está en la forma de energía potencial, o energía de posición. Si lo dejamos caer, la energía potencial se convierte en energía cinética (energía debida a su movimiento).

Al levantar el ladrillo, el hombre realiza un trabajo y le transfiere energía mecánica, que se convierte en energía potencial. El ladrillo ha adquirido mayor energía potencial, cuya magnitud está dada por el producto de la fuerza por la distancia (altura). Al dejar caer el ladrillo, la energía potencial que había adquirido anteriormente se convierte, ese momento, en energía cinética.

De hecho, energía y trabajo están íntimamente relacionados, aplicándose este último término al proceso de transformación entre dos tipos distintos de energía. La cantidad de trabajo realizado es igual a la cantidad de energía que el ladrillo adquiere. Si se levanta el ladrillo a una altura doble se realiza un trabajo también doble, y el ladrillo adquiere el doble de energía.

Un hecho tan simple como levantar un ladrillo y dejarlo caer es causa de que la energía sufra distintas transformaciones. En primer lugar, la energía química de las sustancias orgánicas complejas, contenidas en nuestros alimentos, se convierte, fisiológicamente, en energía calorífica.

Después, se transforma en energía mecánica (en nuestra mano), para convertirse, posteriormente, en la energía potencial adquirida por el ladrillo. Al dejarle caer, la energía potencial se transforma en energía cinética y, al chocar con el suelo, parte de esta energía cinética se convierte de nuevo en calor, y otra parte se transmite al aire como energía acústica.

Es posible seguir el curso de una cierta cantidad de energía en esta cadena de transformaciones, ligadas por la realización de un trabajo. La cadena puede ramificarse si, en una etapa determinada, la energía se transforma en otros el momento inicial que en cualquiera de las etapas seguidas en un determinado proceso. Este principio constituye la denominada ley de la conservación de la energía, que es uno de los principios fundamentales de la física.

La palabra energía deja de pertenecer exclusivamente al lenguaje común para ingresar al lenguaje científico en el año 1807. La propuesta nace del médico y físico inglés Thomas Young, profesor de Filosofía Natural, de la Royal Institution de Londres.Thomas YungEnergía, en griego significa trabajo y Young la empleó para describir muchos fenómenos que los físicos de la época denominaban fuerza viva y que en la actualidad denominamos energía cinética o energía del movimiento.

La definición de energía dada por Young fue ignorada durante muchos años. Según él, energía era la capacidad para realizar un trabajo. Generalizando, hoy en día trabajo es la “aplicación de un esfuerzo para realizar una tarea”.

Una grúa que levanta un contenedor realiza un trabajo. Ocurre lo mismo cuando una pelota rueda de un punto a otro o desplazamos una lapicera para dibujar una palabra en el papel. Tanto la grúa como la pelota y la lapicera deben sufrir la aplicación de una “fuerza”, por esto la física define al trabajo como “la aplicación de una fuerza a través de una distancia”. Dicho en otras palabras, un trabajo es la fuerza  que levanta, empuja o tira de un objeto a través de un número variable de metros.

La cantidad total de energía en el universo fue y será siempre la misma. Existen otros tipos de energía de especial importancia: energía luminosa, energía eléctrica y energía magnética, que pueden también transformarse en las otras modalidades de energía anteriormente descritas. Por ejemplo, es frecuente que se transformen entre sí las energías eléctrica, calorífica y luminosa; estas dos últimas se obtienen fácilmente de la primera.

La energía eléctrica es la que poseen los electrones cuando circulan por un circuito eléctrico sometido a una “presión eléctrica”; viene expresada por el producto de tres factores: la tensión, la intensidad y el tiempo. En las lámparas, la energía eléctrica se transforma en luz y calor.

Aunque su función primordial es la de proporcionar luz, las lámparas no son muy eficientes, y sus filamentos han de ponerse al rojo para poder emitirla. En una lámpara común, sólo un 5 % de la energía eléctrica se convierte en energía luminosa. El 95 % se transforma en calor. Los electrones, al fluir a través del circuito eléctrico, transfieren su energía al filamento de la lámpara, de igual forma que el hombre transmite energía al ladrillo al levantarlo o empujarlo.

Aunque la energía puede existir en muchas formas, tedas ellas son equivalentes. En el sistema cegesimal (basado en el centímetro, en el grano y en el segundo), la unidad de energía es el “ergio” el que puede expresarse cualquier tipo de energía. Para que los números que se obtengan en las medidas sean sencillas se han introducido otras unidades de energía, más adecuadas.

SISTEMA CEGESIMAL SISTEMA BRITÁNICO
Energía mecánica ERGIO
Si levantamos una masa de 1 gramo a la altura de un centímetro, adquiere una energía de 981 ergios.
LIBRA PESO-PIE
Energía adquirida al levantar una libra peso, un pie.
1 Ib. wt. ft. = 1,36
X 10″ ergios
Energía calorífica CALORÍA
Si hacemos subir 1°C la temperatura de 1 gramo de agua, ésta adquiere una energía calorífica de 1 caloría.
1 caloría = 4,19X 107 ergios.
B.T.U. (UNIDAD TÉRMICA BRITÁNICA)
Cantidad de energía calorífica que adquiere una libra de agua cuando su temperatura se eleva 1° Farenheit .
1 b.t.u. = 1,055
X 107
Energía eléctrica JULIO
Un julio es la energía desarrollada por una corriente de un amperio, cuando fluye durante un segundo a través de una diferencia de potencial de 1 voltio.
1 julio = 107 ergios.
No existe equivalente.
Energía de
partículas atómicas
ELECTRÓN-VOLTIO
Es la energía adquirida por un electrón acelerado a través de una diferencia de potencial de 1 voltio.
1 eV = 1,6X I»”12 ergios.
No existe equivalente.

Los electrones propios del filamento absorben esta energía y pasan a un estado excitado, encontrándose entonces en una posición similar a la que tenía el ladrillo después de haberlo levantado. Los electrones excitados pasan, casi inmediatamente, al estado original, con la consiguiente emisión de un tipo especial de energía, que afecta la porción sensible de la retina del ojo.

El cerebro humano interpreta esta impresión como una sensación luminosa. El Sol es, prácticamente, la fuente de toda la energía recibida por la Tierra. Parte de dicha energía es luz visible, pero otras porciones son invisibles.

EL SOL

El aparentemente sólido sol es en realidad una bola gaseosa opaca de hidrógeno. Su núcleo interno está en constante estado de fusión con liberación de enormes cantidades de luz y calor. Esto se hace perceptible a partir del halo de un eclipse.

La energía electromagnética (que comprende la energía luminosa) transmitida por el Sol es absorbida por las plantas y transformada en energía química, pues éstas la utilizan para sintetizar sustancias orgánicas complejas. La energía química es la principal fuente de energía directamente aprovechable por el hombre, y sus alimentos y combustibles lo confirman claramente.

La hulla, por ejemplo, proviene de restos vegetales que absorbieron energía luminosa del Sol, hace millones de años, y que puede ser liberada al quemarse este carbón. Dentro de la física, la energía es una magnitud de gran importancia, por la razón de que no puede ser destruida.

Si para un determinado proceso realizamos un cómputo energético, la energía inicial es igual a la final. Por este motivo, la energía es una magnitud cuya medida resulta siempre útil. La aparición de esta magnitud en todas las ramas de la física refuerza su importancia. Es la única que interviene tanto en mecánica, como en óptica, termodinámica, acústica, electricidad, magnetismo, física nuclear, etc.

Muchas de las distinciones establecidas entre las diversas ramas de la física no están muy bien definidas precisamente porque la energía puede transformarse, al mismo tiempo, en dos o más modalidades. Un ciclista, al mover los pedales, está realizando un trabajo.

La fuerza que ejercen sus pies se transmite a las ruedas y las hace girar. La energía desarrollada por el ciclista se transforma en energía cinética, ya que tanto él como la bicicleta se mueven. La dínamo de la bicicleta convierte una pequeña fracción de la energía cinética en energía eléctrica, que se usa para calentar el filamento de una lámpara y hacer que ésta emita energía luminosa.

TIPOS DE ENERGÍA
La energía calórica encuentra su origen en cualquiera de las otras formas: si martillamos un clavo (energía mecánica), la cabeza del clavo se calienta; el Sol nos da su calor en el frío invierno y nos broncea en el verano (energía radiante); la corriente eléctrica y el gas natural (energía química) son capaces de proporcionarnos calor en las épocas de baja temperatura.

La energía lumínica nos es tan familiar que a veces no somos capaces de valorarla.

La energía química, es la que nos proporcionan los alimentos y los combustibles. Un dispositivo ingenioso proporciona energía eléctrica a expensas de una reacción química: la pila.

la energía eléctrica es un fenómeno de naturaleza parecida a la de los imanes y la que recibimos a diario desde la usina generadora. Se origina en una turbina que desarrolla energía mecánica a partir de la energía química que le proporciona el combustible.

La energía nuclear es la manifestación energética que el hombre ha descubierto más recientemente. Es también la más peligrosa porque aún no se la sabe controlar perfectamente y puede ser usada con fines no pacíficos. Esta energía se obtiene destruyendo el núcleo del átomo.

Si la operación es controlada, esa energía servirá para mover la turbina que fabrica electricidad ; si no se controla, se revivirán episodios tristes como el de Hiroshima y Nagasaki en la Segunda Guerra Mundial.

La energía mecánica la más familiar para todos, y no es más que la que se pone en juego en el movimiento del cuerpo de una maquinaria, el simple acto de martilla o golpear el parche de un tambor, el arrojar una piedra o batir un pote de crema. La física la clasifica en energía potencial y energía cinética.

La energía potencial es la que guardan come reserva los cuerpos en reposo. Cuando un niño de cuatro años ya lee y escribe todos dicen que el un “genio en potencia”; quieren decir que aún no es un genio, pero lleva en sí mismo cualidades “potenciales” que le permitirán serlo en el futuro.

En cambio la energía cinética (de kinema que en griego significa movimiento) es la energía que los cuerpos gastan al ponerse en movimiento. La energía cinética se diferencia de la potencial porque en aquélla influye un nuevo factor: la velocidad con la que el cuerpo se mueve. La humanidad todavía no tiene la última palabra en el tema energético. “Le llevó toda su existencia descubrirla y todavía no ha terminado de hacerlo”.

MASA Y ENERGÍA:

La materia misma es una fuente de energía. Una masa pequeñísima es equivalente a una gran cantidad de energía. Concretamente, un gramo es equivalente a 931.000.000.000.000.000.000 ergios No es fácil, sin embargo, transformar la masa en energía. Esto sólo puede realizarse en circunstancias especiales; por ejemplo, en un reactor nuclear. Los átomos de uranio, al desintegrarse, “pierden” una pequeña fracción de su masa, la cual se convierte en energía.

Si un átomo fuera un estadio de fútbol, su núcleo sería como una mosca en el centro del campo de juego. Pero cuando se divide un núcleo inestable como el del Uranio, la energía desprendida por unos pocos kilogramos de este metal es equivalente a la explosión de miles de toneladas de TNT. Esta reacción llamada fusión ocurre normalmente sin detenerse en el sol.

El hombre reproduce este fenómeno en las usinas nucleares y en las bombas atómicas. Las bombas H tienen un poder que ronda las cien kilotoneladas (1 kilotonelada es igual a 1000 toneladas de TNT).

E=m.c2

La conversión teórica de masa en energía conduce a cantidades asombrosas. Estos ejemplos representan el equivalente de un kilogramo de masa convertido en energía:

– una plancha eléctrica encendida un millón de años.
– un acondicionador de aire en marcha 300.000 años.
– una caldera doméstica encendida sin parar de 25.000 a 30.000 años.
– un automóvil que da 180.000 veces la vuelta al mundo.
– el mayor buque cisterna dando 400 veces la vuelta al mundo.

Un escape pequeño puede ser grandísimo…
Einstein explicó la cantidad de energía que se pierde al transformarse la masa en energía, con la ecuación:

E=m.c2

Esta fórmula ha iniciado la era atómica y ha aclarado el mecanismo del sol como fuente de energía solar. La fórmula encierra la afirmación de que la masa puede transformarse en energía y viceversa. “E” quiere decir energía; “M” significa masa y “C” representa la velocidad de la luz en el vacío, es decir 300.000 kilómetros por segundo.

Elevando “C” al cuadrado (multiplicando el valor indicado por sí mismo), resulta una cifra astronómica. Quiere decir que una pequeña cantidad de masa puede transformarse en una gigantesca cantidad de energía. Pensemos en una bomba atómica, o en el Sol, que perdiendo una cantidad insignificante de materia, ha podido irradiar energía durante tanto tiempo y estará en condiciones de hacerlo por miles de millones de años.

FUENTES DE ENERGÍA: Se denominan fuentes de energía o recursos energéticos todos aquellos componentes de la Naturaleza a partir de los cuales es posible obtener energía utilizable por el hombre. Casi todas las fuentes de energía proceden en última instancia del Sol. Esta energía solar, o bien se utiliza directamente, o bien da lugar a la formación del resto de los recursos energéticos

 Así, las plantas utilizan directamente la energía solar para producir sus alimentos, con lo que crecen y se desarrollan, originando a su vez nuevos recursos energéticos como el carbón, que procede de la fosilización de cantidades inmensas de plantas que han estado enterradas durante miles de años.

Las fuentes de energía se clasifican normalmente atendiendo al carácter de que se agoten al paso del tiempo o de que sean prácticamente inagotables. Así, se distinguen las energías renovables y las energías no renovables.

« Son energías renovables aquellas que existen en cantidades ilimitadas y, por tanto, no se agotan por mucho que se utilicen. Entre las energías renovables están la energía solar, la hidráulica, la eólica. la de la biomasa y la maremotriz.

» Son energías no renovables aquellas que existen en cantidades limitadas en la Naturaleza, de forma que se agotan a medida que se van utilizando. Entre las energías no renovables están la energía del petróleo, la del carbón, la del gas natural, la geotérmica y la nuclear.

Las fuentes de energía también pueden clasificarse atendiendo a la incidencia que tengan en la economía de un país en un momento determinado. Así se tienen las energías convencionales  y as energías no convencionales.

• Se llaman fuentes de energía convencionales aquellas que tienen una ¿reincidencia en el consumo energético de los países industrializados.

Entre las fuentes de energía convencionales se pueden citar todas las fuentes de energía no renovables y la energía hidráulica.

• Se llaman fuentes de energía no convencionales o energías alternativa aquellas que hoy día se encuentran en fase de estudio con el propósito de  sustituir o reforzar en un futuro a las fuentes de energía convencionales. Entre las fuentes de energía no convencionales se pueden citar la energía  solar, la eólica, la maremotriz, la geotérmica, la de la biomasa, etc.

Fuente Consultada:
Revista TECNIRAMA N°67
FÍSICA II Polimodal
FÍSICO-QUIMICA Secundaria Santillana

Particulas elementales de la Materia quarks, bosones La antimateria

PARTÍCULAS ELEMENTALES DE LA MATERIA

Los fundamentos de la física atómica

La materia está constituida por un reducido número de las denominadas partículas elementales, cuyas propiedades pueden explicar la mayor parte de los fenómenos físicos que aquélla experimenta.

Las primeras partículas elementales halladas por el hombre fueron las moléculas que integran los distintos compuestos químicos existentes en la naturaleza. Después se descubrió que más elementales aún que las moléculas son los átomos que las constituyen, a su vez compuestos por un núcleo y unas partículas cargadas negativamente, los electrones, que se mueven en torno a él. Más adelante las investigaciones revelaron que el núcleo de los átomos está formado por dos tipos de partículas. los neutrones, que no poseen carga, y los protones, de carga positiva.

Si bien hasta hace relativamente poco se pensó que protones y neutrones eran las partículas más pequeñas de la naturaleza, desde 1933 se han descubierto más de 200 partículas diferentes, todavía más elementales, más simples y de tamaño más reducido que el protón, el neutrón y el electrón. Cada una de ellas, distintas entre si, está compuesta por cuatro subpartícutas básicas, denominadas quarks.

Actualmente, se sabe que ni los átomos, ni los electrones, ni los protones ni los neutrones son indivisibles. La duda está en identificar cuáles son las verdaderas partículas elementales. Dado que la longitud de onda de la luz es mucho mayor que el tamaño de un átomo, no es posible emplear la luz como instrumento para ver las partes que lo constituyen.

Las partículas elementales

Mediante la dualidad onda-partícula de la luz se puede describir todo en el Universo en términos de partículas; éstas poseen una propiedad, llamada espín, que establece su dirección. Todas las partículas se pueden dividir en dos grupos: las que poseen espín 1/2, que constituyen la materia, y las de espín 0, 1 y 2, que dan lugar a las fuerzas entre partículas materiales.

La teoría formulada por Dirac, en 1928, estableció a relación entre la mecánica cuántica y la relatividad propuesta por Einstein. Dirac explicó matemáticamente la razón por la cual el electrón posee espín 1/2, y predijo, además, que el electrón debía tener una pareja o antipartícula, el positrón. El descubrimiento del positrón, en 1932, motivó la concesión del premio Nobel al científico..

Imagen de un acelerador de partículas

Fuerzas de interacción entre partículas

En mecánica cuántica las partículas experimentan fuerzas de interacción entre ellas. Cada partícula elemental, como un electrón o un quark, emite una partícula portadora de fuerza, que colisiona con otra partícula material y es absorbida por ella. Si en la emisión de la partícula portadora de fuerza la partícula material que la emite cambia de velocidad por el retroceso experimentado en la emisión, también la partícula que la absorbe ve modificada su velocidad.

Dado que las partículas portadoras de fuerza no obedecen al principio de exclusión de Pauli, puede existir un número enorme de partículas intercambiables, con lo que se podrían producir una serie de fuerzas de interacción muy potentes.

Según la intensidad de la fuerza y del tipo de partículas implicadas, cabe distinguir cuatro tipos:

Fuerza gravitatoria

Es la fuerza experimentada por las partículas y, en general, por todos los cuerpos, por el simple hecho de poseer masa o energía. Es la más débil de las cuatro y se caracteriza por su gran alcance y porque siempre es atractiva. En mecánica cuántica se representa por una partícula de espín 2, que se llama gravitrón, y que no posee masa propia. Así, por ejemplo, la fuerza gravitatoria entre la Tierra y el Sol se entiende como un intercambio de gravitrones entre los dos cuerpos, más concretamente entre las partículas que los forman.

Fuerza electromagnética

Es la experimentada por las partículas cargadas eléctricamente y resulta muchísimo más intensa que la gravitatoria. Como la fuerza eléctrica entre dos cuerpos se traduce en mecánica cuántica en la atracción o repulsión entre las partículas que los componen, en general se anulan las fuerzas atractivas con las repulsivas, y el efecto es un  cuerpo en estado neutro. Si no se anulan por completo, casi llegan a hacerlo, por lo que el resultado es una fuerza electromagnética neta muy débil. No obstante, dominan a distancias muy pequeñas, como es el caso de los átomos y moléculas.

La fuerza de atracción eléctrica entre los protones del núcleo y los electrones de la corteza hace que éstos giren describiendo órbitas alrededor del núcleo del átomo.

El fotón es la partícula elemental que representa este tipo de fuerza, que se entiende como un intercambio de esta clase de partículas.

Fuerza nuclear fuerte

Es la que mantiene unidos a los quarks en el protón y el neutrón, y a éstos en el núcleo del átomo. Se piensa que es transmitida por otra partícula, llamada gluón, que sólo interacciona con los quarks y consigo misma. Para energías normales esta fuerza es muy inténsa, pero a altas energías se debilita, de manera que los quarks y los gluones se comportan como partículas casi libres.

Fuerza nuclear débil

Es la causante de la radiactividad, y actúa sobre todas las partículas materiales de espín 1/2, pero no sobre los fotones o los gravitrones, es decir, partículas de espín 0, 1 y 2.

En 1967 Salam y Weimberg propusieron una teoría para unificar esta fuerza con la electromagnética, y sugirieron la existencia de otras tres partículas de espín 1 además del fotón: los denominados bosones. Según esta hipótesis, para grandes energías (superiores a 100 GeV) los tres bosones y el fotón se comportarían de forma similar1 pero a energías más bajas los bosones adquirirían una gran masa y la fuerza que transmitirían sería de corto alcance. Esta teoría fue comprobada y ratificada más tarde, cuando se construyeron potentes aceleradores de partículas, capaces de alcanzar energías tan grandes. Las tres partículas compañeras del fotón fueron definitivamente identificadas en 1983, en el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN).

Antimateria

En la actualidad, se sabe que para cada tipo de partícula existen también antipartículas, y que si interacciona una partícula con su correspondiente antipartícula pueden aniquilarse. Pero no existe el mismo número de unas que de otras; en realidad, en condiciones normales no hay antiprotones ni antineutrones, éstos sólo se producen en los grandes aceleradores de partículas. Tampoco en el espacio hay más que unos pocos antiprotones y antineutrones en comparación con la cantidad de protones y neutrones existentes.

Si existiera una gran cantidad de antimateria en comparación con la materia, se producirían múltiples colisiones en el espacio, que provocarían la emisión de una gran cantidad de radiación; así, las partículas se aniquilarían con las antipartículas, desapareciendo la mayor parte de la materia existente.

En general, se acepta que todo el espacio está formado por quarks, no por antiquarks, porque las leyes de la física son diferentes para las partículas y las antipartículas. Siempre se había creído que las leyes de la física poseían tres simetrías:

C, P y 1. La simetría C supone que las leyes son las mismas para partículas y antipartículas; la simetría P, que las leyes son idénticas para, una situación cualquiera y su imagen especular, y la simetría 1 supone que el movimiento de un sistema no se altera si se invierte la dirección del movimiento de todas las partículas y antipartículas. Sin embargo, se ha demostrado que la interacción débil no cumple la simetría P, es decir, el efecto de la interacción débil hace que evolucionen de forma diferente las partículas de las antipartículas. Tampoco posee simetría C, ni simetría combinada PC.

Ver: Dualidad de la Materia, Onda o Partícula?

Biografia de Gauss Carl Los mas importantes matematicos de la historia

Biografía de Gauss Carl
Importantes Matemáticos de la Historia

Gauss Carl Grandes Matemáticos de la Historia

Junto a Arquímedes y Newton, Gauss es sin duda uno de los tres genios de la historia de las Matemáticas. Sus aportaciones en todos los campos matemáticos fueron increíbles, aunque algunos de sus descubrimientos tuvieran que esperar más de un siglo para ser valorados debidamente.

Las aportaciones de Gauss en todos los campos de la Matemática son inestimables: Teoría de números, Astronomía, Magnetismo, Geometría, Análisis…

Cualquier gran descubrimiento matemático a lo largo de este siglo encuentra detrás la alargada sombra de Gauss. Sólo en Francia otra figura es capaz de hacerle sombra, Cauchy, dando paso, o mejor obstaculizando, a dos jóvenes genios: Abel y Galois.

CARL FRIEDRICH GAUSS
El príncipe de las matemáticas
….cuando el famoso viajero y aficionado a las ciencias barón Alexander von Humboldt preguntó a Laplace quién era el más grande matemático de Alemania, Laplace replicó Plaff. “Y entonces Gauss, ¿qué?”, preguntó el asombrado von Humboldt. “Oh, – dijo Laplace-, Gauss es el mayor matemático del mundo.”

SU VIDA
Nacido en Brunswic, el 30 de abril de 1777, de familia humilde. Su padre se opuso siempre a que su hijo tuviera una educación adecuada a sus posibilidades. Sin embargo, cuando su padre murió en 1806, Gauss ya había realizado una obra inmortal. En el lado opuesto, su madre Dorothea Benz y el hermano de ésta, Friedrich, fueron fundamentales en la educación y posterior carrera del genio.

El apoyo de su madre y tío pudieron con la intención de su padre de mantener a Gauss en la gnorancia. Tan grande fue el cariño que Gauss sintió por su madre que se ocupó de ella los últimos 20 años de la vida de ésta despreocupándose de su fama y carrera.


Son muchas las anécdotas que muestran la precocidad intelectual del pequeño Gauss. Con tres años se permitió corregir los cálculos que realizaba su padre cuando éste laboraba la nómina de sus empleados.. Con anterioridad ya había aprendido a leer. Destacaba también su capacidad para el cálculo mental

A los siete años ingresó en su primera escuela, dirigida por un tal Büttner, personaje que no destacaba precisamente por sus dotes pedagógicos. De esta época se cuenta que a los 10 años , cuando fue admitido en la clase de aritmética, sorprendió a todos por la rapidez y procedimiento seguido en la resolución de un problema del tipo “Halla la suma de los 100 primeros números enteros”.

Gauss agrupó los números en 50 parejas de números que sumaban 101 La sorpresa de Büttner fue tal, que de su propio bolsillo, regaló al joven el mejor texto asequible de Matemáticas.

La casualidad hizo que el joven ayudante de su maestro, Johann Martín Bartel, fuera también un apasionado de las matemáticas. Ambos pasaron muchas horas juntos estudiando, ayudándose en las dificultades y ampliando demostraciones. En esta época se producen sus primeros trabajos sobre el teorema del binomio.

El propio Batels, por medio de algunos de sus influyentes amigos, consiguió presentar a Gauss al Duque de Brunswic, Carl Wilhelm Ferdinand en 1791. A partir de entonces el duque se encargó de pagar la educación de Gauss.

En Febrero de 1792 Gauss ingresó en el colegio Carolino, donde estudió durante tres años, conociendo la obra de Euler, Lagrange y, sobre todo, los Principia de Newton. Cuando dejó el colegio, en Octubre de 1795, aún no había decidido si se dedicaría a las matemáticas o a la filología.

En 1796, un mes antes de cumplir los 19 años, Gauss consiguió la construcción de un polígono regular de 17 lados con regla y compás , como se exigía en la Geometría desde Grecia. Algunos autores consideran este hecho fundamental para que Gauss se decidiera por las matemáticas y no por la filología.

A los 19 años había descubierto por si solo un importante teorema de la teoría de los números, la ley de la reciprocidad cuadrática. Después de su regreso a Brunswic en 1799, el duque tuvo que ser convencido para seguir con su ayuda económica a Gauss. Como contrapartida debió presentar su tesis doctoral en la Universidad de Helmstedt. En su tesis Gauss dio la primera demostración del teorema fundamental del álgebra..

Quizás la obra más importante publicada por Gauss sean las Disquisitiones Arithmeticae de 1801. A partir de aquí las matemáticas puras dejan de ser el único objetivo para Gauss y comienza a interesarse por la astronomía, dedicándole la mayor parte de su tiempo durante 20 años. y no faltándole los detractores que le ridiculizaron por “malgastar”su tiempo en el cálculo de órbitas de planetas menores.

En 1809 publicó sus segunda obra maestra, Teoría del movimiento de los cuerpos celestes que giran alrededor del Sol en secciones cónicas.

El 9 de octubre de 1805, un aumento de su pensión permitió que se casara con Johanna Ostoff. De este feliz matrimonio (Gauss lo considera así en una carta dirigida a su amigo Wolfgang Bolyai), nacieron tres hijos, José , Minna y Luis, el primero de los cuales heredó la capacidad de su padre para los cálculos mentales. Sin embargo 4 años después, con el nacimiento de Luis, su esposa murió. Al año se volvió a casar con Minna Waldeck, amiga íntima de su primera mujer, con la que tuvo dos hijos y una hija.

Su benefactor, el duque Fernando, quedó mortalmente herido tras enfrentarse a las tropas napoleónicas al frente de las fuerzas prusianas. Después de regresar a Brunswic y tras ser humillado por el propio Napoleón, el duque debió huir, muriendo en la casa de su padre en Altona, el 10 de Noviembre de 1806. La pérdida de su patrón obligó a Gauss a buscar algún medio de vida. La solución no tardó en llegar y en 1807 fue nombrado director del observatorio de Göttingen con la única obligación, si fuera necesario, de dar cursos de matemáticas a los estudiantes de la universidad. La enseñanza no fue una tarea que agradara a Gauss, solamente con buenos matemáticos se sentía cómodo impartiendo sus lecciones. En esta época debió soportar la presión de los invasores franceses y pagar una contribución involuntaria de 2000 francos a la caja de guerra de Napoleón (su orgullo no le permitió aceptar algunas donaciones para poder pagar esta multa).

A pesar de su capacidad en materias como estadística, seguros y aritmética política, Gauss no ocupó nunca un cargo político. Además de su dedicación a la Ciencia tenía sus hobbies en la lectura de la literatura europea y clásica, en su interés crítico por la política mundial, en su dominio de lenguas extranjeras y de nuevas ciencias como la botánica y la mineralogía.

Desde 1821 hasta 1848 Gauss trabajó en Geodesia. Entre 1830 y 1840 se dedicó a la física matemática, concretamente electromagnetismo, magnetismo terrestre la teoría de la atracción según la ley de Newton. Los últimos años de su vida, entre 1841 y 1855, los dedicó al “análisis situs” y a la geometría asociada a funciones de variable compleja.

Después de 20 años en los que a penas había salido de Göttingen, en junio de 1854 salió para visitar la construcción del ferrocarril entre su ciudad y Cassel. Los caballos se desbocaron y fue despedido fuera del carruaje, aunque no tuvo ningún daño, si sufrió un fuerte “shock”. Después de recuperarse llegó a presenciar la inauguración del ferrocarril a Göttingen.

A principios de 1855 comenzaron a aparecer los síntomas de su última enfermedad. Con dificultades, siguió trabajando hasta que murió pacíficamente el 23 de febrero de 1855.

SU OBRA
Las contribuciones de Gauss a las matemáticas van desde la más pura teoría de números hasta los problemas prácticos de astronomía, magnetismo y topografía. Realizó grandes aportaciones en todas las ramas de las matemáticas en las que trabajó. Llegó a publicar alrededor de 155 títulos, sin embargo se caracterizó por no presentar los trabajos que no creyera haber pulido hasta la perfección.

El polígono
Dejando de lado las curiosas anécdotas de su infancia, la primera aportación de Gauss a las matemáticas fue la construcción del polígono regular de 17 lados. Los primeros en tratar el tema, la escuela geométrica ligada a Pitágoras, Eudoxo, Euclides y Arquímedes, impusieron para las construcciones geométricas la condición de que sólo podría utilizarse regla y compás.

Gauss no sólo logró la construcción del polígono de 17 lados, también encontró la condición que deben cumplir los polígonos que pueden construirse por este método: El número de sus lados ha de ser potencia de dos o bien, potencia de 2 multiplicada por uno o más números primos impares distintos del tipo llamado números primos de Fermat.

Gauss demostró este teorema combinando un razonamiento algebraico con otro geométrico. Esta técnica utilizada para la demostración, se ha convertido en una de las más usadas en matemáticas: trasladar un problema desde un dominio inicial ( la geometría en este caso) a otro (álgebra) y resolverlo en este último.

Las Disquisiciones
En 1801, cuando contaba con 24 años, Gauss publicó su primera gran obra “Disquisitiones Arithmeticae”, obra tan importante para la teoría de los números como la obra de Euclides para la geometría. Además de organizar lo ya existente sobre los números enteros, Gauss aportó ideas propias. Fundamentó su teoría a partir de una aritmética de números congruentes que utilizó en la demostración de importantes teoremas, quizás el mas famoso de todos y el favorito de Gauss sea la ley de reciprocidad cuadrática, que Gauss llamó teorema áureo. En esta obra se muestra claramente una tendencia en todo el trabajo de Gauss, en sus demostraciones se elimina toda traza que pueda hacer ver el proceso que las ha hecho posibles. Esto ha sido un elemento negativo para las generaciones siguientes que han tenido muchos problemas para comprender los métodos empleados por Gauss.

No se puede dejar sin señalar la aportación de Gauss a la teoría de números complejos. Después de que en el Renacimiento se asignaran a estos números propiedades místicas y descripciones caprichosas, Gauss fue más práctico y los represento geométricamente mediante puntos en el plano, además de aceptarlos y emplearlos como objetos matemáticos puros. En 1811 Gauss demostró el hoy llamado teorema de Cauchy (él no llegó nunca a publicarlo). También elaboró un método para descomponer los números primos en producto de números complejos.

Un nuevo planeta

El descubrimiento del “nuevo planeta”, llamado posteriormente Ceres, el primer día del siglo XIX por el astrónomo Giuseppe Piazzi, sedujo enormemente al joven matemático. Era necesario determinar con exactitud la órbita de Ceres para ponerlo de nuevo al alcance los telescopios, Gauss acepto este reto y Ceres fue redescubierto un año después, en el lugar que el había predicho con sus detallados cálculos. Su técnica consistió en demostrar como las variaciones en los datos de origen experimental podían representarse mediante una curva acampanada (hoy conocida como campana de Gauss). También utilizó el método de mínimos cuadrados. Parecido éxito tuvo en la determinación de la órbita del asteroide Pallas, teniendo en cuenta en sus cálculos, las perturbaciones producidas por los otros planetas del sistema solar.

Gauss y la Geodesia
Hacia 1820 Gauss comenzó a trabajar en geodesia (determinación de la forma y tamaño de la tierra), tanto de forma teórica como e forma práctica. En 1821 se le encargo, por parte de los gobiernos de Hannover y Dinamarca, el estudio geodésico de Hannover. A tal fin Gauss ideó el heliotropo, instrumento que refleja la luz del Sol en la dirección especificada, pudiendo alcanzar una distancia de 100 Km y haciendo posible la alineación de los instrumentos topográficos.

Trabajando con los datos obtenidos en sus observaciones elaboró una teoría sobre superficies curvas, según la cual, las características de una superficie se pueden conocer midiendo la longitud de las curvas contenidas en ella. A partir de los problemas para determinar una porción de superficie terrestre surgieron problemas más profundos, relativos a todas las superficies alabeadas, terminándose por desarrollar el primer gran periodo de la geometría diferencial.

En el mundo del magnetismo
A partir de 1831 comenzó a trabajar con el físico Wilhelm Weber en la investigación teórica y experimental del magnetismo Ambos inventaron un magnetómetro y organizaron en Europa una red de observaciones para medir las variaciones del campo magnético terrestre. Gauss pudo demostrar el origen del campo estaba en el interior de la tierra. Gauss y Weber trabajaron también con las posibilidades del telégrafo, el suyo, fue probablemente el primero que funcionó de manera práctica, adelantándose en 7 años a la patente de Morse.

Después de su muerte se supo que Gauss había encontrado la doble periodicidad de las funciones elípticas.

Gauss se encuentra entre los primeros en dudar de que la geometría euclídea fuese inherente a la naturaleza humana. El axioma de las paralelas, básico en la geometría euclídea, había sido objeto de estudio a lo largo de siglos, intentándose demostrar a partir de los restantes axiomas de Euclides sin resultado alguno. Algunas de sus anotaciones hacen ver que Gauss pensaba que podría existir una geometría en la que no se verificase el axioma de las paralelas. En 1820, Janos Bolyai, llegó a la conclusión de que la demostración del teorema de las paralelas era imposible y comenzó a utilizar una nueva geometría que no utilizara el axioma de Euclides. Tres años más tarde publicó sus resultados, estos fueron acogidos de manera muy fría por el propio Gauss, señalando que él ya había llegado a esas conclusiones muchos años antes.

La característica principal de la obra de Gauss, especialmente en matemática pura es haber razonado con lo particular como si fuera general.

SU ÉPOCA
LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL.

La primera gran revolución industrial tuvo lugar en Inglaterra, a finales del siglo XVIII. Supuso el paso de una economía agrícola a otra caracterizada por procesos de producción más mecanizados El trabajo se trasladó de la fabricación de productos primarios a la de bienes manufacturados y servicios.

Se crearon grandes fábricas para sustituir a los pequeños talleres familiares. Estas fábricas se concentraron en áreas geográficas reducidas, iniciándose las migraciones desde las zonas rurales a las nuevas áreas industriales. Esta nueva estructura económica tuvo como consecuencia la aparición de nuevas clases sociales.

La Revolución Industrial supuso, al principio, una reducción del poder adquisitivo de los trabajadores y una pérdida de calidad en su nivel de vida. Más tarde, se tradujo en un aumento de la calidad de vida de toda la población del país industrializado.

LA REVOLUCIÓN FRANCESA.
Entre los años 1789 y 1799 se desarrolló en Francia una revolución que términó con el derrocamiento de Luis XVI y la proclamación de la I República, con lo que se pudo poner fin al Antiguo Régimen en este país. Entre las causas que tuvieron como consecuencia este cambio social podemos destacar los excesivos impuestos y el empobrecimiento de los trabajadores, la incapacidad de las clases gobernantes (nobleza y clero) para hacer frente a los problemas de Estado y la agitación intelectual alentada por el Siglo de las Luces.

Actualmente se tienden a minimizar las razones sociales y se consideran las razones políticas como principales causantes de la revolución.

Toma de la Bastilla, 12 de julio de 1789; Se considera la toma de la Bastilla, el 12 de julio de 1789 como punto de arranque de la revolución. La creada Asamblea nacional constituyente aprobó una legislación por la que quedaba abolido el régimen feudal y señorial y se suprimía el diezmo. En otras leyes se prohibía la venta de cargos públicos y la exención tributaria de los estamentos privilegiados. La Asmblea pasó después a elaborar una constitución fundada en los principios de Libertad, Igualda y Fraternidad.
El primer borrador fue aprobado por el propio monarca el 14 de julio de 1790. En octubre de 1793 Luis XVI fue guillotinado.

Consecuencias Políticas de la Bomba Atómica

Consecuencias Políticas de la Bomba Atómica

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La liberación de la energía atómica no ha creado un problema nuevo. Simplemente ha tomado más urgente la necesidad de resolver el ya existente. Podríamos decir que nos ha afectado cuantitativa y no cualitativamente.

Mientras haya naciones soberanas que posean gran poderío, la guerra será inevitable. Este aserto no es una tentativa tendiente a decir cuándo llegará la guerra, sino simplemente que es seguro que llegue.

El hecho era cierto antes que se fabricara la bomba atómica. Lo que se ha modificado es la destructividad de la guerra.

No creo que la civilización haya de ser borrada en una guerra librada con la bomba atómica. Tal vez dos terceras partes de la población de la Tierra pudiera ser muerta; pero quedaría un número suficiente de hombres capaces de pensar y libros suficientes para empezar de nuevo, y se restablecería la civilización.

El secreto de la bomba debiera serle confiado a un gobierno mundial. Dicho gobierno sería fundado por los Estados Unidos, la Unión Soviética y Gran Bretaña: las tres únicas potencias con gran poderío militar. ¿Que si temo la tiranía de un gobierno mundial? Claro está que sí. Pero temo todavía más la llegada de otra u otras guerras.

No me considero el padre del desencadenamiento de la energía atómica. Mi papel en ese terreno fue del todo indirecto. En realidad yo no preví que habría de ser liberada en momento alguno. Sólo pensé que tal liberación era teóricamente posible. Se volvió práctica por el descubrimiento accidental de las reacciones cadenarias, y eso es algo que yo no pude haber predicho. Fue descubierto por Hahn en Berlín, y él mismo interpretó equivocadamente su descubrimiento. Liso Meitner fue quien nos brindó la interpretación correcta, y huyó de Alemania para poner la información en manos de Niels Bohr.

No creo que haya de asegurarse una grande era de ciencia atómica con sólo organizar las ciencias en la forma en que se organizan las grandes empresas. Uno puede organizase para aplicar un descubrimiento que ya haya sido hecho; pero no hacer uno. Únicamente un individuo libre puede efectuar un descubrimiento.

Puede haber cierto tipo de organización por la cual a los hombres de ciencia se les asegure su libertad y las condiciones adecuadas para el trabajo. Por ejemplo, profesores de ciencias en las universidades debieran quedar libres de una parte de su enseñanza para disponer de tiempo que dedicar a más investigaciones. ¿Cabe imaginar una organización de estudiosos que realizara los descubrimientos de Carlos Darwin?

Tampoco creo que las vastas corporaciones particulares de los Estados Unidos sean adecuadas para las necesidades de estos tiempos. Si un visitante hubiera de venir a los Estados Unidos procedente de otro planeta, ¿no le extrañaría que en este país se otorgue tanto poderío a las corporaciones, sin que afronten una responsabilidad de igual grado? Digo esto para señalar que el gobierno tiene que mantener el control sobe la energía atómica, no porque el socialismo sea necesariamente deseable, sino porque la energía atómica fue desarrollada por el gobierno y sería inconcebible que dicha propiedad del pueblo fuera entregada a cualquier individuo.

En cuanto al socialismo, a menos que sea internacional hasta el grado de producir un gobierno mundial que domine a la totalidad del poderío militar, podría conducir a guerras más fácilmente que el capitalismo, porque representa una concentración de poderes todavía mayor.

Hacer un cálculo acerca del momento en que la energía atómica habrá de poderse aplicar a los fines constructivos es algo imposible. Lo único que sabemos es cómo utilizar una cantidad relativamente grande de uranio. Por el momento es imposible emplear cantidad suficientemente reducida como para mover, pongamos por caso, un automóvil o un aeroplano. Es indudable, que se logrará, pero nadie puede decir cuándo.

Tampoco se puede predecir cuando se logrará utilizar materiales más comunes que el uranio para proveer la energía atómica. Es probable que todos los materiales empleados con ese fin figurarán entre los elementos más pesados de elevado peso atómico.

Tales elementos son relativamente escasos, porque su estabilidad es menor. La mayoría de esos materiales quizás haya desaparecido ya por desintegración radioactiva. De ahí que si bien es posible que la liberación de la energía atómica pueda ser, e indudablemente será, una bendición para la humanidad, no se llegue a eso durante algún tiempo.

Como no preveo que la energía atómica haya de ser una bendición hasta dentro de mucho tiempo, debo manifestar que por el momento es una amenaza. Tal vez sea mejor que así ocurra. Podrá intimidar al género humano y hacerlo imponer el orden en los asuntos internacionales cosa que no haría sin la presión del temor.

Fuente Consultada: La Nación 135 Años Testimonios de Tres Siglos

Newton La Fuerza de Gravedad Atraccion Terrestre Gravitacion Universal

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La Atracción Terrestre

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El rol de las manzanas en la elaboración de la teoría de la gravedad de Newton puede ser tan anecdótico como la manzana que originó la expulsión de Eva del Paraíso, la manzana de París que desencadenó la Guerra de Troya o la manzana de Guillermo Tell.

La vinculación entre la fuerza que mantiene a la Luna orbitando alrededor de la Tierra y la que provoca la caída de los cuerpos librados a su propio peso, es en cambio mucho menos anecdótica y forma parte de la obra de Newton (1642-1727), publicada en los Principia (Philosophiae Naturalis Principia Matematica) de 1687, quien le dio sustento matemático y físico, basándose en el andamiaje experimental proporcionado por Kepler y en el esquema de pensamiento elaborado por Galileo.

Hoy, las mismas ideas que explican la caída de las manzanas y el movimiento orbital de los planetas, este enorme edificio intelectual cuya construcción comenzó hace más de 400 años, son utilizadas por los modernos vehículos espaciales para recorrer el espacio interplanetario y han permitido que un producto humano, el Voyager 2, se encuentre ya fuera de los confines de nuestro sistema planetario, vagando por el medio interestelar.

Newton La Fuerza de Gravedad Atraccion Terrestre Gravitacion UniversalUno de los problemas que presentaba el movimiento de la Tierra para el sentido común era por qué los cuerpos tirados hacia arriba caen esencialmente sobre el lugar desde el que fueron arrojados si durante su trayectoria en el aire no deberían seguir el movimiento de la Tierra. Galileo introdujo el concepto de inercia, que permite resolver esta aparente paradoja.

La inercia es la tendencia que posee todo cuerpo en movimiento a continuar en movimiento (como el caso de un jinete cuyo caballo se detiene súbitamente). Una piedra arrojada desde el mástil de un barco en movimiento cae al pie del mismo y no detrás, ya que comparte el movimiento del barco. Es sencillo entender con este principio por qué los pájaros, las nubes y la atmósfera en general no quedan detrás de la Tierra en movimiento.

La experiencia nos muestra que los objetos están inmóviles a menos que alguna fuerza actúe sobre ellos. Cualquier objeto abandonado a sí mismo, si no se mueve permanecerá quieto y si se está moviendo llegará finalmente a su estado “natural” de reposo: una pelota picando alcanzará cada vez una altura menor hasta que finalmente terminará por detenerse; si la pelota está rodando se detendrá al cabo de un tiempo, a no ser que alguien la empuje o que se mueva sobre un plano inclinado.

La Luna y los planetas, en cambio, han permanecido en movimiento a través de los siglos y éste parece ser su estado “natural”; es necesario entonces encontrar cuál es la fuerza que les impide quedarse quietos o qué los hace diferentes de los objetos que existen sobre la Tierra. La aparente contradicción entre los estados “natural” de los distintos cuerpos fue atacada científicamente por primera w por Galileo y Newton.

La clave de su resolución está en distinguir distintos tipos de movimiento y en reconocer que no hay nada de particular e el estado de reposo. Newton enunció las leyes que permiten describir el movimiento de los cuerpos. La primera ley establece que un cuerpo en repos. o que se mueve en línea recta a velocidad constante permanecerá en reposo o en movimiento uniforme a menos que sobre ellos actúe una fuerza ex terna. ¿Cómo explicar entonces que la pelota se detenga? Para frenar o acelerar un cuerpo, es decir para apartarlo de su movimiento rectilíneo uniforme es necesario aplicar una fuerza. En el caso de la pelota, esta fuerza se llama fricción o rozamiento y es un proceso muy complicado que todos hemos usado alguna vez, por ejemplo para frenar la bicicleta apoyando unen el suelo.

Isaac Newton comprendió que no había nada que explicar respecto de la velocidad uniforme, lo que requiere explicación son los cambios de velocidad, o más precisamente de momento, siendo éste proporcional a la velocidad (la constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo); es decir, cómo cambia la velocidad en presencia de una fuerza. Estos cambios de velocidad, llamados aceleración, ocurren no sólo si la velocidad aumenta o disminuye, sino también si se modifica la dirección del movimiento.

Si viajáramos dentro de una caja cerrada con movimiento rectilíneo uniforme, según el principio de relatividad de Newton, no nos daríamos cuenta de que nos movemos, necesitaríamos alguna referencia externa. Si la caja se detiene, en cambio, o si se modifica su velocidad, reconoceríamos este cambio de movimiento

Una manera de medir la aceleración es utilizar flechas para representar la velocidad de un cuerpo: la dirección de la flecha indica el sentido del movimiento y su longitud, la magnitud de la velocidad. Comparando las flechas de velocidad en dos instantes distintos, la diferencia entre ambas representa la aceleración.

Cuando un automóvil que viaja en línea recta aumenta (o disminuye) su velocidad, la aceleración (o desaceleración) está en la misma dirección del movimiento Pero cuando el auto dobla en una curva, aunque mantenga su velocidad constante, la diferencia de direcciones de las flechas de velocidad en dos posiciones distintas sobre la curva indicará una aceleración no nula. Esto es exactamente lo que sucede en el movimiento planetario: la flecha de aceleración de los planetas apunta siempre hacia el Sol. Allí está la causa del movimiento: los planetas están “cayendo” permanentemente hacia el Sol, de la misma manera en que los objetos caen hacia la Tierra  si son abandonados a su propio peso: la flecha de aceleración de una manzana madura que ya no es sostenida por la rama del árbol apunta hacia el centro de la Tierra.

Esta idea de la caída de los planetas hacia el Sol o de la Luna hacia la Tierra, no parece muy adecuada ya que no vemos caer a estos cuerpos. Sin embargo hay que pensar que si los planetas no estuvieran cayendo se alejarían cada vez más del Sol, siguiendo una trayectoria rectilínea. En realidad fue Borelli (1608-1679), contemporáneo de Newton, quien observó que un cuerpo en movimiento circular mostraba una tendencia a alejarse del centro, la que, en el caso de los planetas, debía suponerse balanceada por algún tipo de atracción hacia el Sol. Aparece así por primera vez la idea de que el movimiento de los planetas debía explicarse no por una fuerza actuante en la dirección en que se mueven, sino por una fuerza dirigida hacia el Sol, es decir perpendicular a la dirección del movimiento. Independientemente del aspecto planetario este problema podría reducirse a estudiar bajo qué condiciones un cuerpo puede girar con velocidad circular uniforme.

Newton La Fuerza de Gravedad Atraccion Terrestre Gravitacion UniversalSupongamos que el punto A de la figura  representa la posición de un cuerpo con movimiento uniforme en un círculo centrado en 0. En este instante el cuerpo se está moviendo en dirección tangente al círculo (su velocidad se indica con la flecha AB). En consecuencia, de acuerdo a la primera ley de Newton, si se abandona el cuerpo a sí mismo, en ausencia de todo otro cuerpo, seguirá moviéndose en la misma dirección (es decir, a lo largo de AB) y un momento más tarde se encontrará en B. Pero en realidad se encuentra en c, sobre el círculo. Por lo tanto debe haber habido alguna influencia que hizo “caer” el cuerpo de B a C, acercándolo al centro 0. La curvatura de las órbitas de los planetas y los satélites mide el apartamiento respecto de la trayectoria rectilínea que seguirían si no hubiera otros cuerpos que causaran la desviación.

Galileo dedujo la relación (las leyes) entre las distancias recorridas por los cuerpos y los tiempos empleados en recorrerlas, para distintos tipos de movimientos (rectilíneo uniforme, uniformemente acelerado, curvilíneo). Construyó así la tabla de datos que, junto a las leyes de Kepler, permitieron a Newton encontrar el principio físico y matemático sobre el que se sustentan.

Para imprimir a un cuerpo una aceleración se necesita una fuerza proporcional a ella. El factor de proporcionalidad, de acuerdo a la segunda ley de Newton, es la masa del cuerpo: necesitamos realizar el doble de esfuerzo para mover un cuerpo cuya masa es el doble de la de otro.

Partiendo del descubrimiento de Galileo de que todos los cuerpos caen con igual aceleración, independientemente de sus masas (el Supuesto experimento realizado en la Torre de Pisa), se puede concluir, usando la segunda ley de Newton que las fuerzas que los atraen son proporcionales a Sus masas. Es la fuerza de gravedad que actúa sobre los cuerpos en caída libre y la aceleración provocada por ella es la aceleración de la gravedad: g=GM/R2.

G es una constante conocida como la constante de gravitación universal o constante de Newton M se refiere a la masa del cuerpo que provoca la aceleración y R es la distancia entre éste y el cuerpo atraído. La tercera ley de Newton se expresa entonces matemáticamente como

F=(GmM)/R2     (1)

Así, la fuerza ejercida por la Tierra (de masa M) sobre la Luna (cuya masa representamos por m) será mucho mayor que la ejercida por la Tierra sobre una manzana (de masa mucho menor que la de la Luna), y la atracción gravitatoria entre dos manzanas será perfectamente despreciable. Utilizando los datos de que disponía sobre la Luna, su distancia a la Tierra y su período de traslación Newton advirtió que la fuerza de atracción entre dos cuerpos satisface una ley de cuadrado inverso, es decir, disminuye como el cuadrado de la distancia que los separa, como indica la fórmula (1). Esta ecuación resume el contenido de su tercera ley o ley de gravitación universal.

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Newton obtuvo así que la fuerza de gravedad en la Luna era menor que sobre la Tierra (un objeto de 70 Kg. sobre la Tierra pesaría 10 Kg. en la Luna) Las diferencias entre la aceleración gravitatoria en las superficies de los planetas y en sus satélites (consecuencia de sus distintos tamaños y masas) han dado lugar a una prolífica literatura de ciencia ficción. Se ha propuesto por ejemplo un ingenioso juego de baseball en Deimos (satélite de Marte) donde la velocidad impresa a una pelota por un bateador profesional sería suficiente para lanzarla en órbita alrededor del satélite.

El bateador podría retirarse a tomar unos mates (si fuera argentino) y volver a las 2 horas, cuando la pelota ha regresado de su órbita para lanzarla nuevamente en sentido opuesto o simplemente recuperarla. Más allá de la diversión, la fuerza gravitatoria de un planeta es una medida de su capacidad, por ejemplo, para retener una atmósfera.

Si la fuerza de gravedad en la Tierra hubiera sido distinta, las formas de vida que se han desarrollado sobre nuestro planeta también hubieran diferido en su evolución y aspecto. En las actuales condiciones, las aves vuelan porque mantienen el mismo peso posible: sus huesos son huecos y sus cerebros de capacidad ínfima. Si la gravedad fuera menor estarían seguramente mejor equipadas y ocuparían tal vez un puesto más alto en la jerarquía de las especies.

La manzana y la luna from alexiscb on Vimeo.

La fuerza del niño es menor que la del adulto y la atracción de la Tierra o gravedad, que resta igual impulso a ambos proyectiles, hace que el primero alcance menor altura y caiga antes hacia la Tierra. Existe una velocidad, llamada velocidad “de escape”, muy difícil de calcular porque depende de muchos factores, que permite a un proyectil lanzado verticalmente escapar definitivamente a la decreciente atracción terrestre.

Según la ley de inercia, los proyectiles lanzados por el hombre y el niño proseguirían en línea recta y con velocidad uniforme. Pero la fuerza de gravedad hace que simultáneamente vayan cayendo hacia el mar, según curvas que dependen de su velocidad inicial. Las estrellas, que forman las nebulosas o galaxias, que son como las islas del universo, no se apartan unas de otras debido a la fuerza de la gravitación, pero tampoco se concentran en una sola masa debido a la fuerza centrífuga de sus enormes velocidades individuales, que tienden a hacerlas evadir en línea recta. La galaxia gira como un sistema solar

El radio de la Luna es sólo un cuarto de! de la Tierra; su densidad relativa, 0,6 de la de ésta. Multiplicando ambas cantidades deducimos que la atracción de la Luna alcanza únicamente a la sexta parte de la gravedad de la Tierra. Un atleta que puede saltar a sólo 2 m. de altura en la Tierra, llegará a 12 m. en la Luna. Por otra parte, el peso de su cuerpo será seis veces menor, y el esfuerzo de su corazón para que su sangre vuelva desde los pies hasta la aurícula derecha, o para irrigar su cerebro, será también menor.

Una vez enunciados estos principios, Newton debía demostrar que de ser exactos, las órbitas de los planetas obedecerían las leyes experimentales de Kepler. Resolviendo las ecuaciones diferenciales que se obtienen aplicando las fórmulas newtonianas al movimiento planetario es posible deducir, con bastante exactitud, las 3 leyes keplerianas. Para elaborar su teoría Newton necesitó desarrollar la matemática del cálculo diferencial de la cual no disponía y esto fue lo que demoró la publicación de su obra.

Esta es una situación que se encuentra a menudo en física: al no contar con las herramientas matemáticas necesarias para afrontar un problema físico, muchas veces esta disciplina motivó el desarrollo de partes de las matemáticas que posteriormente encuentran aplicación en otras áreas.

Aunque las órbitas planetarias están relativamente bien descriptas por las leyes de Kepler, de acuerdo con la ley de gravitación universal habrá perturbaciones producidas por la presencia de otros planetas en el sistema solar y de los satélites naturales.

Estas perturbaciones, proporcionales al cuadrado de sus distancias mutuas hacen que el camino de los planetas oscile alrededor de una elipse media. Silos planetas fueran mucho más masivos o si estuvieran mucho más próximos entre sí, su movimiento no podría ser descripto, ni siquiera en una primera aproximación por las leyes de Kepler (obtenidas de la llamada aproximación de dos cuerpos, que en este caso son el Sol y el planeta). Habría que resolver el denominado problema de N cuerpos, donde N se refiere al Sol, el planeta y los otros cuerpos que perturban. Los movimientos resultantes serían muy complejos.

La aplicación de la ley de la gravitación universal de Newton permitió descubrir dos planetas, Neptuno y Plutón, demostrando así su capacidad, no sólo de explicar los fenómenos observados sino también su enorme poder predictivo. El descubrimiento de un cuerpo celeste, a 4 mil millones de kilómetros de la Tierra, mediante un simple cálculo matemático, representa un hito fundamental en la historia de la ciencia. Desde fines del siglo XVIII los astrónomos tenían problemas en conciliar sus cálculos con las posiciones observadas de Urano. Aplicando la tercera ley de Newton a un supuesto cuerpo perturbador de la órbita fue posible calcular la masa y la Posición de este hipotético objeto con suficiente precisión como para descubrir Neptuno.

Los cálculos teóricos fueron publicados por U. J. Leverrier (1811-1877) en junio de 1846 y el nuevo planeta fue observado efectivamente el 23 de septiembre siguiente en el Observatorio de Berlín. El entusiasmo provocado por este descubrimiento motivó la búsqueda de un posible noveno planeta. Los datos sobre la órbita de Neptuno no eran todavía muy precisos, lo que demoró 25 años la primera observación de Plutón, desde que fuera predicho en 1905. Estos descubrimientos también muestran que la fuerza de la gravedad actúa a gran escala, al menos su influencia llega hasta los confines más exteriores del sistema solar.

El radio de la Tierra es tan enorme que a 8 Km. de altura e! peso de un objeto disminuye en sólo algo más de 2 gr. por kilogramo (puesto que la distancia aumentó en una milésima de radio, y debe elevarse al cuadrado, es decir multiplicarse por sí misma). A 15 Km. de altura un kilogramo pierde entre 4 y 5 gr. de peso. A 100 Km. la reducción es de unos 22 gr. por Kg.; a los 1.000 Km. pasa de los 200 gr. por kilo y a los 4.500 Km. el peso decrece a la mitad. Cuanto más nos alejamos tanto menor se vuelve fa atracción.

APLICACIONES Y CONSECUENCIAS
• La gravimetría es el método de elección, entre muchos, para revelar la existencia de petróleo: éste, tres o cuatro veces más liviano que las tierras que impregna, asciende hasta colocarse sobre las cúpulas de roca densa e impermeable. El gravímetro, que consiste en esencia en un peso que tira un resorte, es capaz de señalar esas diferencias locales de densidad de masa, es decir de atracción. Se lo usa en menor escala para descubrir yacimientos de hierro, sumamente densos.

• A la gravitación se deben las mareas, las órbitas de los planetas (la atracción del Sol equilibra su tendencia a escapar en línea recta), la presencia de atmósfera en la Tierra (la Luna, de atracción muy débil, perdió la suya), y la caída de la lluvia cuando las gotas alcanzan a 1/20 de mm. de diámetro (cuando son menores, las corrientes ascendentes equilibran su peso). 9 La dificultad de un vehículo espacial para escapar de la atracción terrestre se debe en primer lugar a la fricción de la atmósfera, que es ya casi nula a los 100 Km. de altura; y en segundo lugar a la gravedad terrestre, que disminuye muy lentamente.

• Se llama relación de masa en un cohete espacial a la proporción entre la masa del proyectil a la salida y el peso útil puesto en órbita. Si dicho cociente es mayor de 8, no queda margen práctico para colocar instrumentos. De allí que los cohetes tengan varias etapas.

• Se ignora por completo la naturaleza de la gravitación y se estima que se necesitarán unos 100 años para dilucidarla y “desviarla” de alguna manera.

• Los animales sometidos a una “gravedad” elevada (centrifugadora) crecen enanos; en los astronautas sin peso el calcio tiende a emigrar de los huesos a los riñones.

• Los viajeros de un avión pesan pues éste es como una plataforma sostenida por las alas.

• Para breves ensayos de falta de gravedad existe un avión especial, el C-131, que “cae” como un ascensor que bajara velozmente.

Fuente Consultada: Notas Celestes de Carmen Núñez

Ver: Conflicto Newton – Hooke Por Las Órbitas de los Planetas

Formula de Heron Area del Triangulo Biografia Heron de Alejandria

HERON DE ALEJANDRÍA:

HERON DE ALEJANDRÍA:Herón de Alejandría (s. I ó II d.C.) fue el inventor de la máquina de vapor. A partir del siglo XVIII muchas máquinas empezaron a funcionar gracias a la energía que se obtiene del vapor de agua. Diecisiete siglos antes, Herón de Alejandría ya utilizó las posibilidades energéticas del vapor. Su “máquina de vapor” era una esfera hueca a la que se adaptaban dos tubos curvos.

Cuando hervía el agua en el interior de la esfera, ésta giraba a gran velocidad como resultado de la ley de acción y reacción, que no fue formulada como tal hasta muchos siglos más tarde. Pero a nadie se le ocurrió darle al invento más utilidad que la de construir unos cuantos juguetes.

Podemos decir que el mayor de los experimentadores de la antigüedad fue ciertamente Herón. quien escribió sus obras alrededor del año 130 antes de Jesucristo. Buen matemático, Herón adopta la división del círculo en 360 grados propuesta por Hiparco de Bitinia; excelente pedagogo, funda una auténtica escuela politécnica en Alejandría con una sección consagrada únicamente a los estudiantes dedicados a la investigación.

Para Herón no existe el vacío absoluto y el aire es un cuerpo de gran elasticidad susceptible de presión y depresión. Así explica los aparatos de succión como la pipeta, los recipientes de desagüe constante y las fuentes intermitentes. Da la explicación de la ventosa y. al igual que Filón, emplea una máquina de aire caliente para impulsar el agua. Herón se ha hecho célebre sobre todo por su eolípila que, por primera vez, utilizaba la fuerza expansiva del vapor de agua y el principio de la reacción.

Este aparatoha sido descrito multitud de veces. Recordemos que se trata de un huevo de cerámica colocado entre dos pivotes laterales y provisto de dos tuberías acodadas. Se calienta el agua que hay en el interior de este huevo y al escaparse el vapor por las tuberías hace que el huevo gire sobre sus pivotes.

En mecánica. Herón resuelve por medio de engranajes el problema de Arquímedes consistente en levantar 1.000 kg. con ayuda de 5 kg. Construye el paralelogramo de las velocidades, inventa el principio del funicular, estudia los misterios del plano inclinado y los de la fricción. En nuestros días, algunos pioneros del automóvil han aplicado su dispositivo de rueda de fricción para asegurar a los vehículos una transmisión automática. Con todos estos ingenios, Herón demuestra que “lo que se gana en fuerza se pierde en forma de tiempo”.

Por otra parte, enuncia la ley de la inercia y encuentra que la fuerza es proporcional a la masa de lo que se mueve y a la velocidad de que está animado. Es ya la prefiguración del gran principio de la mecánica clásica:F= m.a

Los constructores de obras de arte deben a Herón unas tablas de medidas utilizables en el montaje de las bóvedas y en la perforación de túneles y pozos. Los aficionados a la anécdota están intrigados por los autómatas que el gran físico construía para distraerse: curruca que bate las alas y canta cuando se empujan las puertas de un templo, funcionamiento de puertas accionadas por el aire caliente que se eleva del fuego de los sacrificios, etc.

Dejando aparte estas distracciones, hemos de ver en Herón un maestro en el arte de las medidas y un fundador de la mecánica general.

La ingeniosidad mecánica de los alejandrinos aparece en la reconstrucción de estos autómatas hecha por el padre Kircher en su obra “Oedipus Aegyptiacus” publicada en Roma en el siglo XVII y basada en los escritos de Herón. Los científicos están divididos en cuanto a la estimación de la potencia motriz que los movía. Puede suponerse que los pesos, los sifones y la presión del aire caliente están para algo. El pájaro que mueve las alas  ha podido ser accionado por medio de pesas, las clepsidras  estaban animadas por una corriente de agua cuidadosamente regulada, mientras que el aire calentado por las velas hacía brotar la leche de los senos de la diosa .

En su Métrica demostró la fórmula de su nombre:
FORMULA DE HERON PARA CALCULO DE ÁREA DE CUALQUIER TRIANGULO:

AREA=formula de HerónDonde: a,b,c son lo lados del triangulo,   s es el semi-perimetro s=(a+b+c)/2

Para el área de un triángulo, donde a, b y c representan sus tres lados y s su semi-perímetro. La fórmula, que constituye el principal mérito matemático de Herón, es fácil de demostrar con ayuda de trigonometría.

Herón de Alejandría (c. 20-62 d.C.), matemático y científico griego, pero puede considárselo como un ingeniero. Su nombre también podría ser Hero (aproximadamente 18 escritores griegos se llamaron Hero ó Herón, creándose cierta dificultad a la hora de su identificación). Herón de Alejandría nació probablemente en Egipto y realizó su trabajo en Alejandría (Egipto).

En nuestros días, el renombre de Herón se debe, sobre todo, a sus deliciosos tratados sobre autómatas griegos y juguetes hidráulicos, como la paradójica «fuente de Herón» donde un chorro de agua parece desafiar la ley de la gravedad, pues brota más alta que su venero.

Escribió al menos 13 obras sobre mecánica, matemáticas y física. Inventó varios instrumentos mecánicos, gran parte de ellos para uso práctico: la aelípila, una máquina a vapor giratoria; la fuente de Herón, un aparato neumático que produce un chorro vertical de agua por la presión del aire y la dioptra, un primitivo instrumento geodésico.

EJEMPLO ONLINE DE LA FORMULA DE HERON:

Obras de carácter científico:
Métrica. Fragmentos dispersos en una veintena de manuscritos y algunos de origen dudoso, tiene una finalidad eminentemente práctica. Estuvo perdida hasta que fué descubierto, en 1896, un manuscrito de 1100.
Libro I. Estudio de áreas, cuadrilátero, polígonos regulares, figuras circulares, elipse,…)
Libro II. Dedicado al estudio de volúmenes siguiendo una estructura parecida al Libro I.
Libro III. Dedicado a la división de figuras en partes proporcionales.
Escolios de Euclides (citados por Proclo)
Mecánica.
Libro I. Se ocupa de las proporciones de figuras.
Libro II. Trara de las máquinas simples (torno, palanca, polispasto, cuña y tornillo).
Libro III. Tratado de aplicaciones de la mecánica.
Técnicas:
(Neumáticas. Más conocidas por su nombre latino ‘Pneumaticorum libri duo‘. En el prefacio se trata el concepto de vacío de forma científica por primera vez.
Catóptrica. que trata de los espejos planos, cóncavos y convexos. (Esta obra fue atribuida durante bastante tiempo a Ptolomeo).
Dioptra, donde trata el uso de este aparato que fue utilizado durante bastante tiempo en observaciones astronómicas.
Mecánica aplicada:
Relojes hidráulicos (mencionados por Pappus). Sólo se conserva un fragmento en el que habla de la clepsidra
Máquinas de guerra
Quirobalista
Autómatas
Los equilibrios

Sobre los vasos hidráulicos

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Ideas Geniales de la Ciencia Grandes Ideas Cientificas Gay Lusac

Científicos Creadores de Grandes Ideas

Tales de Mileto  –   Pitágoras   –   Arquímedes  –   Demócrito  –   Galileo Galilei

Lavoisier –   Newton  –   Faraday   –   Joule  –  Linneo

OTROS CIENTÍFICOS GENIALES

JOSÉ LUIS GAY-LUSSAC (1778-1850): José Luis Gay-Lussac nació el 6 de diciembre de 1778 en Saint Léonard, Francia. Físico y químico, descubrió la ley de dilatación de los gases. En colaboración con Thénard demostró que el cloro, hasta entonces considerado como un ácido, no contenía oxígeno, pero supieron que era un compuesto. Davy demostró que era un elemento.

Una aportación de Gay-Lussac fue el descubrimiento de que si se enfría un volumen definido de gas bajo presión constante a una temperatura de O grados C., el gas se contrae un 1/273 por cada grado centígrado que la temperatura descienda. Ello querría decir que, en teoría, el gas dejaría de existir al llegar a los 273 grados bajo 0. En la realidad el gas primero se licúa y luego se solidifica.

Simultáneamente, otro científico francés, Charles, descubría él mismo fenómeno, que se conoce como ley de Charles o de Gay-Lussac, la que expresa que, si la presión de un gas es constante, su volumen será directamente proporcional a su temperatura absoluta. Este concepto fue el que originó una nueva escala de temperaturas, la de Lord Kelvin, que se emplea mucho en los laboratorios químicos. La temperatura de 173 grados C. bajo O se denomina O absoluto, punto en que cesa todo movimiento molecular.

Estudiando la relación entre la temperatura y la presión, propuso la teoría que cuando un gas se calienta, sus moléculas tienden a apartarse, ejerciendo mayor presión sobre las paredes del recipiente que lo contiene. Es decir, cuanto más aumente la temperatura mayor será la presión ejercida por el gas contra las paredes del recipiente. Esto se conoce como ley de Gay-Lussac.

En su colaboración con Thénard, Gay-Lussac mejoró los métodos del análisis orgánico, determinando la composición de numerosos elementos orgánicos. Su última investigación química se refirió al ácido prúsico, cuyo nombre químico es ácido cianhídrico, uno de los más potentes venenos conocidos. La fórmula de este ácido es HCN.

La determinación de la fórmula donde no aparece el oxígeno pero sí el hidrógeno, confirmó la teoría de que todos los ácidos contienen hidrógenos, pero no oxígeno como sostenía Lavoisier (oxígeno quiere decir generador de ácidos). Hay ácidos que pueden contener oxígeno, pero la acidez la determina el hidrógeno. Gay- Lussac murió en París el 9 de mayo de 1850, a la edad de setenta y dos años.

 HUMPHRY DAVY (1778-1829): Davy nació en Pensanse (Cornualles) sudoeste de Inglaterra, el 17 de diciembre de 1778. Hijo de un tallador de madera de bajos medios económicos, Davy entró el año 1795 de aprendiz de un cirujano. Como el muchacho tenía muchas inquietudes, decidió , simultáneamente instruirse a si mismo. Fue así como estudió idiomas, filosofía y, por supuesto, 

ciencias. En 1798 ingresó al Beddoes’s Pneumatic Insitute de Bristol en calidad de supervisor de experimentos.

En Beddoes conoció al gran poeta Samuel Coleridge de quien llegó a ser muy amigo. Coleridge fue una fuerte influencia sobre Davy y le inició en la filosofía de la ciencia de Kant. En 1800 Davy publicó un libro sobre el óxido nitroso (gas de la risa) que tuvo gran éxito, creándole una reputación.

Fue hacia 1806 que emprendió estudios sistemáticos de electroquímica. Ideó y desarrolló métodos de análisis fundados en el uso de corrientes eléctricas. Davy tenía el convencimiento de que la afinidad química tenía un fundamento eléctrico. Aplicando su procedimiento aisló el sodio, el potasio, el magnesio, calcio, bario, estroncio, boro, y silicio. Por aquellas fechas reinaba la teoría de Lavoisier de que el oxígeno era la base de los ácidos (oxígeno significa generador de ácidos). Davy refutó tal teoría y descubrió que los óxidos de los nuevos metales eran álcalis.

Davy se interesó siempre en las aplicaciones de la química y la física en la realidad de la industria. Fue un precursor de las aplicaciones de la química en la agricultura, dictando los primeros cursos sobre la materia en el mundo. Una obra suya, la lámpara de seguridad, alcanzó fama universal y salvó las vidas de miles de mineros.

A raíz de un horrible desastre minero en 1812, donde perecieron noventa y dos hombres y niños a raíz de una explosión a ciento ochenta metros bajo la superficie, los dueños de las minas plantearon a Davy el problema. Las velas y lámparas usadas por los mineros en ese tiempo producían con suma frecuencia el estallido del gas subterráneo, llamado “metano”.

Davy descubrió que ese gas no estallaba de modo violento en un tubo pequeño. Diseñó una lámpara en que el metano penetraba y salía por tubos muy pequeños. La lámpara tenía una malla de alambre que rodeaba la llama. La malla tenía 127 orificios por centímetros cuadrado, absorbía el calor del combustible que la hacía arder y lo conducía sin que el calor inflamara el gas que estaba fuera de la lámpara. La malla protectora se montaba sobre un bastidor de alambres verticales y se atornillaba en anillos de bronce, en el superior tenía un asa y el inferior estaba atornillado al cuello del depósito del combustible. La luz salía por una ventanilla de vidrio protegido.

Davy gozó en vida de una enorme celebridad y para la inmortalidad en su tumba está escrito el siguiente epitafio: “Summus arcanorum naturae indagator” (Sumo investigador de los arcanos de la naturaleza). Murió en Ginebra, Suiza, en 1829.

Biografia de Grandes Iconoclastas Personajes que cambiaron la historia

Isaac Newton  –  Louis Pasteur   – Charles Darwin  – Sigmund Freud  – Albert Einstein

Cuando Einstein enunció que E=mc2 el mundo no cambió. No se había inventado nada. El modo en que se comportaban las partículas no se alteró. Por ese motivo, el universo permaneció exactamente como estaba. Pero nosotros cambiamos. Cuando la complejidad de la física cuántica se reveló a las mentes inquisitivas, la visión humana del universo se alteró para siempre. Átomos, electrones, y partículas subatómicas no eran distintos de como habían sido durante miles de millones de años —la única diferencia real fue que supimos de ellos.

La intención es revelar los logros principales de cada persona, pero reconociendo que éstos están soportados por muchos otros descubrimientos. En conjunto, estos pensadores tenían dos ambiciones principales. Aquellos como Edwin Hubble y su amigo, simplemente querían descubrir lo que existe y cómo encaja todo. Por otro lado, los inventores científicos como James Watt Thomas Edison se lanzaron a manipular los procesos fundamentales del universo para crear herramientas y técnicas que hicieran la vida un poco mejor.

 Isaac Newton fue descrito por su maestra como vago y distraído. Thomas Edison hacía novillos. El psiquiatra John Watson era violento a veces. En restropectiva podemos ver que, probablemente, sólo eran demasiado listos para interesarse por una enseñanza común, y demasiado creativos para aceptar información sin sin cuestionarla. Aunque otros, como el explorador de gases Robert Boyle, eran niños  enfermizos y tenían muy poca educación formal. Son ejemplos que deberían alentar cualquier  padre que ve a su hijo batallando en el colegio. Es  interesante notar cómo muchos de los grandes logros ocurrieron con un telón de fondo de guerra, conflictos, e inestabilidad política. Los antiguos filósofos griegos, como Sócrates fueron en parte impulsados por la necesidad de dar sentido a un mundo de peleas, y los videntes de física de partículas del siglo XX, como Heisenberg y Niels Bohr, vieron su ciencia utilizada como armamento. Debido a su inteligencia o a su específica especialización, otros como Platón y Henry Ford se encontraron involuntariamente en la línea de fuego de las autoridades. Aunque otros, como Edwin  Schrodinger, experimentaron la vida, literalmente, en la línea de fuego.

 Mucha gente conoce el nombre de Charles Darwin, pero muy pocos reconocen a Alfred Wallace. Ambos alcanzaron la misma conclusión sobre la evolución casi simultáneamente, pero Darwin tenía dinero y amigos políticos, y viviendo en Inglaterra, ganó la carrera para publicar sus ideas. Algunos, como el padre de la píldora anticonceptiva Carl Djerassi ganaron fama debido a que su descubrimiento encajó en una marea de cambio socio-político. Otros incontables científicos y exploradores de la mente y el cuerpo  probablemente tuvieron grandes ideas, pero no llegaron a  ningún lado porque estaban demasiado por delante de su tiempo.

Los Descubrimientos de Albert Einstein 1905 Revolucion de la Fisica

Los Descubrimientos de Albert Einstein 1905

INTRODUCCIÓN:
ALBERT EINSTEIN, EL CIENTÍFICO

Albert EisnteinLos primeros trabajos científicos de Einstein aparecieron en 1901, 1902 y 1903. El primero se refería a la atracción capilar; los otros dos se relacionaban con un trabajo desarrollado anteriormente por el físico matemático norteamericano, Willard Gibbs, pero Einstein no lo sabía.

Se trataba de los Fundamentos estadísticos de la termodinámica. En último término resultó que la aproximación hecha por Einstein era mucho menos abstracta que la de Gibbs, pero el joven genio no se conformó con esto, sino que avanzó hasta darle una aplicación práctica de la mayor importancia.

Por aquella fecha, todavía se hallaba en discusión la realidad de las moléculas y la teoría cinética de la materia. De acuerdo con estas ideas, la temperatura de un cuerpo se debe a la agitación térmica de las moléculas que lo componen. Einstein descubrió que los temas en discusión podían ser vistos por el ojo humano; descubrió que esa “agitación térmica” podía producir un efecto visible y mensurable cuando se trataba de partículas suspendidas en una solución.

En verdad, este efecto había sido descubierto en 1827 por el botánico escosés Robert Brown. Brown observó que los granos de polen suspendidos en agua se dispersaban en un gran número de partículas menores que se hallaban en constante movimiento, moviéndose en zigzags irregulares inclusive cuando no existían corrientes ni otras perturbaciones dentro del agua.

El trabajo (paper)  fundamental de Einstein en el cual demostró que el movimiento browniano podía emplearse como evidencia directa de la existencia de las moléculas, así como para demostrar que era correcta la teoría cinética del calor, fue publicado en 1905, año que ha sido considerado de manera unánime por el mundo científico como el annus mirabilis de Albert Einstein.

En efecto, el Volumen 17 de la revista Annalen der Physik, aparecido en 1905, es considerado uno de los ejemplares más notables de la literatura científica que se haya editado jamás (20). Dicho volumen contiene tres trabajos de Einstein, cada uno aborda un tema diferente y cada uno es una obra maestra en su género. El trabajo sobre el movimiento browniano era el segundo de ellos; iba precedido por la primera contribución del sabio a la física cuántica, y lo mismo que el tercero, dedicado a la relatividad, se refería al comportamiento de la luz.

Isaac Asimov, científico dedicado mayormente a la divulgación de las ciencias, dice:

“En su Teoría especial de la relatividad -presentada en el año 1905 y desarrollada en sus ratos libres mientras trabajaba como perito técnico de la oficina suiza de patentes-, Einstein expuso una opinión fundamental e inédita del Universo basándose en una aplicación de la teoría de los cuantas.

Sostuvo que la luz se traslada por el espacio en forma “cuántica” y de este modo resucitó el concepto de la luz integrada por partículas. Pero ésta era una nueva especie de partícula, que reúne en sí las propiedades de las ondas y de las partículas, mostrando indistintamente unas u otras propiedades, según fuese el caso.

“Esto podría parecer una paradoja e inclusive una especie de misticismo, como si la verdadera naturaleza de la luz desbordara todo conocimiento imaginable. Sin embargo, no es así. Para ilustrarlo con una analogía, digamos que el hombre puede mostrar diversos aspectos: el de marido, padre, amigo o comerciante. Todo depende de su ambiente momentáneo, y según sea éste se comportará como marido, padre, amigo o comerciante. Sería improcedente que exhibiera su comportamiento conyugal con una cliente o el comportamiento comercial con su esposa, pero de cualquier forma que sea, ello no implicaría un caso paradójico ni un desdoblamiento de la personalidad”.

El pensamiento einsteiniano, cuando apenas contaba 26 años de edad, parece una gran falta de respeto no sólo para con Newton, cuya mecánica de los cielos nos estaba gobernando desde el siglo XVIII, sino también para Euclides, cuya geometría quedó establecida en el Siglo IV a C. y que parecía sostenerse sobre un pedestal inconmovible. En su Autobiografía citada ya anteriormente, escrita, según confiesa, a los 67 años de edad, dice en un tono juguetón al referirse a la física:

“… A pesar de toda su fecundidad en cuestiones particulares, en lo tocante a principios reinaba una rigidez dogmática inexplicable: ‘en el comienzo'(24), si es que hubo semejante cosa, Dios creó las leyes del movimiento de Newton, con sus correspondientes masas y fuerzas.

Eso es todo;… Ahora bien lo que más impresionaba al estudiante no era tanto la estructura técnica que se otorgaba a la mecánica, ni la solución de complicadísimos problemas, sino los logros y alcance de la mecánica en ciertos campos que, aparentemente, no guardaban ninguna relación con ella, como la teoría de la mecánica de la luz, que la interpretaba como un movimiento ondulatorio de un éter que era a la vez elástico y cuasirígido, pero sobre todo la teoría cinética de los gases…

Estos resultados le proporcionaban fundamento a la mecánica para sustentar la física y, a la vez, la hipótesis atómica, que ya estaba firmemente anclada en la química. Sin embargo, en la química sólo jugaban un rol las razones existentes entre la masa de los átomos y no sus magnitudes absolutas, de manera que la teoría atómica estaba allí para la contemplación, como antología esclarecedora más que conocimiento de la estructura factual de la materia.

No debe, en consecuencia, extrañarnos que prácticamente todos los físicos del siglo pasado vieran en la mecánica clásica (de Newton) una base tan sólida como definitiva para toda la física, y que incluyeran también a toda la ciencia de la naturaleza…:

La manera que Einstein expone su razonamiento nos parece tan claro y tan obvio, que no en balde sus exposiciones teóricas provocaban rechazo y, cuando menos, grandes dudas, cada vez que se las exponía a sus colegas científicos, todos los cuales estaban inmensamente influenciados por los grandes avances de la física del siglo XIX, y he aquí un joven estudiante que se atreve a desafiar leyes teóricas tan firmemente consagradas… ¡aunque no se congraciaran con la experiencia, como comenzó a quedar en evidencia luego que Einstein expusiera sus teorías!.

Este tipo de fenómenos, que ocurren muy de tarde en tarde en el terreno de las ciencias exactas y que, cuando se presentan, revolucionan el pensamiento científico, por lo general permanecen en la oscuridad, permanecen guardados en el cerebro de sus geniales creadores. En el caso de Albert Einstein, sin embargo, existe un testimonio de un valor incalificable. Ocurre que se dispone de evidencias pormenorizadas del progreso gradual del pensamiento einsteiniano en torno a la gestación de su teoría de la relatividad.

Ocurre que en 1916, cuando el sabio Albert Einstein ya había presentado su Teoría general de la relatividad, sostuvo una serie de largas conversaciones con el famoso sicólogo Max Wertheimer relacionadas con el tema de la relatividad, que era el tema obligado de la comunidad científica mundial. Años más tarde, el profesor Wertheimer entregó un recuento fascinante de esas conversaciones en un capítulo de su libro Productive Thinking (“Pensamiento productivo”).

Nos cuenta el profesor Wertheimer que a los 16 años de edad, cuando aún no ingresaba al Politécnico de Zurich, Einstein se encontraba sumido en grandes honduras. Existía una paradoja científica que le tenía perplejo y confundido. De acuerdo con las ideas aceptadas y establecidas, un haz de luz viaja a través del espacio vacío a la velocidad conocida y finita de 300 mil kilómetros por segundo.

El joven Einstein trataba de imaginarse qué vería si pudiera viajar a través del espacio con la misma velocidad que ese haz de luz. De conformidad con la idea general del movimiento relativo, le parecería que el haz de luz en tal caso asumiría la apariencia de un campo electromagnético oscilante en el espacio que estuviera en reposo. Pero semejante concepto era desconocido para los físicos y era una variable de la teoría de Maxwell. Einstein entonces comenzó a sospechar que las leyes de la física, incluyendo las que conciernen a la propagación de Ja luz, deben ser las mismas para todos los observadores, no importa con cuánta rapidez se desplacen unos respecto a otros.

Cuando Wertheimer le peguntó a Einstein si ya en ese tiempo él tenía alguna idea respecto a la invariabilidad de la velocidad de la luz para todos los observadores en movimiento relativo uniforme, éste le había respondido: “No; era una simple curiosidad. Que la velocidad de la luz pudiera cambiar en relación con el movimiento del observador estaba, en cierta forma, caracterizado por la duda. Desarrollos posteriores contribuyeron a aumentar esa duda”.

Sin embargo, como le contó a Wertheimer, sólo después de años de pensar en esa paradoja se sintió compelido a considerar la velocidad de la luz como una invariable fundamental, independiente del movimiento del observador, porque esa idea estaba en conflicto con los puntos de vista tradicionales concernientes a la medición del movimiento. Luego, ¿cómo es que debe medirse el movimiento? Einstein comprendió que ello dependía de la medición del tiempo. “Es que estoy viendo con claridad -se preguntó a sí mismo- la relación, la conexión interna entre la medición del tiempo y la del movimiento”?

Entonces se le ocurrió pensar que la medición del tiempo depende de la idea de simultaneidad. Repentinamente se encontró ante el hecho de que, aunque esta idea es perfectamente clara cuando dos acontecimientos se producen en el mismo lugar, no era igualmente clara cuando los acontecimientos se producen en diferentes lugares.

Ese fue el momento crucial de su pensamiento. Einstein se dio cuenta que habla descubierto una gran brecha en el tratamiento clásico del tiempo. Le costó alrededor de diez años llegar a este punto, pero desde el momento en que se dispuso a cuestionar la idea tradicional de tiempo, sólo necesitó cinco semanas para escribir su trabajo^ a pesar de que entonces se hallaba trabajando a jornada completa en la Oficina de Patentes de Berna.

El pensamiento crítico que condujo a Einstein a abandonar el concepto clásico de simultaneidad universal, fue estimulado por su interés en la filosofía. Poco después de haberse trasladado a Berna en 1902, conoció a un estudiante rumano llamado Maurice Solovine, que se dedicaba al estudio de ambas disciplinas, la física y la filosofía, y a un estudiante suizo llamado Conrad Habicht. Con frecuencia los tres se reunían por las tardes a leer juntos y a discutir a los clásicos de la filosofía, como Platón, Kant, Stuart Mills, Poincaré y otros.

La vida en Berna le fue atractiva y estimulante en muchos aspectos, además de proporcionarle su trabajo una buena remuneración y la posibilidad de conocer y estudiar los muchos inventos que se presentaban a la Oficina, en los que siempre manifestó una grande y generosa curiosidad, especialmente por la disparidad de caracteres libres que eran los inventores.

Pero mientras Einstein se sentía gradualmente conducido a cuestionar el concepto clásico de tiempo, también se estaba convirtiendo de manera creciente en un escéptico de la idea mecanicista de que las ondas electromagnéticas en el espacio vacío debían ser consideradas como oscilaciones en un medio universal sumamente peculiar llamado “éter”. De hecho, las propiedades de este medio le parecían que desafiaban una explicación mecánica.