Los Pulsares

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 Fisico 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. (ver: nanotecnologia)

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.
    1. 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.
    1. 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.
  1. 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 cientí

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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Teoría Especial de la Relatividad Explicacion Sencilla y Breve

La Teoría Especial de la Relatividad
Explicación Sencilla y Breve

albert einstein

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

Trataré de explicarte la Teoría de Einstein como a un principiante  que no tiene ni la menor idea de conceptos físicos. Supongo que sabes algo de matemática elemental y que sólo tienes un gran interés por las ciencias y que estás dispuesto a leer con pasión estas páginas para entender someramente lo que pensó este genio hace 100 años y que revolucionó todo el saber científico de aquella época. ¡Cuando estés listo puedes empezar!

TEORÍA DE LA RELATIVIDAD: A finales del siglo XIX la comunidad científica sabía que había mucho por crear e inventar, aplicando los diversos principios  físicos descubiertos, tales como la electricidad, magnetismo y mecánica, pero estaban convencidos de que ya casi no quedaba nada nuevo por explicar, la naturaleza había sido descubierta en su totalidad y ahora sólo tenía que comenzar a aplicarse esos conocimientos a las  actividades del ser humano para su propio beneficio y bienestar. 

Hasta ese momento los cimientos de la física eran dos grandes columnas construidas por dos de los científicos más grandiosos de la ciencia. Una, la teoría de la mecánica, donde todos los conocimientos de cinemática y dinámica desde Aristóteles hasta Galileo, fueron condensados en una sola teoría, conocida hoy como la Mecánica Clásica, o Mecánica Newtoniana. La otra columna sustentaba la otra mitad de la física, referente a los efectos magnéticos y eléctricos conocidos desde los griegos hasta los últimos avances de Oersted, Faraday y Lenz. Toda esta información técnica fue unificada en la Teoría del Electromagnetismo del genial científico inglés James Maxwell.

Pero en realidad algo andaba mal, pues fueron apareciendo algunos nuevos cuestionamientos o efectos físicos desconocidos, y se pensó que “puliendo” un poco los conceptos del momento podrían explicarlos fácilmente, así que  casi fueron subestimados por gran parte de los investigadores de esa época.

Esos nuevos fenómenos y cuestiones fueron:

  1. a)El efecto fotoeléctrico
  2. b)La fórmula de la radiación de un cuerpo caliente
  3. c)Las rayas en los espectros de emisión del Hidrógeno

(Nota: esos efectos los puedes estudiar en este sitio)

Amigo, sigamos con lo nuestro….

El concepto de relatividad ya existía y se conocía como la Relatividad de Galileo, y prácticamente consistía en la suma algebraica  de velocidades según sea el sistema de referencia que se adopte. Por ejemplo, suponte que estás parado en el andén de una estación de trenes y en un instante pasa moviéndose hacia la derecha un vagón de pasajeros a la velocidad de 60 km/h con respecto a ti, que te encuentras detenido al costado de las vías. Para un pasajero sentado adentro del mismo vagón dicho tren se mueve a 0 Km/h, es decir, se encuentra detenido con respecto a ÉL, pues ambos se mueven juntos. Ese pasajero con respecto a TI, a qué velocidad de desplaza?… no hay dudas, pasa a la misma velocidad que el vagón, o sea a 60 km/h.

Supongamos ahora que un segundo pasajero se levanta de su asiento y comienza a caminar hacia la derecha a 10 km/h respecto del vagón. A qué velocidad se mueve éste respecto del pasajero sentado, creo que tampoco hay dudas, y es de 10 km./h. pues vagón-pasajero sentado pertenecen al mismo sistema.

Bien, pero ahora ese pasajero a qué velocidad se desplaza respecto a TI que te encuentras sobre  el andén? Para este caso, la velocidad del pasajero será de 70 Km./h, es decir, que como ambos tienen el mismo sentido de desplazamiento dichas velocidades se suman: 60+10=70.

Si otro pasajero se levanta pero camina hacia la izquierda a 15 km/h, ahora la velocidad del mismo respecto a tu posición, será de: 60-15=45, porque tienen sentidos contrarios.

Si se quiere determinar la velocidad del primer pasajero que se paró, respecto del segundo, es de: 10+15=25 Km/h. Es como si se estuvieran alejando uno del otro a razón de 25 km/h adentro del mismo vagón. En el supuesto caso que ambos ahora se acercaran hacia sus asientos nuevamente a la misma velocidad, también la velocidad de uno respecto del otro será de 10+15=25 Km./h., pero ahora acercándose uno al otro. Se puede usar el signo (-) para indicar que se alejan y el signo (+) para indicar que se acercan, solo es una convención.

Qué pasa si uno de ellos, mientras camina hacia la izquierda a 15 km./h, saca una pelotita y la lanza hacia la derecha a razón de 50 km/h hacia la derecha?Cuál será la velocidad de la pelotita respecto a TI, que sigues detenido en el andén? Bien, ahora (será) el cálculo es así: 60+50-15=95 Km./h.

60 del vagón hacia la derecha + 50 de la pelota hacia la derecha – 15 del pasajero hacia la izquierda=95

… Amigo, me sigues el conceptoEstás de acuerdo?.

Es tal como indicaba al inicio, la relatividad de Galileo, solo consiste en sumar velocidades usando el signo (+) o (-) según sea el sentido de las mismas (en realidad la suma es vectorial, pero para el alcance de esta explicación alcanza con este definición)

Si se invierte la situación y ahora el pasajero  desea determinar tu velocidad (que estás sobre el andén) respecto a su posición En este caso la situación es  exactamente la misma, para el pasajero, es él quien se encuentra detenido y es el andén quien se mueve acercándose hacia él a la velocidad de 60 km/h, es decir son dos situaciones totalmente equivalentes, cada observador tiene su propia visión de la situación, y cada uno tomará los mismos valores antes calculados.

Para comenzar a darle propiedades a estos conceptos, en física se dice que cada objeto en movimiento o detenido, tiene su propio marco de medición o de coordenadas, es decir, que cada observador estudia y mensura  la situación desde su propio sistema de referencia.

Se puede decir que cada pasajero tiene un sistema de referencia, la pelotita tiene otro, y tú que te encuentras detenido también tienes el tuyo. En el caso del pasajero sentado, el sistema será el mismo que el del vagón, porque ambos se mueven simultáneamente. Cada uno observa al resto desde su propia ubicación, y sumará o restará las velocidades según sea el sentido del movimiento de los diversos objetos estudiados. Cuando todos los sistemas de referencia se mueven respecto de los demás a velocidades uniformes, se dice que esos sistemas son inerciales.

Resumiendo todo lo antedicho, significa que cada observador tiene su propio y único sistema de referencia. Por ejemplo tú que estás en este momento leyendo este apunte, te encuentras en reposo con respecto al sistema de referencia Tierra, es decir, que tú con respecto al piso estás a cero de velocidad. Pero imagina ahora que alguien te está mirando desde la Luna.

Este observador va a  concluir que túestás girando sobre un eje a la velocidad de 1vuelta/día. Si seguimos alejándonos, y alguien se detiene en el Sol, dirá que tienes dos movimientos, uno sobre tu eje y otro alrededor del sol, con una velocidad que tarda 365 días en recorrer toda la órbita. Como puedes observar, cada observador desde su propio marco de referencia tiene sus propias conclusiones.

Unas líneas más arriba cuando hablábamos de los sistemas inerciales, es importante destacar, una de sus principales características, y consiste en que cada uno de esos sistemas las leyes de la física, como la conservación de la energía, de la cantidad de movimiento lineal y angular, etc. se cumplen para cualquier observador que esté dentro o fuera del sistema de referencia en estudio.

Por ejemplo, si adentro del vagón armo un laboratorio y realizo una serie de investigaciones de principios físicos, TODOS ELLOS SE VERIFICARÁN TAL COMO SI LOS ESTUVIESE HACIENDO SOBRE LA TIERRA. Lo mismo ocurre con la pelotita, si armo sobre ella otro laboratorio y realizo más experiencias, las mismas responderán a los principios físicos conocidos. Y así sobre cualquier sistema de referencia inercial que utilice, siempre en cada uno de ellos se verificarán las leyes de la mecánica y del electromagnetismo. Si nos ponemos a pensar esto no tiene nada raro, pues nuestro laboratorio de la Tierra, no es más que otro laboratorio armado sobre una pelotita en movimiento en algún rincón del universo.

Seguramente  si pasa alguna nave espacial cerca del planeta, y nos observa y mide nuestros experimentos obtendrá otros valores numéricos distintos a los nuestros, pero sus conclusiones físicas serán exactamente iguales a las nuestras. De todo lo antedicho, se puede concluir que no existe ningún sistema de referencia ideal, que en física se llama sistema absoluto. Es decir no existe un sistema que se encuentre totalmente en reposo y podamos referenciar todas las mediciones a ese sistema especial. No hay en el universo un sistema que sea dueño de la verdad absoluta de todas las mediciones, pues todos están en movimiento y cada uno tiene su propia realidad.

Volviendo ahora al inicio de este apunte, por allá en los primeros años del siglo XX, los científicos estaban muy concentrados tratando de determinar las diversas propiedades de la luz, tales como su velocidad exacta, su naturaleza, su energía, su medio de propagación, etc. En realidad nadie sabíacómohacía para llegar de un lugar a otro. Así como el sonido usa el aire para desplazarse, la luz qué medio usa para moverse? La primera respuesta fue que utiliza un medio que se encuentra en todo el universo, que es transparente, de baja densidad e inunda todos los huecos del espacio, este medio se llamo: ÉTER

Desde su propuesta, los físicos se pusieron a tratar de encontrarlo, porque seria fantástico encontrar algo que se encuentre fijo en todo el universo para tener una  referencia fija. Los primeros encargados de buscar este medio fueron dos grandes físicos experimentales, conocidos como Michelson-Morley, y así se conoce hasta nuestros días al experimento realizado. Básicamente el experimento consistía en emitir un rayo de luz en un sentido, por ejemplo, en dirección al movimiento de la tierra, y otro en sentido contrario, de tal manera que en un sentido la velocidad de la tierra se sume a la de la luz  y para el otro caso se reste (el primer rayo es mas veloz que el segundo).

Esos haces de luz, luego de recorrer una misma distancia, se hacen reflejar en unos espejos para que retornen al punto de partida. Como un rayo es más rápido que otro, y deben recorrer la misma distancia, entonces llegarán al punto de partida con un retardo de tiempo, pues uno demorará más que otro en recorrer ese mismo espacio.

El experimento se hizo de diversas formas, perfeccionando los métodos de medición del sistema. Se efectuaron distintas mediciones durantes varios años, JAMÁS SE PUDO MEDIR UNA DIFERENCIA, los haces siempre llegaban al mismo tiempo, la velocidad de la tierra no les influenciaba para nada.

Conclusión: EL ÉTER NO EXISTÍA, y entonces en qué se apoyaba la luz para trasladarse?. (En este sitio: El Fin de Eter)

Es aquí donde entra en escena un jovencito alemán, estudiante avanzado de ciencias físicas en Zurich, dotado de una genialidad especial, que le permitió dar una explicación clara y correcta de lo que realmente pasaba con la luz, y los objetos que se mueven a velocidad cercanas. Ese genial hombrecito, fue Albert Einstein, que en los momentos libres que tenia en su trabajo en una  oficina de patentes,  reformuló toda la física clásica de Newton conocida hasta ese momento. De aquí en más la mecánica clásica sería solo un caso particular de una mecánica más amplia y general, llamada más tarde Física Relativista, y que se aplica a las partículas que se mueven a grandes velocidades. A partir de ese momento Albert Eisntein pasaría a ser el físico más grande de la comunidad científica de todos los tiempos.

Einstein partió para su teoría física desde dos postulados que parecen inofensivos pero tienen todo el poder para explicar la naturaleza del universo (los postulados son afirmaciones sin demostración) Más tarde dichos postulados fueron demostrados con la experiencia.

Ellos son: 

1-La luz se mueve siempre a velocidad constante de 300.000 Km/seg, independientemente de la velocidad de la fuente emisor. 

2-No existe ningún experimento posible en una nave que nos permita saber si nos estamos moviendo.

Observa que el primer postulado ignora la relatividad de Galileo, donde se suman las velocidades. Por ejemplo, si sobre el tren un pasajero saca una linterna y envía un haz de luz, cuál será la velocidad del haz respecto a ti que estás detenido en el andén?. Según Galileo seria: 300000+ la velocidad del tren.

Pues bien, Albert , pidiendo perdón a Newton, niega toda esa teoría y propone una nueva a partir de estos postulados. A partir de los postulados que Einstein había formulado, la velocidad de la luz siempre seria constante de 300.000 Km/s  “salga a la velocidad que salga”, no interesa la velocidad de la fuente. Además la luz no necesita de un medio material para transportarse, se mueve a través del vacío.

Si la velocidad de la luz dependiera de la velocidad del emisor, se tendría una forma de determinar el movimiento uniforme, experiencia que negaría al segundo postulado. Por ejemplo, si hacemos un ejercicio mental, que tanto le gustaba a Albert, suponte que vas sobre una nave que va aumentando rápidamente su velocidad y tú tienes un espejo en la mano donde te puedes ver reflejado.  Resulta que cuando viajes a una velocidad superior a la de la luz, tu cara desaparecerá del espejo porque ya la luz que tu rostro irradia no lo alcanzará.

Otra situación similar para reflexionar es la siguiente: suponte parado al fondo de una calle desde donde puedes observar la siguiente bocacalle a una cuadra de distancia. Hacia ti viene un auto a gran velocidad y por la calle perpendicular se le acerca una motocicleta en el mismo instante de cruzarse, de tal manera que el auto debe hacer una “S” para evitar la colisión. En este caso, si las velocidades se sumaran, la velocidad de la luz que emite el auto te llegaría antes que la de la moto ya que éste se dirige hacia ti. Por lo tanto verías al automóvil hacer una “S en el aire” si saber por qué, ya que la luz de la moto aún no te ha llegado.

Estos últimos ejemplos son creaciones mentales, pero hay casos reales en el universo, como el moviendo de estrellas,  donde se ha determinado fehacientemente que los postulados anteriores se cumplen y que la velocidad de una onda es siempre constante independiente del centro emisor.

En 1905, Einstein, que años mas tarde recordaría que pasó por  uno de los momentos másduros y pesados de su vida científica, tuvo que aceptar que cada sistema de referencia tiene su propio espacio-tiempo, y que la idea de un tiempo absoluto como lo había planteado dos siglos antes Newton estaba errada. Matemáticamente la velocidad es igual al espacio recorrido sobre el tiempo empleado. Pero ahora bien, si la velocidad de la luz siempre debía ser la misma, no quedaba duda que el núcleo de la cuestión estaba en esos dos rígidos conceptos,  y que el sentido común no nos dejaba analizarlos, porque eran obvios. Cómo la hora sería distinta, según  la mida detenido en la vereda o subido a una carreta?. No es eso ridículo, sin sentido.

Ahora bien apliquemos esos nuevos conceptos nacidos de los postulados de Albert, a otro ejercicio mental. Nuevamente recurriremos a dos naves espaciales en el medio del oscuro vacío en un rinconcito del universo, a miles de kilómetros de nuestra querida Tierra. Suponte que una nave tiene un reloj de luz, una especie de linterna que emite un rayo de luz hacia arriba y al llegar al techo se refleja en un espejo, para volver al punto de partida. Supongamos que el tiempo transcurrido desde la salida del rayo hasta su regreso es de 1 segundo. Para un astronauta adentro de esa nave, observará que la luz sale verticalmente hacia arriba, llega al espejo y regresa al origen, es decir, recorre dos veces la altura de la nave en un segundo. Ese astronauta puedes ser tú es este mismo momento, donde ves subir y bajar un rayo de luz, a razón de 1 seg. por ciclo.

Ahora la segunda nave también tiene instalado exactamente el mismo sistema de reloj, con igual tiempo por ciclo y ella pasa a tu costado a una velocidad v de por ejemplo 10.000 km/h.  Mi pregunta es la siguiente: cómo ves la trayectoria del rayo de luz desde tu nave? No crees que así como ves subir o bajar al rayo, también lo ves , simultáneamente, avanzar con la nave? Qué crees,… no tengo razón?. Realmente es así, el rayo sube y se desplaza horizontalmente, de tal forma que es movimiento compuesto es una línea inclinada hacia arriba que nace en el reloj.

Para el astronauta de la nave la luz sólo sube y baja, pero para ti “que estás fuera de su sistema de referencia” el rayo hace otro recorrido. Por lo antedicho, el rayo recorre “para ti que estás afuera” una distancia mayor que la doble altura que observa el astronauta interior a la nave. Si ahora aplicas el primer postulado de Einstein, donde afirma que la velocidad de la luz es siempre la misma, podrás concluir que  el tiempo que tarda la luz desde que sale del reloj hasta que regresa es mayor que el que tú mides en tu propia nave que sólo sube y baja verticalmente. Por lo tanto, cuando mides el tiempo en una nave que se mueve con respecto a ti podrás observar que dicho tiempo se hace más lento, porque cuando en tu nave mides un segundo en la otra pasa una fracción más. Resumiendo, el tiempo trascurrido en un sistema (nave) que se mueve es siempre más lento, es decir, los relojes atrasan.

Si analizas la situación, pero ahora invertida, notarás que el segundo astronauta, el que se mueve en el caso anterior, observará exactamente lo mismo que tú. Él observará que su rayo sólo baja y sube en un segundo, y que es el de la otra nave el que recorre más distancia, por lo tanto concluirá que es  su reloj el que anda bien, pero el de la otra nave está atrasando.

Algo parecido ocurre con la toma de mediciones de distancias, que es consecuencia del atraso del tiempo. Si el espacio recorrido es igual a la velocidad por el tiempo empleado, notarás fácilmente que cuando calculamos la distacia recorrida por un móvil, el espacio será distinto según se tome el tiempo de un sistema de referencia u otro.  Si estoy detenido y observo pasar la nave a cierta velocidad v, el espacio en mi sistema será igual a dicha velocidad por el tiempo t. Pero resulta que ese tiempo t es menor en el sistema en movimiento, por lo tanto la nave recorrerá menos distancia en su sistema, que el calculado para el nuestro.

Resumiendo, se dice que las distancias se acortan.

Explicacion Matemática de la Teoría:

Es sólo una consideración intuítiva, en realidad Albert inició sus deducciones apoyandosé en las transformaciones de Lorentz.

Sino entiendes las fórmulas y deducciones enviame un mail que recibirás mas explicaciones.

Nota que el tiempo Delta_t es mayor a Delta_t’ en un factor gamma.

Qué significa?

Que cuando la luz en tu reloj, demore por ejemplo 1seg. entre subir y bajar, tu observarás que la luz en la otra nave demorará más en recorrer esa trayectoria triangular. Cuando haces los cálculos observarás que ese tiempo se amplía en un factor gamma (que es mayor que 1) respecto a tu tiempo propio.

Este factor será cada vez mayor cuanto mayor sea la velocidad de la nave.

Suponiendo que v=0.8c (80% de c), el tiempo en la otra nave se incrementará en un 66%, respecto del tuyo, por lo tanto, medirás: 1.66 seg.

Cuando la velocidad llegue a la velocidad de la luz, gamma será infinito.

Un Caso Real:

En la atmósfera, a unos 10.000 m. aproximadamente de altura, aparecen partículas elementales llamada muones que se desplazan a una velocidad muy cercana a la de luz, a unos 0.998 de c. Esa partículas son muy inestables y en reposo tienen un tiempo de vida de 0,00000002 s. (2×10-8), es decir sumamente corto.

Bien, si se calcula sin tener en cuenta la física relativista, se observara que al multiplicar el tiempo de vida por su velocidad, los muones sólo recorrerían unos 600 metros, antes de desaparecer,  por lo que ninguno podría llegar a la superficie de la Tierra.

Experiencias realizadas en tierra, han confirmado la aparición de millones de ellos, contrariando a los cálculos físicos  aplicados. Justamente ahí surge el error, porque en el sistema del muon, a esa velocidad, el tiempo en el sistema Tierra es unas 15 veces superior, y ese es el tiempo que hay tomar para efectuar los cálculos (15 x 2 microsegundos=30).

Con ese nuevo tiempo los 600 m iniciales se transformarían en 9000 m. y explicaría por qué llegan a la superficie. Esos 9000 en el sistema Tierra, se reducen a 600 m. en el sistema muon, porque ahora se debe usar el tiempo del muon.

Como se puede observar las diferencias de tiempo y espacio están directamente relacionadas con la velocidad del sistema. A mayor velocidad mayores diferencias, pero sólo notables cuando la velocidad se aproxima a la de la luz. Cuando la velocidad es baja, inclusive, por ejemplo, la velocidad de un cohete al salir del planeta, es de unos 40.000 km/h se la considera baja y los efectos relativistas no pueden considerarse, porque prácticamente no existen.

Para estas velocidades la teoría de Newton se aplica con total eficacia, sin dudar en que podamos caer en errores. Las fórmulas que más abajo vamos a determinar cuando se aplican para ejemplos con bajas velocidades, se transforman automáticamente en las fórmulas obtenidas de la Mecánica de Newton, por lo que esta última pasa a ser un caso especial de unamás general, conocida hoy como la Teoría Especial de la Relatividad.

Matemáticamente, las fórmulas de Tiempo y Espacio se pueden obtener usando el ejemplo anterior de las naves en el espacio. Lógicamente Einstein no las obtuvo así, para ello se valió de unas transformadas conocidas como de Lorentz, que fue otro científico contemporáneo que estaba estudiando el tema. La matemática utilizada por el científico no fue tan elemental, pero tampoco se apoyó en la más avanzada matemática conocida en esa época.

No fue así para la resolución de las ecuaciones que explican la Teoría General de Relatividad, cuando el movimiento es acelerado, donde tuvo que auxiliarse de herramientas actualizadas del análisis matemático. Aplicar dichas ecuaciones a distintas situaciones físicas genera más de un dolor de cabeza a los avanzados estudiantes de ciencias exactas, cuando deben realizar sus prácticas.

Como te he dicho, Einstein encontró que la teoría de Newton «estaba mal» y eso no significó que las cosas comenzaran a caerse para arriba. Incluso si decimos que la teoría de Newton es «incorrecta», da la impresión de que entonces la teoría de Einstein es la «correcta».  Mañana mismo o dentro de algunos años, un hipotético físico, por ejemplo Jacob Newenstein, puede descubrir que la teoría de Einstein «está mal» en serio. Pero aunque eso pase, las cosas no van a empezar a caerse contra el techo, ni a moverse más rápido que la luz.  

Einstein simplemente elaboró una descripción de la naturaleza más precisa que la de Newton, y es posible que alguien halle una aún mejor. Pero la naturaleza no va a modificar su comportamiento para satisfacer la teoría de algún físico: es el científico quien deberá exprimir sus sesos para que su teoría describa a la naturaleza mejor que todas las teorías anteriores.

Corrección de Textos y Ortografía: Ernesto Eracher.

Aplicaciones Energia Atomica despues de la Guerra Mundial Historia

Historia Evolución Tecnológica Post Guerra Mundial: La Energía Atómica

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

Una de ellas era puramente militar: cada una de las grandes potencias tenía que demostrar su capacidad de construir independientemente la nueva arma, si quería mantener su credibilidad militar. En aquel momento, la única forma de defensa parecía ser la capacidad demostrable de recurrir a represalias del mismo tipo.

La segunda línea de desarrollo era la posibilidad de utilizar esta fuente totalmente nueva de energía no de manera descontrolada, como en la bomba, sino mediante el desarrollo de tecnologías completamente innovadoras que la controlaran y la pusieran al servicio de la industria.

Aplicaciones Energia Atomica

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Esquema de un Reactor Nuclear

Desde el punto de vista termodinámico, viene a constituir un medio interesante de transferencia del calor, pero presenta varios inconvenientes. Es un elemento muy reactivo químicamente, capaz de provocar corrosión en la mayoría de los materiales con los que entra en contacto. Más concretamente, reacciona de forma explosiva con el agua.

Precisamente esta propiedad lo descartó como refrigerante para los reactores submarinos (tema que interesaba a la marina norteamericana), aunque los Laboratorios Argonne, cerca de Chicago, y General Electric, en Schenectady, habían realizado varios estudios.

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

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

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

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

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

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

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
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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 Einstein Albert Obra Cientifica y Vida

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.

Albert Einstein es, de un modo indiscutible, una de las figuras más importantes de nuestro siglo. La genialidad de sus concepciones ha trascendido hasta la vida misma.

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Si no hubiera existido, otros físicos habrían realizado ese trabajo con el paso del tiempo. Algunos descubrimientos habrían aparecido pocos años después, otros se habrían demorado décadas.

La teoría general, su más grande logro y el de mayores implicaciones, no estaba en la mente de nadie en los tiempos en que Einstein la desarrolló.

Hoy por hoy, ¿la habrían descubierto ya los científicos? Nadie lo sabe.

La nueva visión del universo con sus teorías revolucionarias comenzó hace un siglo en una siemple oficina de patentes en la ciudad de Berna (Suiza), donde en sus ratos libres empezó a deducir sus primeras fórmula, que con el tiempo tanto dolores de cabeza daría  resolverlas a los matemáticos de la época.

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.

Como expresó Louis de Broglie, la obra de Einstein es «admirable, comparable a las más grandes que se puedan encontrar en la historia de la ciencia, como por ejemplo la de Newton…»

albert einstein

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 del siglo XX 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 o teoría cuántica ; 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.

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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

Albert Einstein nació el 14 de marzo de 1879 en Ulm, la ciudad sobre el Danubio, que según es sabido se sitúa en el término de Wurtemberg. Pero esta ciudad prácticamente sólo le vio nacer. Un año después la familia se trasladó a Munich, donde  consumará la primera etapa de su formación.

En Munich, cumplida la edad escolar, fue inscrito en una escuela católica, en la que sabrá ver sus profundas semejanzas con la judía.Sus primeros pasos como escolar no fueron brillantes.

Incluso se llegó a pensar que no estaba dotado para el estudio, debido a su carácter taciturno, lentitud para aprender las cosas y dificultades en el lenguaje.

Albert y Maja (que había nacido a fines de 1881) 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.

En su libro, 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 las 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.

El niño era realmente diferente de sus pares.

albert einstein y su hemana majaAlbert Einsten y su hemana Maja

Las ciencias pedagógicas en aquel tiempo no estaban muy avanzadas, al menos en el terreno para percibir sus posibles resultados, y en el caso de Einstein no supieron ver que aborrecía los ejercicios memorísticos y se encariñaba con la agradable sensación de pensar las cosas.

El propio Einstein, recordando este período poco feliz, recordaba con agrado la brújula de marinero que le regaló su padre cuando cumplió cuatro años, brújula en la que a través del imán creyó ver el primer misterio del universo: «Sólo la brújula quedaba en mi memoria de todo cuanto había hecho durante el día.»

Cumplidos los quince anos, una serie de acontecimientos tenían que cambiar algunos aspectos de su vida. En efecto, a raíz de unos reveses económicos, su padre Hermann decidió abandonar Munich y probar fortuna en Italia.

Se trasladó a Milán, donde tenía familia, dejando a su hijo en Munich en la pensión de una vieja amiga con el objeto de que terminara sus estudios.

Pero recibe unas cartas entusiastas de su madre y, de un modo brusco, abandonó Munich para instalarse en Italia; Einstein contaba dieciséis años y tenía unos infinitos deseos de libertad intelectual.

Los primeros contactos con la península italiana el propio Einstein los califica como de ensueño. La luz, el arte, especialmente Miguel Ángel, le lanzan a los ratos de ocio que encontraba a faltar.

pauline einstein madre de albert

Pauline, la madre de Einstein, pianista consumada, deseaba que sus hijos entraran en contacto con la música desdetemprana edad. Matriculó a Einstein en clases de violín y a su hermana en clases de piano. Las clases de Einstein comenzaron cuando tenía seis años y terminaron cuando tenía catorce. La mayor parte del tiempo detestaba las clases porque no le gustaban los métodos mecánicosy rutinarios de los profesores. Con todo, a los trece años se enamoró de las sonatas de Mozart y su
interés en la interpretación de la música se centró en ellas. Desde ese momento en adelante procuró mejorar su técnica para ser capaz de reproducir la belleza y el donaire de la música de Mozart.
Más tarde estudió piano en forma autodidacta e improvisaba en ocasiones. El violín lo acompañó toda la vida: se convirtió en un buen violinista aficionado y le gustaba tocar las sonatas de Mozart y Beethoven.

Empezó a visitar, en ocasiones a pie, las ciudades de Padua, Florencia, Siena, Perusa y Genova. Pero las presiones familiares, inflexibles en lo tocante al término de sus estudios, le obligaron a regresar a Munich, donde sufrió el primer tropiezo al no poder ingresar, debido a unas pruebas juzgadas insuficientes, en la universidad.

rostros de einstein

Paradójicamente, obtuvo unas calificaciones muy bajas en física y matemáticas. Uno de los examinadores le aconsejó trasladarse a Aarau, para perfeccionar lenguas, y de esta estancia en Argovia no guardó otra cosa que la sensación de vivir en el oasis de Suiza, además de su preparación que esta vez sí le permitió entrar en la Escuela Politécnica helvética.

Los primeros tiempos después de doctorarse en la Escuela Politécnica fueron realmente penosos. Debido a que no era suizo se le negó un lugar de asistente y, por primera vez, Einstein conoció el hambre.

Uno de sus condiscípulos, Marcelo Grossmann, que más tarde sería uno de sus mejores amigos, se compadeció de su situación y logró comunicar con el padre de Einstein.

Éste, por su parte, agobiado, sólo consiguió recomendarle al doctor Haller, que en Berna dirigía un despacho de patentes de invención.

Afortunadamente, Haller era un hombre inteligente que supo comprender el carácter callado y taciturno de Einstein; vencidas las primeras dificultades, logró colocarle y Einstein aseguró su subsistencia.

albert y mileva

Terminados sus estudios, con un empleo sólido y suficiente, obtenida ya la nacionalidad helvética, Einstein se casó con una joven matemática servia, Mileva Maric, que había conocido en la Escuela Politécnica.

De este primer matrimonio nacieron dos hijos, Alberto y Eduardo, por los que se ha sabido que fue un padre cariñoso y preocupado. Pero nada más. Einstein siempre separó su vida familiar de la profesional y es debido a este recato que su existencia íntima ha quedado prácticamente oculta.

Estos años transcurridos en Berna, al lado de su esposa Mileva, son unos de los más fecundos en la vida de Einstein. Es decir, mientras estaba empleado en el despacho de patentes de invención escribió su teorías de la relatividad.

La ejecución de dicho trabajo le colocó en la cima de la ciencia. Primeramente fue invitado por la universidad de Salzburgo para que diese una conferencia.

A continuación, Lorentz, uno de los científicos más reconocidos, le rogó que hablara en la universidad de Leyden. Einstein siempre recordó con emoción y ternura esta estancia en Leyden, sentado ante Lorentz «como un alumno ante su profesor».

EXPERIMENTOS MENTALES: Einstein desarrolló  un método para pensar de manera lógica en una idea científica, que consistía en seguir paso a paso las etapas de un experimento imaginario. De aquí salieron sus famosos «experimentos mentales», que le fueron tan útiles cuando más tarde desarrolló sus teorías. Su primer experimento sembró la semilla que se convertiría en la teoría especial de la relatividad. Einstein quería saber qué ocurriría si pudiera viajar junto a un rayo de luz. ¿Podría ver el frente de la onda luminosa? El joven Einstein comprendió que en este caso la onda desaparecería; no habría oscilaciones.

LA SOCIEDAD OLIMPICA:  Einstein Para incrementar sus ingresos puso un anuncio en el diario para ofrecer sus servicios como tutor de matemáticas y física.

Dos personas respondieron: Maurice Solovine y Conrad Habicht. Solovine estudiaba filosofía y física en la Universidad de Berna. Habicht era un viejo amigo de Einstein que había estudiado física y matemáticas, y por entonces preparaba su doctorado en matemáticas en la Universidad de Berna.

SOCIEDAD olimpia

Einstein no les dictaba clases. En cambio, los tres discutían; Solovine y Habicht hacían preguntas que Einstein respondía y explicaba. Hablaban además de libros de filosofía y física.

Se volvieron muy amigos; intercambiaban opiniones mientras caminaban hasta una aldea vecina, escalaban una montaña o iban de paseo a un lago. Resolvieron bautizar su grupo con el nombre de «Academia Olímpica», en parte en broma, pero además porque se daban cuenta de que aprendían en sus discusiones más de lo que nunca habían aprendido en las clases formales.

Las discusiones con sus dos amigos ayudaron a Einstein a pensar. Solovine y Habicht (al igual que otros amigos de Einstein) eran cajas de resonancia de las ideas que estaba desarrollando.

Las reuniones de la Academia Olímpica continuaron incluso después de la boda de Einstein con Mileva Maric. Mileva participaba pero, según Solovine, no era muy activa y nunca los acompañó cuando las discusiones tenían lugar al aire libre.

eisntein amante de la musica

La Academia Olímpica sobrevivió unos cuantos años, hasta que Soloviney Habicht aceptaron ofertas detrabajo. Pero su amistad con Einstein duró toda la vida.

1905: EL MILAGRO DE EISNTEIN: En 1905, que ahora se conoce como su año milagroso, Einstein tenía 26 años y trabajaba como experto técnico en la Oficina Federal Suiza de Patentes; llevaba dos años casado con Mileva Maric y tenía un niño de un año. En sus horas libres investigaba en física.

Einstein hizo su trabajo científico en la casa o en la biblioteca de la oficina de patentes, no en una universidad o en un laboratorio de investigación. Era lo que llamaríamos hoy un científico aficionado.

Pero ese año publicó cinco artículos, tres de los cuales iniciaron las dos revoluciones más importantes en la física desde que Newton formulara su ley de la gravitación universal. Con uno de los otros dos obtuvo su doctorado. Además, recibió después el premio Nobel de física por uno de estos artículos.

1. 17 de marzo: «Sobre un punto de vista heurístico en relación con la producción y transformación de la luz». Este artículo sentó las bases de la teoría cuántica con la introducción del concepto de cuantos de energía, o fotones.

2. 30 de abril: «Nueva determinación de las dimensiones moleculares». Ésta fue la disertación de Einstein para el doctorado, que la Universidad de Zurich aceptó en julio. Aunque su contenido no era revolucionario, este artículo ayudó a establecer la existencia de las moléculas.

3. 11 de mayo: «Sobre el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario». Este artículo no sólo explicaba el movimiento en zigzag de una mota en un líquido (llamado movimiento brownianó), que había intrigado a los científicos durante mucho tiempo; demostró también la existencia de las moléculas.

4. 30 de junio: «Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento». Éste fue el primer artículo de Einstein sobre la teoría de la relatividad.

5. 27 de septiembre: «¿Depende la inercia de un objeto de su contenido de energía?» Este segundo artículo sobre la teoría de la relatividad contenia la famosa fórmula: E=mc²

Después de estas primeras conferencias científicas, la universidad de Zurich le ofreció una cátedra, que dudó en aceptar, hasta que las necesidades económicas le decidieron.

La docencia queda muy al margen de sus intereses reales. Einstein estaba sumido en un trabajo creador.

Tras la publicación de sus Anales de física, una serie de artículos empiezan a profundizar la brecha que había abierto en la física tradicional. Su reputación mundial crece día a día.

max planck

Max Planck propone trabajo a Einstein en Berlín

Al poco tiempo de residir en Zurich, recibió la visita de Max Planck y Walter Nernst, quienes le propucieron de parte del emperador Guillermo II, una cátedra sin la obligación de enseñar en la Universidad de Berlín, propuesta que no acpetó.

Einstein partió a Alemania poco menos de un año antes del primer gran conflicto mundial, abandonando a Mileva y a sus dos hijos; había terminado una etapa.

En 1919 en Berlín se instaló en casa de un tío. Allí conoció a Elsa, una prima que había prácticamente olvidado. Ambos, en trance de divorcio, cuando obtuvieron la separación contrajeron matrimonio. Einstein había dejado a sus dos hijos y, en este nuevo compromiso, aceptó las dos hijas de Elsa.

elsa y eisntein

Elsa y Albert Einstein

1916: TEORIA GENERAL DE LA RELATIVIDAD: La teoría especial de la relatividad se aplica cuando nos movemos con velocidad constante en línea recta. Si giramos o aceleramos, la relatividad especial deja de aplicarse. Einstein quería extender su teoría a toda clase de movimientos, acelerados o no.

Esto resultó ser difícil.

Mientras que para desarrollar la teoría especial de la relatividad Einstein trabajó unas cuantas semanas, necesitó cuatro años para extender la teoría a toda clase de movimientos. Por el camino tuvo que aprender un nuevo campo de las matemáticas. Cuando terminó, había producido la que se considera la más hermosa teoría científica de todos los tiempos. Einstein la llamó teoría general de la relatividad.

La relatividad general afirma que un objeto grande, como la Tierra o el Sol, deforma el espacio a su alrededor, y que la gravedad no es más que el resultado de esa deformación. La Tierra por sí misma no nos mantiene firmemente pegados al suelo. Por el contrario, el espacio a su alrededor se deforma y es el declive de esa deformación lo que nos mantiene sobre el suelo.

Como el Sol deforma el espacio que lo rodea, un rayo de luz que pase cerca se curvará. La relatividad general afirma también que un reloj marcha más lentamente en presencia de un campo gravitacional más intenso.

Por ejemplo, un reloj es más lento en el sótano de nuestra casa que en el desván (con todo, la diferencia es tan insignificante que no podríamos medirla ni con el más preciso reloj atómico y el equipo más exacto).

Aun antes de terminarla, Einstein deseaba comprobar su teoría para estar seguro de que iba por el camino correcto. Sabía que el movimiento del planeta Mercurio no había sido explicado por completo y que los astrónomos andaban intrigados con el problema.

Einstein empleó su teoría para calcular la órbita correcta de Mercurio, y explicó que la pequeña discrepancia con las observaciones era el resultado de la deformación del espacio alrededor del Sol.

Una vez publicada la teoría el astrónomo inglés Arthur Eddington organizó una expedición a África para medir la curvatura de la luz de una estrella durante un eclipse total de Sol (única oportunidad en que las estrellas y el Sol son visibles simultáneamente).

El resultado de las medidas confirmó la predicción de Einstein. Tal comprobación estremeció al mundo, y Einstein se convirtió en una celebridad casi de inmediato.

einstein una celebridad

En noviembre de  1922 recibió el Premio Nobel de Física; ello le decidió a hacer un viaje a París con el propósito de encontrar a sus amigos, entre los que se contaban Marie Curie, Paul Painlevé y, de un modo especial, Paul Langevin.

También en 1922 Einstein termina su primer artículo sobre la Teoría del Campo Unificado.

En 1929, cuando Einstein celebraba su cincuenta aniversario, la figura de Hitler empezaba a cobrar un vigor siniestro. Ante el nazismo instaurado, Einstein reaccionó presentando la dimisión de la Academia de Ciencias de Prusia y solicitó la nacionalización belga, pero mas tarde se trasladó a Princeton (EE.UU).

En 1933 los nazis toman el poder en Alemania

Einstein no ganó el premio Nobel por su teoría de la relatividad, que completó en 1921. No obstante, el comité del Nobel pensó que la relatividad era todavía demasiado extraña y polémica. El comité temía que la relatividad pudiera considerarse más tarde incorrecta, y no deseaba equivocarse. Entonces decidieron que entre todos los trabajos realizados por Einstein hasta 1921, su primer artículo de 1905, que contenía la idea del cuanto de luz, era merecedor del premio Nobel. En vista de que este artículo condujo con el tiempo a la teoría cuántica, la decisión del comité fue correcta.

En Princeton, en una casa a cincuenta kilómetros de Nueva York, en medio de una soledad que invitaba a la reflexión, Einstein pasó los últimos veinte años de su vida. Su esposa Elsa la acondicionó con sumo cuidado, como en tantas ocasiones había hecho ya.

Pero en 1936 falleció y, desde entonces, Einstein vivió solo, es decir, acompañado de su fiel secretaria, colaboradores íntimos y a temporadas de su hija Margot. Y durante estos años puso a punto su teoría unitaria del campo.

SUS ULTIMOS AÑOS:

1939. Maja, hermana de Einstein, llega a Princeton para vivir con Einstein el resto de sus días.

1939. Einstein firma una carta dirigida al presidente Franklin Delano Roosevelt en la que menciona la posibilidad de construir una bomba atómica y da la voz de alerta sobre sus implicaciones militares.

1940, 1º de octubre. Einstein se convierte en ciudadano estadounidense.
1943, 31 de mayo. Einstein es consultor de grandes explosivos de la marina de Estados Unidos.

1944, 3 de febrero. Una copia de su artículo de 1905 sobre la relatividad especial, escrita a mano por Einstein para la ocasión, es subastada por 6 millones de dólares como contribución al esfuerzo bélico.

1948, 4 de agosto. Mileva muere en Zurich.

1951, junio. Maja, hermana de Einstein, muere en Princeton.

1952, noviembre. Le proponen a Einstein la presidencia de Israel, oferta que rechaza.

1955. En la última carta firmada de su puño y letra, dirigida a Ber-trand Russell, acepta firmar un manifiesto apremiando a todas las naciones a renunciar a las armas nucleares.

1955, 18 de abril. Einstein muere en Princeton a la 1:15 de la madrugada. Su cuerpo es cremado y sus cenizas son esparcidas en un lugar desconocido.

muerte de einstein

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albert einstein informa sobre la energia nuclear

«Cuando me preguntaron que arma podría contrarrestar la energía nuclear, respondí que la unica arma es la paz»

Los Estados Unidos comenzaron a realizar estudios para desarrollar la bomba atómica a raíz de una carta de Albert Einstein al presidente Roosevelt, en la que detallaba que a través de la fisión nuclear se podía generar una bomba de inédito poderío, y a la vez se mostraba preocupado por la posibilidad de que Alemania llegara primero a alcanzar esa tecnología.

Años más tarde, pocos meses antes de que la primera bomba fuera lanzada sobre Hiroshima, volvió a escribir a Roosevelt manifestándole su preocupación dado que tenía información de que Estados Unidos había alcanzado la tecnología nuclear, pero poseía indicios de que los militares del Pentágono pensaban lanzarla, tal como ocurrió, sobre objetivos civiles. Einstein no tuvo respuesta de Roosevelt, quien poco después murió.

Su sucesor, Harry Truman, prominente miembro de la masonería norteamericana (al igual que Roosevelt) no dudó en lanzar dos bombas atómicas sobre ciudades japonesas con el pretexto de acortar la duración de la guerra y salvar vidas.

Una reciente investigación del autor japonés Tsuyoahi Hasegawa demuestra que el real objetivo de lanzar las bombas atómicas no fue salvar vidas sino impedir que Japón se rindiera ante la Unión Soviética y lo hiciera ante los Estados Unidos.

Tras terminar su guerra con Alemania los soviéticos se aprestaban a invadir Japón, y los Estados Unidos consideraban que Japón no debía quedar —ni total ni parcialmente— bajo el área de influencia soviética.

Las bombas de Hiroshima y Nagasaki cumplieron entonces ese objetivo geopolítico que prescindís totalmente de consideraciones humanitarias.

El gobierno japonés tampoco estuvo a la altura de las circunstancias tras las bombas atómicas, dado que sólo accedió a rendirse una vez que le fue asegurado que el emperador Hirohito no sería removido de su cargo, lo que tuvo aún más efecto para terminar la guerra en el Pacifico que las propias bombas atómicas.

Fuente Consultada: Nadie Vió Matrix de Walter Graziano

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Carta De Albert Einstein al Presidente Roosevelt Carta Histórica

Albert Einstein Old Grove Rd. Nassau Point Peconic, Long Island

2 de Agosto de 1939

F. R. Roosevelt President of the United States White House Washington, D.C.

carta de albert einsteinSeñor; Algunos recientes trabajos de E. Fermi y L. Szilard, quienes me han sido comunicados mediante manuscritos, me llevan a esperar, que en el futuro inmediato, el elemento uranio puede ser convertido en una nueva e importante fuente de energía.

Algunos aspectos de la situación que se han producido parecen requerir mucha atención y, si fuera necesario, inmediata acción de parte de la Administración. Por ello creo que es mi deber llevar a su atención los siguientes hechos y recomendaciones.

En el curso de los últimos cuatro meses se ha hecho probable -a través del trabajo de Loiot en Francia así como también de Fermi y Szilard en Estados Unidos- que podría ser posible el iniciar una reacción nuclear en cadena en una

 gran masa de uranio, por medio de la cual se generarían enormes cantidades de potencia y grandes cantidades de nuevos elementos parecidos al uranio. Ahora parece casi seguro que esto podría ser logrado en el futuro inmediato.

Este nuevo fenómeno podría utilizado para la construcción de bombas, y es concebible -pienso que inevitable- que pueden ser construidas bombas de un nuevo tipo extremadamente poderosas.

Una sola bomba de ese tipo, llevada por un barco y explotada en un puerto, podría muy bien destruir el puerto por completo, conjuntamente con el territorio que lo rodea. Sin embargo, tales bombas podrían ser demasiado pesadas para ser transportadas por aire.

Los Estados Unidos tiene muy pocas minas de uranio, con vetas de poco valor y en cantidades moderadas. Hay muy buenas vetas en Canadá y en la ex-Checoslovaquia, mientras que la fuente más importante de uranio está en el Congo Belga.

En vista de esta situación usted podría considerar que es deseable tener algún tipo de contacto permanente entre la Administración y el grupo de físicos que están trabajando en reacciones en cadena en los Estados Unidos.

Una forma posible de lograrlo podría ser comprometer en esta función a una persona de su entera confianza quien podría tal vez servir de manera extra oficial. Sus funciones serían las siguientes:

a) Estar en contacto con el Departamento de Gobierno, manteniéndolos informados de los próximos desarrollos, y hacer recomendaciones para las acciones de Gobierno, poniendo particular atención en los problemas de asegurar el suministro de mineral de uranio para los Estados Unidos.

b) acelerar el trabajo experimental, que en estos momentos se efectúa con los presupuestos limitados de los laboratorios de las universidades, con el suministro de fondos. Si esos fondos fueran necesarios con contactos con personas privadas que estuvieran dispuestas a hacer contribuciones para esta causa, y tal vez obteniendo cooperación de laboratorios industriales que tuvieran el equipo necesario.

Tengo entendido que Alemania actualmente ha detenido la venta de uranio de las minas de Checoslovaquia, las cuales han sido tomadas. Puede pensarse que Alemania ha hecho tan claras acciones, porque el hijo del Sub Secretario de Estado Alemán, von Weizacker, está asignado al Instituto Kaiser Wilheln de Berlín, donde algunos de los trabajos americanos están siendo duplicados.

Su Seguro Servidor, A. Einstein

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La Carta del Padre de Albert Einstein

CARTA DESPERADA DE UN PADRE AFLIGIDO: Luego de graduado, a Einstein le costó cierto tiempo conseguir un empleo, situación que preocupaba al flamante científico. Su padre, percibiendo sin duda su estado de ánimo (Einstein se encontraba entonces con su familia en Milán), sé atrevió a escribir (el 13 de abril de 1901) una carta a Ostwald, un reconocido profesor académico. Estas fueron sus palabras….

Estimado Herr Professor:
Por favor perdone a un padre que es tan atrevido como para dirigirse a usted, estimado Herr Professor, en el interés de su hijo.

Comenzaré por decirle que mi hijo Albert tiene 22 años, que estudió en el Politécnico de Zúrich durante cuatro años, y que pasó sus exámenes para el diploma en matemáticas y física con magníficas notas el verano pasado. Desde entonces ha estado intentando, sin éxito, obtener un puesto de asistente, que le permitiera continuar su educación en física teórica y experimental. Todos aquellos en situación de dar su opinión al respecto elogian sus talentos; en cualquier caso, puedo asegurarle que es extraordinariamente estudioso y diligente y se apega con gran amor a su ciencia.

Mi hijo se halla, por consiguiente, profundamente infeliz con su actual falta de un puesto, y su idea de que ahora se encuentra fuera de órbita hace que se sienta cada día más arrinconado. Además, se siente oprimido por el pensamiento de que es una carga para nosotros, gente de medios modestos.

Como es a usted, altamente respetado Herr Professor, a quien mi hijo parece admirar y respetar más que a cualquier otro investigador de los activos actualmente en la física, es a usted a quien me tomo la libertad de recurrir con la humilde petición de que lea su artículo publicado en el Annalen Physik y que le escriba, si es posible, unas pocas palabras de ánimo, de forma que pueda recobrar su alegría de vivir y trabajar.

Si, además, pudiese procurarle un puesto de assistent para ahora o para el próximo otoño, mi gratitud no conocería límites.
Le pido una vez más que perdone mi imprudencia al escribirle, y también me tomo la libertad de mencionar que mi hijo no sabe nada acerca de este inusual paso.

Por lo que se sabe hasta hoy, la respuesta que obtuvo Hermann Einstein de Ostwald fue la misma que tuvo su hijo: ninguna.

En esta situación, algunos de sus amigos intentaron ayudarle.Michele Angelo Besso (1873-1898), un ingeniero suizo a quien Einstein había conocido en una velada musical celebrada en Zúrich en 1896, y la única persona a quien Einstein agradeció su colaboración en su artículo de la relatividad especial (que no contiene ninguna referencia a otros trabajos), buscó la ayuda de un tío suyo, profesor en Italia.

El 15 de abril de 1901. Einstein tenía buenas noticias que contar a su novia Maric. Por un lado, que el profesor Jakob Rebstein, del Politécnico de Winterthur, le había escrito preguntándole si quería sustituirlo del 15 de mayo al 15 de julio, fechas en las que tenía que cumplir con su servicio militar. «Puedes imaginarte con qué gusto hago esto! Tengo que dar unas 30 horas semanales, entre ellas incluso geometría descriptiva, pero el valiente suabo no se asusta». escribía a Mileva.

Por otra parte, acababa de recibir una carta de su amigo y compañero de estudios Marcel Grossmann (1878-1936), con quien en 1912-1913, siendo ambos profesores en la ETH, aprendió y desarrolló el aparato matemático (la geometríariemanniana) necesario para la relatividad general, en la que éste le comunicaba que probablemente recibiría pronto, con la ayuda del padre de Marcel, un puesto estable en la Oficina de Protección de la Propiedad Intelectual de Berna.

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

Principales Datos del Planeta Tierra Geográficos Físicos Demográficos

Principales Datos Geográficos del Planeta Tierra

Algunos Datos Físicos sobre el Planeta  Tierra

Peso estimado (masa): 5.940.000.000.000.000.000.000 Toneladas métricas
Edad estimada: 4.600 millones de años
Población actual: 7.000.000.000 personas
Área superficial: 510.066.000 km2
Área terrestre: 148.647.000 km2 (29.1%)
Área oceánica: 335.258.000 km2
Total área acuática: 361.419.000 km2 (70.9%)
Tipo de agua: 97% salada, 3% dulce
Circunferencia en el ecuador: 40.066 km
Circunferencia en los polos: 39.992 km
Diámetro en el ecuador: 12.753 km
Diámetro en los polos: 12.710 km
Radio en el ecuador: 6.376 km
Radio en los polos: 6.355 km
Velocidad orbital: La Tierra orbita al sol a 107.320 km por hora
Órbita del Sol: La Tierra orbita al sol una vez cada 365 días, 5 horas, 48 minutos y 46 segundos.

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Información General del Planeta Tierra

elementos del planeta tierra

Ver: Un Gran Planisferio

LA TIERRA EN CIFRAS: 

Diámetro de la Tierra en el ecuador: 12.756 Km.

Circunferencia de la Tierra en el ecuador: 40.076 Km.

Diámetro de la Tierra de uno a otro polo: 12.713,82 Km.

Circunferencia de la Tierra en los polos (meridianos): 40.009,152 Km.

Longitud de un grado de latitud en el ecuador: 110,576 Km.
(Como la Tierra no es una esfera perfecta, el achatamiento de los polos hace que la longi­tud de un grado de latitud en los polos sea ligeramente mayor).

Longitud de un grado de longitud en el ecuador: 111,307 Km.
(La extensión de un grado de longitud es mayor en el ecuador y disminuye gradualmente hacia los polos).

Superficie de fa Tierra: 510.101.000 Km.2

Volumen de la Tierra: 1.083.320.000.000 Km.3

Peso de la Tierra: 5.977 trillones de toneladas ó 5.977.000.000.000.000.000.000 t.

Velocidad de rotación de la Tierra sobre su eje. En el ecuador: 1.620 Km./hora

Velocidad de revolución de la Tierra alrededor del Sol: 107 118 Km./hora

Velocidad a la que el Sol arrastra a fa Tierra alrededor del centro de la Vía Láctea: 273,58 Km./segundo

Velocidad a la que la Vía Láctea se traslada en el espacio: más de 270 Km./s.

Los antiguos griegos fueron los primeros en advertir que nuestro planeta es esférico. Aristóteles, quien vivió hace unos veintitrés siglos, indicó que la tierra era redonda. Basó su afirmación en que algunas estrellas, que eran visibles desde Grecia, no podían ser vistas desde Egipto, situado al Sur. Más tarde otro sabio griego, Eratóstenes, geógrafo y astrónomo de Alejandría, logró medir, por primera vez, la circunferencia terrestre. Eratóstenes supo que en Siena (hoy llamada Asuán), ciudad del sur de Egipto, la luz llegaba verticalmente hasta el fondo de un pozo el mediodía del 21 de junio. En Alejandría, al norte de Siena, a la misma hora de ese día los rayos solares formaban un ángulo de 7.2° con una pared vertical. Ver Técnica Utilizada

FORMA Y MOVIMIENTOS DEL PLANETA TIERRA

La Forma De La Tierra: Respecto a la redondez del planeta algunos griegos advirtieron hace mas de 2000 años que la Tierra tenía cierta curvatura e inclusive uno de ellos llegó a comprobar su forma esférica, midiendo el diámetro con un error relativamente pequeño. Este conocimiento fue olvidado, y muchos siguieron pensando siglos después que la tierra era plana.

Cuando después del descubrimiento de América, Juan Sebastián Elcano completó el viaje alrededor del mundo que había comenzado bajo la dirección de Femando de Magallanes, navegando siempre bacía el Oeste, nadie pudo albergar dudas sobre la esfericidad de la tierra.

En el proceso por el cual el hombre llegó a aceptar la redondez terrestre hubo varias pruebas que fueron ofrecidas sucesivamente. Estas pruebas fueron:

1) Todos los planetas son esféricos y no hay razón para pensar que la tierra es una excepción.

2) La forma en que los buques aparecen y desaparecen en el horizonte.

Si desde la orilla del mar se observa la partida de un buque al irse alejando lo primero que se oculta es el casco; después el puente y, por último, las chimeneas. Si la tierra fuera plana, se estaría viendo el buque completo, aunque cada vez de menor tamaño, hasta perderse en el horizonte.

La forma en que se ve desaparecer el buque prueba que hay una curvatura en la superficie terrestre, pero como desde cualquier puerto que zarpe un buque, desaparecerá siempre en la misma forma y a iguales distancias, no hay duda que la tierra es una esfera, que es el único sólido cuya curvatura es igual en todas las distancias.

3) El aumento del horizonte visible con el ascenso del observador.
Si una persona sube a una torre, o asciende en un avión sobre una región llana y mira en torno, notará que el horizonte presenta forma circular y que según va ascendiendo aumenta el área que abarca el círculo del horizonte. Si la tierra no fuera esférica, el círculo del horizonte visible sería siempre igual.

Una persona de estatura normal tiene un campo de visión de unos 4.6 Km2 en un día despejado, pero si asciende a una torre o a un edificio de 30 metros de altura, su vista abarcará 21 Km2. Desde un avión que vuele a 7.500 metros de altitud podemos ver un área de casi 300 Km2.

4) La sombra de la tierra en los eclipses.
Cuando la tierra se interpone entre el sol y la luna ocurre un eclipse de luna. Durante este eclipse la sombra de la tierra es la que oculta a la luna y esta sombra es siempre circular. Como la tierra gira mientras dura el eclipse, si su forma no fuera esférica su sombra no sería circular en todo momento, pues solamente una esfera es igualmente curvada en toda su superficie.

5) Los viajes alrededor del mundo. La prueba decisiva de la esfericidad terrestre fueron los viajes de circunnavegación, pero una vuelta al mundo, navegando en la misma dirección, prueba solamente que la superficie terrestre es ligeramente curva. La prueba real es que todos los viajes de circunnavegación aérea, cuyas rutas siguen los llamados círculos máximos, requieren recorridos de igual duración.

Consecuencias de la redondez de la tierra.

La forma esférica de la tierra tiene varias consecuencias importantes:
1) La diferencia de temperatura y de iluminación entre las distintas regiones de nuestro planeta.
Si la tierra fuera plana toda su superficie recibiría igual cantidad de energía solar; no habría entonces diferencias de temperatura entre las distintas regiones de nuestro planeta. Pero como la tierra es esférica, la zona ecuatorial recibe los rayos solares casi verticalmente, mientras la inclinación de los rayos se va haciendo mayor desde el ecuador bacía los polos.

Mientras mayor es la inclinación de los rayos solares mayor es el área que cubre la misma cantidad de insolación y, en consecuencia, la intensidad de la insolación es menor, según indica la figura 50. Por ello, mientras en las regiones ecuatoriales hay mucho calor, en los polos hay frío todo el año.

2) Los diferencias de clima y de vegetación entre los distintas regiones. Como la temperatura es uno de los elementos fundamentales del clima, las diferencias entre las temperaturas de las distinta regiones determinan importantes diferencias de clima. Los griegos clasificaron los climas en tórridos, templados y fríos, de acuerdo con la inclinación u oblicuidad de los rayos solares al llegar a distintas zonas de la tierra. Precisamente clima significa inclinación en griego. La vegetación de las distintas regiones depende mucho de la temperatura. Los diferentes tipos de vegetación son así, en gran parte, -una consecuencia de la esfericidad de la tierra.

3) El peso casi uniforme de los cuerpos en todos los puntos de la tierra.
Como la tierra es casi esférica, todos los puntos de su superficie están aproximadamente a igual distancia de su centro. El peso de los cuerpos representa la fuerza de atracción de la gravedad liada el centro de la tierra; y como la distancia al centro de la tierra es en todas partes prácticamente igual, todos los cuerpos pesan casi igual en todos los puntos de la tierra.

Nota: Esta igualdad del peso facilita el comercio, pues si un cuerpo pesara más en un lugar que en otro sería muy difícil el intercambio de mercancías. Debido a la diferencia que existe entre la distancia de los polos al centro de la tierra (6357 Km.) y de un punto situado en el ecuador al centro de la tierra (6.378 Km.) los cuerpos pesan ligeramente más según nos alejamos del ecuador y nos acercamos a los polos. Esta diferencia, que sirve para probar que la tierra no es una esfera perfecta, es tan pequeña que no afecta el intercambio comercial.

MOVIMIENTOS DE LA TIERRA

Nuestro planeta es una esfera en movimiento. La tierra se encuentra sometida a tres movimientos principales:

1) Un movimiento de rotación, sobre su eje, que realiza en un período de casi 24 horas (un día);

2) un movimiento de traslación alrededor del sol, que realiza en un período aproximado de 365 días (un año); y

3) el movimiento que realiza junto con los demás astros integrantes del sistema solar siguiente al sol en su traslación en torno al centro de la  Vía Láctea.

Movimiento de rotación. La tierra gira sobre sí misma, en torno a un eje cuyos» extremos son los polos. Cada 24 horas, aproximadamente (1), la tierra completa una vuelta sobre su eje; este es el período que llamamos día.

La tierra realiza su movimiento de rotación de oeste a este, a una velocidad de unos 27 kilómetros por minuto en el ecuador. Esta velocidad disminuye desde el ecuador nacía los polos.

Hasta Hace poco más de 400 años los hombres creían que la tierra se mantenía inmóvil en el espacio y que los demás astros se movían a su alrededor. Esta creencia se basaba en lo que podemos observar a simple vista. Cada amanecer nos parece ver salir el sol por el este, ascender en el cielo basta el mediodía, para luego comenzar a descender hasta que se pone por el oeste.

Con la puesta del sol comienza la noche. Este molimiento aparente de la esfera celeste es, precisamente, una consecuencia de la rotación de la tierra. Somos nosotros quienes nos movemos con nuestro planeta.

El movimiento de rotación de la tierra fue comprobado el pasado siglo mediante el notable experimento de Foucault . Otra prueba mucho más sencilla consiste en las fotografías de las estrellas tomadas durante la noche con exposición muy prolongada.

Consecuencias de la rotación de la tierra. El movimiento de rotación de la tierra tiene consecuencias muy importantes para el hombre. Entre ellas figuran:

1) La sucesión de los días y las noches.
En todo instante una mitad de la tierra o hemisferio se encuentra iluminado por los rayos solares, mientras la otra mitad está en tinieblas. En el hemisferio iluminado es día y en el otro es noche. Si la tierra fuera una esfera inmóvil siempre sería día en el hemisferio situado frente al sol y noche en el opuesto; pero como la tierra se mueve, en cada hemisferio se producen cada 24 horas un día (12 horas) y una noche (12 horas). La sucesión de los días y las noches influye decisivamente sobre los hábitos de vida del hombre, pues determina los períodos de actividad y los de descanso.

2) La forma achatada de la tierra.
El abultamiento de la tierra en el ecuador y su achatamiento por los polos es una consecuencia de la fuerza centrífuga desarrollada por la tierra en su rotación, la cual actúa sobre los materiales que forman nuestro planeta. En algunos planetas, como Júpiter, de rotación más rápida y estructura gaseosa, el achatamiento es aún mayor que en la tierra

3) Los puntos cardinales.
Si la tierra fuera una esfera inmóvil no podríamos determinar los puntos cardinales que hacen posible la orientación. El norte y el sur existen porque son los extremos del eje en torno al cual gira la tierra. Al rotar, la tierra se mueve de oeste a este. Estos cuatro puntos constituyen la base del sistema de orientación que utilizamos.

4) El movimiento aparente de la esfera celeste.
Ya vimos que el movimiento de los astros en torno a la tierra no existe realmente, sino que su apariencia se origina en el movimiento de rotación de nuestro planeta.

5) La desviación de los cuerpos en su caída y de los vientos y las corrientes marinas.
La rotación terrestre nace que los cuerpos al caer desde grandes alturas se desvíen. La desviación de los vientos y de las corrientes marinas es también consecuencia de la rotación terrestre.

Movimiento de traslación. Al mismo tiempo que gira sobre sí misma, la tierra se mueve alrededor del sol. Este movimiento de traslación lo completa nuestro planeta cada 365 días y cuarto., que constituyen un año.

La circunferencia que describe la tierra en su movimiento de traslación es llamada órbita. La órbita terrestre mide unos 930 millones de kilómetros y es recorrida por nuestro planeta a una velocidad de 29.7 Km. por segundo.

La órbita de la tierra, como las órbitas de todos los planetas, no es una circunferencia perfecta, sino ligeramente elíptica. Debido a esto la distancia de la tierra al sol varía durante el año. Cuando la tierra está más cerca del sol (perihelio), en los primeros días de enero, la distancia entre ambos astros es cerca de 5.000.000 de kilómetros menor que cuando se encuentran a la mayor distancia (afelio), a principios de julio. 27. La inclinación del eje terrestre.

El eje en torno al cual gira la tierra no se mantiene vertical al plano de la órbita terrestre o eclíptica, sino que presenta una inclinación de unos 23 grados y medio. (Exactamente 23° 27′ 30″.)

LA ROTACIÓN TERRESTRE modifica la circulación de los vientos planetarios y ciclónicos y de las corrientes marinas. En el hemisferio norte los vientos y las corrientes tienden a moverse en dirección contraria a las manecillas del reloj y en el hemisferio sur en la dirección de las manecillas, como se observa en el esquema de arriba.

La inclinación del eje terrestre y el movimiento de traslación, combinados, tienen distintas consecuencias que poseen importancia geográfica, tales como:

1) la distribución desigual de la luz y el calor solares recibidos por cada región de la tierra en el transcurso del año, lo que da lugar a las estaciones;

2) la distinta duración del día y de la noche en las diferentes épocas del año.

Posiciones relativas de la tierra y el sol. Si el eje terrestre no estuviera inclinado ligeramente hacia el sol, cada punto de la tierra recibiría igual cantidad de calor y luz solares durante todo el año.

Debido a la inclinación del eje terrestre los hemisferios norte y sur reciben mayor cantidad de luz y calor durante unos meses, y menor durante otros. Estas variaciones, en la cantidad de luz y calor que reciben las distintas partes de la tierra en el transcurso del año, dan lugar a las estaciones.

De marzo a septiembre el hemisferio norte se encuentra inclinado hacia el sol y recibe más calor y luz que el hemisferio sur; de septiembre a marzo la situación cambia, y es entonces el hemisferio sur el que recibe mayor cantidad de calor y luz solares.

LAS ESTACIONES DEL AÑO:

Los cambios que se producen en la temperatura y la duración del día según la época del año, dan lugar a las estaciones.

Las estaciones son cuatro: verano, otoño, invierno y primavera.

En la denominada zona tropical la temperatura es relativamente alta todo el año: en las zonas polares hay frío todos los meses del año; pero en las zonas templadas los cambios en la temperatura y en la duración de los días y las noches son muy marcados durante las distintas estaciones.

Guando el hemisferio norte se encuentra inclinado hacia el sol, de marzo a septiembre, tenemos la primavera y el verano; cuando se encuentra alejado del sol, sobreviene el otoño y el invierno.

Los cambios de estación ocurren en los solsticios y los equinoccios. En los solsticios los rayos solares llegan a los límites máximos que pueden alcanzar verticalmente al norte y al sur del ecuador. El solsticio de verano ocurre el 21 de junio; fecha que corresponde al día más largo y la noche más corta . en el hemisferio norte. Ese día comienza el verano en el hemisferio norte y el invierno en el sur.

En el solsticio de invierno (22 de diciembre), que señala el comienzo del invierno en el hemisferio norte, ocurre todo lo contrario: en el hemisferio norte es el día más corto y la noche más larga; en el hemisferio sur comienza el verano y es el día más largo y la noche más corta.

Los equinoccios (noches iguales) corresponden al 23 de septiembre (otoño) y al 21 de marzo (primavera), cuando la noche y el día tienen igual duración en todo el planeta.

Con el equinoccio de otoño comienza el otoño en el hemisferio norte y la primavera en el sur; el equinoccio de primavera marca el inicio de la primavera en el hemisferio norte y el otoño en el sur.
Las estaciones alternan, pues, en ambos hemisferios. Cuando en el norte es verano, es invierno en el sur; cuando en el norte es otoño, en el sur es primavera y viceversa.

Trópicos y círculos polares. Los trópicos son líneas imaginarias que indican, sobre la esfera terrestre, los puntos situados más al norte y más al sur del ecuador hasta donde llegan verticalmente los rayos solares durante los solsticios.

El trópico de Cáncer corresponde al hemisferio norte y el trópico de Capricornio al hemisferio sur.
En el solsticio de verano  los rayos tangentes del sol rebasan el polo norte. La línea que señala en torno al polo norte el alcance máximo de los rayos solares este día del año es el denominado círculo polar ártico. En el solsticio de invierno el círculo polar antártico señala el límite máximo de la iluminación en torno al polo sur

Los dos trópicos y los dos círculos polares dividen a la tierra en cinco zonas de iluminación: tropical, templada del norte, templada del sur, glacial ártica y glacial antártica.

Las personas que se encuentran al norte del Trópico de Cáncer o al sur del Trópico de Capricornio nunca pueden ver al Sol exactamente por encima de sus cabezas.

Que el Sol se levanta por el este es una verdad no muy exacta. En realidad, salvo en el ecuador, el Sol sólo se levanta exactamente en el este en los equinoccios de otoño y primavera, alrededor del 21 de marzo y del 23 de setiembre. Y sólo entonces se pone exactamente por el oeste.

En los polos, donde hay aproximadamente seis meses de luz constante y seis meses de oscuridad, el Sol nunca se eleva a más de 23,50 sobre el horizonte.

En los equinoccios, la sombra que provoca al mediodía una persona en las latitudes 45° N. o 45° S.. tiene exactamente la medida de su estatura.

Si quieres vivir a igual distancia del ecuador y del polo sur, tu casa sólo podrá estar situada en la República Argentina, en Chile o en Nueva Zelandia.

La ciudad más austral del mundo es Ushuaia, capital del territorio de Tierra del Fuego, en la Argentina.

La ciudad más septentrional del mundo se encuentra en Groenlandia. Su nombre es Etah.

Si pudiéramos cavar un pozo desde Shangai, China, directamente a través del centro de la Tierra, apareceríamos cerca de Buenos Aires, la capital argentina. Estos puntos de la Tierra, diametralmente opuestos, son denominados antípodas. Entre ellos existe una diferencia horaria de 12 horas.

Si navegáramos en línea recta hacia el sur desde la Isla de Vancouver, en Canadá, no hallaríamos tierra hasta llegar a la Antártida.

Si navegáramos directamente hacia el norte desde Belem (Pará), en Brasil, no hallaríamos tierra hasta llegar a Groenlandia.

Partiendo de Los Ángeles, en California (EE. UU.), se podría navegar en línea recta hacia el sur sin encontrar tierra hasta llegar a la Antártida. Yendo por el contrario, desde Los Ángeles hacia el norte, se podría llegar por tierra hasta las cercanías del polo.

Es posible navegar constantemente alrededor del mundo siguiendo el paralelo 600 5. La distancia recorrida sería aproximadamente igual a la mitad de la circunferencia de la Tierra en el ecuador y casi similar también a la distancia de uno a otro polo a lo largo de un meridiano.

El meridiano 17000, llega desde el Polo Norte hasta el Polo Sur sin pasar por tierra, salvo algunos pequeños islotes del océano Pacífico.

La Unión Soviética, el país más extenso del mundo, tiene una superficie mayor que la de toda América del Sur.

Por su superficie, Asia podría contener a todo el continente americano y aun contaría con espacio libre.

Tokio, la ciudad más poblada del mundo, tiene más habitantes que toda Australia.

La superficie de la República Argentina permitiría contener en su territorio los doce países europeos siguientes: España, Portugal, Francia, Italia, Bélgica, Holanda, Gran Bretaña, Suecia, Noruega, Dinamarca, Austria y Hungría. Aún sobraría lugar.

Las siete novenas partes de la población mundial viven al norte del paralelo correspondiente a los 200 de latitud Norte.

Europa es el continente más densamente poblado. Dejando de lado el Principado de Mónaco, que tiene 22 000 habitantes en una superficie de 1,5 Km.2, el país europeo con mayor densidad de población es Holanda, que tiene más de 375 habitantes por kilómetro cuadrado.

El continente con menor densidad de población es Oceanía, que cuenta con menos de 2 habitantes por kilómetro cuadrado.

Entre 1900 y 1950, la población mundial ascendió de 1600 a 2 500 millones de habitantes, es decir, más de un 50%. Hoy somos mas de 6000 millones de personas compartiendo los recursos del planeta.

tabla planeta tierra

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Los países más grandes de la Tierra (en extensión)

1 – Rusia: 17.075.400 km2
2 – Canadá: 9.330.970 km2
3 – China: 9.326.410 Km2
4 – Estados Unidos: 9.166.600 km2
5 – Brasil: 8.456.510 km2
6 – Australia: 7.617.930 km2
7 – India: 2.973.190 km2
8 – Argentina: 2.736.690 km2
9 – Kazajstán: 2.717.300 km2
10 – Sudán: 2.376.000 km2
11 – Argelia: 2.381.740 Km2
12 – Rep. Democrática del Congo: 2.345.410 Km2
13 – México: 1.972.550 Km2
14 – Arabia Saudí: 1.960.582 Km2
15 – Indonesia: 1.919.440 Km2

Los países más pequeños de la Tierra (en extensión)

1 – Vaticano: 0.44 km2
2 – Mónaco: 1.95 Km2
3 – Nauru: 21.2 Km2
4 – Tuvalu: 26 Km2
5 – San Marino: 61 Km2
6 – Liechtenstein: 160 Km2
7 – Islas Marshall: 181 Km2
8 – Seychelles: 270 Km2
9 – Maldivas: 300 Km2
10 – San Cristóbal y Nieves: 360 Km2

Las ciudades más pobladas del planeta

1 -Shangai, China: 13,3 millones
2- Bombay, India: 12,6 millones
3- Buenos Aires, Argentina: 11,92 millones
4 -Moscú, Rusia: 11,3 millones
5- Karachi, Pakistán: 10,9 millones
6- Delhi, India: 10,4 millones
7 – Manila, Filipinas: 10,3 millones
8 – Sao Paulo, Brasil: 10,26 millones
9 – Seúl, Corea del Sur: 10,2 millones
10 – Estambul, Turquía: 9,6 millones
11 – Yakarta, Indonesia: 9,0 millones
12 – Ciudad de México, México: 8,7 millones
13 – Lagos, Nigeria: 8,68 millones
14 – Lima, Perú: 8,38 millones
15 – Tokio, Japón: 8,3 millones
16 – Nueva York, EE.UU.: 8,09 millones
17 – El Cairo, Egipto: 7,6 millones
18 – Londres, Reino Unido: 7,59 millones
19 – Teherán, Irán: 7,3 millones
20 – Beijing (Pekín), China: 7,2 millones

Las cifras mostradas indican la población dentro de los límites reconocidos de la ciudad, y no incluyen a las personas que viven en las cercanías inmediatas fuera de los lindes establecidos para esta. Para ver la lista de las áreas metropolitanas más grandes refiérase al siguiente apartado.

Áreas metropolitanas más pobladas del mundo

1 – Tokio, Japón: 31,2 millones
2 – Nueva York–área de Philadelphia, EE.UU.: 30,1 millones
3 – Ciudad de México, México: 21,5 millones
4 – Seul, Corea del Sur: 20,15 millones
5 – Sao Paulo, Brasil: 19,9 millones
6 – Yakarta, Indonesia: 18,2 millones
7 – Osaka-Kobe-Kyoto, Japón: 17,6 millones
8 – Nueva Delhi, India: 17,36 millones
9 – Mumbai, India: (Bombay) 17,34 millones
10 – Los Ángeles, EE.UU.: 16,7 millones
11 – El Cairo, Egipto: 15,86 millones
12 – Calcuta, India: 14,3 millones
13 – Manila, Filipinas: 14,1 millones
14 – Shangai, China: 13,9 millones
15 – Buenos Aires, Argentina: 13,2 millones
16 – Moscú, Rusia: 12,2 millones

Las cifras mostradas indican la población dentro del área inmediata que rodea a los límites establecidos de la ciudad, y también incluye a la población que habita dentro de los límites de esta. Para ver la lista de las ciudades más pobladas refiérase al apartado anterior.

Los países más poblados del mundo

1 – China: 1.298.847.624
2 – India: 1.065.070.607
3 – Estados Unidos: 293.027.571
4 – Indonesia: 238.452.952
5 – Brasil: 184.101.109
6 – Pakistán: 159.196.336
7 – Rusia: 143.782.338
8 – Bangladesh: 141.340.476
9 – Nigeria: 137.253.500
10 – Japón: 127.333.002
11 – México: 106.202.903
12 – Filipinas: 87.857.473
13 – Vietnam: 83.535.576
14 – Alemania: 82.468.000
15 – Egipto: 77.505.756

Los países menos habitados del mundo

1 – Vaticano: 770
2 – Tuvalu: 9.750
3 – Nauru: 10.000
4 – Palau: 16.000
5 – San Marino: 25.000
6 – Liechtenstein: 29.000
7 – Mónaco: 30.000
8 – San Cristóbal y Nieves: 41.000
9 – Islas Marshall: 52.000
10 – Andorra: 64.000

Los 10 idiomas más hablados del mundo

1 -Chino Mandarín: más de 1.000 millones
2 – Inglés: 512 millones
3 – Hindi: 498 millones
4 – Español: 391 millones
5 – Ruso: 280 millones
6 – Árabe: 245 millones
7 – Bengalí: 211 millones
8 – Portugués: 192 millones
9 – Malayo-Indonesio: 160 millones
10 – Japonés: 125 millones

Los océanos más extensos del mundo (por tamaño)

1 – Pacífico: 155.557.000 km2
2 – Atlántico: 76.762.000 km2
3 – Índico: 68.556.000 km2
4 – Antártico: 20.327.000 km2
5 – Ártico: 14.056.000 km2

Las mayores islas del mundo (por tamaño)

1 – Australia: 7.617.930 km2 *
2 – Groenlandia: 2.175.600 km2
3 – Nueva Guinea: 792.500 km2
4 – Borneo (Indonesia): 725.500 km2
5 – Madagascar: 587.000 km2
6 – Baffin (Ártico canadiense): 507.500 km2
7 – Sumatra (Indonesia): 427.300 km2
8 – Honshu (Japón): 227.400 km2
9 – Gran Bretaña: 218.100 km2
10 – Victoria (Ártico canadiense): 217.300 km2

*Generalmente considerada masa de tierra continental y no oficialmente una isla. Aunque sin duda es la isla más grande del planeta, y en combinación con Oceanía, el continente más pequeño de la Tierra.

Los mayores mares del mundo

1 – Mar de la China Meridional: 2.974.600 km2
2 – Mar Caribe: 2.515.900 km2
3 – Mar Mediterráneo: 2.510.000 km2
4 – Mar de Bering: 2,261,100 km2
5 – Golfo de México: 1.507.600 km2
6 – Mar Arábigo: 1.498.320 km2
7 – Mar de Okhotsk: 1,392,100 km2
8 – Mar del Japón: 1.012.900 km2
9 – Bahía del Hudson: 730.100 km2
10 – Mar de China Oriental: 664.600 km2
11 – Mar de Andaman: 564.900 km2
12 – Mar Negro: 507.900 km2
13 – Mar Rojo: 453.000 km2

Los ríos más largos del mundo

1 – Nilo, África: 6.825 km
2 – Amazonas, Sudamérica: 6.437 km
3 – Chang Jiang (Yangzi), Asia: 6.380 km
4 – Mississippi, Norteamérica: 5.971 km
5 – Yeniséi, Asia: 5.536 km
6 – Huáng Hé (Amarillo), Asia: 5.464 km
7 – Obi, Asia: 5.410 km
8 – Amur, Asia: 4.416 km
9 – Lena, Asia: 4.400 km
10 – Congo, África: 4.370 km
11 – Mackenzie, Norteamérica: 4.241 km
12 – Mekong, Asia: 4,184 km
13 – Níger, África: 4.171 km

Los mayores lagos del planeta

1 – Mar Caspio, Asia-Europa: 371.000 km2
2 – Superior, Norteamérica: 82.100 km2
3 – Victoria, África: 69.500 km2
4 – Hurón, Norteamérica: 59.600 km2
5 – Michigan, Norteamérica: 57.800 km2
6 – Tanganica, África: 32.900 km2
6 – Baikal, Asia: 31.500 km2
7 – Gran lago del Oso, Norteamérica: 31.300 km2
8 – Mar de Aral, Asia: 30.700 km2
9 – Nyassa (o Malawi), África: 28.900 km2
10 – Gran lago del Esclavo, Cánada: 28.568 km2
11 – Erie, Norteamérica: 25.667 km2
12 – Winnipeg, Canadá: 24.387 km2
13 – Ontario, Norteamérica: 19.529 km2
14 – Balkhash, Kazajstán: 18.300 km2

Las 10 montañas más altas del mundo

1 – Everest: 8.850 m (Nepal)
2 – Qogir (K2): 8.611 m (Pakistán)
3 – Kangchenjunga: 8.586 m (Nepal)
4 – Lhotse: 8.501 m (Nepal)
5 – Makalu I: 8.462 m (Nepal)
6 – Cho Oyu: 8.201 m (Nepal)
7 – Dhaulagiri: 8.167 m (Nepal)
8 – Manaslu I: 8.156 m (Nepal)
9 – Nanga Parbat: 8.125 m (Pakistán)
10 – Annapurna I: 8.091 m (Nepal)

Fuente Consultada: Astroseti.org

Las Distancias en El Universo:Cifras Astronomicas Medidas y Escalas

LAS DISTANCIAS EN EL UNIVERSO

Las Distancias en El Universo:Cifras Astronomicas Medidas y Escalas

A medida que la Tierra gira sobre su eje, un punto sobre el ecuador se mueve a unos 1.600 Km. por hora.

En su giro alrededor del Sol, la Tierra recorre unos 30 Km. por segundo. En un día recorre más de 2 500.000 Km.

Es bastante curioso comprobar que el diámetro de la órbita terrestre es casi exactamente mil veces mayor que la distancia recorrida por la luz en un segundo.

El recorrido anual de la Tierra alrededor del Sol es de casi mil millones de Km. Un niño de diez años de edad ha viajado casi diez mil millones de Km. aun cuando nunca haya salido de la localidad en que vive.

Al girar la Vía Láctea sobre sí misma, el Sol y sus planetas se mueven a unos 250 Km. por segundo. Aun así, el Sol necesita unos 200 millones de años para realizar un giro completo alrededor del centro de la galaxia.

Las galaxias se alejan velozmente unas de otras en el universo. Algunas de ellas recorren más de 100 000 Km. por segundo.

Se necesitaría más de un millón de esferas iguales a la Tierra para hacer una esfera igual a la del Sol.

Algunas de las grandes “llamaradas” que brotan del Sol (protuberancias solares) alcanzan una altura de varios cientos de miles de kilómetros. La más alta que se haya registrado tenía 1 600 000 kilómetros:

Se necesitarían 27 000 millones de soles para hacer una esfera tan grande como la estrella roja gigante llamada Epsilon de Auriga.

Cada hora, alrededor de un millón de meteoritos llega a nuestra atmósfera. Casi todos, salvo muy raras excepciones, se desintegran antes de llegar a la superficie de la Tierra. No obstante, los meteoritos pueden representar un verdadero peligro para los viajes espaciales.

En nuestra galaxia de la Vía Láctea existen por lo menos 200.000 millones de estrellas.

Se sabe que en el universo existen más de cien mil millones de galaxias.

Si todas las estrellas de la Vía Láctea tuvieran nombre, se necesitarían 4.000 años para decirlos todos, suponiendo que se pronunciara uno por segundo sin detenerse.

En todas las galaxias juntas debe haber, probablemente, tantas estrellas como granos de arena existen en todas las playas del globo terrestre.

La estrella más cercana a nuestro Sol está a 40 billones de Km. de éste.

Pese a los millones de estrellas existentes, el espacio no está ocupado en exceso. Se halla tan cubierto de estrellas como lo estaría América del Sur de ardillas si hubiera solamente tres de ellas corriendo por todo el continente.

La longitud de nuestra galaxia es de alrededor de 100 000 años luz (100 000 veces 10 billones de Km.).

Nuestro Sol está a unos 30 000 años luz (30 000 veces 10 billones de Km.) del centro de la Vía Láctea.

La Gran Espiral de Andrómeda es la galaxia más cercana a nuestra Vía Láctea. Está a una distancia de más de 2 millones de años luz (20 trillones de km).

Las galaxias más lejanas que pueden ser observadas con nuestros telescopios están a una distancia de unos 2 000 millones de años luz, aproximada mente.

La temperatura en la superficie del Sol es de 6 000 °C. En su interior alcanza a 14 millones de grados.

En un año, el Sol utiliza 22 trillones de toneladas de su hidrógeno para producir la energía que irradia. Pero, a pesar de esto, sus reservas de hidrógeno le permitirán existir todavía durante miles de millones de años.

La Nebulosa del Cangrejo es una inmensa nube de gas que se extiende a lo largo de 25 000 billones de Km. Desde hace 5 000 años, esta nebulosa crece a razón de 1.000 Km. por segundo.

Una cucharada de la materia que forma ciertas estrellas (las estrellas enanas) pesaría en la Tierra más de una tonelada.

La atracción de la gravedad en la superficie de la estrella enana que acompaña a Sirio (Sirio B) es 250 000 veces mayor que en la superficie de la Tierra.

Resumen Teoria de la Extincion de los dinosaurios de la Tierra

Resumen Teoría de la Extinción de los Dinosaurios

El cientifico francés Georges-Léopold Cuvier, propuso que los acontecimientos geológicos y biológicos se medían en ciclos de 10.000 años y, al final de cada uno de esos ciclos, se producía una extinción masiva de tipo catastrófico. Pero, ¿qué es la extinción? Se define como extinción a la desaparición de las especies. Esta puede ser lenta y paulatina (extinción gradual) o repentina y catastrófica (extinción masiva).

La diferencia entre ambos tipos de extinción es tanto cuantitativa como cualitativa. Así, se sabe que hace 75 millones de años había unas 150 especies de dinosaurios, mientras que en el límite Cretácico-Terciario (hace 66 millones de años) quedaban sólo 40. Pero en el Paleoceno no quedaba ninguna. Obviamente, algo especial debió acontecer al final del Cretácico. A esta teoría catasfrófica se opuso otra gradualista iniciada por los cientificos Hutton y Lyell, que que contribuyó, positivamente, al desarrollo posterior de la teoría de la evolución biológica de Darwin y Wallace.

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Durante ciento cincuenta millones de años las criaturas más difundidas de la Tierra fueron ciertos grandes reptiles conocidos vulgarmente por el nombre de «dinosaurios». Los más grandes de entre los reptiles terrestres de esta especie puede que pesaran hasta 85 toneladas. Los grandes ictiosauros y plesiosauros dominaban el mar mientras que los pterosaurios surcaban los aires con gigantescas alas de hasta 20 pies de envergadura.

Más tarde, hace unos setenta millones de años, se extinguieron todas esas monstruosas criaturas. No de la noche a la mañana, pero sí en un tiempo bastante breve: digamos que un millón de años. Otras formas de vida animal como los peces y los mamíferos y aves primitivos salieron indemnes, igual que la vida vegetal.

Acerca de esta extinción se han hecho diversas conjeturas… pero son sólo eso, conjeturas. A ciencia cierta nadie lo sabe.

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Gran Dinosaurio de la Patagonia Argentina

Hay quien piensa que se debió a un cambio del clima. Donde antes había un mundo suave y apacible, con pantanos y mares poco profundos, surgieron ahora montañas. El continente se secó, los mares se hicieron profundos y las estaciones adquirieron un carácter áspero y riguroso. Pero es difícil de creer que no quedaran regiones de clima apropiado. Y, por otro lado, los mares no tenían por qué verse afectados.

Otros sugieren que quizá los mamíferos primitivos empezaron a alimentarse de los huevos de dinosaurio acabando así con ellos. (Los reptiles marinos, en cambio eran vivíparos.). O que quizá la Tierra se cubrió de nuevas especies de hierbas que desplazaron la antigua vegetación, más blanda y jugosa. Puede ser que los dinosaurios vegetarianos no tuvieran el tipo de dentadura necesaria para triturar esta nueva especie de hierba más dura y que, al extinguirse aquellos, los dinosaurios carnívoros, al no encontrar alimento, se extinguieran también.

Otra posibilidad es que los dinosaurios a experimentar de pronto gran cantidad de mutaciones. Como la mayoría de las mutaciones son para mal, es posible que el excesivo número de dinosaurios tarados trajese consigo la extinción de la especie.

Esta explicación ha despertado gran interés, pero ¿Por qué un aumento repentino en el número de mutaciones?

Una de las causas de las mutaciones es la radiación muy energética. La Tierra está constantemente bombardeada por los rayos cósmicos, que podrían ser la causa de las mutaciones que constantemente aparecen en organismos hoy día.

La tasa actual de mutación no es demasiado alta, pero imaginemos los que ocurriría si, de cuando en cuando incidiese sobre la Tierra un chorro muy potente de radiación.

K. D. Terry, de la Universidad de Kansas, y W. H. Tucker, de la Universidad Rice, han señalado que si explotase una supernova más o menos cerca del sistema solar, la Tierra podría verse inundada de rayos cósmicos.

Terry y Tucker estimaron la frecuencia y distancia de estas explosiones y calcularon que cada diez millones de años (por término medio) la Tierra podría recibir una dosis de rayos cósmicos siete mil veces mayor que la actual. Puede ser que hace setenta millones de años la Tierra sufriese una tal andanada de rayos cósmicos.

Pero en este caso ¿por qué afectó sólo a los dinosaurios y no a otras criaturas? Quizá sí que las afectó, sólo que los dinosaurios estaban tan especializados que eran mucho más vulnerables a las mutaciones que las demás criaturas.

¿Y qué tipo de mutación pudo ser la decisiva? H. K. Erben, de la Universidad de Bonn, ha señalado recientemente que en los últimos períodos de existencia de los dinosaurios, los huevos que ponían eran de cáscara muy gruesa. Puede que esta anomalía fuese consecuencia de una mutación. Al ser cada vez más difícil romper el cascarón, fue reduciéndose cada vez más la tasa de natalidad. Entre esta mutación y otras similares se extinguió toda esta especie de magníficas criaturas.

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Siguiendo con el tema inicial de la guerra entre las dos teorías de la extinción, (la catastrófica y la gradualista) la batalla fue ganada por los gradualistas, y Cuvier fue el hazmerreír de las aulas de Geología durante ciento cincuenta años.

Pero en 1960, los estudios de varios investigadores pusieron de manifiesto que, realmente, en la historia de la Tierra se produjeron también grandes catástrofes, como la caída cíclica de meteoritos y cometas.

Según John Sepkoski (Jr.), de la Universidad de Chicago, hace 66 millones de años, en el Umite Cretácico-Terciario, un gran cataclismo tuvo iguales características que otro de aun mayor magnitud que había acontecido hace 245 millones de años, en el límite Pérmico-Triásico.

Y, según este investigador, en ambos casos se dio una conjunción única e inesperada de acontecimientos: grandes erupciones volcánicas en distintos puntos del planeta, producidas por la tectónica de placas, y, problamente como causa de las anteriores, el impacto de un gran volumen -asteroide o cometa- sobre la superficie terrestre.

En ambos casos, las extinciones no sólo afectaron las áreas continentales sino también, y en gran medida, los océanos mundiales.

En 1980, Luis Álvarez y colaboradores iniciaron una serie de investigaciones que presentó pruebas convincentes de la presencia de iridio, en grandes concentraciones, en el  límite Cretácico-Terciario, aunque también hay otros indicios de su presencia en límites anteriores entre eras y períodos.

Actualmente se ha confirmado la presencia de iridio, por ejemplo, en ciento cincuenta localidades continentales y marinas del límite Cretácico-Terciario. ¿Corresponderán estos hallazgos a grandes erupciones volcánicas o a colisiones con asteroides?

Hoy en día existen evidencias de ambos fenómenos en la misma época. La caída de un gran volumen quedó comprobada en el cráter submarino Chixu-lub, en el golfo de México, mientras que grandes erupciones volcánicas masivas quedaron evidenciadas en los traps de la meseta de Deccan, en la India.
¿Estarán ambos hechos conectados entre sí? Todavía persiste la duda entre los científicos.

Fuente Consultada: Cien Preguntas Sobre La Ciencia de Isaac Asimov

¿Por qué se extinguieron los dinosaurios?

preguntas curiosas - ciencia

Porque se Dilata el Agua al Congelarse? Resumen Explicacion Facil

Porque se Dilata el Agua al Congelarse?

Primero cabria preguntar: ¿por qué son sólidos los sólidos? ¿Y por qué son líquidos los líquidos? Entre las moléculas de una sustancia sólida hay una cierta atracción que las mantiene firmemente unidas en una posición fija. Es difícil separarlas y, por consiguiente la sustancia es sólida.

Sin embargo, las moléculas contienen energía de movimiento y vibran alrededor de esas posiciones fijas. Al subir la temperatura, van ganando cada vez más energía y vibrando con mayor violencia. En último término adquieren tanta energía que la atracción de las demás moléculas no basta ya para retenerlas. Rompen entonces las ligaduras y empiezan a moverse por su cuenta, resbalando y deslizándose sobre sus compañeras. El sólido se ha licuado: se ha convertido en un líquido.

Cristal de Agua Congelada

La mayoría de los sólidos son cristalinos. Es decir, las moléculas no sólo permanecen fijas en su sitio, sino que están ordenadas en formaciones regulares, en filas y columnas. Esta regularidad se rompe, cuando las moléculas adquieren suficiente energía para salirse de la formación, y entonces el sólido se funde.

La disposición regular de las moléculas en un sólido cristalino suele darse en una especie de orden compacto. Las moléculas se apiñan unas contra otras, con muy poco espacio entre medías. Pero al fundirse la sustancia, las moléculas, al deslizarse unas sobre otras, se empujan y desplazan. El efecto general de estos empujones es que las moléculas se separan un poco más. La sustancia se expande y su densidad aumenta. Así pues, en general los líquidos son menos densos que los sólidos.

O digámoslo así: los sólidos se expanden al fundirse y los líquidos se contraen al congelarse.

Sin embargo, mucho depende de cómo estén situadas las moléculas en la forma sólida. En el hielo, por ejemplo, las moléculas de agua están dispuestas en una formación especialmente laxa, en una formación tridimensional que en realidad deja muchos «huecos».

Al aumentar la temperatura, las moléculas quedan sueltas y empiezan a moverse cada una por su lado, con los empujones y empellones de rigor. Lo cual las separaría, si no fuese porque de esta manera muchas de ellas pasan a rellenar esos huecos. Y al rellenarlos, el agua líquida ocupa menos espacio que el hielo sólido, a pesar de los empujones moleculares. Al fundirse 1 centímetro cúbico de hielo sólo se forman 0,9 centímetros cúbicos de agua.

Como el hielo es menos denso que el agua, flota sobre ella. Un centímetro cúbico de hielo se hunde en el agua hasta que quedan 0,9 centímetros cúbicos por debajo de la superficie. Estos 0,9 cm3 desplazan 0,9 cm3 de agua líquida, que pesan tanto como el centímetro cúbico entero de hielo.

El hielo es sostenido entonces por el empuje del agua, quedando 0,1 centímetros cúbicos por encima de la superficie. Todo esto es válido para el hielo en general. Cualquier trozo de hielo flota en el agua, con una décima parte por encima de la superficie y nueve décimas por debajo.

Esta circunstancia resulta muy afortunada para la vida en general, pues tal como son las cosas, cualquier hielo que se forme en una masa de agua, flota en la superficie. Aísla las capas más profundas y reduce la cantidad de calor que escapa de abajo. Gracias a ello las aguas profundas no suelen congelarse, ni siquiera en los climas más gélidos. En cambio, en épocas más calurosas el hielo flotante recibe el pleno efecto del Sol y se funde rápidamente.

Si el hielo fuese más denso que el agua, se hundiría al fondo a medida que fuese formándose, dejando al aire libre otra capa de agua, que a su vez se congelaría también. Además el hielo del fondo, no tendría posibilidad ninguna de recoger el calor del Sol y fundirse. Si el hielo fuese más denso que el agua, las reservas acuáticas del planeta estarían casi todas ellas congeladas, aunque la Tierra no estuviese más lejos del Sol que ahora.

Ver Propiedades y Características Generales del Agua

Fuente Consultada: Cien Preguntas Sobre La Ciencia de Isaac Asimov

curiosidades sobre la ciencia

Que es la poliagua? Molecula de Agua

¿Qué es la poliagua? Molécula de Agua

Al describir la molécula de agua suele decirse que está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno: H2O. Sí la cosa acabara ahí, sería una molécula pequeña con bajo punto de ebullición. El sulfuro de hidrógeno (H2S), que tiene una molécula parecida, pero más pesada (porque el S es más pesado que el O), es un gas que no se lícúa hasta los -61,8º C. Si el agua no, fuese más que H2O, se licuaría a una temperatura todavía más baja, quizá alrededor de los –80º C.

Pero consideremos la forma de las moléculas de agua Los tres átomos forman un ángulo casi recto, con el de oxígeno en el vértice. El oxígeno comparte dos electrones con cada uno de los átomos de hidrógeno, pero el reparto no es equitativo. El oxígeno ejerce una mayor atracción sobre los electrones, de modo que éstos, con su carga eléctrica negativa, están muy del lado del oxígeno. Por eso, aunque la molécula de agua es eléctricamente neutra en su conjunto, la parte del oxígeno tiene una pequeña carga negativa, mientras que los dos átomos de hidrógeno tienen pequeñas cargas positivas que contrarrestan a aquélla.

Las cargas de signo opuesto se atraen. Hay, pues, una tendencia a que dos moléculas del agua se alineen de manera que el extremo negativo (el del oxígeno) de una de ellas quede adyacente al positivo (el del hidrógeno) de la siguiente. Esto constituye un «enlace de hidrógeno» que es veinte veces más débil que los enlaces normales que unen al hidrógeno y al oxígeno dentro de la molécula. Sin embargo, basta para que las moléculas de agua sean «pegajosas».

Debido a esta pegajosidad, las molécula de agua se unen con más facilidad y se separan con más dificultad que si no fuese así. Para superar esa fuerza pegajosa y hacer que hierva el agua, hace falta calentarla a 100º C. Cuando la temperatura baja hasta 0ª C, la prevalencia de enlaces de hidrógeno es tal, que las moléculas de agua quedan fijas en su sitio, formándose hielo. De no ser por los enlaces de hidrógeno la temperatura tendría que ser mucho más baja para que esto ocurriera.

En una molécula como la del H2S no sucede la mismo, porque el átomo de azufre y el de hidrógeno tienen una apetencia de electrones aproximadamente igual. No hay acumulación de cargas ni a un lado ni al otro y, por consiguiente, la molécula no es «pegajosa».

Supongamos ahora que tenemos moléculas de agua en un espacio muy limitado, un tubo de vidrio muy fino, pongamos por caso. En estas condiciones tendrán que apelotonarse unas contra otras más de lo normal. El átomo de oxígeno de una de las moléculas se verá empujado muy cerca del átomo de hidrógeno del vecino, tanto, que el enlace de hidrógeno se hará tan fuerte como un enlace ordinario. Las dos moléculas se convierten en una, y a esta doble molécula se podrá enganchar otra, y luego otra, etc.

Al final habrá multitud de moléculas fuertemente, unidas entre sí, con todos los hidrógenos y oxígenos formando hexágonos regulares. La sustancia múltiple resultante es un ejemplo de «polímero». Es «agua polimerizada», o «poliagua» en abreviatura.

Para poder romper esta sustancia (anunciada por vez primera por químicos soviéticos en 1965) en moléculas H2O de vapor de agua, hay que calentarla hasta 500º C. Y debido también a que las moléculas están aquí mucho más apelotonadas que en el agua ordinaria, la poliagua tiene una densidad 1,5 veces superior a la del agua normal.

Sin embargo, la noción de poliagua no ha sido aceptada universalmente. Muchos químicos. piensan que lo que se ha llamado poliagua es en realidad agua que ha cogido impurezas o que ha disuelto un poco de vidrio. En este caso puede ser que la poliagua ni siquiera exista.

Mas sobre las Propiedades del Agua

Fuente Consultada: Cien Preguntas Sobre La Ciencia de Isaac Asimov

¿Qué es la «poliagua»? Si sigue siendo H2O, ¿cuál es la diferencia?

preguntas curiosas sobre la ciencia

Los gases nobles Gases Inertes Argon Neon Helio

Los Gases Nobles – Gases Inertes

¿Qué tienen de noble los gases nobles?

Los elementos que reaccionan difícilmente o que no reaccionan en absoluto con otros elementos se denominan «inertes». El nitrógeno y el platino son ejemplos de elementos inertes.

En la última década del siglo pasado se descubrieron en la atmósfera una serie de gases que no parecían intervenir en ninguna reacción química.

Estos nuevos gases —helio, neón, argón, criptón, xenón y radón— son más inertes que cualquier otro elemento y se agrupan bajo el nombre de «gases inertes».

Los elementos inertes reciben a veces el calificativo de «nobles» porque esa resistencia a reaccionar con otros elementos recordaba un poco a la altanería de la aristocracia. El oro y el platino son ejemplo de «metales nobles», y por la misma razón se llamaba a veces «gases nobles» a los gases inertes.

Hasta 1962 el nombre más común era el de «gases inertes», quizá porque lo de nobles parecía poco apropiado en sociedades democráticas.

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La razón de que los gases inertes sean inertes es que el conjunto de electrones de cada uno de sus átomos está distribuido en capas especialmente estables. La más exterior, en concreto, tiene ocho electrones.

Así la distribución electrónica del neón es (2, 8) y la del argón (2, 8, 8). Como la adición o sustracción de electrones rompe esta distribución estable, no pueden producirse cambios electrónicos. Lo cual significa que no se pueden producir reacciones químicas y que esos elementos son inertes.

Ahora bien, el grado de inercia depende de la fuerza con que el núcleo, cargado positivamente y situado en el centro del átomo, sujeta a los ocho electrones de la capa exterior. Cuantas más capas electrónicas haya entre la exterior y el centro, más débil será la atracción del núcleo central.

Quiere esto decir que el gas inerte más complejo es también el menos inerte. El gas inerte de estructura atómica más complicada es el radón. Sus átomos tienen una distribución electrónica de (2, 8, 18, 32, 18, 8).

El radón, sin embargo, está sólo constituido por, isótopos radiactivos y es un elemento con el que difícilmente se pueden hacer experimentos químicos. El siguiente en orden de complejidad es el xenón, que es estable. Sus átomos tienen una distribución electrónica de (2, 8, 18, 18, 8).

Los electrones más exteriores de los átomos de xenón y radón están bastante alejados del núcleo y, por consiguiente, muy sueltos.

En presencia de átomos que tienen una gran apetencia de electrones, son cedidos rápidamente. El átomo con mayor apetencia de electrones es el flúor, y así fue como en 1962 el químico canadiense Neil Bartlett consiguió formar compuestos de xenón y flúor.

Desde entonces se ha conseguido formar también compuestos de radón y criptón. Por eso los químicos rehuyen el nombre de «gases inertes», porque, a fin de cuentas, esos átomos no son completamente inertes. Hoy día se ha impuesto la denominación de «gases nobles» y existe toda una rama de la química que se ocupa de los «compuestos de gases nobles».

Naturalmente, cuanto más pequeño es el átomo de un gas noble, más inerte es, y. no se ha encontrado nada que sea capaz de arrancarles algún electrón. El argón, cuya distribución electrónica es (2, 8, 8), y el neón, con (2, 8), siguen siendo completamente inertes. Y el más inerte de todos es el helio, cuyos átomos contienen una sola capa electrónica con dos electrones (que es lo máximo que puede alojar esa primera capa).

Fuente Consultada: Cien Preguntas Sobre La Ciencia de Isaac Asimov

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El Efecto Coriolis en el Planeta Tierra Fuerza Coriolis

El Efecto Coriolis en el Planeta Tierra

Moverse por un objeto que sea estacionario o que se desplace a velocidad constante con respecto a un punto fijo no representa ningún problema. Si queremos desplazarnos desde el punto A en uno de los extremos hasta el punto B en el extremo contrario, lo podremos hacer sin experimentar ninguna dificultad.

Pero la situación cambia cuando, las distintas partes del objeto llevan una velocidad diferente. Pensemos en un tiovivo o cualquier otro objeto plano y grande que gire alrededor de su centro. El objeto entero gira de una pieza, pero lo cierto es que cualquier punto cercano al centro describe un círculo pequeño y se mueve despacio mientras que los puntos próximos al borde exterior describen círculos grandes y se mueven, por tanto, muy deprisa.

efecto coriolisImagina que estás en un punto próximo al centro y que quieres dirigirte a otro cerca del borde exterior, siguiendo una línea recta que arranque del centro. En el punto de salida, cerca del centro, participas de la velocidad de dicho punto y, por tanto, te mueves despacio. Sin embargo, a medida que avanzas hacia afuera el efecto de la inercia tiende a que sigas moviéndote despacio mientras que el suelo que pisas va cada vez más rápido.

La combinación de tu lentitud y la rapidez del suelo hacen que te sientas empujado en la dirección opuesta a la del movimiento de giro. Si el tiovivo gira en dirección contraria a la de las manillas del reloj, comprobarás que tu trayectoria se curva cada vez, más en el sentido de las manillas del reloj a medida que avanzas.

Si empiezas en un punto próximo al borde exterior y avanzas hacia el centro, retendrás la rapidez de dicho punto al tiempo que el suelo irá moviéndose cada vez más despacio debajo de tus pies. Por consiguiente, te sentirás empujado cada vez más en la dirección de giro. Sí el tiovivo se mueve en dirección contraria a la de las manillas del reloj, tu trayectoria se curvará cada vez más en el sentido de las agujas del reloj.

Saliendo de un punto próximo al centro, desplazándote hasta un punto cercano al borde exterior y volviendo luego al centro, comprobarás —si sigues siempre el camino de menor resistencia— que has descrito una trayectoria más o menos circular.

Este fenómeno fue estudiado por primera vez con detalle en 1835 por el físico francés Gaspard de Coriolis, y en honor suyo se llama «efecto Coriolis». A veces se denomina «fuerza de Coriolis», pero en realidad no es una fuerza, sino simplemente el resultado de la inercia.

La consecuencia más importante del efecto Coriolis para los asuntos cotidianos tiene que ver con la rotación de la Tierra. Los puntos de la superficie terrestre cercanos al ecuador describen en el lapso de veinticuatro horas un gran círculo y, por tanto, se mueven muy deprisa. Cuanto más al norte (o al sur) nos movamos, menor es el círculo descrito por un punto de la superficie y más despacio se mueve.

Los vientos y corrientes oceánicas que corren hacía el norte desde los trópicos llevan desde el principio, por la misma rotación terrestre, un rápido movimiento de oeste a este. Al desplazarse hacia el norte conservan su velocidad, pero como resulta que la superficie de la Tierra se mueve cada vez más despacio, el viento o la corriente se adelanta y empieza a curvarse hacia el este. Al final acaban por moverse en grandes círculos: a derechas en el hemisferio norte y a izquierdas en el hemisferio sur.

Es, precisamente el efecto Coriolis el que inicia ese movimiento circular que, concentrado en mayor grado (y, por tanto, más energéticamente) da origen a los huracanes, y en grado aún mayor, a los tornados.

Fuente Consultada: Cien Preguntas Sobre La Ciencia de Isaac Asimov

¿Qué es el efecto Coriolis?

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