Ley de Gravitación

Conceptos Básicos de Electrostática Cargas Eléctricas

Conceptos Básicos de Electrostática

EXPERIMENTO CON CARGAS ELÉCTRICAS EN LA ELECTROSTÁTICA

La palabra electricidad, empleada para designar la causa desconocida que daba a los cuerpos frotados la propiedad de atraer a otros, deriva, justamente, de elektron, nombre que en griego significa ámbar.

Pero la voz electricidad, no usada por los griegos, fue introducida por Guillermo Gilbert (1540-1603), médico de cámara de la reina Isabel de Inglaterra. La soberana le acordó una pensión permanente para que se dedicara a la investigación científica sin preocupaciones económicas.

Gilbert Guillermo

Gilbert Guillermo, Médico

William Gilbert (1544-1603), físico y médico inglés conocido sobre todo por sus experimentos originales sobre la naturaleza de la electricidad y el magnetismo. Nació en Colchester, Essex, y estudió en el Saint John’s College de la Universidad de Cambridge. Comenzó a practicar la medicina en Londres en 1573 y en 1601 fue nombrado médico de Isabel I.

El doctor Gilbert, que fue el primero en estudiar sistemáticamente los fenómenos eléctricos, descubrió que otras substancias, entre ellas el vidrio, también adquirían por frotamiento la propiedad de atraer trocitos de cuerpos muy livianos.

Esto puede comprobarse acercando pedacitos de papel a los dientes de un peine de material resinoso, seco, después de peinarse con él repetidas veces.

Si a una esferita de corcho, de médula de saúco o de girasol, suspendida de un hilo de seda, se acerca una barra de vidrio frotada, la esferita, por ebfenómeno de inducción electrostática, es atraída por la barra y repelida después del contacto.

Lo mismo ocurre si se hace el experimento con una barra de ebonita.

Si se carga la esferita de un péndulo eléctrico o electrostático, así se llama el aparatito descripto más arriba, tocándolo con una barra de vidrio electrizada, y otro con una de ebonita en las mismas condiciones, se comnrobará. al acercarlas, aue se atraen; pero si ambas se tocan únicamente con la barra de vidrio, o con la de ebonita, en lugar de atraerse, al acercarlas se repelen.

pendulo electrostático

De estos hechos y otros análogos se sacaron las siguientes conclusiones:

a) Existen dos estados eléctricos opuestos, o como se dice ordinariamente, dos clases de electricidad, que se ha convenido en denominar vitrea o positiva y resinosa o negativa;

b) Electricidades de distinto nombre, o de signo contrario, se atraen; y del mismo nombre, o de igual signo, se rechazan y

c) Un cuerpo que no manifiesta acciones eléctricas se dice que está en estado neutro.

La electrización de un cuerpo por frotamiento, vidrio por ejemplo, y los dos estados eléctricos o las dos clases de electricidad se explican así: el vidrio se electriza positivamente cuando se frota con una franela porque pierde electrones que los gana ésta, que se carga por ello negativamente.

Como los electrones que pierde un cuerpo los gana el otro, se comprende por qué la carga eléctrica que aparece en ambos es igual; pero de nombre contrario.

Los cuerpos que como el vidrio, la ebonita, el lacre, la porcelana, etc., se electrizan por frotamiento y conservan durante bastante tiempo su estado eléctrico, son malos conductores de la electricidad; los que no se electrizan por frotamiento como, por ejemplo, los metales y el carbono, son buenos conductores de la electricidad. A los malos conductores se les denomina también aisladores.

cargas electricas

cuadro electoestática

En realidad, todos los cuerpos se electrizan por frotamiento, como se comprueba frotando un cuerpo conductor que se sostiene con un mango aislador. Lo que ocurre en ambos casos es lo siguiente: en un cuerpo mal conductor o aislador, el vidrio por ejemplo, las cargas eléctricas quedan localizadas en el lugar frotado; en un buen conductor no, pues deja pasar el estado eléctrico o la electricidad de un modo instantáneo a través del mismo y a otros conductores o lugares vecinos que estén en comunicación con él.

Conviene tener presente que la primera condición que se requiere para que un cuerpo sea mal conductor de la electricidad aislador de la misma, es que esté muy seco.

Los electricistas no tienen miedo de tocar los cables que conducen la electricidad si están situados sobre madera bien seca, que es un aislador; en cambio no los tocan si están colocados sobre metales otro material conductor; inclusive la madera húmeda, pues b electricidad pasaría a tierra a rravés del cuerpo humano, que es un buen conductor, produciendo trastornos que pueden ocasionar la muerte.

Existen máquinas eléctricas que producen electricidad por frotamiento, que actualmente sólo tienen interés histórico y didáctico.

Ellas se fundan en el hecho, ya explicado, según el cual cuando dos cuerpos se frotan entre sí, uno de ellos se electriza positivamente y el otro negativamente.

La primera máquina electrostática de frotamiento fue inventada por Otto de Guericke. Consistía en una esfera de azufre que giraba alrededor de uno de sus diámetros y se electrizaba frotándola con la mano. En la obscuridad despedía cierta luz acompañada de ruido.

El término electrostática se emplea para designar la parte de la física que estudia la electricidad estática, es decir, la que está en estado de equilibrio sobre los cuerpos —que se ha tratado en este artículo— para diferenciarla de la electricidad en movimiento, es decir, de la corriente eléctrica.

Espectro de la Luz Concepto Básico Espectro de Emisión

CONCEPTO DE ESPECTRO DE LA LUZ Y SU APLICACION EN ASTRONOMIA

Cuando se impregna un hilo muy fino de platino con determinadas sales y se pone sobre la llama del mechero, dicha llama adquiere unas coloraciones que sor características del elemento metálico que forma parte de la sal. Así, todas las sales de sodio dan coloración amarillenta, mientras que las sales de cobre proporcionan a la llama un color azul-verdoso. También cuando hacemos pasar un rayo de luz por un prisma de vidrio podesmo descomponer a dicho rayo en varios colores, que dependerán de que material emite ese rayo de luz.

Llamamos espectro visible de emisión de un elemento, al conjunto de colores característicos que emite dicho elemento cuando se altera por el calor o por una descarga eléctrica.

Espectro de Luz Visible

La luz solar, o la emitida por un arco eléctrico, parecen blancas, pero un examen más detenido de esta luz blanca revelará que, en realidad, se compone de una mezcla de rayos de diferentes colores. A veces, en días de sol radiante, es posible ver un espectro de luces de diferentes colores sobre la pared opuesta a una ventana.

Con cuidado, será posible ubicar la fuente de estas luces de colores y con toda seguridad se encontrará que se debe a que un rayo de luz blanca ha sido descompuesto, por refracción en algún borde de vidrio o cristal —el borde de un espejo, tal vez el de un ornamento  de  cristal.

Un efecto similar puede ser observado en una habitación a oscuras si se dirige un delgado haz de luz blanca hacia un prisma triangular. Si se interpone una pantalla blanca en el camino del haz emergente, se advertirá una serie de bandas de colores. Con un dispositivo tan rudimentario las imágenes de color se superponen.

Se puede obtener un espectro más satisfactorio de la luz blanca dirigiendo hacia el prisma un haz de rayos paralelos y enfocando los haces emergentes sobre la pantalla. Para esto se requieren, por lo menos, dos lentes convexas.

Esquema Básico de Espectrógrafo

El primer químico que hizo uso este fenómeno con fines analíticos fue el alemán. Bunsen, quien, en colaboración con Kirchhoff, ideó un dispositivo para analiza: los colores emitidos por las sales de los elementos. Este aparato recibe el nombre de espectroscopio y consiste básicamente en un prisma en el que la luz, procedente de la llama, se dispersa.

La fuente luminosa se ubica en el foco de la primera lente, de modo  que   el   haz   de   luz   blanca   quede compuesto de rayos paralelos. La pantalla se ubica en el foco de la segunda lente. Mediante este dispositivo perfeccionado, las bandas de luz de color se separan y es posible distinguir los componentes de la luz blanca: violeta, índigo, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo.

El prisma puede separar los componentes de la luz blanca debido a que éstos poseen distintas longitudes de onda. De las formas visibles de movimiento ondulatorio, la luz violeta es la de menor longitud de onda y es la más desviada al pasar por el prisma. La luz roja posee la longitud de onda mayor de todo el espectro visible y es la menos refractada (desviada).

El fenómeno de descomposición de la luz en los siete colores del arco iris recibe el nombre de dispersión de la luz , y el conjunto de colores se denomina espectro visible de la luz blanca. Cada una de las luces que componen la luz blanca recibe el nombre de luz monocromática, pues es luz que no se descompone en otras.

Bien sigamos,a hora calentando una sustancia suficientemente, lo que se pondrá en estado de incandescencia. El color de la luz emitida es siempre característico para cada elemento presente, una especie de huella digital. Ésta es la base del ensayo a la llama que se emplea en química analítica para identificar los constituyentes de una mezcla.

El sodio emite una luz intensamente amarilla (el color de las luces que a veces se utilizan para iluminación urbana), el potasio da un color lila y el calcio, luz color anaranjado. También los gases dan luces de colores característicos si se los encierra en un tubo sellado a muy baja presión y se los conecta a una fuente de alta tensión.

Es conocida la luz roja emitida por el neón, que se utiliza en letreros luminosos y faros. Las luces de color emitidas por sólidos o gases a alta temperatura pueden ser estudiadas más detenidamente por medio de un espectroscopio .

En este aparato la luz es descompuesta en sus componentes y se ve que los diferentes elementos dan espectros constituidos por series de lineas de longitud de onda característica para cada elemento. Tan bien definidas están estas líneas espectrales que sirven para identificar elementos presentes (análisis espectral) en muestras minúsculas o para detectar impurezas infinitesimales.

En todos los casos observados, la luz procedente de la llama está formada po: un conjunto de rayas luminosas cuyo color y disposición son característicos del elemento químico de la sal que se está analizando. Así, por ejemplo, toda.; las sales de sodio, ya sean cloruros, sulfatos, carbonatos, etc., producen dos líneas amarillas muy intensas.

Este tipo de análisis o identificación tambié” puede realizarse con elementos gaseosos encerrados en tubos de descarga eléctrica en los que se ha practicado el vacío. Llamamos espectro visible de emisión de un elemento, al conjunto de colores característicos que emite dicho elemento cuando se altera por el calor o por una descarga eléctrica.

Ejemplo de Algunos espectros de emisión.

(Arriba) Espectro del hidrógeno. (Centro) Espectro del mercurio. (Abajo) Espectro de la luz blanca de la lámpara de arco de carbón.

En general, el espectro emitido por sustancias sólidas o líquidas en estadc incandescente produce un espectro continuo. Por el contrario, el espectro emitido por sustancias gaseosas es un espectro de rayas o discontinuo.

De igual forma que se analiza la luz o energía emitida por una sustancia, también puede analizarse la luz o energía que dicha sustancia absorbe. Al iluminar una sustancia con un conjunto de radiaciones aparecerán en el espectroscopio todas las radiaciones, excepto las absorbidas por la sustancia en cuestión.

El espectro resultante se denomina espectro de absorción. En el espectro de absorción aparecen rayas oscuras en las mismas zonas en que aparecían las rayas luminosas en el espectro de emisión. Esto significa que las sustancias emiten las mismas radiaciones que absorben.

APLICACIONES DE ESTE FENÓMENO EN LA ASTRONOMIA:

La luz procedente de cada estrella es originada por incontable número de átomos; unos producen una determinada .ongitud de onda, y otros otra distinta. Por consiguiente, el istrofísico necesita un instrumento capaz de descomponer la luz con exactitud en sus diferentes longitudes de onda, o sea en colores. Una forma de conseguirlo es haciendo pasar la luz procedente de una estrella a través de un prisma de cristal. Pero, un solo prisma separa muy poco los colores, no siendo en realidad suficiente para suministrarnos todos los resultados que necesitamos.

Debemos descomponer la luz en miles de colores o de longitudes de onda diferentes, y para conseguirlo se precisan instrumentos especiales. Algunos de ellos, incluyendo el espectroscopio y el espectrógrafo, se describen más adelante.
Cuando la luz de una estrella incide en el ocular de un telescopio, pasa a través de una delgada rendija antes de llegar al instrumento que la descompone en los distintos colores. Cada, color aparece como una estrecha raya, pues cada uno de ellos ha sido enmarcado por la delgada rendija. Desde el punto de vista del astrofísico, una de las cuestiones más importantes es que para cada color en particular la raya se proyecta en un lugar determinado y no en otro cualquiera.

El conjunto completo de rayas —denominado espectro de la estrella— puede ser fotografiado y medida la posición exacta de las rayas. De esta manera el astrofísico conoce la clase de átomos que precisamente’contiene una estrella. Por este método ha sabido que el Sol y todas las demás estrellas que vemos brillar en el firmamento están constituidos precisamente por la misma clase de átomos que encontramos en la Tierra.

Pero el astrofísico no se conforma con saber cuáles son las diversas clases de átomos presentes en una estrella; también quiere   conocer  las  proporciones  relativas   de   cada  sustancia.

Por ejemplo, si las rayas espectrales indican que una estrella contiene simultáneamente hidrógeno  y oxígeno, quiere saber cuál es más abundante y en qué proporción. Puede conocerlo midiendo la intensidad de las distintas rayas. Supongamos que hay I o veces más de hidrógeno que de oxígeno en una estrella; deberíamos esperar, por lo tanto, que llegasen más radiaciones de los átomos de hidrógeno que de los de oxígeno, lo cual se traduce en que el hidrógeno debería producir rayas más intensas que el oxigeno.

Y esto es lo que sucede en la realidad. Así, al medir la intensidad de las rayas, el astrofísico puede deducir que el hidrógeno es 10 veces más abundante que el oxígeno, pero no puede asegurar cuántas toneladas de cada gas contiene la estrella en cuestión.

La medición de la> intensidad de las rayas espectrales indica al astrónomo la composición de las capas superficiales del Sol y de otras estrellas. Así se sabe que el Sol contiene 10 veces más hidrógeno que helio. Los científicos saben también que estas dos sustancias son conjuntamente unas mil veces más abundantes que la totalidad de los restantes elementos.

Las capas superficiales de las estrellas varían considerablemente de unas a otras, pero en un gran número de ellas el hidrógeno y el helio son los principales constituyentes.

Fuente Consultada:
Revista N°32 TECNIRAMA Enciclopedia de la Ciencia y La Tecnologia – Los Espectros –
Secretos del Cosmos Colin A. Roman Colecciones Salvat N°2
Físico-Química Secundaria Santillana Escudero-Lauzurica-Pascual-Pastor

Uso de Energia Atómica o Explosivos en Obras Civiles

Uso de Energía Atómica o Explosivos en Obras Civiles

EL PODER EXPLOSIVO Y ATÓMICO PARA MOVIMIENTO DE TIERRA

Muchas personas creen que la dinamita tiene “mayor poder” que la gasolina y se equivocan: la fuerza de ruptura de la dinamita proviene de que su combustión o conversión en gases es súbita, mientras que la de la gasolina es lenta.

Asi si arrojamos contra un vidrio una pelota de algodón y un trozo de hierro de igual peso, es probable que el segundo lo quiebre, y no el primero, debido a la instantaneidad del impacto. En otras palabras, la primera diferencia entre un explosivo y un combustible es que en el primero el proceso es violento y en el segundo es pacífico y controlado.

Si echamos un reguero de pólvora por el suelo y encendemos uno de sus extremos, ésta arderá sin explotar. Para que la pólvora desarrolle su poder explosivo tiene que estar encerrada. Por eso se habla de la “explosión” de la gasolina cuando se convierte en gases dentro de los cilindros del motor. Pero no todo lo que es capaz de arder es capaz de explotar.

En muchos explosivos la detonación es súbita porque ya contienen en su molécula el oxigeno necesario para la combustión y no necesitan esperar que les llegue de afuera. “Explosión” no implica necesariamente “combustión”; lo único que se requiere es un aumento casi instantáneo del volumen, en general la conversión de un sólido o líquido en gases.

Supongamos por ejemplo que tenemos un litro de explosivo, y que pesa un kilogramo. Transformado en gases ocuparía unos 1.000 litros a la misma temperatura; pero si arde o de cualquier manera se calienta, como el volumen de un gas se duplica a cada 273°, basta que llegue a unos 1.200° para que un kilo de explosivos genere más de 4.000 litros de gases.

Este volumen, miles de veces mayor que el origina!, ejerce una presión tan violenta si el explosivo está encerrado que el conjunto estalla. Al aire libre, en cambio, puede observarse sólo  una  combustión  rápida,   es  decir una deflagración.

QUÍMICA DE LOS  EXPLOSIVOS
Se comprende que un explosivo tiene que ser un compuesto bastante inestable para poder descomponerse súbitamente. Por esta razón muchos de ellos contienen nitrógeno, cuyos átomos tienden a unirse entre sí en moléculas estables de gas y a liberar los otros elementos del compuesto. El TNT o trinitrotolueno es un ejemplo característico.

El tolueno se obtiene del carbón, (destilación de la hulla) , y se lo combina con ácido nítrico, cuya fórmula es HNO3 y le suministra el oxígeno necesario. Para llevar a cabo la reacción se añade ácido sulfúrico concentrado que absorbe el agua que se desprende e interrumpiría el ataque del ácido nítrico.

Los esquemas que acompañan esta nota son suficientemente claros para comprender la estructura del trinitrotolueno. Aunque muchos explosivos son compuestos cíclicos, es decir derivados de anillos bencénicos de seis carbonos, existen explosivos como la nitroglicerina cuya estructura es lineal.

Lo que un explosivo requiere es la posibilidad de descomponerse instantáneamente, a menudo por combustión, y que los productos de la reacción sean gases con el fin de que la presión aumente muchísimo. Cuando la molécula contiene oxígeno “encerrado” como es el caso del TNT se quema por sí misma y no necesita el aporte del aire

En los cohetes se ensayan actualmente sustancias muy similares a los explosivos sólidos, llamadas “propergoles”; en efecto, el cohete atraviesa una atmósfera enrarecida y necesita llevar su propia carga de .oxígeno, sea en un tanque separado o bien formando parte de la molécula del propergol. La mayor dificultad es obtener una superficie uniforme de combustión. Los propergoles suelen tener forma de cilindros huecos para que dicha superficie de  deflagración  no   varíe  apreciablemente.

INTENTOS DEL USO DE LA EXPLOSIÓN ATÓMICA
Para la utilización pacífica se pensó exclusivamente en las bombas termonucleares, que casi carecen de residuos radiactivos: una bomba de hidrógeno de 100 kilotones (equivalente a 100.000 toneladas de TNT) que explote a 100 metros de profundidad abre un agujero de 350 metros de diámetro, despedaza 500.000 toneladas de roca, y su radiactividad transitoria ocupa sólo una capa de 10 centímetros de espesor. Los técnicos trabajaron para reducir dicha radiactividad al 1 % de esos valores.

explosion nuclear

Los proyectos de utilización pacífica de la energía de fusión atómica forman una lista bastante larga, porque prometen realizar en forma rápida y económica una serie de proyectos actualmente lentos y costosos. Se habló primero de abrir, mediante explosiones, un puerto artificial en Alaska, ai norte del círculo polar para poder explotar valiosos yacimientos de hulla; el trabajo total sólo llevaría un año. Pero quedó momentáneamente postergado.

En cuanto al canal de Panamá, aunque es económicamente beneficioso resulta insuficiente para el intenso tránsito y se realizan grandes trabajos para ampliarlo en su parte más angosta. Existen dos proyectos para excavar —mediante explosiones termonucleares— otro canal más al sur, esta vez a nivel del mar, es decir, sin esclusas; el más interesante es el trazado en la provincia de Darién, más cerca de Colombia. La utilización de energía atómica reduciría su costo a la mitad.

Mapa de Centro América

Otro aspecto importante es el de la explotación del petróleo, a veces inaccesible a través de capas de rocas que lo mantienen encerrado, o porque está mezclado con arena y los métodos de bombeo actuales resultan improductivos.

Se calcula que bajo las arenas del lago de Atabasca en el Canadá hay más petróleo que en todo el Medio Oriente y que encerrados entre los estratos de ¡titila de los Estados Unidos se encuentran cantidades fantásticas de petróleo.

Explosiones atómicas adecuadas que generaran calor o que desmenuzaran las rocas liberarían esa riqueza potencial. Algo similar ocurre con las aguas subterráneas. A veces se alternan zonas áridas y zonas fértiles simplemente porque el agua no puede llegar a las primeras debido a que una barrera de rocas subterráneas le impide aflorar; se buscaría entonces fragmentar dichas capas rocosas.

Por último se habla de la instalación de centrales eléctricas térmicas. Estas se conocen ya en su forma natural en Nueva Zelandia, donde se explota el agua caliente de los geysers. Pero se ha proyectado crear núcleos artificiales de calor mediante explosiones atómicas y luego bombear agua para extraer vapor. Este último proyecto es muy discutido entre los especialistas.

Usos pacíficos de los explosivos nucleares
Al finalizar la segunda guerra mundial, comenzó a pensarse en la gran utilidad que se podría obtener de los explosivos nucleares, aplicados a la ingeniería civil. La fácil remoción, con dichos medios, de grandes masas de tierra ponía al alcance del hombre la realización de proyectos gigantescos: canales navegables, mares artificiales, nuevas cursos para ríos, etc. Sin embargo, estas metas, teóricamente accesibles, constituían una quimera irrealizable, por la radiactividad que se desprendería.

Los diversos países que poseían explosivos nucleares, especialmente, Estados Unidos y la U.R.S.S., organizaron comisiones especiales para que estudiasen el problema, tanto desde el punto de vista técnico, para obtener los máximos rendimientos, como el de seguridad de la población (bombas nucleares  “esterilizadas”).

La utilización de explosivos a gran escala para el movimiento de tierras se efectúa desde hace bastante tiempo en la U.R.S.S.; se trata, naturalmente, de explosivos químicos convencionales; pero la experiencia que se obtiene de su manejo es totalmente trasladable a procesos de mayor envergadura, como pueden ser los nucleares.

En la década del 60, los técnicos soviéticos han utilizado tales explosivos químicos en la región de Samarkanda, para modificar ligeramente el curso del río Zeravshan. En los países occidentales, los primeros anteproyectos con explosivos nucleares datan de 1956, cuando Egipto nacionalizó el canal de Suez. El peligro que podía correr el comercio inglés hizo pensar al gobierno de Gran Bretaña en abrir un nuevo canal que comunicase el mar Mediterráneo con el mar Rojo, a través de Israel; dicho canal partiría de un punto cercano a la zona de Gaza y desembocaría en el golfo de Aqaba.

En   1957,   la Comisión  Nacional  de   Energía  Atómica  de los   Estados   Unidos   aprobó   un   programa   de   trabajo   con explosivos nucleares, que recibió el significativo nombre de Reja de arado. En la actualidad, dicho programa ha invertido ya 25 millones de dólares en el estudio de proyectos de ingeniería civil, entre los que se destacan un nuevo tendido de vía férrea a través de las montañas de California, y un nuevo canal para unir los océanos Atlántico y Pacífico, que sustituya al de Panamá, de características antiguas e insuficiente para el tráfico actual.

Dicho canal tendría una anchura de 330 metros, en vez de los 200 actuales; todavía no está decidida su ubicación, pues se citan dos rutas posibles; una de ellas, a través de Panamá, por el Sasardi y el Morti, y la otra, por Colombia, partiendo del golfo de Urabá, en el Atlántico, por el río Atrato y su afluente Truandó.

El movimiento de tierras con medios nucleares resultaba mucho más económico que el realizado con los medios mecánicos clásicos. Así, una bomba de dos megatones de potencia costaba unos 600.000 dólares; utilizando explosivos químicos se necesitaban 2.000.000 de toneladas, que importan unos 200 millones de dólares.

Hay que señalar que el costo de una bomba nuclear es bastante independiente de la potencia que libera, es decir, una bomba de 20 kilotones no vale el doble que otra de 10 kilotones; el costo de esta última era en su momento de unos 350.000 dólares, y ya se ha dicho lo que vale una de 2 megatones !no llega al doble!), cuya potencia es 200 veces mayor. De lo anterior, se desprende que un proyecto nuclear es tanto más económico cuanto mayor sea la  obra  a   realizar.

Para dar idea de la potencia de los explosivos nucleares basta saber que una bomba de 100 kilotones libera, al explotar, un billón de calorías, hace subir la temperatura de la zona en 10 millones de grados y da lugar a una onda expansiva de 1.000 megabares de presión. Como se ha dicho al principio, el único factor que limitó, hasta ahora, el uso de estos potentes medios es la radiactividad desprendida en las explosiones. Pero, también en este aspecto, se ha progresado sensiblemente.

La Comisión Internacional de Protección contra las Radiaciones dá como límite máximo de radiactividad permisible 0,5 Roentgen, que es la dosis recibida normalmente por un paciente al que se le hace una radiografía dental. Pues bien, este valor de radiactividad se encontraba ya a 100 kilómetros del centro de explosión de las bombas de 100 kilotones utilizadas en el año 1962.

Mediante explosiones controladas la zona  de  radiactividad  peligrosa  se  ha  reducido,  y  los  0,5 Roentgen aparecen a unos 45 kilómetros del lugar de la explosión. Pero la nube radiactiva (que no abarca un círculo con centro en la explosión, sino que tiene forme de lengua a partir de dicho centro), no sólo se ha reducido en longitud, sino también en anchura, de manera que se logró que el peligro de la radiactividad se reduzca unas 1.000 veces.

En un futuro próximo, se espere conseguir bombas nucleares “esterilizadas”, cuya red actividad peligrosa no supere los 4 kilómetros, a contal desde el centro de la explosión.

Minería: Los explosivos nucleares utilizan la energía nuclear para fragmentar la roca. Dadas las características propias de los elementos nucleares que se emplean como fuente de energía y los riesgos asociados a la implementación de este tipo de tecnología, tanto para las personas como para el medio ambiente, actualmente no se usan en la minería.

El Espacio Curvo Teoría de Relatividad Curvatura Espacial

El Espacio Curvo Teoría de Relatividad

La teoría general de la relatividad constituye la culminación de los logros de Einstein. Fue el resultado exitoso de un denodado esfuerzo de cuatro años para extender su teoría especial de la relatividad. Esta teoría demuestra que la luz puede quedar atrapada en un hueco negro. Se describen aquí esos extraños objetos y lo que sería un viaje a su interior.

A propósito de objetos extraños, se discute la posible existencia de túneles o huecos de gusano que conducen hacia otro universo. ¿Pueden tales huecos de gusano emplearse para viajar en el tiempo? Se dice lo que las teorías de Einstein afirman al respecto.

Einstein comprendió desde el comienzo que la teoría especial de la relatividad quedaba restringida a una clase particular de movimiento: el movimiento uniforme, es decir, el movimiento sin aceleración. Buscó entonces durante más de una década una teoría más general de la relatividad y finalmente logró su objetivo, en 1917.

Luego de cuatro años de muy intenso trabajo, en los que hubo muchas salidas en falso y callejones sin salida, finalmente salió airoso y desarrolló la Teoría General de la Relatividad. La teoría es muy matemática y sus detalles son difíciles de entender, aún hoy sus implicaciones son revolucionarias.

Publicó su versión final de la teoría a comienzos de 1916, en los Annalen der Physik, la misma prestigiosa revista donde había publicado su teoría especial de la relatividad, su formula E = mc² y sus demás artículos importantes.

El artículo de la relatividad general fue titulado “Formulación de la teoría general de la relatividad”.

El artículo comienza con el enunciado de que todas las leyes de la física deben ser válidas en cualquier marco de referencia animado de cualquier tipo de movimiento. La relatividad no está ya restringida al movimiento uniforme: el movimiento acelerado está incluido.

Con esta proposición, Einstein creó una teoría de la gravedad, un sistema del mundo, con un conjunto de ecuaciones básicas que, cuando se resuelven, proporcionan las leyes que cumple el universo.

En esta teoría los objetos producen una deformación del espacio-tiempo que los rodea, lo cual afecta el movimiento de cualquier cuerpo que entra en esta región del espacio-tiempo. Einstein había pensado ya en esta posibilidad desde 1907, cuando desarrolló su principio de equivalencia. Pero necesitaba las complejas matemáticas de Marcel Grossmann para construir una teoría completa de la gravedad.

Aunque esta distorsión del espacio-tiempo ocurre en cuatro dimensiones, veamos lo que ocurre en dos. Imaginemos una lámina de plástico flexible estirada por los cuatro extremos y sujeta con algunas tachuelas, como la que se muestra en la figura de abajo.

espacio curvo teoria general de la relatividad

Éste es nuestro espacio-tiempo de cuatro dimensiones en dos dimensiones. Ahora ponemos de alguna manera una bola de billar en medio de la lámina. El peso de la bola estira el plástico y produce una hondonada. Si colocamos ahora una canica sobre la lámina de plástico, ésta rueda hacia la bola de billar. Si empujamos la canica hacia los lados, ésta describe una curva alrededor de la hondonada y comienza a moverse en una espiral descendente hasta chocar con la bola de billar.

La bola de billar no atrae a la canica. Ésta rueda hacia la bola de billar a causa de la hondonada que se formó en la lámina de plástico, la distorsión del espacio. De manera similar, el Sol crea una depresión en la estructura del espacio-tiempo. La Tierra, los planetas y cometas se mueven en este espacio-tiempo distorsionado.

El Sol no atrae a la Tierra. La depresión que el Sol crea en el espacio-tiempo hace que la Tierra se mueva a su alrededor. El Sol modifica la geometría del espacio-tiempo. En relatividad general no existe la fuerza gravitacional. La gravedad es producto de la geometría.

Bien entonces en base a lo antedicho,…¿Cual  es la forma del Universo? ¿Es cúbico, esférico o completamente ilimitado, extendiéndose hasta el infinito? Toda la información que poseemos acerca de los confines del Universo proviene de la luz (y ondas de radio) que recibimos de las galaxias distantes. Parece que la luz alcanza la Tierra desde todas las direcciones, lo que hace pensar en la simetría del Universo, sea esférico o infinito.

Pero el Universo no es nada de eso, y no se puede representar totalmente por una figura simétrica de tres dimensiones. Sus fronteras exteriores no se pueden visualizar, debido a que la luz no nos proporciona su información propagándose en líneas rectas. Todo el espacio comprendido entre sus límites es curvo.

El espacio no es tridimensional, como un edificio o una esfera, sino tetradimensíonal, y la cuarta dimensión es el tiempo. El tiempo aparece en las ecuaciones que expresan las propiedades del espacio, pero no se puede representar.

La idea básica del espacio-tiempo de cuatro dimensiones es fácil de visualizar. De hecho, se usa a todas horas. Supongamos que hemos aceptado la invitación a cenar de una amiga, el 29 de julio, viernes, a las 7 p.m., en un restaurante del centro de la ciudad. El restaurante queda en el piso 44 del edificio del Banco Central, situado en la esquina de la Avenida 9 de Julio con Sarmiento.

Para encontrarnos con la amiga en el restaurante, el viernes, necesitamos ponernos de acuerdo sobre cuatro números: tres que describen la ubicación específica del restaurante (Avenida 9 de Julio, Sarmiento, piso 44) y otro que describe el tiempo (7 p.m. del viernes). Si vamos a las 8 p.m. del miércoles al restaurante no nos encontraremos.

El   espacio   es  curvo   y   está   distorsionado, porque contiene materia —todos los billones y billones de estrellas y galaxias del Universo—. La luz sufre los efectos de las fuerzas gravitatorias, ejercidas por la materia del espacio, y, en distancias largas, se propaga según líneas curvas y no rectas.

Aun nuestro propio Sol, que es una estrella sin mucha masa, curva apreciablemente un rayo de luz que, dirigiéndose de una estrella lejana a” la Tierra, pasa a pocos grados de él. La dirección de la curvatura observada iparece sugerir que la luz se dobla hacia dentro. Un rayo de luz que parte de cualquier punto es, en conjunto, atraído siempre Hacia el centro del Universo. Dicho rayo, después de sufrir la acción de toda la materia del Universo, que lo atrae hacia dentro, vuelve, finalmente, al mismo punto de partida.

Es como partir de un punto cualquiera de la Tierra y viajar continuamente en línea recta. La “línea recta” se vá doblando en un camino curvo alrededor de la superficie del planeta. Cada 40.000 kilómetros (circunferencia de la Tierra), el camino termina en su punto de partida, for mando un gran círculo.

La curvatura del espació se puede visualizar por la extraña conducta de la luz; en particular, de la velocidad de la luz: La velocidad es la distancia recorrida dividida por el tiempo. Cualquier  ilustración respecto al comportamiento de la velocidad de la luz incluye también la dimensión del tiempo (que no se puede incluir en un diagrama puramente espacial).

curva espacio

Si la luz no fuera afectada por la materia, y siempre se propagara en línea recta (es.decir, a la misma velocidad), el espacio nó estaría distorsionado ni curvado. Entonces podría representarse como una superficie plana de dos dimensiones (con lo que nos ahorraríamos la tercera dimensión, a pesar de que ella es realmente necesaria).

Si la luz describe un gran círculo alrededor del Universo y vuelve al punto de partida, el diagrama de dos dimensiones se tras-forma en una esfera de tres dimensiones, y los caminos de la luz son círculos alrededor de la esfera. La luz cambia de dirección; luego, su velocidad varía.

curva espacio hacia afuera

Las teorías de la relatividad de Albert Einstein están todas ligadas al comportamiento de la velocidad de la luz. En su teoría general de la relatividad, Einstein (1916)  demostró lo que debía suceder si la luz interaccionaba con la materia. En sus ecuaciones se presentaban tres posibilidades: la luz no era afectada, en cuyo caso el Universo debía ser plano; la luz se doblaba, bien hacia dentro o hacia fuera. Las dos últimas posibilidades conducen a un espacio curvo de cuatro dimensiones.

Pero si la luz se curva hacia fuera en lugar de hacia dentro, el diagrama toma la forma de una silla de montar y las curvas son hipérbolas en lugar dé círculos. Los rayos de luz se saldrían continuamente y nunca retornarían a su punto de partida. La evidencia experimental que se posee parece  indicar una curvatura hacía el interior del espacio.

Fuente Consultada:
Einstein Para Dummie s Carlo I. Calle
Revista Tecnirama Fascículo N°120 Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología
50 Cosas que debe saber sobre el Universo Joanne Bajer
Einstein y su Teoría de la Relatividad Byron Preiss (ANAYA)

El Principio de Equivalencia Teoría de la Relatividad General

EXPLICACIÓN SIMPLE DEL PRINCIPIO DE EQUIVALENCIA EN LA TEORÍA GENERAL DE LA RELATIVIDAD

La teoría general de la relatividad constituye la culminación de los logros de Einstein. Fue el resultado exitoso de un denodado esfuerzo de cuatro años para extender su teoría especial de la relatividad. En esta parte se explica el significado de la teoría y se discute su influencia sobre nuestra concepción del universo. La teoría general demuestra que la luz puede quedar atrapada en un hueco negro. Se describen aquí esos extraños objetos y lo que sería un viaje a su interior.

Cuando estudiamos física, observamos que existen varios tipos de movimientos, normalmente usamos los rectilineos, como por ejemplo cuando viajamos de una ciudad a otra, o cuando caminamos de nuestra casa a la escuela. También están los circulares, es decir que el objeto sigui una trayectoria curva, como cuando “revoleamos” una piedra atada a un hilo. También dentro de estos tipos de trayectorias, tenemos aquellos en donde la velocidad es constante, es decir no varia, por ejemplo cuando viajamos en un tren a 70 Km./h y  siempre esa velocidad es la misma al paso del tiempo, son movimiento de velocidad uniforme.

Y también hay otro movimiento llamado acelerados que es cuando nuestra velocidad va cambiando a traves del tiempo y podríamos decir que es el caso mas normal de nuestra vida. Cuando salimos en nuestro auto, la velocidad pasa de  0 Km/h , cuando está denido a otra velocidad mas alta. Luego cuando llegamos a destino apretamos el freno y la velocidad llega a cero (cuando nos detenomos) en algunos segundos.

Cuánto mas grande sea esa aceleración mas rápido vamos a avanzar o a detenernos, y viceversa, si la aceleración es nula o ceo, la velocidad será siempre uniforme y no aumentará ni disminuirá, podemos decir que el movimiento uniforme es una caso especial del movimiento acelerado, cuando la aceleración es cero.

Albert Einstein comprendió desde el comienzo que la teoría especial de la relatividad quedaba restringida a una clase particular de movimiento: el movimiento uniforme, es decir, el movimiento sin aceleración. Buscó entonces durante más de una década una teoría más general de la relatividad y finalmente logró su objetivo, en 1917.

Einstein  en su principio de relatividad afirma que las leyes de la física son las mismas para todos los observadores que se mueven con movimiento uniforme Como todas las cosas se comportan de la misma manera para un observador en reposo y para otro que se mueve con movimiento uniforme con respecto al primero, es imposible detectar el movimiento uniforme.

Siguiendo con su espíritu investigativo, Einstein comenzó a reflexionar sobre las limitaciones de la relatividad especial, porque la velocidad constante o uniforme es un caso de un movimiento mas general, que como vimos antes, del movimiento acelerado.

Einstein pensaba, y estaba en lo ciento que la aceleración es fácil de detectar. Nunca dudamos cuando viajamos en un automovil, y este acelera, pues no sentimos apretados o “empujados” contra nuestro asiento. Lo mismo cuando frena bruscamente , nos vamos hacia adelnate y sentimos el efecto de la aceleración y del movimiento.

Albert, estuvo con este problema (que parece tan simple para nosotros) mucho tiempo en su cabeza sin lograr un modelo que le permita seguir avanzando con su novedosa teoría.

En una conferencia dictada en Kyoto en diciembre de 1922, relató al auditorio que un día, estando sentado en su silla de la oficina de patentes de Berna, se le ocurrió de súbito una idea: si alguien se cayera del techo de la casa, no sentiría su propio peso. No sentiría la gravedad. Ésa fue “la idea más feliz de mi vida“, dijo.

La mencionada idea puso a Einstein en la vía que conducía a la teoría general de la relatividad, extensión de su teoría especial, que debería incluir toda clase de movimientos, no sólo el movimiento uniforme. Al desarrollarla, inventó una nueva teoría de la gravedad que reemplazó a la ley de gravitación universal de Isaac Newton.

EXPLICACIÓN DE SU IDEA: .
La respuesta a los problemas de Einstein era, literalmente, tan simple como caer de un tejado. La idea de Einstein surgió al darse cuenta de que alguien que cayera hacia la tierra no sentiría el efecto de la gravedad. Como es difícil imaginar una caída libre desde un tejado, imaginemos un hombre que cae desde un avión. Según cae, todo lo que lleva consigo cae a la misma velocidad (la ley de la gravitación universal de Newton, que dice que la fuerza gravitatoria es proporcional a la masa de los objetos).

Si se da la vuelta, las monedas no se le saldrán del bolsillo, ya que están aceleradas hacia la tierra al igual que él. Si se mete la mano en el bolsillo, saca unas cuantas monedas y las deja caer (si las arrojara con fuerza sería distinto), seguirían cayendo con él. Todo esto demuestra una cosa: la caída libre ha cancelado la gravitación. En otras palabras, aceleración es equivalente a gravitación.

Para ilustrarlo, imaginemos un ascensor en el último piso de un rascacielos muy alto. Dentro, duerme plácidamente un físico, junto a su despertador. Un segundo antes de que suene el despertador, cortamos los cables que sostienen el ascensor. El ascensor empieza a caer con un movimiento acelerado hacia el suelo, suena el despertador, y el físico se despierta. Al despertar, se siente ligero, sin peso. El despertador flota a su lado. Saca las llaves del bolsillo, las deja caer y también flotan.

El físico se divierte, no está asustado,porque cree que alguien le ha colocado en una nave y se encuentra en el espacio. Incapaz de pensar que alguien le haya colocado en el ascensor, no imagina que lo que está experimentando es una caída libre, y se vuelve a dormir.

Ahora, imaginemos el mismo ascensor enganchado a una nave que le traslada al espacio y ascelera hacia arriba. Dentro del ascensor hemos vuelto a colocar a nuestro físico y su despertador. Justo antes de que suene el despertador, ponemos en marcha la nave y el ascensor se desplaza a 9,8 m por segundo cada segundo (9,8 m/s2, la aceleración que sentimos debido a la fuerza de gravedad de la Tierra).

El físico ve el reloj en el suelo, y siente su propio peso sobre el suelo del ascensor. Saca las llaves de su bolsillo, las tira y caen al suelo, cerca de él, describiendo una perfecta parábola en su caída. El físico está cada vez más divertido, porque piensa que quien fuera que le había puesto en el espacio, le ha llevado ahora de regreso a la Tierra. Incapaz de pensar que alguien se lo está llevando del planeta, no se da cuenta de que lo que está experimentando no es la gravedad, sino una aceleración. Así que se vuelve a dormir.

Einstein demostró por lo tanto que el movimiento no-uniforme, de la misma forma que el uniforme, es relativo. Sin un sistema de referencia, es imposible saber diferenciar entre la fuerza de una aceleración y la fuerza de gravedad.

ingravidez, astronautas en sus practicas

Su equivalencia permite a la NASA entrenar a sus astronautas en condiciones de ingravidez, en un avión en caída acelerada que iguala la aceleración gravitacional de la tierra. Durante unos minutos, los que van dentro del avión están en la misma situación que nuestro físico en el ascensor que caía desde lo alto del rascacielos. Los astronautas en sus entrenamientos recrean las condiciones de gravedad cero del espacio de este modo, volando en un avión a reacción (adecuadamente apodado el Vomit Comet —o Cometa del Vómito—) en una trayectoria propia de una montaña rusa. Cuando el avión vuela hacia arriba, los pasajeros se quedan pegados a sus asientos porque experimentan fuerzas mayores que la gravedad. Cuando después se inclina hacia delante y cae en picado hacia abajo, son liberados del tirón de la gravedad y pueden flotar dentro del aparato.

EQUIVALENCIA ENTRE  GRAVEDAD Y ACELERACIÓN:

En su artículo del Annual Review, Einstein explicó mediante su experimento mental que es imposible distinguir una aceleración constante de los efectos de la gravedad. Llamó a esta idea principio de equivalencia, porque mostraba la equivalencia entre aceleración y gravedad.

Según Einstein, la gravedad es relativa. Existe sólo cuando hay aceleración. Cuando los científicos dejan caer la bola en la nave espacial acelerada, la bola es libre y no está acelerada. La bola está en movimiento uniforme y la nave acelera hacia ella.

Los científicos sienten la aceleración de la nave. Si uno de los astronautas salta fuera de la nave, quedará liberado de la aceleración del vehículo y no sentirá ninguna aceleración. No sentirá ningún movimiento, porque el movimiento sin aceleración (movimiento uniforme) no puede identificarse.

principi de equivalencia

Newton había explicado la gravitación por la fuerza de atracción universal;  Einstein la explicó en 1916 por la geometría del espacio-tiempo… Transcurridos casi ochenta años, la audacia de aquel salto conceptual sigue suscitando la admiración de los físicos. Einstein construyó la relatividad general intuitivamente, a partir de «las sensaciones que experimentaría un hombre al caerse de un tejado», en un intento de explicar los fenómenos gravitacionales sin la intervención de fuerza alguna. El personaje en estado de ingravidez imaginado por Einstein no tiene motivo para pensar que está cayendo, puesto que los objetos que lo acompañan caen a la misma velocidad que él, sin estar sometidos aparentemente a ninguna fuerza. Debe seguir, pues, una trayectoria «natural», una línea de máxima pendiente en el espacio-tiempo. Esto implica que los cuerpos responsables de la gravitación (la Tierra, en este caso) crean una curvatura del espacio-tiempo, tanto más pronunciada cuanto mayor es su masa. Los planetas, por ejemplo, caen con trayectorias prácticamente circulares en la depresión (de cuatro dimensiones…) creada por la masa del Sol.

El mismo principio es válido cuando la nave está de vuelta en la Tierra. Cuando el astronauta deja caer la bola, ésta no siente ninguna aceleración. Como la aceleración de la bola se debe a la atracción gravitacional de la Tierra, la bola no siente ninguna gravedad. La bola que el astronauta deja caer flota ahora en el espacio, como los astronautas de la lanzadera espacial. Es el suelo, la Tierra, que sube para encontrar la bola y chocar con ella.

¿Cómo puede ser esto? La Tierra está en completa sincronía con los demás planetas, moviéndose con la Luna alrededor del Sol en una órbita precisa. La Tierra no puede moverse hacia arriba para chocar con la bola; tendría que arrastrar consigo a todo el sistema solar.

Esto es realmente lo que ocurre, según Einstein. Al saltar de un trampolín quedamos sin peso, flotando en el espacio, mientras la Tierra con todo el sistema solar aceleran en nuestra dirección. No estamos acelerados. Es la Tierra la que lo está. No sentimos la gravedad porque para nosotros no existe.

De acuerdo con Einstein, gravedad es equivalente a movimiento acelerado. Los astronautas de la nave espacial acelerada, lejos del sistema solar, sienten una gravedad real, no una mera simulación de gravedad. Y el astronauta que salta de la nave y la ve acelerar alejándose de él está en la misma situación que nosotros cuando saltamos del trampolín y vemos que la Tierra acelera hacia nosotros.

El principio de equivalencia de Einstein dice: “La gravedad es equivalente al movimiento acelerado. Es imposible distinguir los efectos de una aceleración constante de los efectos de la gravedad”.

Fuente Consultada:
Revista Tecnirama Fascículo N°120 Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología
50 Cosas que debe saber sobre el Universo Joanne Bajer
Einstein Para Dummie s Carlo I. Calle
Einstein y su Teoría de la Relatividad Byron Preiss (ANAYA)

Feymann Richard Fïsico Premio Nobel Teoría Electrodinámica Cuántica

Feymann Richard Físico Premio Nobel
Teoría Electrodinámica Cuántica

El físico norteamericano Richard Phillips Feynman mereció el Premio Nobel en 1965  por sus estudios en el campo de la electrodinámica cuántica. Fue uno de los teóricos  más originales de la posguerra, ya que contribuyó de manera fundamental en muchos campos de la física. Su genial visión de fabricar productos en base a un  reordenamiento de átomos y moléculas dio pie al nacimiento de una de disciplinas científicas más prometedoras de la era moderna: la nanotecnología

Feymann Richard Físico

“Para la existencia de la ciencia son necesarias mentes que no acepten que
la naturaleza debe seguir ciertas condiciones preconcebidas.”

NUEVAS FRONTERAS
Con una curiosidad ilimitada ante los fenómenos de la naturaleza, Richard Feynman hizo contribuciones relevantes en diversos campos de la física y también fue un excelente divulgador, capaz de transmitir su pasión por la ciencia. De una intuición extraordinaria, buscaba siempre abordar los problemas de la física de manera diferente de la de sus colegas, quería presentar las cuestiones conocidas fuera de los caminos ya trillados.

La historia cuenta que durante una reunión de la Sociedad Americana de Física de la división de la Costa Oeste, en 1959, Feynman ofreció por primera vez una visión de la tecnología totalmente nueva, imaginando enciclopedias escritas en la cabeza de un pin. “Hay mucho sitio al fondo”, dijo en aquella célebre conferencia. Pero el fondo al que se refería no era el de la abarrotada sala de actos. Hablaba de otro fondo: el de las fronteras de la física, el mundo que existe a escala molecular, atómica y subatómica.

Un Visionario: Por primera vez, alguien pedía investigación para hacer cosas como escribir todos los libros de la Biblioteca del Congreso en una pieza plástica del tamaño de una mota de polvo, miniaturizar las computadoras, construir maquinarias de tamaño molecular y herramientas de cirugía capaces de introducirse en el cuerpo del paciente y operar desde el interior de sus tejidos.

La conferencia de Feynman está considerada como una de las más importantes y famosas de la historia de la física, que hoy cobra una vigencia no prevista en aquel entonces. Por eso muchos científicos consideran que Richard Feynman marca de algún modo el nacimiento de la nanotecnología, ciencia que se aplica a un nivel de nanoescala, esto es, unas medidas extremadamente pequeñas, “nanos”, que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos.

El futuro es impredecible: A pesar de que Feynman ignoraba en aquel entonces la capacidad de los átomos y las moléculas de unirse en estructuras complejas guiadas por sus interacciones físicas y químicas (algo muy presente hoy en día a escala nanométrica), queda su impresionante clarividencia en saber identificar en la naturaleza un abundante depósito de recursos, poniendo de manifiesto al mismo tiempo su confianza en el carácter ilimitado de la creatividad humana.

PORQUE SE LO RECUERDA:

  1. Es considerado una de las figuras pioneras de la nanotecnología, y una de las primeras personas en proponer la realización futura de las computadoras cuánticas.
  2. Su forma apasionada de hablar de física lo convirtió en un conferencista popular; muchas de sus charlas han sido publicadas en forma de libro, e incluso grabadas para la televisión.
  3. Feynman fue asignado al comité de investigación de la explosión en vuelo del transbordador de la NASA Challenger, en 1986. Demostró que el problema había sido un equipo defectuoso y no un error de un astronauta.
  4. Entre sus trabajos se destaca la elaboración de los diagramas de Feynman, una forma intuitiva de visualizar las interacciones de partículas atómicas en electrodinámica cuántica mediante aproximaciones gráficas en el tiempo.

Cronología:
NACIMIENTO: Richard Feymann nació el 11 de mayo en Nueva York. Descendiente cíe judíos rusos y polacos, estudiu física cu el Instituto Tecnológico de Massa-chusetts v se doctoró en la Universidad de Priiiceton.

PROYECTO MANHATTAN Participó en el proyecto Manhattan, que dio origen a la primera bomba atómica. Posteriormente, en 1950, fue nombrado titular de la cátedra de física teórica en el California Institute of Technology (foto).

PREMIO NOBEL: Recibió el Nobel de Física junto con J. Schwinger y S. Tomonaga, por sus trabajos en electrodinámica cuántica. Se mostró cómo abordar el estudio cuántico y relativista de sistemas con cargas eléctricas.

INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DEL QUARK: Trabajó en el acelerador de partículas de Stanford, período en el que introdujo la teoría de I partones, hipotéticas partículas localizadas en el núcleo atómico que daría pie más tarde al concepto de quark.

MUERTE: Tras luchar denodadamente durante cinco años con un cáncer abdominal, Feynman falleció el 15 de febrero, dos semanas después de dictar su última exposición como docente: su última clase versó sobre la curvatura espacio-temporal.

Fuente Consultada:Gran Atlas de la Ciencia La Materia National Geographic – Edición Clarín –

Historia de Ciencia Tecnica Tecnologia y Sus Avances

Historia de la Ciencia ,Técnica y Tecnología
Curiosidades y Avances Científicos

INTROUDUCCIÓN: Si consideramos la ciencia como la investigación sistemática de la realidad a través de la observación, la experimentación y la inducción (conocido como método científico)  entonces la ciencia no existía en las civilizaciones antiguas. Sin duda, se realizaron descubrimientos, pero de forma fragmentaria. La mitología y la religión dominaron como formas de explicar el mundo.

Esto empezó a cambiar con las especulaciones de los primeros filósofos griegos, que excluían las causas sobrenaturales de sus explicaciones sobre la realidad. Al llegar el s. III a.C. la ciencia griega era muy elaborada y producía modelos teóricos que han dado forma desde entonces al desarrollo de la ciencia.

Con la caída de Grecia ante el imperio Romano, la ciencia perdió su estado de gracia. Se lograron pocos avances importantes, salvo en medicina, y el trabajo realizado estaba firmemente enraizado en las tradiciones y los marcos conceptuales griegos.

Durante varios siglos, desde la caída del imperio Romano en el s. V d.C, la ciencia fue prácticamente desconocida en Europa occidental. Sólo la civilización islámica conservó los conocimientos griegos , y los transmitió más tarde de nuevo a Occidente. Entre los s. XIII y XV se lograron algunos avances en el campo de la mecánica y la óptica, mientras que algunos hombres como Roger Bacon insistieron en la importancia de la experiencia y de la observación personal.

El s. XVI señaló la llegada de la llamada “revolución científica”, un período de progreso científico que empezó con Copérnico y culminó con Isaac Newton. La ciencia no sólo logró descubrimientos conceptuales sino que consiguió también un enorme prestigio. La ciencia y todo lo que la rodeaba llegaron a estar muy de moda a finales del s. XVII, y atrajeron una gran cantidad de patrocinios reales y gubernamentales.

Dos hitos de esta nueva moda fueron la fundación de la Académie de Sciences por Luis XIV en Francia y de la Royal Society por Carlos II en Inglaterra.

En el curso del s. XIX la ciencia se profesionalizó y se estructuró en carreras y jerarquías emergentes, centradas en universidades, departamentos de gobierno y organizaciones comerciales. Esta tendencia no se interrumpió con la llegada del s. XX, que ha visto cómo la ciencia dependía cada vez más de los avances tecnológicos, avances que no han escaseado.

La ciencia moderna es inmensa y extremadamente compleja. Es virtualmente imposible llegar a tener una visión global consistente de lo que ocurre en la ciencia. Por este motivo, mucha gente la ve con algo de suspicacia. Sin embargo, la civilización occidental está completamente sometida a la creencia de que el progreso científico es un valor positivo y una fuerza que contribuye al bien de la humanidad.

Aunque algunos de los mayores peligros y horrores del mundo tienen sus raíces en el esfuerzo científico, también existe la esperanza de que, con el tiempo, la ciencia proporcionará soluciones viables para ellos.

Marie Curie (1867-1934) cientifica

Ejemplo de científico abnegado y apasionado por el descubrimiento y estudio de la naturaleza. Marie Curie (1867-1934). La científica polaca que, con su marido francés Pierre (1859-1906) y Henri Becquerel (1852-1908), recibió el premio Nobel de física de 1903 por el descubrimiento de la radioactividad. También recibió el de química de 1911 por el descubrimiento de dos elementos, el radio y el polonio.

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Usos del Transbordador Espacial Mision y Características

Usos del Transbordador Espacial
Misión, Características y Misiones de la NASA

El Transbordador Espacial, Una Nave de ida y vuelta: Uno de los principales problemas de la exploración espacial es el alto coste de las misiones. Hay que tener en cuenta que, hasta hace poco tiempo, los cohetes no eran reutilizables. Para cada lanzamiento se empleaba un cohete que se iba destruyendo por etapas, a medida que se quemaba el combustible. Las piezas desechadas eran abandonadas durante el viaje.

Por ello, se consideró importante desarrollar un vehículo espacial que fuera reutilizable, y no se destruyese en cada misión. Este vehículo fue la lanzadera espacial de la NASA.

En el momento del lanzamiento, la lanzadera tiene acoplados unos cohetes propulsores que se desprenden durante las primeras etapas del vuelo y caen al mar, de donde se recuperan para utilizarse de nuevo en vuelos futuros. Una vez desprendidos los cohetes propulsores, la lanzadera se impulsa por sus propios medios hasta entrar en órbita alrededor de la Tierra.

Después de orbitar alrededor de nuestro planeta, la lanzadera vuelve a aterrizar como un avión normal, a una velocidad de unos 300 km/h.

Imagen Abajo: El Transbordador 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.

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Los últimos cinco cambios claves para volver al espacio

CalentadoresColocar 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 térmicoEl 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.

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Hasta el momento, las únicas lanzaderas que están en funcionamiento son las de EE.UU. La agencia espacial soviética construyó, en los años ochenta del pasado siglo, una lanzadera espacial denominada Buran (en ruso, tormenta de nieve).

El prototipo llegó a realizar tres viajes de prueba, sin tripulación, con notable éxito, en 1988. No obstante, no eran buenos tiempos para la exploración espacial en aquel país. La Unión Soviética se desmoronó y, antes de que la agencia espacial rusa actual tomara las riendas, muchos proyectos quedaron en el aire por falta de financiación. Entre ellos, la lanzadera Buran.

Casi al mismo tiempo, la agencia espacial europea (ESA) desarrolló su propia lanzadera, la Hermes. Nuevamente fueron los problemas de financiación los que causaron el abandono del proyecto, a mediados de la década de 1990.

Actualmente, la última lanzadera en desarrollo es la X-38, de la NASA, una pequeña nave que servirá como vehículo de rescate y emergencia para la estación espacial internacional.

lanzadera espacial columbia

COLUMBIA es una lanzadera espacial recuperable fabricada en la NASA. Esta lanzadera espacial tiene un aspecto similar a un avión DC-9 pero con el ala en delta, y es el fruto de un programa de investigación aprovado en tiempos del presidente Kennedy y puesto en marcha por el presidente Nixon.

Para su despegue y puesta en órbita cuenta con dos cohetes que, una vez cumplido su cometido, se desprenden y caen hacia el océano frenados por dos grandes paracaídas, lo que posibilita su recuperación y posterior empleo en otros vuelos, después de una revisión y puesta a punto.

Finalizada su misión en el espacio, la lanzadera efectúa su reentrada en la atmósfera, soportando las altas temperaturas provocadas por la fricción merced a un recubrimiento antitérmico, y aterriza en una pista convencional, pero un poco más larga que las utilizadas por los aviones Jumbo.

Estas lanzaderas, que por sus características de recuperabilidad se denominan también transbordadores espaciales, pueden llevar cómodamente hasta cinco satélites de tamaño medio y una vez en órbita terrestre desprenderse de su carga, ahorrando así los enormes gastos de lanzamiento de cada satélite. También pueden acercarse hasta un satélite averiado en órbita y recuperarlo para devolverlo a la Tierra o proceder a su reparación in situ.

Su primer vuelo despegó de cabo Kennedy el 12 de abril de 1981 y tomó tierra 54 horas más tarde en el desierto de California. J. Young y R. Crippen fueron sus tripulantes y su misión principal fue comprobar el funcionamiento general de la aeronave.

El segundo lanzamiento se llevó a cabo el 18 de noviembre de 1981 y en él se realizaron diversos experimentos científicos y tecnológicos, entre los que cabe destacar las pruebas de funcionamiento de un brazo robot, de construcción canadiense, cuya finalidad es depositar y retirar satélites artificiales de su órbita.

El tercer lanzamiento se realizó el 22 de marzo de 1982 y en el trancurso del vuelo se comprobó el comportamiento térmico de la aeronave, dirigiendo alternativamente sus distintas partes hacia el sol y manteniendo cada orientación durante largo tiempo.

También se realizaron comprobaciones, que se repiten en cada vuelo, del comportamiento de las distintas partes de la nave en los momentos más comprometidos, despegue y reentrada en la atmósfera, junto con comprobaciones de compatibilidad de los distintos elementos que componen el ingenio espacial.

Se probó nuevamente el brazo telemanipulador, para lo cual se colocó en su extremo un conjunto de instrumentos destinados a estudiar las modificaciones producidas en el entorno espacial por el gas y el polvo que se escapan de la areonave, conjunto que pesaba 160 kg.

Se realizaron también experiencias de producción de un enzima, uroquinasa, que puede constituir un medicamento contra la formación de coágulos sanguíneos, y cuyo aislamiento en condiciones de ingravidez es mucho más fácil que en los laboratorios terrestres. Por último se realizaron experiencias de fabricación de microsferas de polestireno en condiciones de ingravidez, las cuales son muy útiles tanto en el campo médico como en el industrial.

Finalmente, el 22 de junio de 1982 se realizó un cuarto lanzamiento del Columbia, en el cual se repitieron las mismas experiencias que en el vuelo anterior y se añadieron otras dos.

Una de ellas consistió en ia separación por elec-troforesis de materiales de interés biológico, para observar las características del proceso en condiciones de ingravidez. La segunda fue una experiencia de interés militar, y por tanto sometida a restricciones informativas.

Con todo, se sabe que se trataba de probar un telescopio de rayos infrarrojos enfriado por helio líquido, con el que se pretendía detectar la radiación calórica emitida por un misil en vuelo, y además distinguir entre las emitidas por cada tipo de misil. Con la puesta a punto de este telescopio los Estados Unidos tendrían la base para el establecimiento de una red de satélites de alerta.

Este cuarto vuelo ha sido la última prueba del programa norteamericano del transbordador espacial, el cual entra ahora en su fase de utilización práctica, durante la cual el Columbia alternará sus vuelos con las nuevas aeronaves Challenger, Discovery y Atlantics.

Fuente Consultadas:
La Enciclopedia del Estudiante Tomo 05 Santillana
Actualizador Básico de Conocimientos Universales Océano

El Mar Muerto, donde nadie de ahoga Porque? Caracteristicas

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

El Agua Salada del Mar Impide Sumergirse y  No Es Posible Ahogarse
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.

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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

vida en condicones extremas

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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Teoria del Rozamiento Que es? Porque hay rozamiento?

Teoría del Rozamiento ¿Que es y Porque hay Rozamiento?

Quien intente deslizar un bote sobre una playa seca y plana encontrará una considerable oposición. La fuerza que tiende a oponerse al deslizamiento de un sólido sobre otro se denomina rozamiento. El rozamiento forma parte de nuestra vida diaria. Por ejemplo, no podríamos caminar si nuestros pies no se aferraran por rozamiento al piso. Los frenos de un automóvil utilizan el rozamiento entre las cintas de freno y la campana del mismo, móvil, para detenerlo. Desde luego, este efecto tiene, también, un factor desventajoso. La fricción entre las partes móviles de cualquier máquina es la causa principal de su desgaste.

La fuerza de rozamiento entre dos sólidos no depende de las superficies en contacto. Esto puede parecer sorprendente a menos que recordemos que aun las superficies más pulidas son en realidad como diminutas cadenas montañosas; sólo toman contacto entre sí en los pocos lugares en que los picos de una descansan sobre los picos de la otra. La fuerza de frotamiento depende, en cambio, de la fuerza que comprime una superficie contra la otra.

En el caso de un objeto apoyado sobre una superficie horizontal, la fuerza de frotamiento que se opone a todo intento de hacerlo deslizar es directamente proporcional al peso del objeto. En otras palabras, la relación entre la fuerza de rozamiento y la carga es constante. Esta relación se denomina coeficiente de fricción por deslizamiento. Varía de un par de sustancias a otro.

A la escala atómica, aun la superficie más finamente pulida está muy lejos de ser plana. Por ejemplo, la figura de mas abajo, muestra el perfil real, considerablemente amplificado, de una superficie de acero que pudiera considerarse como muy bien pulida. Fácilmente podemos creer que al colocar dos cuerpos de este tipo en contacto, el área real microscópica de contacto es mucho menor que el área macroscópica aparente de contacto; en un caso especial estas áreas pueden estar fácilmente en la relación de 1 a 104.

La superficie real (microscópica) de contacto es proporcional a la fuerza normal, porque las puntas de contacto se deforman plásticamente bajo los grandes esfuerzos que se desarrollan en estos puntos. De hecho, muchos puntos de contacto quedan “soldados en frío” entre sí. Este fenómeno, la adherencia superficial, se debe a que en los puntos de contacto, las moléculas, en las caras opuestas de la superficie, están tan cercanas unas a las otras que ejercen fuerzas intermoleculares intensas entre si.

Cuando un cuerpo (digamos un metal) se jala sobre la superficie de otro, la resistencia por rozamiento está relacionada con la ruptura de esos millares de pequeñas soldaduras, que continuamente se vuelven a formar conforme se presentan nuevas oportunidades de contacto. Experimentos con rastreadores radiactivos han permitido averiguar que, en el proceso de ruptura, pequeños fragmentos de una superficie metálica pueden ser arrancados y quedar adheridos a la otra superficie. Si la rapidez relativa del movimiento de las dos superficies es suficientemente grande, puede haber una fusión local en ciertas zonas de contacto, aun cuando la superficie en conjunto pueda sentirse sólo ligeramente caliente.

El coeficiente de rozamiento depende de muchas variables, tales como la naturaleza de los materiales, el acabado superficial, películas superficiales, temperatura y grado de contaminación. Por ejemplo, si en un recipiente al alto vacío se colocan dos superficies metálicas que se han limpiado cuidado­samente y como consecuencia del vacío no se pueden formar películas de óxido en las superficies, el coeficiente de rozamiento se eleva a valores enorme’­y las superficies quedan, de hecho, firmemente “soldadas” entre sí. Al dejar penetrar una pequeña cantidad de aire al recipiente de modo que puedan formarse películas de óxido en las superficies opuestas, el coeficiente de rozamiento se reduce a su valor “normal”.

Con estas complicaciones no es sorprendente que no haya una teoría exacta del rozamiento en seco y que las leyes del mismo sean empíricas. Sin embargo, la teoría de la adherencia superficial en el rozamiento entre metales conduce a comprender fácilmente las dos leyes del rozamiento mencionadas anteriormente. (1) El área microscópica de contacto que determina la fuerza de rozamiento fk. es proporcional a la fuerza normal N y, por consiguiente, fk es proporcional a N, como lo muestra la Figura.

El hecho de que la fuerza de rozamiento sea independiente del área aparente de contacto, significa, por ejemplo, que la fuerza que se requiere para arrastrar un “ladrillo” de metal sobre una mesa metálica es la misma, cualquiera que sea la cara del ladrillo que esté en contacto con la mesa. Podemos entender esta circunstancia solamente si el área microscópica de contacto es la misma para todas las posi­ciones del ladrillo, y en efecto, así es.

El “dibujo” de las cubiertas de automóvil tiene por objeto fundamental mejorar su adherencia en caminos mojados o grasosos. Una cubierta lisa no puede hacer contacto con la superficie húmeda, porque lo película de agua atrapada bajo aquella actúa como lubricante. Pero si la cubierta posee una cantidad de superficies de goma separadas entre sí, cada trozo de! dibujo hace contacto con la superficie del camino, porque el agua es desalojada hacia esos espacios intermedios.

Cuando se apoya sobre la cara más grande, hay un número relativamente grande de superficies de contacto relativamente pequeñas que sostienen la carga; cuando se apoya sobre la cara más pequeña existe menor número de contactos (porque el área aparente de contacto es menor), pero el área de cada contacto individual es mayor exac­tamente en la misma proporción debido a la mayor presión ejercida por el ladrillo que está sostenido sobre este menor número de contactos que soportan la misma carga. La fuerza de rozamiento que se opone a que un cuerpo ruede sobre otro es mucho menor que la fuerza necesaria para el resbalamiento, y, de hecho, ésta es la ventaja de la rueda sobre el trineo.

La reducción de rozamiento que se obtiene, se debe, sobre todo, al hecho de que en el rodamiento, las soldaduras en los contactos microscópicos son “peladas” más bien que “cortadas” como tiene que hacerse en el rozamiento por resbalamiento. Esta circunstancia puede reducir la fuerza de rozamiento hasta 1000 veces.

La resistencia al rozamiento por deslizamiento en superficies secas se puede reducir considerablemente mediante la lubricación. En el mural de una gruta en Egipto fechado 1900 A. c. se ve una gran estatua de piedra que se va deslizando en una rastra mientras un hombre, enfrente de la rastra, va echando aceite lubricante en su camino. Una técnica mucho más efectiva es introducir una capa de gas entre las superficies que resbalan; el “disco de hielo seco” y la chumacera sobre soportes de gas, son ejemplos.

Se puede reducir el rozamiento todavía más, suspendiendo un objeto en rotación en un espacio vacío por medio de fuerzas magnéticas. Por ejemplo, J. W. Beams ha hecho girar un rotor de 13.6 Kg. de este tipo a 1.000 rev/seg; cuando se suspendió la fuerza impulsora, el rotor perdió velocidad a razón de solamente 1 rev/seg por día.

El frotamiento por rodaje es mucho menor que el que se produce por deslizamiento. Por eso es mucho más fácil hacer rodar un tronco que tratar de arrastrarlo, y explica el hecho de que la rueda sea un implemento imprescindible para casi todos los vehículos terrestres. Por el mismo motivo, los rodamientos de bolilla sirven para facilitar los movimientos y disminuir el desgaste de cualquier pieza en movimiento. La energía gastada en vencer las fuerzas de rozamiento se convierte en calor.

Un ejemplo convincente de esto es el antiguo método de encender fuego frotando dos maderas entre sí. El calor producido por el rozamiento entre el vehículo espacial y la atmósfera, cuando retorna a Tierra, es uno de los mayores peligros para los astronautas. Éste es, quizás, el mejor ejemplo de lo antedicho. Efectivamente, en su entrada en la atmósfera, una cápsula espacial se consumiría como una tea si no estuviera acorazada y aislada por un escudo refractario capaz de soportar los 900° C producidos por la tremenda fricción. Las fuerzas de frotamiento que se oponen al movimiento entre las moléculas de gases y líquidos se denomina viscosidad. Se estudiará en un artículo posterior.

LA FRICCIÓN DE ROZAMIENTO
La otra fuerza que se opone al movimiento de la pelota o de cualquier otro cuerpo es, según hemos dicho, la fricción.

Si pretendemos empujar sobre el suelo un cajón pesado, debemos realizar un gran esfuerzo muscular, puesto que las superficies del cajón y del suelo no están perfectamente pulidas y la aspereza del uno y del otro, como es natural, provocan una resistencia al movimiento, que se llama fricción de rozamiento.
Diremos pues que: Se produce la fricción de rozamiento cuando un cuerpo roza sobre otro. Se comprende fácilmente que cuanto más pesado es el cuerpo y más irregulares las superficies de roce, tanto mayor será la fricción.

LA FRICCIÓN DE RODAMIENTO
Efectuemos ahora lo que hicieron hace miles y miles de años nuestros antepasados: coloquemos rodillos debajo del cajón y veremos que para impulsarlo se requiere un esfuerzo mucho menor que el anterior, pero con todo, se necesitará asimismo cierto esfuerzo muscular, porque siempre subsisten irregularidades en el rodillo y en el suelo, que generan una resistencia al movimiento.

Existe fricción de rodamiento si un cuerpo rueda sobre otro. Pero habremos comprobado, que a igualdad de peso que comprime, la fricción de rodamiento es mucho menor que la fricción de rozamiento. Ello explica por qué la invención de la rueda, lograda unos 3.000 años a. C., fue una etapa fundamental en la historia de la civilización.

¿ÚTIL 0 PERJUDICIAL?
¿Es la fricción un inconveniente? ¿Es deseable? Indudablemente, para las máquinas representa un obstáculo, dado que absorbe una gran parte de la potencia desarrollada, y por ello se hace todo íc posible para disminuir la fricción. Las piezas móviles de las máquinas se construyen sumamente pulidas, y durante el movimiento se lubrican con aceites especiales, llamados precisamente lubricantes.

La función de los lubricantes es la de formar una delgadísima película sobre las superficies de roce, que disminuye la fricción y hace “resbalar” las asperezas de ambas superficies.Uno de los mejores sistemas para evitar la fricción consiste en el empleo de cojinetes de bolillas, inventados en 1907, para hacer girar los ejes.Por otra parte, sin fricción, nuestra vida sería imposible.

No podríamos dar un paso, ni siquiera realizar el más mínimo movimiento; porque no habiendo fricción entre el suelo y las plantas de los pies, no tardaríamos en caer. No podrían moverse los vehículos, ya que las ruedas girarían sin tomar contacto con el asfalto, y tampoco funcionarían los frenos.Para finalizar, cabe reconocer que aunque las resistencias del medio y de la fricción cuestan dinero y fatiga, vemos que nuestro mundo está perfectamente coordinado, y lamentarse sería francamente injusto.

Es necesario a menudo controlar el rozamiento: Esto puede significar disminuir el rozamiento, como en las partes móviles de un automóvil, o aumentarlo, como en los frenos o llantas del propio vehículo. Los dos factores pueden ser fácilmente regulados, ya que dependen de la naturaleza de las superficies y de la clase del movimiento. Unos pocos ejemplos podrán ilustrar esto.

Las balatas de los frenos están hechos de un material seleccionado para que presenten mucho rozamiento y resistan al desgaste. Además, deben permanecer secas para incrementar el rozamiento. Se diseñan salientes en las llantas de los tractores para aumentar el rozamiento y resistir el desgaste. Los dibujos de una llanta de automóvil se disponen también para aumentar el rozamiento.

Una manera muy corriente de reducir el rozamiento es substituir el de deslizamiento por el de rodadura. Cojinetes o rodamientos de rodillos y de bolas se utilizan en los ejes de las ruedas de los automóviles, bicicletas y patines de ruedas. Sirven para suministrar rozamiento de rodadura entre el eje fijo y la rueda giratoria. Estos cojinetes o rodamientos están generalmente encerrados en un soporte, que sirve para mantener cada rodillo o bola en su posición adecuada.

Otro modo de disminuir el rozamiento, es por medio de la lubricación, en general, por medio de aceites, grasa o grafito, colocados entre las superficies de deslizamiento o de rodadura. El aceite forma una película delgada entre las superficies móviles. Aunque esta película es muy delgada, algunas veces de sólo unas pocas moléculas de espesor, casi evita por completo que una superficie toque a la otra, cambiando así la naturaleza de las dos superficies enfrentadas y reduciendo el rozamiento y el desgaste. Lubrica de una manera distinta el grafito, formado por cristales planos y lisos que fácilmente deslizan unos sobre otros.

Si se quiere hacer un experimento que esté casi libre de rozamiento, se coloca un trozo de hielo seco y se hace resbalar sobre una mesa. El hielo seco es bióxido de carbono sólido. A la temperatura y presión ambientes, el hielo seco se evapora sin pasar por el estado líquido, por tanto, en la base del trozo se está formando una determinada cantidad constante de bióxido de carbono gaseoso. El hielo seco flota sobre una delgada película de gas, que actúa como un magnífico lubricante entre el trozo de hielo y la mesa.

Pedazos pequeños de hielo seco pueden cargarse con grandes pesos para que puedan deslizarse casi sin rozamiento en experimentos para probar las leyes del movimiento.

Fuente Consultada:
Física I Resnick – Halliday
Revista TECNIRAMA N°30

Biografia de Isaac Newton Vida y Obra Cientifica Fisico Matematico

Biografía de Isaac Newton Vida y Obra Científica

ISAAC NEWTON (1642-1727): El científico inglés realizó trabajos que revolucionaron el conocimiento y fundaron la ciencia clásica. Sus principios de la luz, del movimiento y de la atracción de las masas sólo serían cuestionados a comienzos del siglo XX, particularmente por Einstein.

LOS PRIMEROS TRABAJOS
Nacido en Inglaterra el 25 de diciembre de 1642 -año de la muerte de Galileo-, algunos meses después del fallecimiento de su padre. Isaac Newton fue criado por su abuela en la granja familiar de Woolsthorpe.

Cuando tenía tres años la madre volvió a casarse y lo dejó con la abuela. A los once, a raíz de la muerte del odiado padrastro, se reunió con la madre (que había dado a luz otros tres hijos). Asistió a la escuela durante cinco años más, distinguiéndose sólo por haber perseguido vengarse de un chico que lo pateó.

Después de pelear con el chico, empujándolo contra la iglesia y restregándole la cara contra el muro, Newton decidió poner en evidencia a su adversario en el aspecto académico, lo que hizo ascendiendo de ser el penúltimo de la escuela a ser el primero.

A los catorce años de edad, su madre lo retiró de la escuela para que aprendiese a administrar la propiedad, pero él no manifestaba en aquel entonces afición alguna por los negocios, prefiriendo los libros y la creación de pequeñas máquinas, como un molino de viento en miniatura o un reloj de agua que funcionaría por varios años. Se pasaba el tiempo leyendo y se concentraba hasta tal punto que en una ocasión desapareció un caballo cuya brida él sostenía sin que Newton se diera cuenta.

Al cabo de un año regreso a la escuela y viviendo en la casa de un farmacéutico llamado doctor Clark, por cuya hijastra sintió sin duda un vínculo romántico. La relación se marchitó en 1661, cuando Newton se fue al Trinity College de Cambridge. Mucho después, teniendo ya el primer amor de Newton setenta años, ella reveló la vinculación a un biógrafo, el cual escribió que «no siendo la herencia de ella importante y siendo él becario en la universidad, sus fortunas eran incompatibles con el matrimonio; tal vez también los respectivos estudios». Por lo que se sabe, se trata de la única relación de esta clase que tuvo Newton en toda su vida.

En 1661 ingresó en el Trinity College, pero debió retornar a Woolsthorpe en junio de 1665, pues se había declarado una epidemia de peste en la ciudad de Londres. Si bien este período fue dramático para Inglaterra -la peste causó más de 70.000 muertes tan sólo en Londres resultó extremadamente fecundo para el joven Newton: liberado de las obligaciones escolares, comenzó sus investigaciones y estableció las bases de sus grandes descubrimientos en matemáticas, en óptica y en mecánica celestes.: Sin embargo, sus teorías se publicarían mucho después: así, la teoría de la luz expuesta en sus cursos en 1670-1672. v que apareció en las Philosophkal Traisactions (Transacciones filosóficas) en 1671 y 1674, recién llegarían a conocerse en 1704, con la publicación del Tratado de óptica.

La pensión de un college universitario era de unas 45 libras esterlinas, cifra insostenible para una familia como la de Newton, si se tiene en cuenta que su propiedad agrícola rendía a lo sumo poco mas de 80 libras esterlinas anuales. Así, cuando el joven Isaac fue admitido en el prestigioso Trinity College de Cambridge, fue matriculado en la categoría de los estudiantes pobres, que se pagaban los estudios realizando distintos servicios domésticos, sirviendo a los profesores, haciendo las veces de porteros, cocineros, camareros, etc. Y, además, con tres o cuatro de retraso respecto a los otros estudiantes.

LA MECÁNICA DIVINA: La concepción de un mundo ordenado según las leyes de la mecánica no era contradictoria con la existencia de Dios y constituía incluso una prueba de ella para numerosos autores: las regularidades de la naturaleza permitían contemplar la sabiduría de Dios y su poder, como lo explica el Espectáculo de la Naturaleza del abate Pluche, uno de los grandes éxitos del siglo XVIII. Estos análisis son compatibles con los de un científico como Fontenelle, secretario de la Academia de ciencias de París, que escribió en sus Conversaciones sobre la pluralidad de los mundos (1686): «Me imagino siempre que la naturaleza es un gran espectáculo que se parece al de la Ópera. Del sitio en que usted se encuentre, en la Ópera, usted no ve el teatro tal como es: se han dispuesto los decorados y los mecanismos para causar de lejos un efecto agradable y esconden de su vista esas ruedas o contrapesos que son los que hacen todos los movimientos».

MÁXIMA CELEBRIDAD
A la edad de veintisiete años, en 1669, Newton fue nombrado profesor en Cambridge, sucediendo a un gran matemático, Isaac Barrow. Obtuvo este cargo gracias a sus trabajos en matemáticas, especialmente sobre la longitud de los arcos de curvas, si bien aún no había publicado sus investigaciones acerca de la luz ni de la atracción de los cuerpos celestes. Alcanzó celebridad al desarrollar el primer telescopio que utilizaba uno o varios espejos, en tanto que los anteojos se valían de lentillas.

El resultado impresionó a la Royal Society, principal institución científica inglesa, y a toda Europa. Este instrumento de unos veinte centímetros de largo proporcionaba imágenes nueve veces mayor que un anteojo cuatro veces superior en el largo. Newton fue elegido «fellow» (miembro) de la Royal Society en 1672.

Ese mismo año publicó finalmente su teoría de los colores, materia que fue objeto de un gran debate en el siglo XVII. En efecto, desde la Antigüedad los científicos se ocuparon del problema de la visión, pensando por ejemplo que un rayo visual emitido por el ojo iba al encuentro de los objetos y permitía así la visión. A partir de Kepler, el ojo era considerado solamente como un dispositivo óptico y en lo sucesivo los escritos centraban su atención en la naturaleza física de la luz.

Con sus experimentos, Newton empezó a cuestionar las remotas ideas aristotélicas, retomadas en parte por Descartes, según las cuales la luz era blanca y los colores surgían progresivamente de su debilitamiento. Llegó a la idea de que la luz «blanca» era una mezcla de luces de todos los colores. Presentó su teoría a partir de la descripción del «experimento crucial»: ante un agujero horadado en una pantalla, instaló un dispositivo constituido por un prisma, una plancha perforada, un segundo prisma y una segunda plancha.

Al estudiar las diferentes manchas coloreadas sobre la pared de enfrente, correspondientes a los diversos rayos refractados por el prisma, pudo analizar la naturaleza de la luz. Con esta demostración, Newton parecía haber descubierto una ley de la naturaleza gracias al experimento, como si leyera sus secretos, y que ejercería una influencia significativa en la ciencia.

LA PUBLICACIÓN LOS PRINCIPIA MATHEMATICA: En 1687, alentado por el astrónomo Halley, Newton publicó sus Principios matemáticos de la filosofía natural: conclusión y superación de todos los avances científicos del siglo XVII, constituyen igualmente el resultado final de los trabajos de Newton.

La publicación de los Principia Mathematica tuvieron un enorme impacto. Sus tres leyes del movimiento y la ley única y universal de la gravedad lo explicaban todo. («Si he visto más lejos —escribió Newton—, es porque miraba desde los hombros de gigantes.») Mediante rigurosas matemáticas y una concentración obsesiva, Newton unió los cielos con la Tierra. Su teoría no era, estaba él deseando decirlo, una hipótesis sino una realidad. Desde Aristóteles no se había creado ninguna visión del mundo que abarcara tanto.

Los Principia Mathematica, a diferencia del Revolutionibus de Copérnico, tuvieron buena acogida. Newton fue muy agasajado, a pesar de tener, según el profesor que lo sucedió en la cátedra Lucasiana, «el carácter más temeroso, cauto y receloso que yo haya conocido».

Pero Newton cambió. Prácticamente aislado en un tiempo, se volvió ambicioso. Cuando el rey Jacobo II intentó convertir al catolicismo las universidades inglesas, Newton se resistió y, como consecuencia, fue elegido representante en el Parlamento. En Londres, pidió al filósofo John Locke que le ayudase a conseguir un puesto de administrador de la Casa de la Moneda. Mientras tanto proseguía sus experimentos alquímicos.

Escribiendo en latín, Newton formuló las tres leyes del movimiento, que son:

1. Todo cuerpo se mantiene en estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta a no ser que alguna fuerza actúe sobre él y lo obligue a cambiar.

2. El cambio ocurre en proporción a la fuerza que se aplica y en su misma dirección.

3. Toda acción provoca una reacción igual y de signo contrario.

Estas leyes permitieron a Newton expresar la ley de la gravitación universal en una única fórmula:

formula gravitacion de newton

F representa la fuerza gravitatoria de atracción entre dos cuerpos. Sus masas se representan por m1 y m2. La distancia entre los cuerpos la representa d, que aparece elevada al cuadrado. G es la constante gravitatoria, determinada mediante experimentos de laboratorio en 1798. Para quienes estén interesados por estas cosas, ese número, en el Sistema Internacional de unidades, es 0,00000000006673.

El famoso poeta Alejandro Pope dijo refiriéndose a Newton : 

“La Naturaleza y las leyes naturales se ocultaban en la noche; Dios dijo:
Que nazca Newton” y se hizo la luz”.

Por el año 1700 el científico era una de las personalidades más destacadas del país, su trabajo en la Casa de Moneda lo había hecho muy apreciado en la corte, y le había dado una posición económica envidiable ; la publicación de los Principia lo había transformado rápidamente en la mayor personalidad de la ciencia europea. Tenía todo a su favor para sentirse satisfecho a si mismo.

En 1704 pública la Óptica con tres ediciones y en 1726 publica la tercera edición de la Principia. En 1725 se enferma deja Londres y se traslada a Kensington. Y en 1727 el 20 de marzo muere.

LA GLORIA Y LA MUERTE
En 1688, Newton fue elegido diputado al Parlamento, representando a la Universidad de Cambridge, pero él no se ocupó de política. En 1697 fue nombrado Director de la Casa de Moneda de Londres; entonces abandonó Cambridge y se estableció en la capital, en un lujoso departamento. Además, poseía mucho talento y arte para ganar dinero; jugó en la Bolsa con tanta fortuna que logró acumular un patrimonio de 32.000 libras esterlinas.
En 1705, con una ceremonia especial, realizada en Cambridge, fue investido del titulo de “sir” por la reina Ana: fue el primer sabio que recibió tal honor. Pero siempre permaneció como un individuo reservado, modesto; un día, a una persona que lo alababa por su inmensa contribución al conocimiento humano, respondió:

“No he tenido ninguna perspicacia particular, solamente la capacidad de reflexionar pacientemente”.
En 1725, a consecuencia de una pulmonía y un ataque de gota, dejó la ciudad de Londres y se estableció en Kensington, donde continuó con sus ocupaciones habituales. El 2 de marzo de 1727 se consideró en condiciones de dirigirse a Londres para presidir una reunión de la “Roya! Society”. Al regresar de este pequeño viaje cayó enfermo. Murió el 20 de marzo de 1727, a los 85 años. Su desaparición conmovió a todo el mundo. Los funerales fueron extraordinarios. Su féretro lo llevaron seis miembros de la Cámara de los Lores y fue depositado en la Abadía de Westminster, donde se halla su tumba. En la ciencia humana, Newton se encuentra en el pináculo de los grandes pensadores y descubridores, al lado de Galilea y de Einstein.

AMPLIACIÓN DE LA BIOGRAFÍA
SU INFANCIA: Un muchacho atento y silencioso
“Profundo pensador… orgulloso de sus experiencias… extiende el imperio de las ciencia” : la persona a quien iban dirigidas estas palabras más que a cualquier otra, pocos decenios antes iniciaba su vida escolar grabando con sumo cuidado su nombre en la madera de todos los bancos que solía ocupar. De Newton niño poco se sabe, pero seguramente tenía ya entonces una costumbre que lo acompañara toda la vida : la de blandir siempre una pluma, al punto de llenar en el transcurso de los años miles de páginas con su grafía diminuta y ordenada, tomando nota de todo y sobre todo.

Isaac Newton había nacido en Woolsthorpe, Lincolnshire, el día de navidad de 1642, cuando ya hacía un niño que había estallado la guerra civil que turbaba al país con la primera revolución inglesa.

Su padre, pequeño propietario agrícola, había muerto incluso antes de que el naciese, dejando a su viuda en condiciones económicas no muy florecientes. La madre se llamaba Anna Ayscough, y provenía de una familia relativamente acomodada que contaba entre sus miembros a profesionales y clérigos.

Al parecer, en el momento de su nacimiento Newton era tan pequeño y grácil como para caber cómodamente en un bocal de un litro ; sin embargo, habría de convertirse en un muchacho sano y robusto.

Dos años después de la muerte de su primer marido, Anna Ayscough se casó en segundas nupcias con el reverendo Barnaby Smith y se mudó a casa de éste, en la vecina aldea de North Withan. Pero el reverendo no tenía la menor intención de hacerse cargo de aquel hijo que no era suyo, por lo que el pequeño Isaac fue confiado a los cuidados de su abuela. De este nuevo matrimonio de la madre nacieron tres hijos ; Anna los llevó consigo a Woolsthorpe cuando, en 1656, volvió a quedar viuda y regresó a su antigua casa.

A estas alturas, Isaac era ya un adolescente, y en verdad que no puede afirmarse que tuviera una infancia ejemplar. Naturalmente no sabemos hasta que punto sintió Newton el peso de esta situación familiar. Lo único cierto es que creció tímido y suspicaz, con muchas dificultades para relacionarse con los demás ; características que, con el transcurso del tiempo, se harán cada vez más evidentes hasta convertirse en el aspecto más destacado de su historia personal. Su educación dio comienzo en dos pequeñas escuelas aledañas a su casa hasta que, a los doce años, fue enviado a proseguir sus estudios en la King´s School de Grantham, poblado que por entonces contaba con dos mil o tres mil habitantes.

Este distaba doce kilómetros de Woolsthorpe, y puesto que no era posible ir y volver todos los días, Isaac se estableció en Grantham durante todo el año escolar, pensionado en casa del doctor Clark, farmacéutico. No existen noticias sobre su rendimiento escolar. Y de su vida de entonces se sabe concretamente que su costumbre de escribir siempre y por todas partes no ahorraba siquiera los bancos de la escuela.

Desde niño comenzó a tomar notas en los libros que leía, dejando escritas reflexiones. En el primero de los tres cuadernos que han llegado a nosotros hay un poco de todo : registros de gastos, notas de química y medicina, apuntes sobre la lengua y, específicamente, páginas enteras copiadas de un libro (Los misterios del arte y la naturaleza, de J. Bate) que debía ser de su predilección.

Se trataba de un texto semejante a muchos ahora, rico en indicaciones practicas sobre como preparar colores para pintar, o sobre fuegos artificiales, o bien acerca de carnadas para los peces y muchas otras cosas de vario interés. Siguiendo éstas -o quizás algunas otras- instrucciones, Isaac fabricó un poco de todo, desde un simple reloj de sol que colgó en la pared de su casa hasta (al parecer) una silla de ruedas. Construir con sus propias manos las cosas mas extrañas y diferentes era algo que le fascinaba.

Por aquellos años, cerca de Grantham comenzó a funcionar un molino de viento, algo raro en aquella zona rica en cursos de agua en donde todas las muelas dedicadas al grano estaban accionadas por ruedas hidráulicas. Hasta donde es posible saber, el joven Newton estudió aquel molino con tanta atención como para reproducirlo en una maqueta que funcionaba a la perfección.

Por consiguiente, la que surge es la figura de un niño reflexivo, habilísimo en las tareas manuales que requerían cierto ingenio, que amaba los libros y solía tomar apuntes sobre todo lo que le interesaba. No es verdadero el retrato de un jovencito de inteligencia torrentosa, pero tampoco lo es el de un muchacho condenado a pasar en el campo el resto de su vida ; de hecho, su madre se dejó convencer por el maestro de escuela Stokes y el tío William para renunciar a dos brazos que le ayudarían en su propiedad con el fin de permitirle continuar sus estudios. Precisamente su tío, quien había estudiado en Cambridge, se interesara por hacerle admitir en la universidad a pesar de su humilde origen.

En aquella época la universidad era un privilegio destinado a una élite muy restringida, y eran pocos los jóvenes de las extracción social de Newton que conseguían llegar a ese nivel de estudios. No hay que olvidar que por entonces, en Inglaterra, no existía un sistema uniforme de instrucción, no había todavía periódicos. Las aldeas estaban diseminadas en grandes extensiones, aisladas entre sí por caminos en pésimas condiciones que eran recorridos por medios de transporte rudimentarios ; a pesar de esto, la vida en el campo había dejado de estar sumida en el clima casi feudal que todavía subsistía en las aldeas del continente.

Las actividades manufactureras, más difundidas en la campiña que en los centros urbanos, producían mercancías para el mercado interno e internacional. Los intereses comerciales hacía ya tiempo que habían alterado el clima de las aldeas, poniéndolas en contacto con los hombres de negocios de comarcas lejanas. Todo esto se había traducido en cierta movilidad cultural, en la que se insertaban muchos miembros de las clases intermedias como protagonistas del progreso social, político y productivo del país y de las colonias del reino. Sin embargo, la universidad seguía siendo una meta de difícil alcance.

La pensión de un college universitario era de unas 45 libras esterlinas, cifra insostenible para una familia como la de Newton, si se tiene en cuenta que su propiedad agrícola rendía a lo sumo poco mas de 80 libras esterlinas anuales. Así, cuando el joven Isaac fue admitido en el prestigioso Trinity College de Cambridge, fue matriculado en la categoría de los estudiantes pobres, que se pagaban los estudios realizando distintos servicios domésticos, sirviendo a los profesores, haciendo las veces de porteros, cocineros, camareros, etc. Y, además, con tres o cuatro de retraso respecto a los otros estudiantes.

Cambridge : los años de mayor creatividad científica.
Dos años para pensar: Los dos años de la peste han pasado a formar parte de la historia de la ciencia. En este período Newton tuvo sus primera grandes intuiciones científicas, incluida la que más habría de contribuir a su fama : la gravitación universal.

El mismo, efectuando muchos años después el balance de su actividad en Woolsthorpe, redactó una lista completa de sus descubrimientos : a principios de 1665 se había dedicado a las matemáticas, formulando aquel importantísimo enunciado conocido en el álgebra como teorema del binomio ; entre noviembre de 1665 y mayo 1666 definió el cálculo infinitesimal, dándose tiempo, en enero, para elaborar una original teoría sobre la naturaleza de los colores. Y además, “en el mismo año comencé a pensar en la gravedad, extendiéndola a la órbita de la Luna…y confronté la fuerza necesaria para mantener a la Luna en su órbita con la fuerza de gravedad existente en la Tierra, y observé que son aproximadamente iguales. Todo esto ocurrió en los dos años de la peste, 1665 y 1666, cuando me hallaba en la plenitud de mis capacidades intelectuales y me ocupaba de matemáticas y filosofía en mayor grado de lo que nunca volvería a hacerlo posteriormente”.

Puede resultar útil recorrer las etapas de esos dos años para entender en profundidad su importancia en la vida de Newton así como en la totalidad de la historia del pensamiento científico.

En Woolsthorpe, los días transcurrían lentos, con la cadencia regular de la vida campestre. Newton pasaba mucho tiempo en compañía de su madre, con la que mucho se había encariñado, pero por lo demás estaba solo. Nadie había allí con quien discutir, nadie con quien intercambiar opiniones, e incluso tenía muy pocos libros a su disposición.

Esta fase de aislamiento intelectual, privada de cualquier clase de distracciones, le ayudó a retomar el hilo de muchos pensamientos y a poner orden en sus ideas, desovillando los nudos que hasta en ese momento le habían obstaculizado el camino. Quizá también el aburrimiento jugó su parte en esa incitación de Newton a concentrarse, casi obsesivamente, en algunos problemas.

Ya anciano, contestaba a quien le preguntase cómo había procedido de joven para llegar a determinados descubrimientos : “Pensando continuamente en ellos”. SU secreto era muy simple : “Suelo mantener pendiente el tema ante mí, y espero hasta que los primeros albores se convierten poco a poco en la plena luz del día.”

Esta constancia, unida a una gran capacidad de concentración, le ayudaba al menos a alejarse en parte de una rutina pobre en estímulos culturales para vivir en otra realidad. En ella encontraban su espacio las observaciones sobre la luz, los estudios matemáticos y todas las otras expresiones del amplio bagaje cultural que había acumulado en aquellos años.

En la primera parte del período pasado en Woolsthorpe, Newton se dedicó a la elaboración del cálculo diferencial e integral.

En el álgebra elemental, con frecuencia el problema consiste en hallar el valor numérico atribuido a una determinada letra que representa una cantidad desconocida y que, en las particulares condiciones establecidas por el enunciado problema, acaba asumiendo determinados valores. Pero en muchos campos de las matemáticas es posible hallarse ante dos cantidades que varían continuamente una con respecto a otra ; baste con pensar, por ejemplo, en los problemas ligados a la velocidad, que obligan a valorar la relación entre las variaciones de la distancia y las correspondientes variaciones de tiempo. Los problemas de física y de astronomía tratan casi siempre con leyes de variación ; el calculo diferencial e integral servía precisamente para afrontar ese tipo de problemas.

El perfecto dominio de estos instrumentos matemáticos le permitirá a Newton, muchos años después, llegar más allá que cualquier otro en la descripción sistemática del universo.

Hasta la primera mitad del siglo XVII las matemáticas habían mantenido un aspecto muy distinto del actual.

Los números árabes, es decir los que empleamos normalmente, se utilizaban ya en todas partes, pero en la contabilidad se usaban todavía números romanos ; en realidad, los símbolos de las cuatro operaciones se volvieron de uso común en la segunda mitad del siglo XVII ; la práctica de utilizar las letras para indicar cantidades desconocidas o indeterminadas, es decir la notación algebraica, sólo fue introducida por el matemático francés Viète poco antes de 1600. El propio hecho de efectuar cálculos con la pluma, o escribiendo con ayuda del ábaco o de otros instrumentos similares, se consideraba todavía un método avanzado, comparable con el que hasta hace algunos años era el empleo de la calculadora.

Ya a comienzos del siglo XVII muchos estudiosos habían concentrado sus esfuerzos en el álgebra y la geometría analítica. Algunos de los problemas insolubles de la geometría clásica, en especial los que implicaban líneas y superficies curvas mediante ecuaciones algebraicas. Este nuevo modo de proceder -que precisamente caracteriza a la geometría analítica- se mostraba muy fértil, pero a la vez obligaba a plantear otro orden de problemas particularmente insidiosos para la mentalidad de la época : el de las magnitudes infinitamente pequeñas. Así pues, los matemáticos del siglo XVII se vieron enfrentados con las magnitudes infinitesimales y el modo con que determinan las magnitudes finitas.

Antes de Newton ya se habían dado pasos en ese sentido, en especial gracias a la contribución de los algebristas ingleses, pero precisamente en su haber y en de Leibniz, otro gran matemático, hay que anotar que el calculo infinitesimal acabó teniendo una sistematización orgánica. El primer paso consistió en la formulación de una ley aritmética que permitiese el desarrollo de series de funciones con un exponente cualquiera (teorema del binomio) ; era éste un instrumento matemático extraordinario que habría de tener consecuencias prácticas incalculables.

Otra cuestión delicada del cálculo infinitesimal consistía en hallar la relación exacta que liga a dos tipos de problemas : los que se resuelven calculando la derivada de una función y los que se resuelven calculando su integral. Newton, con su teorema de inversión, fue el primero en formular claramente la relación entre estas dos clases de problemas, logrando así que la matemática moderna diera un inmenso salto adelante.

“Me avergüenza decir hasta qué cifra decimal he extremado mis cálculos, al no tener por el momento nada que hacer”, escribió Newton ; y es verdad que para él, por entonces, estos estudios sólo cumplían la función de un pasatiempo. No comentó con nadie sus descubrimientos. Sólo en 1669 entregó a Barrow un informe en latín (De analysi per aequationis numera terminorum infinitas), que fue leído en privado por algunos estudiosos pero que sólo habría de publicarse treinta años después.

Newton perfeccionará su método de cálculo varias veces hasta su “presentación oficial” en 1687, con la publicación de su libro fundamental, los Principia, en donde lo utilizará para la demostración de todos los teoremas cruciales. El no publicar de inmediato los resultados de sus estudios se revelará muy pronto como una tendencia constante de su carácter. Es una costumbre que con los años le procurará molestias y polémicas inacabables.

Pero los nuevos puntos de partida de ese período tan fecundo no han acabado. Exactamente en el huerto de su casa ocurrió el episodio que le dio celebridad incluso entre quienes jamás se interesaron por la física. Mientras tranquilamente a la sombra vio caer una manzana y, como a veces suele suceder, aquel hecho de por sí trivial, pero acontecido en el momento preciso, dio origen a una serie de brillantes intuiciones. O, al menos, así lo contó el viejo Newton el 15 de abril de 1726, alimentando su propia leyenda, a su amigo William Stokeley. Y gracias a este último, el relato llegó a nosotros : ” Después de comer, como hacia calor, nos encaminamos al jardín con el propósito de tomar el té a la sombra de unos manzanos, él y yo a solas.

Al promediar nuestra charla, me dijo que se hallaba exactamente en la misma posición cuando, bastante tiempo atrás, se le había ocurrido la idea de la gravitación. La ocasión le había sido proporcionada por la caída de una manzana, mientras meditaba. ¿Por qué una manzana tenía que caer, siempre, perpendicularmente al suelo ?, pensó para sí. ¿Por qué no se desplaza lateralmente o hacia arriba, sino siempre hacia el centro de la Tierra ? Ciertamente, el motivo consiste en que la Tierra la atrae. Debe de existir en la materia un poder de atracción ; y la suma de tal poder debe de radicar en el centro de la Tierra, no en cualquier otra parte de ella. Por esto la manzana cae perpendicularmente, es decir hacia el centro. Si la materia atrae la materia, esto debe ocurrir proporcionalmente a su cantidad. Por ello la manzana atrae a la Tierra tal como la Tierra atrae a la manzana. ¿Existe por consiguiente una fuerza, como la que nosotros denominamos gravedad, que se extiende por todo el universo ?”

No era una novedad que las manzanas se desprendiesen del árbol y cayesen al suelo, así como no era una novedad el hecho de que la Tierra ejerciese una atracción sobre todos los cuerpos. Pero Newton intuyó mucho más. Si esta fuerza de atracción no disminuye siquiera sobre la cima de las montañas más altas, ¿no puede valer también para alturas inmensamente mayores ? ¿No puede, por ejemplo, actuar sobre la Luna ? Pero la Luna no cae sobre la Tierra, sino que rueda a su alrededor en una órbita constante, prueba evidente de que la fuerza de la gravedad disminuye con la distancia y, por lo tanto, no es suficiente para “capturarla”. Por consiguiente, a aquella altura la fuerza de atracción tiene que ser exactamente la necesaria para vencer la opuesta fuerza centrifuga.

Se sabía ya, desde hacía tiempo, que todos los cuerpos en rotación parecen querer alejarse del centro, cosa que en efecto sucede apenas se interrumpe el vínculo que los retiene. Los astrónomos de la época no habían sido capaces de reconocer ningún vínculo entre la Tierra y la Luna, y esto los había llevado a admitir por hipótesis soluciones que a nosotros, hoy, nos parecen francamente absurdas. Newton intuyó la verdad enunciando la hipótesis de que el misterioso vínculo era precisamente la fuerza de la gravedad, capaz de actuar sobre la Luna tanto como sobre la Tierra : sin ningún contacto físico. En cierto sentido, la Luna no se aleja de la Tierra por que es demasiado pesada ; de hecho, lo que denominamos “peso” no es otra cosa que la fuerza de gravedad que actúa sobre la masa de cualquier objeto atrayéndolo hacia la masa mucho mayor de la Tierra.

Hoy sabemos que es así, pero en aquel momento sólo era una hipótesis aventurada y Newton, a diferencia de otros, era contrario a un conocimiento de la naturaleza construido sobre suposiciones. Para él, las hipótesis servían sólo como punto de partida para llegar a una descripción rigurosa de la naturaleza, a leyes generales capaces de explicar totalmente los fenómenos de la realidad física conocida. Volvió entonces a sus cálculos con el fin de encontrar una primera verificación, convencido de obtener resultados que coincidirían con la realidad, pero no fue así. Aun cuando con escasa diferencia, el recorrido de la Luna era distinto del que había previsto contraponiendo la fuerza de la gravedad a la centrífuga. Podemos imaginarnos su contrariedad.

Pese a que su hipótesis era acertada, en aquella época no podía lograr su comprobación. En sus cálculos había empleado una medida imprecisa de la distancia Tierra-Luna (medida que se corregirá pocos años después), pero, sobre todo, se había enfrentado con un problema crucial que sólo podía resolverse con el cálculo integral, instrumento éste que él mismo pondrá a punto poco después, pero que por entonces no era accesible aún.

Londres : el éxito, la fama y los honores: En marzo de 1696 Newton recibía una carta de su amigo lord Halifax, que en aquel momento ocupaba el cargo de ministro del Tesoro : “Me alegra poder darte finalmente una buena prueba de mi amistad y de la estima en que el Rey tiene tus méritos… El Rey a prometido nombrar director de la Casa de la Moneda al señor Newton. El puesto es más que adecuado para ti… Se paga quinientas o seiscientas libras esterlinas anuales y el trabajo es tal que no absorberá todo tu tiempo…”

Con su traslado a Londres, Newton da por concluida una larga etapa de su vida para iniciar otra totalmente distinta. Sobre el período pasado en Cambridge, aparte de los importantes resultados científicos, no hay mucho que decir. Si se excluyen los dos años de la peste, había pasado más de treinta años entre los muros austeros de la universidad ; años decididamente intensos en lo que respecta al estudio, pero otro tanto decididamente pobres en el plano personal. Un ayudante suyo escribió que jamás vio a Newton “dedicado a algún esparcimiento o pasatiempo, así se tratase de un paseo, una cabalgada o una partida de bochas, porque pensaba que cada hora que no dedicaba al estudio era una hora perdida”.

Participaba poco, asimismo, en la vida colectiva de la universidad ; raramente comía en la sala común y, cuando lo hacía, era capaz de presentarse “con los zapatos descalcañados, las calzas desenlazadas, la túnica al sesgo y los cabellos despeinados”, como si los otros no existiesen. A su alrededor sólo tenía a sus estudiantes, muy pocos, a los colegas y a los escasos amigos que alguna vez se llegaban hasta Cambridge para encontrarse con él.

El resto de sus relaciones personales era cosa de correspondencia. Pero incluso estas amistades, como por lo demás las enemistades, estaban estrechamente ligadas al ambiente científico y hacían referencia a él más en el plano intelectual que en el personal o afectivo. Cada tanto iba a Londres, para discutir con alguien o para procurarse algo que le afectase. Cada tanto se dirigía a Woolsthorpe, y aquí reencontraba los lugares de su infancia, a sus parientes y, especialmente, a su madre ; cuando esta murió, en el verano de 1679, también pasó a faltarle este punto de referencia. Con su muerte desaparecía de su vida y de su corazón la única mujer que había sabido ocuparlos.

Newton jamás se casó, y ni siquiera se sabe que alguna vez estuviera enamorado. Su carácter arisco, pedante y extremadamente religioso no estaba hecho para atraer las atenciones femeninas y, además, jamás le interesaron las mujeres de manera particular. Acerca de su vida sentimental sólo se conoce un episodio juvenil con una compañera de infancia, registrado de manera dudosa por uno de sus amigos, William Stukeley.

Según este relato, cuando Newton no estaba todavía en la universidad y vivía en Grantham en casa del doctor Clark, se había enamorado de una hijastra suya, miss Storey, dos años más joven y que, por lo tanto, debería tener a lo sumo dieciséis años. Stukeley habló con ella cuando ya era anciana y estaba casada desde hacía muchos años ; al parecer, era una mujer de mirada inteligente, de estatura media y que todavía mostraba en el rostro las señales de una belleza pasada. “Afirma que sir Isaac fue siempre un muchacho serio, silencioso, que casi nunca jugaba con los otros niños, sino que prefería permanecer en su casa… Habiéndose educado juntos sir Isaac y miss Storey, comenta que sir Isaac quizá se enamoró de ella cuando crecieron, y no lo niega… La verdad es que siempre supo mostrar por ella gran cortesía. Iba a buscarla cada vez que estaba en el campo, incluso cuando ya ella se había casado, y le dio una suma de dinero una vez que ella lo necesitó.”

A estas alturas, Newton era una de las personalidades más destacadas del país : el trabajo en la Casa de Moneda lo había hecho muy apreciado en la corte, y le había dado una posición económica envidiable ; la publicación de la Principia lo había transformado rápidamente en la mayor personalidad de la ciencia europea. Tenía todo a su favor para sentirse satisfecho a si mismo.

En 1704 pública la Óptica con tres ediciones y en 1726 publica la tercera edición de la Principia. En 1725 se enferma deja Londres y se traslada a Kensington. Y en 1727 el 20 de marzo muere.

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La Revolución Científica Siglo XV
El Mas Grande Científico de la Historia
Numeros Primos Cuales Son Los Numeros Primos
Origen y Formacion de los Oceanos Teoría
La Velocidad de la Acción de la Gravedad
El Principio de Incertidumbre de Heisemberg

Las radiaciones de un nucleo atomico Tipos alfa, beta y gamma

LAS RADIACIONES DE UN NÚCLEO DE UN ÁTOMO

1-Radiaciones Alfa
2-Radiaciones Beta
3-Radiaciones Gamma

atomo orbitasÁtomo, la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra “átomo” se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse. Esa “partícula fundamental”, por emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible.

De hecho, átomo significa en griego “no divisible”. El conocimiento del tamaño y la naturaleza del átomo avanzó muy lentamente a lo largo de los siglos ya que la gente se limitaba a especular sobre él.

Con la llegada de la ciencia experimental en los siglos XVI y XVII  los avances en la teoría atómica se hicieron más rápidos. Los químicos se dieron cuenta muy pronto de que todos los líquidos, gases y sólidos pueden descomponerse en sus constituyentes últimos, o elementos.

Por ejemplo, se descubrió que la sal se componía de dos elementos diferentes, el sodio y el cloro, ligados en una unión íntima conocida como compuesto químico. El aire, en cambio, resultó ser una mezcla de los gases nitrógeno y oxígeno.

Todos sabemos que el átomo constituye una especie de sistema planetario en miniatura; el núcleo equivale al Sol, y los electrones a los planetas. Una de las primeras preguntas que se nos pueden ocurrir a este respecto, es la siguiente: ¿cómo está hecho el núcleo, ese sol de un universo infinitamente pequeño?

Sabemos que el núcleo atómico se compone, fundamentalmente, de dos tipos de partículas materiales: los protones, cargados de electricidad positiva, y los neutrones, desprovistos de carga eléctrica. En cambio, poco es lo que se sabe acerca de la disposición y movimiento de estas partículas. A diferencia de lo que sucede con los electrones (los “planetas”), que giran alrededor del núcleo, no existe un modelo que ilustre de manera intuitiva cómo los protones y neutrones se mueven y disponen en el interior del mismo núcleo.

Sin embargo, los estudios y las experiencias de física nuclear han permitido obtener algunas conclusiones y datos significativos. Por ejemplo, el núcleo del átomo del hierro, contiene 26 protones (en amarillo en la ilustración) o, lo que es lo mismo, 26 partículas provistas de una carga elemental positiva.

Estas 26 cargas positivas pueden sostener, en torno al núcleo, otras tantas cargas de signo opuesto. Así, en el átomo neutro de hierro, 26 electrones —es decir 26 partículas provistas de una carga elemental negativa— giran alrededor del núcleo, en órbitas distintas. Y, precisamente, es el número de protones (llamado “número atómico”), igual en el átomo neutro al número de electrones, lo que hace que el hierro sea hierro, con todas las propiedades químicas que lo distinguen. Cada elemento químico, en consecuencia, tiene un número atómico propio.

Pero si las propiedades químicas de un átomo dependen, exclusivamente, del número atómico, otras propiedades no menos importantes dependen, además, del llamado “número de masa”. Se trata de propiedades que no pueden observarse a simple vista, pero que se revelan de modo muy espectacular en las “reacciones nucleares” (pensemos, por ejemplo, en la bomba atómica).

Ya hemos dicho que en el núcleo, además de los protones, se encuentran los neutrones, o partículas desprovistas de carga eléctrica, que pesan, aproximadamente, igual que los protones. Pues bien: la suma del número de protones y de neutrones da el “número de masa”.

Los átomos de igual número atómico, pero de distinto “número de masa”, son llamados “isótopos”: tienen idénticas propiedades químicas (puesto que idéntico es el número atómico), pero distintas propiedades nucleares, porque distinto es el número de masa o, lo que es lo mismo, el número de neutrones.

Tal como aparecen en la naturaleza, casi todos los elementos son mezclas de isótopos diferentes: el hierro, por ejemplo, además de átomos de 26 protones y 30 neutrones (que se hallan en franca mayoría, ya que constituyen el 91,68% de su materia), contiene también átomos de 28, 31 y 32 neutrones. Éstos son, precisamente, los isótopos del hierro (cuyos protones continúan siendo 26), todos ellos estables, es decir, existentes en la naturaleza, sin ninguna tendencia a transformarse espontáneamente en otra cosa.

En cambio, un átomo de hierro que, junto a los 26 protones habituales tuviese en el núcleo 33 neutrones, ya no sería estable, es decir, tendería a transformarse. Lo mismo puede decirse de los átomos de hierro con 27 ó 26 neutrones.

Se trata de un hecho muy importante, cuya significación es la siguiente: para que en un núcleo con un determinado número de protones (26 en el caso del hierro) haya estabilidad, los electrones no deben superar una cantidad determinada (28, 30, 31 y 32, en el caso del hierro).

En otras palabras: del número de neutrones depende la estabilidad del núcleo. Y ahora podemos dar otro paso y preguntarnos qué es lo que mantiene a protones y neutrones en el núcleo. Salta a la vista que el problema es más complejo que el que presentan los electrones girando alrededor del núcleo: en este caso se trata, simplemente, de partículas cargadas negativamente (electrones), que, en virtud de las fuerzas electrostáticas, son atraídas por cargas positivas de ciertos elementos del núcleo (protones).

En el interior del núcleo, en cambio, los neutrones, desprovistos de carga, y los protones, que la tienen positiva, deberían repelerse, si sólo actuaran las fuerzas electrostáticas.

Como no sucede así, forzosamente tenemos que pensar en fuerzas de otra naturaleza; y éstas, llamadas por los científicos “fuerzas nucleares”, son aún muy misteriosas. Parece que los protones y neutrones se atraen independientemente de su carga; es decir, un protón atrae indiferentemente a otro protón, o a un neutrón, y lo mismo puede decirse de los neutrones. En el caso, sin embargo, de dos protones, la fuerza electrostática de repulsión es más potente que la fuerza nuclear de atracción.

Debido al complejo juego de estas fuerzas, la estabilidad del núcleo depende de las relaciones entre el número de protones y de neutrones, tal como hemos explicado.

Cuando la relación protones-neutrones no asegura la estabilidad del núcleo, éste tiende a modificar la relación, emitiendo radiaciones alfa o beta, y transformándose espontáneamente en un núcleo estable.

En las radiaciones alfa, el núcleo emite las “partículas alfa”, constituidas por dos protones y dos neutrones.
En las radiaciones beta, el núcleo sólo emite electrones, que no existían previamente en su interior, sino que se producen simultáneamente con la emisión, cuando un neutrón del núcleo se transforma en protón para establecer el necesario equilibrio numérico entre neutrones y protones.

PARTÍCULA ALFA:

Determinadas combinaciones de protones y neutrones pueden llegar a formar un núcleo durante algún tiempo; pero el núcleo no es estable y el átomo es radiactivo. Esta clase de átomos intenta variar la proporción de protones y neutrones en el núcleo, para formar una combinación más estable, y entonces el núcleo emite una radiación. El átomo se trasforma en el átomo de un elemento distinto y se dice que se trasmutó.

cargas electricasDos protones no pueden permanecer juntos, porque ambos tienen carga positiva (cargas del mismo signo se repelen). Los núcleos que tienen protones en exceso se estabilizan por trasmutación.

cargas electricas
El núcleo de helio, con dos protones y dos neutrones, es la combinación de protones y
neutrones más estable que se conoce. Es la “partícula alfa”.

Por ejemplo, si un núcleo contiene demasiados protones y neutrones para ser estable, puede expulsar algunas de estas partículas y alcanzar una mayor estabilidad. Para ello emite dos protones y dos neutrones firmemente unidos (el núcleo, muy estable, del átomo de helio), formando una partícula única, que se conoce con el nombre de partícula alfa. La partícula alfa lleva, por consiguiente, dos cargas positivas y tiene un peso atómico igual a cuatro, mientras que el átomo que ha emitido esta partícula alfa disminuye su número atómico en dos unidades, y su peso atómico en cuatro unidades.

Por ejemplo, los átomos de radio que se encuentran en la naturaleza (número atómico 88, peso atómico 226) emiten partículas alfa, y entonces se- trasforman en radón, un gas radiactivo (número atómico 86, peso atómico 222)

formula quimica

El radón mismo se trasmuta emitiendo partículas alfa. Las partículas alfa, que se emiten durante la trasmutación de los átomos, se desplazan en línea recta a través del aire, y pierden su energía a medida que van entrando en colisión con las moléculas de aire, deteniéndose, generalmente, al cabo de unos cuantos centímetros.

Todas las partículas alfa, emitidas por un isótopo determinado, suelen recorrer la misma distancia en el aire, ya que tienen la misma energía cinética, la cual van perdiendo en los choques; basta, sin embargo, interponer en su camino una hoja de papel para detener una partícula alfa.

cargas electricas

LA PARTÍCULA BETA
Si un núcleo contiene demasiados neutrones, para ser estable puede convertir alguno de ellos en un protón. En realidad, el protón y el neutrón son partículas muy similares. Para que un neutrón se trasforme en protón basta con que emita un electrón. El neutrón pierde, entonces, una carga negativa y se trasforma en un protón cargado positivamente:

formula

El electrón es emitido por el núcleo con una gran velocidad; recibe el nombre de partícula beta.

El átomo conserva el mismo peso molecular después de la trasmutación, ya que la suma de protones y neutrones en el núcleo permanece constante; pero el número atómico aumenta por existir un protón suplementario. Un ejemplo de trasmutación por emisión de partículas beta lo tenemos en el comportamiento del carbono radiactivo. Los átomos del carbono 14 (número atómico 6, peso atómico 14), que es un radioisótopo natural del carbono 12, se trasmutan, por emisión de partículas beta, en nitrógeno 14 (número atómico 7, peso atómico 14). que tiene un núcleo estable.

Aproximadamente, la mitad de los radioisótopos naturales se puede trasmutar por emisión de partículas beta. También muchos radioisótopos artificiales presentan una trasmutación de este tipo.

Las partículas beta son muy ligeras y se desvían muy fácilmente en su trayectoria. Por ello, no se desplazan en línea recta como las partículas alfa. Sin embargo, suelen recorrer un espacio superior. En el aire, una partícula beta puede alcanzar más de un metro o, incluso, atravesar una lámina de aluminio de algunos milímetros de espesor.

EL POSITRÓN
Además de las partículas alfa y beta, que emiten los radioisótopos naturales, los radioisótopos artificiales pueden emitir también una partícula, que tiene la misma masa que el electrón, pero con una carga positiva igual a la del protón. Esta partícula se llama positrón, y puede considerarse como un electrón con una carga positiva igual, pero de signo opuesto a la del electrón.

EMISIÓN DE POSITRONES
Se ha visto que la emisión de partículas beta puede tener lugar cuando el núcleo contiene demasiados neutrones para ser estable. Si la relación entre protones y neutrones es la correspondiente al núcleo estable, no hay radiactividad. Si, por el contrario, el núcleo contiene demasiados protones para ser estable, puede convertir uno de sus protones en un neutrón, emitiendo un positrón que, al no poder permanecer en el núcleo, es expulsado

formula

El átomo conserva el mismo peso atómico, pero el número atómico disminuye por haberse convertido un protón en neutrón. En 1934, Irene Joliot-Curie formó átomos de nitrógeno 13 (número atómico 7, peso atómico 13) al bombardear boro 10 con partículas alfa. El nitrógeno 13 se trasmutaba, por emisión de positrones, en carbono 13 (número atómico 6, peso atómico 13), y la presencia de la radiación, debida a los positrones (éstos fueron descubiertos en 1932), le permitió anunciar el descubrimiento de la radiactividad artificial:

formula

Hay, además, un tercer tipo de radiación nuclear, que siempre se presenta en compañía de una de las dos recién explicadas. Se trata de la radiación gamma, que es de naturaleza electromagnética, como la luz y los rayos X, de los que sólo difiere por el origen (la luz y los rayos X se originan en el exterior del núcleo, como consecuencia del paso de electrones de una órbita a otra de menor energía; las radiaciones gamma, en cambio, se originan en el interior del núcleo, como consecuencia de una sucesiva estabilización de éste, sin que se modifique la relación protones-neutrones).

Las radiaciones nucleares alfa, beta y gamma constituyen, pues, el instrumento que un núcleo inestable tiene a su disposición para alcanzar la estabilidad. En algunos elementos, tal como se encuentran en la naturaleza, la emisión de las radiaciones nucleares se verifica espontáneamente. Se trata de los famosos elementos radiactivos, como el radio y el uranio.

Pero fenómenos de este género pueden provocarse también en el laboratorio. Y, durante el transcurso de estas investigaciones, el hombre ha conseguido asomarse a los más profundos misterios del átomo, construir núcleos inexistentes en la naturaleza, liberar las energías encerradas dentro de los núcleos, e incluso, como veremos en otro artículo, transformar unos elementos en otros.

esposos curie

En 1934, Irene Joilot-Curie (hija de la famosa María Curie) y su marido, descubrieron que un isótopo estable natural (el boro 10) puede trasformarse en un elemento radiactivo distinto, por bombardeo con “partículas alfa”. La radiactividad de los átomos producidos artificialmente se llama “radiactividad artificial”.

 

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.

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LISTA DE TEMAS TRATADOS:

1-¿Que es un Atomo?
2-La Energía Nuclear y sus Usos
3-La Física Moderna
4-La Fisión Nuclear
5-Partículas Elementales
6-Vida de Max Planck
7-Efectos de una Bomba Nuclear

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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?

Ver: Los Estados de la Materia

Ver Tambien:

Las Particulas Subatomicas del Universo
El Polvo Cosmico y Sus Componentes

Derretimiento Casquetes Polares Hielo de los Polos
Geometria No Euclidiana El Espacio Curvado de Einstein
La Vida Media de un Isotopo Quimico
El Efecto Coriolis en el Planeta Tierra
Los gases nobles Gases Inertes Argon Neon Helio

Consecuencias Políticas de la Bomba Atómica

Consecuencias Políticas de la Bomba Atómica

* Puedes Bajar Una Biografía Completa de Albert Einstein

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

Biografia de Albert Einstein Vida y Obra Cientifica del Físico

Biografía de Albert Einstein
Vida y Obra Científica del Físico

Albert Einstein (1879-1955) fue un físico alemán de origen judío, nacionalizado después suizo, austríaco y estadounidense. En 1905  publicó su teoría de la relatividad especial, para generalizarla  a partir de 1915. Premio Nobel de Física por la explicación del efecto fotoeléctrico.Una de las consecuencias fue el surgimiento del estudio científico del origen y la evolución del Universo por la rama de la física denominada cosmología.

De un modo indiscutible, una de las figuras más importantes de nuestro siglo. La genialidad de sus concepciones ha trascendido hasta la vida misma. Transformando el legado científico de las ciencias físicas, llegó a establecer la relatividad de las nociones de espacio y de tiempo, la inercia y la energía y, de un modo geométrico, interpretó las fuerzas de gravitación.

Desde que Einstein lanzó los fundamentos de la teoría de la relatividad, los cimientos de la ciencia parecieron conmoverse: contracción de Lorentz-Fitzgerald, enlentecimiento aparente de los relojes en movimiento, variación de la masa con la velocidad en el movimiento de las partículas rápidas, fórmulas nuevas conteniendo los términos suplementarios para la aberración y el efecto Doppler, nuevas fórmulas para la composición de las velocidades permitiendo encontrar de nuevo y directamente como una simple consecuencia de la cinemática relativista la célebre fórmula de Fresnel —verificada por Fizeau— dando el arrebato de las ondas luminosas por los cuerpos refringentes en movimiento, etc.

En suma, sólo enunciando las aportaciones de Einstein, ya es factible decir que la primera mitad de nuestro siglo se vio favorecido por un extraordinario despliegue de la física, uno de los más brillantes de la historia de la ciencia en general. En muy pocos años, la ciencia obtuvo dos logros fuera de toda ponderación: la teoría de la relatividad y la de los quanta; veamos, pues, el primero, obra de Albert Einstein, este espíritu del que la humanidad siempre tendrá que enorgullecerse, y que será contemplado desde todos los ángulos que puede ofrecer el hombre.

 

albert einstein

1905:Año Maravilloso El Efecto Fotoeléctrico El Movimiento Browiano Antecedentes de la Física – Implicancias de la Teoría  –  Explicación de la Teoría

BIOGRAFÍA DEL FÍSICO ALBERT EINSTEIN

Biografia de Albert Einstein Vida y Obra Cientifica del Físico* Puedes Bajar Una Biografía Completa de Albert Einstein

Albert Einstein tuvo una crianza normal. Nació en 1879 en la ciudad de Ulm, Alemania, y creció en Munich, donde asistió a una escuela católica (a pesar de ser judío). Sus padres, Hermann y Pauline, temieron que el niño fuera retrasado porque se demoró en hablar.

Por supuesto, sus temores eran infundados; el joven Albert estuvo entre los mejores estudiantes en la escuela elemental. En el colegio y en la universidad, sin embargo, Einstein fue tan independiente que a menudo se enfrentó a sus maestros y profesores.

Los Primeros Años: Albert Einstein nació el viernes 14 de marzo de 1879 a mediodía. En el verano de 1880, cuando Albert tenía poco más de un año, su familia se trasladó a Munich, donde su padre y su tío abrieron un negó-ció de ingeniería eléctrica (para reemplazar un negocio anterior que había fracasado). A finales de 1881, cuando Albert tenía dos años y medio, nació su hermana. La llamaron Marie, pero todos le decían Maja.

El nuevo negocio de Hermann Einstein iba bien y, cinco años después de su traslado a Munich, los Einstein compraron una linda casa con un gran jardín, en donde Albert y Maja pasaban muchas horas jugando. Albert y Maja eran muy apegados de niños, y de adultos mantuvieron una cariñosa relación. La mayor parte de lo que sabemos hoy sobre la niñez de Einstein se le debe a Maja, quien años después escribió un librito sobre los primeros años de su hermano.

Maja describe a Albert a la edad de cuatro años como un niño tranquilo, aislado, que no disfrutaba jugando con otros niños. Escribió que sus padres temían que Albert fuera retrasado pues aprendió a hablar muy tarde. Einstein recordaría después que sus padres lo llevaron donde el médico para saber si su lento desarrollo del lenguaje indicaba que algo iba mal.

La demora de Albert pudo haberse debido a timidez y orgullo; incluso a los dos años de edad quería hacer las cosas bien y evitar la faltas. Albert dijo más tarde que cuando joven había tomado la decisión da hablar sólo con frases completas. Ensayaba la frase entera  en su mente, a veces moviendo los labios, y cuando pensaba que la tenía lista la decía en voz alta.

Se puede decir que los primeros años de la vida de Einstein fueron estimulantes y colmados de afecto. Cuando tenía cuatro o cinco años, estando enfermo en cama, su padre le regaló una brújula magnética. El movimiento de la aguja, que volvía siempre a la misma dirección debido a un. misteriosa y desconocida causa, dejó en el niño una impresión tan “profunda y duradera” que escribió 60 años después sobre el asunto en sus notas autobiográficas.

¿Por qué se comportaba la brújula de esa manera? Esto era algo que Albert necesitaba comprender. Comenzamos a ver en este niño, maravillado por el movimiento de la aguja de la brújula, los comienzos del gran genio que revolucionó nuestro conocimiento del mundo. Aun a tan tierna edad, Einstein se sintió atraído por lo que se convertiría en uno de sus estudios favoritos: el electromagnetismo.

Hermann y Pauline no eran judíos practicantes; les preocupaba más la educación de su hijo que las prácticas religiosas, de modo que matricularon a Einstein, a la edad de cinco años, en la escuela católica de la localidad, que era mejor, más cercana al hogar y más barata que la judía.

No existen pruebas de que Einstein hubiera sido objeto de discriminación religiosa en la escuela, a pesar de ser el único judío matriculado. No obstante, el joven Einstein no era feliz con la estricta disciplina de la institución. Se da por hecho que la mayoría de los niños detestan la disciplina, pero Einstein le profesaba una aversión que duró toda la vida.

A pesar de su disgusto con la escuela obtenía informes excelentes. A los siete años, por ejemplo, Pauline escribió a su madre: “Ayer le entregaron a Albert las calificaciones; de nuevo sacó el primer puesto y obtuvo un resultado brillante”. Un año después el abuelo escribía: “Hace una semana que el querido Albert ha vuelto a la escuela. Adoro a ese muchacho, porque no pueden imaginarse lo bueno e inteligente que es” (¿conoce alguien a un abuelo que no crea que su nieto es “bueno e inteligente”?)

Muchos testimonios sobre la vida de Einstein lo pintan como un niño lerdo, tal vez con un problema de aprendizaje. Más tarde el propio Einstein escribió que su desarrollo intelectual se había retardado y, en consecuencia, había comenzado a pensar sobre el espacio y el tiempo sólo a la edad adulta, no cuando niño.

Cuando Einstein tenía 13 años, un estudiante de medicina llamado Talmud le llevó la Crítica de la razón pura de Emanuel Kant, libro denso y difícil aun para los estudiantes de filosofía. Según Talmud, Einstein no se sintió amilanado, y desde ese momento los dos amigos hablaron de filosofía durante las visitas nocturnas de los miércoles. Durante varios años estudió Einstein otros libros de filosofía, a la par con sus lecturas científicas. Continuó interesado en el tema toda su vida, y a menudo discutía en sus escritos las opiniones de conocidos filósofos.

Talmud también le proporcionó varios libros de divulgación científica, que el muchacho leía entusiasmado. En particular, estaba encantado con un conjunto de 21 libros titulado Libros populares sobre la ciencia natural de Aaron Bernstein. Más tarde dijo que había leído cinco o seis volúmenes de la serie con “atención extrema”. Estos libros le procuraron una comprensión básica de la física y probablemente le ayudaron a desarrollar su asombrosa habilidad para descubrir en sus lecturas lo que era importante y lo que no lo era.

Einstein se interesó cierto verano en un texto de geometría que había recibido varios meses antes de que comenzara el año escolar. Comenzó a trabajar los problemas y le mostró sus soluciones a Talmud. Al finalizar el verano no sólo había resuelto todos los problemas del libro sino que había intentado pruebas alternas de los teoremas. Años después manifestó que este libro —al que llamaba su “libro sagrado de geometría”— había sido probablemente la causa de que se convirtiera en hombre de ciencia.

Para sus profesores del liceo Luitpold, el joven Albert Einstein nada tenía de superdotado: lo consideraban más bien como un alumno reacio a la autoridad, al que llegado el caso amonestaban en forma severa: «¡Por su sola presencia, usted altera el respeto de la clase hacia mi persona!», le espetó un docente.

El modelo prusiano que se propaló en Alemania a fines del siglo XIX y la militarización de la sociedad en su conjunto no le inspiraban más que aborrecimiento. Todo aprendizaje «de memoria» le repugnaba profundamente.

A los 11 años comenzó Einstein a recibir clases de religión, como era costumbre entre los estudiantes judíos. Sus padres no eran judíos practicantes y Einstein creció resentido con ellos porque no observaban las tradiciones religiosas. De suerte que decidió ser un ejemplo para la familia guardando el sábado, comiendo sólo alimentos kosher y hasta componiendo canciones religiosas que canturreaba mientras iba camino del colegio. El fervor religioso no le duró pues muchas cosas de la Bilbia se contradecían con lo que había aprendido en los libros de ciencias.

A los dieciséis años, sin terminar sus estudios secundarios, abandonó la escuela y Alemania: quería a toda costa evitar el servicio militar, adoptando la nacionalidad suiza. A raíz de un revés de la fortuna de su padre, que dirigía un negocio de equipos eléctricos, se exilió en Italia.

En 1895, el hijo se reunió con su familia en Pavia y preparó como candidato libre, con un año de anticipo respecto a la edad requerida, la prueba de ingreso al Instituto politécnico federal de Zurich, que formaba ingenieros. Fracasó en esa ocasión, pero tuvo éxito en el segundo intento, en octubre de 1896. Sentado en los bancos de esta institución austera, Einstein se enamoró de Mileva Marie, con la que se casaría sólo después de la muerte de su padre, en 1902: en efecto, el idilio suscitó la oposición de los padres de Albert.

Mientras estudiaba  fundó en esa época con sus amigos Maurice Solovine y Conrad Habicht la «Academia Olympia», que designaba con una solemnidad engañosa sus encuentros de estudiantes, amenizados con conversaciones filosóficas. Una vez obtenido su diploma en julio de 1900, Einstein buscó en vano un puesto de asistente en la universidad, pero sólo consiguió empleos precarios. Solamente un año y medio más tarde ingresó en la Oficina federal de patentes de Berna, trabajo que le dejaba suficiente disponibilidad de tiempo para dedicarse a los problemas de física que lo apasionaban.

LOS ARTÍCULOS DE 1905

El empleo en la administración pública le dio libertad para concentrarse en la ciencia. En el productivo año de 1905 publicó en la revista alemana Annalen der Physik su tesis doctoral y cinco artículos importantes. El primero, sobre el efecto fotoeléctrico de la luz, demostraba la teoría de Max Planck de que la luz se emite en paquetes, o cuantos, lo que revalidaba la física cuántica. Otros dos artículos trataban sobre el movimiento browniano, que es el que se produce en las partículas inmersas en un fluido al ser bombardeadas por las moléculas, lo que hace que tiemblen.

No obstante, la obra por la que es más famoso Einstein presentaba algo revolucionario: la teoría de la relatividad especial, una idea que al propio Einstein le costó aceptar. «Debo confesar —escribió más tarde—, que en el mismo comienzo, cuando la teoría de la relatividad especial empezaba a germinar dentro de mí, sufrí toda clase de conflictos nerviosos.»

 La relatividad especial introdujo el concepto de universo de cuatro dimensiones tejido a partir del espacio-tiempo: las tres dimensiones habituales más el tiempo. A las distancias insignificantes de la vida ordinaria, este concepto apenas hace mella, pero cuenta en las distancias astronómicas; cuando miramos hacia las estrellas, miramos hacia el espacio exterior y hacia atrás en el tiempo.

La física pasaba entonces por una crisis profunda. Las dos ramas principales de la disciplina, la mecánica -la ciencia del movimiento de los cuerpos- y el electromagnetismo -la ciencia de la luz- se contradecían en numerosos puntos, sumiendo a los investigadores en un callejón sin salida. En el primer artículo, Einstein atacó la concepción oficial según la cual la luz era una onda continua sostenida por el «éter», una sustancia inmóvil.

Para Einstein, al contrario, la luz «estaba constituida por un número finito de cuantos de energía localizados en puntos del espacio»: por lo tanto, era discontinua por definición. Einstein resolvió de este modo los problemas insolubles planteados por las supuestas propiedades de este éter: ¡éste no existía! No contento de haber puesto de acuerdo a sus colegas, Einstein esbozó uno de los ejes esenciales de la física moderna: la teoría cuántica.

El cuarto artículo, intitulado Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento, era muy revolucionario, según admitió el propio Einstein. Rechazó la idea de un tiempo absoluto e idéntico en todas partes. Por el contrario, afirmó que el tiempo era relativo. La única salvedad enunciada por el físico a este carácter móvil del tiempo era que la velocidad de la luz representaba un límite absoluto. Se llegó entonces a una teoría de la «relatividad restringida».

En un apéndice, Einstein desarrolló una idea totalmente nueva, al demostrarla equivalencia entre masa y energía: este descubrimiento se conoce de manera universal bajo la fórmula matemática E = mc2. Al comienzo, estos artículos pasaron inadvertidos, pero suscitaron luego el interés del gran investigador alemán Max Planck. Entonces se abrió un futuro brillante para Einstein. Nombrado en la universidad de Zurich en 1909, fue invitado al congreso de Solvay de 1911, que reunió a todos los grandes nombres de la comunidad científica internacional. Ese mismo año, Planck le propuso la dirección del Instituto de física Kaiser Wilhelm en Berlín.

El descubrimiento de la relatividad restringida no era empero más que el preludio de un cuestionamiento más avanzado de la física clásica, aún marcada por los descubrimientos de Newton y de Maxwell. A partir de 1907, Einstein se dedicó a la teoría de la gravitación. Tan sólo en 1915 formuló definitivamente la teoría de la relatividad general, que consideraba la gravitación como una deformación del espacio-tiempo.

La relatividad especial derrocó el supuesto newtoniano de que el espacio y el tiempo eran fijos. Operando a partir del principio de que el único imperativo cósmico es la velocidad de la luz, que en el vacío es siempre de 300.000 kilómetros por segundo, cualquiera que sea la localización del observador, Einstein se dio cuenta de que el tiempo y el espacio eran magnitudes que dependían de a qué velocidad y en qué dirección se moviera el observador. (puede entender de una manera fácil la teoría de relatividad desde aquí)

Una de las consecuencias de esta teoría fue verificada de manera experimental en 1919: los rayos de luz no atravesaban el espacio siguiendo una línea recta debido a la modificación de la forma del espacio-tiempo por las masas que allí se encuentran. Eso era, a lo menos, lo que afirmaba Einstein.

La teoría de la relatividad general ampliaba la teoría de la especial al ocuparse de lo que ocurre cuando cambia la velocidad. (De este trabajo procede la asombrosa paradoja de que si un gemelo se va de la Tierra, viaja en una nave espacial a muy altísima velocidad, da la vuelta y regresa, a su llegada será más joven que el gemelo que se quedó en casa.).

La teoría general demostraba que la masa hacía que el espacio se curvase a su alrededor. Imagínese una bola de bolera americana sobre una cama de agua. El colchón se curvará debajo de la bola. Póngase una canica sobre la cama de agua e inevitablemente caerá hacia la bola grande. Einstein se dio cuenta de que las masas menores caen hacia las mayores, no porque las masas mayores las «atraigan», sino porque los objetos se mueven por un espacio curvo. Este inevitable movimiento hacia la masa más pesada, demostró Einstein, explicaba el fenómeno conocido como la gravedad.

Las observaciones de una expedición científica inglesa realizada por el astrónomo Eddington durante un eclipse validaron sus previsiones: Einstein alcanzó entonces notoriedad internacional y se convirtió para el mundo en el nuevo Newton. Además, la idea de que observadores ingleses validasen los trabajos de un alemán les agradó a las muchedumbres que veían en ello el signo de un nuevo entendimiento internacional después de cuatro años de guerra homicida en Europa.

A pesar de este éxito manifiesto, el premio Nobel de física otorgado a Einstein en 1921 recompensaba sus trabajos sobre el efecto fotoeléctrico y no aquellos sobre la relatividad, que suscitaban aún mucha; reservas por su aspecto innovador.
«Dios no juega a los dados»

En 1905, Einstein había sido el iniciado de la teoría cuántica. Sus ideas fuero-retomadas y desarrolladas por jóvenes físicos agrupados en torno al danés Niels Bohr. Este último y Einstein fueron muy amigos, pero el desacuerdo científico era profundo y culminaría en 1927 con ocasión del quinto congreso de Solvay, en Bruselas. Einstein y Bohr realizaron feroces intercambios de réplicas. Las objeciones de Einstein a los desarrollos de la teoría cuántica estaban especialmente motivados por la imposibilidad de prever con certeza la posición de un electrón.

Este carácter «probabilista» de la teoría cuántica lo indisponía: para él, «Dios no juega a los dados». Rígido en esta postura de rechazo, Einstein se apartó un poco de las investigaciones más avanzadas, al considerar que la teoría cuántica solamente representaba una fase provisional del conocimiento físico.

La mayor ambición de los dos últimos decenios de su vida era elaborar una teoría unitaria que sería la síntesis de la gravitación y del electromagnetismo. Pero este trabajo titánico fue en vano. Estas dificultades lo condujeron a considerar con humildad su condición de físico: «Ustedes se imaginan que contemplo la obra de mi vida con una gran satisfacción. Pero visto de cerca, nada hay de eso. No hay un solo concepto del que esté convencido que vaya a durar e incluso me pregunto si estoy en el buen camino…».

Einstein y Elsa

Einstein y Elsa en 1931 antes que Hitler tomara el pode de Alemania

Ciudadano del mundo
Einstein permaneció toda su vida siendo el colegial hostil a toda forma de autoritarismo. En 1914 redactó un «Llamado a los europeos», invitando a los intelectuales a actuar en favor de la paz. Proveniente de una familia judía alemana, se sentía extraño al nacionalismo, incluso sentía una cierta simpatía hacia el movimiento sionista.

Eisntein en una conferenciaAceptó participar en una serie de viajes a Estados Unidos para recolectar los fondos necesarios para la fundación de una universidad en Jerusalén. Desde los primeros meses de la toma de poder de Hitler, Einstein se exilió en Estados Unidos y aceptó una cátedra en Princeton.

Convertido en ciudadano estadounidense en 1940, apoyó plenamente la idea de la guerra contra el nazismo. Ya en agosto de 1939 escribió al presidente Roosevelt para urgirlo a que implementase un programa de investigación atómica, expresando sus temores con respecto a que la Alemania hitleriana tuviese un cierto avance en esta materia.

Sin embargo, Einstein no participó en el proyecto Manhattan que dio a Estados Unidos un arma cuya eficacia trajo consigo a corto plazo la capitulación de Japón.

Horrorizado por el espectáculo de Hiroshima y de Nagasaki, Einstein militó desde entonces en las filas del pacifismo, asumiendo la presidencia del Comité de vigilancia de los investigadores sobre energía atómica, en mayo de 1946, y poniendo todo el peso de su nombre al servicio de la causa.

Preconizó la creación de un «gobierno mundial», que sería el único en tener el control del arma nuclear. Su último gesto político fue la redacción de un llamado a los científicos en favor de la abolición de la guerra, escrito en forma conjunta con el filósofo Bertrand Russel. Albert Einstein murió en Princeton el 18 de abril de 1955.

CRONOLOGÍA
1879
Nace el 14 de marzo en Ulm, Alemania
Pasa sus primeros años en Munich

1894
Después de repetidas quiebras del negocio familiar de
ingeniería eléctrica, la familia se muda a Milán, Italia

1895
Suspende un examen de ingreso en el Instituto Federal Suizo
de Tecnología, y estudia en Arrau, Suiza, pero falta a clase y prefiere leer sobre física o tocar su violín

1896
Renuncia a la nacionalidad alemana

1900
Deja el colegio, pero sus profesores no lo recomiendan para un curso universitario

1901
Toma nacionalidad suiza y publica un artículo sobre las fuerzas entre moléculas

1902
Se asegura un puesto como examinador en una oficina de patentes en Berna.

1903
Se casa con Mileva Maric, una serbia a la que conoció en una de sus clases de física, con la que tiene dos hijos, en 1904 y 1910, antes de separarse en 1914, y divorciarse en 1919

1905
Recibe su doctorado de la Universidad de Zurich

1905
Publica tres artículos sobre física teórica, el tercero de los cuales se titula “Sobre la Electrodinámica de los Cuerpos en Movimiento”, y que contiene la “teoría especial de la relatividad”

1909
Consigue su primer puesto académico en la Universidad de Zurich

1911
Se muda a una universidad de habla alemana en Praga, como profesor de física teórica.

1913
Es nombrado director del Instituto Kaiser Wilhelm para la Física

1916
Propone la teoría general de la relatividad, la cual se prueba tres años después

1919
Se casa con Elsa Lówenthal, una prima El informe de Eddington sobre la luz estelar curvándose alrededor del sol durante un eclipse solar confirma la teoría de Einstein

1922
Premio Nobel de Física

1933
Emigra a Princeton, Nueva jersey, EE. UU.

1939
Einstein se une a otros científicos y escribe al Presidente Franklin D. Roosevelt, indicando que la bomba atómica es posible, y que Alemania podría tener ya la tecnología

1952
Le ofrecen y declina la presidencia de Israel

1955
Muere mientras duerme en Princeton, EE. UU., el 18 de abril

CONFIRMACIÓN EXPERIMENTAL DE LA TEORÍA GENERAL DE LA RELATIVIDAD

EddingtonFascinado desde siempre por los números de muchas cifras, Eddington (imagen izq.) había intentado desde chico contabilizar todas las palabras de la Biblia; con su seguridad característica predijo el número de protones del Universo. La fórmula conocida como «Número de Eddington» es 136 x 2256.

En 1919 dirigió el equipo que probó la teoría general de la relatividad de Einstein. Aunque la lluvia y las nubes estorbaron la visión de Eddington de un eclipse solar en isla Príncipe, en la costa oeste de África, su equipo observó que los rayos de luz emitidos por las estrellas se desvían a medida que se acercan al Sol, tal y como había predicho Einstein. Unos meses después, las mediciones realizada: sus colaboradores en Brasil confirmaron estas observaciones, colega le dijo más tarde: «Debes s> una de las tres personas del mundo que comprende la teoría general d relatividad». Eddington declinó el cumplido. «No seas modesto», le respondió otro científico. «Al contrario, intento pensar quién es la tercera persona», replicó Eddington.

 

Fuente Consultadas:
Einstein y su Teoria de la relatividad Dr. Donald Goldsmith y Robert Libbon
Einstein Para Dummies Carlos I. Calle
Las Grandes Ideas Que Formaron Nuestro Mundo Peter Moore
El Universo Para Curiosos Nancy Hathawy
Biografías –  Hicieron Historia

El Cometa Halley Biografía de Edmund Halley

El Cometa Halley: Biografía de Edmund Halley
EL COMETA HALLEY
Introducción: Los cometas y los meteoros

Se dice que hay dos millones de cometas en el sistema solar. El más famoso, el cometa de Halley, fue visto por última vez cuando rozó la Tierra en mayo de 1910. Los habitantes de la Tierra le verán de nuevo en 1986.

El cometa al que se ha dado mayor publicidad de la historia, el Kohoutek, se vio desde la Tierra en enero de 1974. Diez meses antes, un astrónomo, el doctor Lubos Kohoutek, observó por primera vez el celebrado cometa cuando se encontraba todavía a 600 millones de kilómetros de la Tierra.

En un determinado lugar, la cabeza del cometa (llamada la coma) tenía un tamaño de 530.000 Km. y su cola medía 50 millones de kilómetros. Desde el espacio exterior, los astronautas del Skylab lo fotografiaron, y la nave espacial Mariner 10 que se dirigía a Venus lo midió.

Las previsiones eran que el Kohoutek, ya que entraba a gran velocidad en el sistema solar, sería «tan brillante como un cuarto de Luna». Pero su llegada proporcionó la decepcionante visión de una pálida y apagada sombra. Los radio-astrónomos, sin embargo, no fueron defraudados.

La revista National Geograpbic dio cuenta de que «se han identificado dos importantes compuestos —cianuro de metilo y cianuro de hidrógeno— nunca observados con anterioridad en los cometas, pero no obstante hallados en las regiones del espacio donde están naciendo las nuevas estrellas». Esto demostró que los cometas se formaban no en las órbitas planetarias del interior de nuestro sistema solar, sino en el lejano espacio exterior de más allá de los planetas. No obstante, el Kohoutek volverá y los humanos lo verán otra vez —dentro de 75.000 años.

Chisporroteantes meteoros ardientes —algunos, enormes bolas de luego; otros, meras partículas— bombardean la atmósfera terrestre a razón de un millón cada hora. Únicamente unos 150 meteoros al año penetran en la atmósfera terrestre y sobreviven hasta golpear la superficie de la Tierra. Son los llamados meteoritos. El mayor meteorito jamás encontrado sobre la Tierra fue el que aterrizó en Hoba West (África del Sudoeste). Pesaba 60.000 kg.

HALLEY EDMUNHISTORIA DEL COMETA HALLEY:

No hay nada misterioso respecto al, nombre del cometa Halley. Los cometas se denomina universalmente con el nombre de su descubridor. Es el tributo a la paciencia, vigilancia y destreza astronómica que hizo posible el descubrimiento. Y el astrónomo inglés Edmund Halley (1656-1742) no sólo descubrió su cometa, sino que enseño el modo de descubrir otros cometas.

Indudablemente es la cola lo que distingue al cometa de otros astros, pero también se distinguen por la singularidad de sus apariciones. Las estrellas están siempre en su sitio, fijas en las constelaciones y los planetas se desplazan con movimientos conocidos a lo largo sus trayectorias previstas.

Sin embargo, el cometa va y viene y cuando llega a nuestro cielo aparece en un lugar del cielo anteriormente vacío, extiende su cola, se mueve entre las estrellas y en unos días, semanas o meses pierde su luminosidad y desaparece. Dada la singularidad de su apariencia y comportamiento, en la antigüedad se dudaba que los cometas tuvieran alguna relación con el cielo.

Era más plausible admitir que se movían en la atmósfera superior. Esta noción se apoyaba en los argumentos de Aristóteles pues si el cielo era invariable nada tan aleatorio e irregular como que un cometa podía habitar en él. En sus idas y venidas los cometas se comportaban más como tormentas caprichosas que como planetas puntuales. O también como un terremoto, al que recordaban por su súbita e inesperada llegada. De un modo u otro los cometas podían ser sometidos a estudio y experimentación.

Isaac Newton Y de este modo Edmund Halley descubrió el cometa más famoso de todos los tiempos. La historia del descubrimiento se inició con una visita que hizo a Cambridge en 1684. Corno es sabido la teoría del sistema solar fue expuesta por Isaac Newton en su libro Mathematical Principies of Natural Philosophy, publicada en 1687. Allí muestra que todos los cuerpos materiales se atraen unos a otros con una fuerza universal que varía en-razón inversa al cuadrado de la distancia que les separa y que los planetas giran alrededor del Sol de acuerdo con las tres leyes de Kepler.

Más específicamente Newton demostró que, según su velocidad, la órbita de todo cuerpo alrededor del Sol corresponde a una de las secciones cónicas, la elipse la parábola o la hipérbola. El Sol permanecía en el foco de la curva y el radio trazado del Sol al planeta barre áreas iguales en tiempos iguales En 1684 Newton tenía ya los gérmenes de estas ideas pero después de su desarrollo, las había dejado sin publicar. Tenía cuarenta años y era Profesor Lucasian de Matemáticas en la Universidad de Cambridge.

Mientras tanto Halley, que vivía en Londres, tenía veintisiete años y era miembro de la Royal Society con una destacada reputación de astrónomo. Era conocido por su catálogo de 360 estrellas del hemisferio Sur, que había preparado a partir de observaciones realizadas en la isla de Santa Helena cuando tenía sólo veintiún años.

En agosto de 1684 Halley visitó a Newton en Cambridge y le animó para que explicase a todo el mundo los movimientos de la Luna y de los planetas finalizando así sus famosos Principia. Ante las dificultades económicas de la publicación, Halley pagó los costos del libro de Newton de su propio bolsillo, mientras que el autor que gozaba de una buena posición económica no contribuyó a los gastos. Los años anteriores a la publicación de los Principia fueron ricos en cometas.

COMETA HALLEY

Hubo uno en 1677, otro de especial brillo en 1680 y un tercero en 1682. Todos ellos fueron observados cuidadosamente por los astrónomos de la época anotando cada noche sus distancias a estrellas fijas y estableciendo así la dirección relativa en que se movían respecto a la Tierra. Sin embargo, ninguna conclusión definitiva se obtuvo de estas observaciones.

De acuerdo con la mecánica de Newton, si un cometa entraba en el sistema solar procedente de una región muy alejada, debería rodear el Sol según una órbita parabólica (a pesar de que Kepler juró que se desplazaban en línea recta) y partir hacia el infinito. Halley, basándose. en este hecho comenzó un estudio general de los cometas a partir de antiguas observaciones y calculando sus órbitas tan exactamente como podía.

Al analizar sus resultados con más .de dos docenas de cometas encontró una serie de coincidencias en los cometas de 1531, 1607 y 1682. Todos ellos tenían en común un nodo ascendente de unos 200 en Tauro, una inclinación orbital de 180 (ángulo que forma el plano orbital del cometa con el plano de la eclíptica), un perihelio próximo a 2° en Acuario y una distancia perihélica de 58 millones de kilómetros.

Halley calculó estas órbitas como parábolas, pero él sabía perfectamente que en la región próxima al foco, una parábola difería muy poco de una elipse alargada. Llegó a la conclusión de que no se trataba de tres cometas distintos, sino de tres apariciones del mismo cometa que se desplazaban en una órbita muy elíptica con un periodo de setenta y cinco a setenta y seis años. En ese caso el cometa que él había presenciado en Islington en 1682 debería regresar en 1758. Halley murió en 1742, y por tanto, no vivió lo suficiente para comprobar su predicción. (*)

Después de 11 meses de angustiosa espera, el cometa fue visto por vez primera el día de Navidad de 1758 por un campesino alemán llamado Pálizsch y alcanzó el perihelio el 12 de marzo de 1759. El pequeño retraso con respecto a las predicciones de Halley era debido a las perturbaciones producidas por Urano y Neptuno, desconocidos en 1704 y por tanto, no tenidos en cuenta en los cálculos de Halley.

Indirectamente, la influencia de estos planetas en el periodo del cometa Halley constituyó uno de los primeros triunfos de la teoría de Newton de la gravitación universal. Por vez primera en la historia de la humanidad un cometa había regresado cuando y donde le esperaban los astrónomos. Era pues razonable pensar que los otros cometas también eran miembros regulares del sistema solar. Halley no descubrió «su cometa en el sentido de ser el primero en verle, ni siquiera en estudiarle.

Para su descubrimiento necesitó apoyarse en las observaciones previas de otros astrónomos como Peter Apiano, Longomontanus y Kepler. Ningún astrónomo pudo observar dos venidas de un cometa de setenta y seis años y pocas personas pueden verle dos veces en su vida. Sus trabajos sobre los cometas están compendiados en la obra Synopsis astronomiae cometicae.

Edmund Halley merece ser recordado por otras actividades y descubrimientos. En 1698 consiguió que el rey Guillermo III le financiara una expedición científica para el estudio del magnetismo terrestre. A bordo de un pequeño buque de guerra, el Paramour, Halley navegó a través del Atlántico durante dos años determinando la declinación magnética en distintos lugares. En el mismo buque investigó las corrientes y mareas del canal de la Mancha. En 1701 publicó sus resultados en forma de líneas de igual declinación que reflejaban el campo magnético terrestre.

Estas líneas que ahora llamamos isogónicas, se denominaron entonces líneas «halleyanas». Con anterioridad (1686) había construido el equivalente de una carta meteorológica utilizando una técnica semejante con “flechas de viento”. También descubrió que las auroras boreales estaban conectadas con el magnetismo.

Halley ocupó la plaza de Profesor Savilian de Geometría en Oxford en 1703 y tradujo parte del trabajo geométrico de Apolonio del árabe al latín. En 1718 observó que Sirio y otras estrellas habían modificado sus posiciones relativas y llegó a la conclusión de que esto era debido a lo que ahora llamamos «movimientos propios» (Scott Barr, 1985). También ideó un importante método para calcular la distancia al Sol e hizo una carta de los vientos de todo el mundo.

En ciertos aspectos fue pionero de la geófísica, la oceanografía, la meteorología, la cosmología y la astronomía. Sus profundos estudios de hidrología le llevaron a pensar que el diluvio universal narrado por la Biblia no podía proceder de un temporal de lluvias de cuarenta días y propuso a la Royal Society de Londres en 1694 que el diluvio se debió al choque de un cometa contra la Tierra, produciendo un inmenso cráter en lo que hoy es el mar Caspio.

El golpe del cometa habría alterado el eje de rotación de la Tierra y conmocionado los océanos, desbordando los continentes y las más altas montañas. A pesar de todo, Halley ha pasado a la historia fundamentalmente por sus predicciones respecto a la aparición del cometa que hoy lleva su nombre.

(*) En 1705 Halley escribía: “Tengo abundantes motivos para creer que el cometa de 1531, observado por Apiano es el mismo que fue descrito en 1607 por Kepler y Longomontanus y que yo he observado personalmente en su aparición de 1682. Con toda confianza puedo predecir que retornará en 1758”.

CRONOLOGÍA DE EDMUND HALLEY

1656 Nace en Islington, Londres, el 29 efe octubre.
1673-76 Estudia en la Universidad de Oxford, Queen’s College.
1677 Master of Arts de la Universidad de Oxford por mandato real.
1678 Publica el Catálogo de estrellas del hemisferio Sur y es elegido miembro de la Royal Society.
1682 Se casa con Mary Tooke, de la que tendrá tres hijos. Observa asiduamente el paso de un cometa; su cometa.
1684 En el mes de marzo de este año, el cadáver de su padre aparece horriblemente mutilado a orillas del río Támesis. El asesinato no se aclaró nunca y dejó a su hijo profundamente afectado.
1685 Inicia la publicación de los anales de la Royal Society.
1686 Edita de su bolsillo la obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, por Isaac Newton.
1693 Nombrado vice-director de la Casa Real de la Moneda.
1701 Publica las cartas de líneas magnéticas de igual valor o isogónicas que llevarán su nombre, líneas halleyanas.
1704 Nombrado «Profesor Savilian» de Geometría de la Universidad de Oxford.
1705 Tras años de meditación y cálculos, publica Astronomiae Cometiese Synopsis, en el que predice el retorno de 1758.
1710
Estudio sobre el movimiento de las estrellas.
Doctor en Derecho Civil. 1720 Nombrado Astrónomo Real de Inglaterra.
1729 Elegido miembro de la Academie des Sciences de París.
1743 En el Observatorio Real de Greenwich, el 14 de enero, pide un vasito de vino y muere a los 87 años.

COMO ERA HALLEY: Edmund Halley era un muchacho abierto, ebullente, imaginativo, se llevaba bien con todo el mundo y se entregaba con entusiasmo a toda suerte de estudios astronómicos geográficos e históricos. Y no rehusaba tampoco los placeres  mundanos del brandy y de la juerga.

Se cuenta que cuando Pedro el Grande emperador de Rusia, en sus excursiones de incógnita por los astilleros de Europa llegó a Londres, Edmond Halley lo tomó su cargo y le llevó en una carretilla por calles y jardines en una noche de memorable francachela. Tenía 20 años cuando se fue a la isla de Santa Helena -la misma donde moriría más tarde Napoleón a confeccionar un catálogo de las estrellas visibles del hemisferio sur, catalogo que publicó dos años más tarde.

A los 24 años, en 1680, contempló en París un brillante cometa que cruzaba los cielos de la capital francesa En seguida visitó al director del Observatorio, e astrónomo Giovanni Cassini, y le pidió datos sobre el fenómeno Cas sin, le dio bondadosamente todos los datos que tenía sobre el cometa y hasta algunas indicaciones sobre la órbita.

Pero aun con todo ello, el joven inglés no aceptaba con sus cálculos. Y no acertaba porque Halley asumía como había asumido cincuenta años antes Johannes Kepler , que los cometas se movían en línea recta y pasaban de largo por las cercanías del Sol.  Aquella madrugada de noviembre de 1682 Edmond Halley escudriñaba ansiosamente aquel nuevo cometa preguntándose a sí mismo cuál sería su curso por los cielos, que orbita seguía realmente y, sobre todo qué fuerza sostenía todo aquel complejo de cuerpos celestes, estrellas, planetas, soles y cometas.

PARA SABER MÁS…
El regreso del cometa Halley

O En el crepúsculo del 18 de mayo de 1910, cuando cayó la tarde sobre Constantinopla, unas cien mil personas huyeron en busca de refugio. Algunas buscaban consuelo abrazándose entre sí, otras rezaban por su salvación. La escena se repitió en todo el mundo. Mucha gente pensó que había llegado el fin del planeta. El motivo de este terror generalizado era el cometa Halley, que volvía de su periplo de 75 años por el espacio.

Durante años, los científicos, emocionados por la oportunidad de incrementar sus conocimientos astronómicos, se habían preparado para la reaparición del cometa. A finales de 1909 muchos de los observatorios más famosos del mundo se dedicaban a una búsqueda activa del cometa. El profesor Max Wolf, de Heidelberg, Alemania, lo detectó en septiembre de 1909. El entusiasmo se contagió, y la gente esperaba impaciente el momento en que podría ver al cometa con sus propios ojos.

Los científicos elaboraron muchos cálculos, uno predecía que la cola del Halley podría pasar muy cerca de la Tierra, quizás la barrería directamente, entre el 18 y el 19 de mayo. Los periódicos trataban el tema exponiendo terribles detalles de los efectos perjudiciales que el cometa gaseoso podía ocasionar en la atmósfera de la Tierra, y cundió el pánico.

En Estados Unidos algunos trabajadores de las minas de carbón se negaron a entrar en las vagonetas porque preferían morir en la superficie con sus familias. Unas pocas almas de Norteamérica intentaron suicidarse por miedo al Armagedón. Un ganadero de California se crucificó a sí mismo, clavándose los dos pies y una mano a una cruz mal tallada.

De hecho, la cola del cometa Halley nunca se acercó a más de 400.000 km de la Tierra, y a esa distancia resultaba totalmente inofensivo. El diario Seattle Post-Intelligencer anunció: «El cometa va y viene, y esta vieja Tierra no es mejor ni peor y por tanto no mucho más sabia».