Péndulo Físico

El Cobalto Propiedades, Características y Aplicaciones

El Cobalto Propiedades, Características y Aplicaciones

Algunos compuestos de cobalto constituyen pigmentos azules fijos, de gran calidad, que han sido empleados durante 4.000 años por diversas civilizaciones. Los asirio-babilonios usaron pinturas de cobalto en sus pequeñas estatuas talladas en madera, y, en tiempos más recientes, los compuestos de cobalto se han utilizado para decorar en azul la porcelana china de Delft, y para teñir de azul oscuro algunos vidrios.

Mineral de Cobalto

A pesar de que el cobalto es todavía valioso como pigmento, su valor en este sentido se ha visto eclipsado, durante los últimos años, por las propiedades del metal en sí, ya que el cobalto es ferromagnéticó, no tan intensamente magnético como el hierro, pero mucho más que la mayoría del resto de los metales.

Este hecho no es sorprendente, puesto que la estructura de los átomos de hierro y cobalto es muy similar. Los imanes fabricados de hierro dulce pierden rápidamente el magnetismo, pero si el hierro se alea con cobalto, la aleación resultante conserva esta propiedad durante un prolongado período de tiempo.

Ciertos imanes permanentes contienen hasta un 50 % de cobalto, empleándose en muchas piezas de aparatos eléctricos. Las aleaciones de cobalto tienen otra importante aplicación comercial basada en que conservan su dureza y filo (poder de corte), incluso a temperaturas elevadas.

De hecho, la mayoría de las herramientas de corte para trabajos a altas temperaturas contienen cobalto. Todavía más resistentes al efecto de ablandamiento de las temperaturas elevadas son las aleaciones de cobalto-cromo-volfranio-carbono, que se emplean también para fabricar herramientas de corte. La mayoría de la producción mundial de cobalto se destina a imanes o a aleaciones de «alta velocidad» (aceros rápidos).

A pesar de que menos de la quinta parte del cobalto producido se emplea bajo la forma de sus compuestos, éstos tienen demasiada importancia para no considerarlos. Los únicos compuestos de cobalto estables son los cobaltosos, en los que el metal presenta valencia 2. Las sales cobálticas (valencia 3) tienden a ser inestables.

La vitamina B12, de gran importancia, es una gran molécula, muy compleja, formada por 183 átomos, de los cuales sólo uno es de cobalto; pero, si falta este átomo resulta imposible que se produzca la vitamina Bu. La deficiencia de vitamina BJ2 en el ganado puede deberse a la ausencia de cobalto, y se corrige tratando el terreno, o los alimentos, con compuestos de aquél.

El óxido de cobalto se emplea en la industria cerámica no sólo como pigmento, sino también como agente de blanqueo. Los productos de alfarería fabricados con arcilla tienen con frecuencia impurezas de hiem , que les comunican un aspecto amarillento por lo que se les da un ligero tinte azul con óxido de cobalto, que oculta el color amarillo, de la misma forma que el añil agregado al lavado de ropa confiere a ésta un aspecto más blanco.

Las sales orgánicas de cobalto se emplean con profusión en pinturas, barnices y tintas para imprimir, a fin de que sequen con rapidez. Dichas sales absorben el oxígeno atmosférico para formar peróxidos, que polimerizan en una estructura de tipo celular, la cual actúa como el papel secante, absorbiendo el aceite remanente y transformando la masa total en un gel.

Los compuestos de cobalto son excelentes catalizadores de numerosas reacciones, hecho que se descubrió, por primera vez, al emplear este tipo de catalizador para obtener metano (CH4) a partir de monóxido de carbono e hidrógeno. En la actualidad, se emplean ampliamente en la industria del petróleo, para transformar moléculas inservibles en otras adecuadas para combustibles.

Debido a que el cobalto se presenta en una gran variedad de minerales y está, en general, mezclado con cobre, plata o níquel, existen diversos procesos para extraerlos, que dependen del tipo de mineral de partida. Los mayores productores de cobalto son Ka-tanga y Rhodesia, donde éste se encuentra asociado al cobre.

Fuente Consultada:
Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología Fasc. N°41 El Cobalto y sus propiedades

Beneficios de la Era Espacial Mejoras Para La Sociedad

Beneficios de la Era Espacial y Las Mejoras Para La Sociedad

Cuando en 1969  descendió sobre la superficie de la Luna,  el famoso módulo Lunar del Apolo XI, dirigido por Armostrong y Collin  su país había  invertido unos 30.000 millones de dólares en programas espaciales; y el esfuerzo soviético seria ,sin dudas, equivalente. ¿Cuáles son las ventajas concretas de tan tremendo esfuerzo? Haremos abstracción de las inmensas posibilidades científicas, para exponer lo que ya se ha conseguido en el campo de la práctica.

Primeros Logros Científicos Aplicados a la Sociedad

Los satélites técnicos. — Antes del Telstar, América y Europa estaban unidas por 343 líneas telefónicas. Este satélite podía retransmitir 300 comunicaciones simultáneas, y los que se proyectan podrán transmitir en dos segundos todo el contenido de un diario.

Los satélites meteorológicos, como el Tiros, permitieron ganar, mediante sus. microondas de rayos infrarrojos, 48 horas en la previsión de los tornados;   además,   economizan   muchos   traslados   inútiles de rompehielos al indicar la ubicación de los campos helados, y, accesoriamente, informan sobre los incendios de bosques. Los satélites de tipo Transit, por su parte, permiten a barcos y submarinos establecer su posición muy rápidamente con un error de menos de 500 metros.

Ver: Los Satélites Artificiales

La miniaturización. — La necesidad de obtener productcs eficaces y livianos y los inmensos créditos disponibles, han sido un latigazo para la industria que produjo ya 3.200 sustancias nuevas con este objeto. Después del perfeccionamiento de los transistores se llega a los circuitos integrados, que permiten acumular una increíble cantidad ce sistemas electrónicos en el volumen de una caja de cerillas.

Una de las técnicas consiste en depositar en el vacío una película metálica de extrema delgadez, a fin de obtener redes interconectadas; otra, ejecuta el circuito complete sobre el minúsculo grano que constituye la cabeza del semiconductor, Gracias a estos circuitos integrados se pudo transformar toda la técnica de las calculadoras electrónicas: existen ahora (1970) computadoras que sólo pesan 8 kilos para una memoria de 16.000 signos, y se calcula que su costo futuro se reducirá a la quinta parte del actual. (Las computadoras invaden la industria y el comercio, y los soviéticos calculan que dentro de 20 años necesitarán un millón de operadores adiestrados para calculadoras.)(ver: microprocesador electronico)

Entre las aplicaciones a la vida cotidiana citemos el radar en miniatura para ciegos, que les permite «oír» los obstáculos, fijos o móviles, por resonancia, un poco a la manera  de   los  murciélagos que emiten chillidos  ultrasónicos.

Ver: La Evolución de las Microcomputadoras

Nuevos materiales. — Aquí no hay nada absolutamente original, pero las exigencias son mucho más severas. Se trata, en efecto, de obtener materiales extremadamente livianos pero de gran resistencia mecánica y térmica. Los nuevos aceros a base de cromo, molibdeno y vanadio, como el Vascojet 1.000, son casi tres veces más resistentes que los aceros clásicos.

El berilio ha entrado en la industria porque, siendo apenas más pesado que el magnesio, es tan rígido como el molibdeno, tan refractario como el titanio, tan resistente a la oxidación como el aluminio y soporte admirablemente la corrosión; sus inconvenientes más graves son su toxicidad y su extrema fragilidad.

El berilio es indispensable en la industria nuclear porque casi no atrae los neutrones, y en la astronáutica, para las ojivas que protegen la nave cuando vuelve a penetrar en la atmósfera; además se lo utiliza para construir giróscopos de gran estabilidad dimensional y considerable rigidez, y como ventana transparente en los aparatos de rayos X. Este año, un coche construido con berilio participó en la célebre carrera de automóviles de Indianápolis.

También se ha perfeccionado el titanio para su uso en la cápsula Mercury y se lo emplea ya en el tren de aterrizaje del Boeing 727, así como para la fabricación de recipientes de hidrógeno líquido. Para soldar los materiales refractarios que emplea la astronáutica hubo que perfeccionar un soplete que emite electrones de alto poder y permite soldar uniones que resisten temperaturas de 1.700°C. Por su parte, los hornos utilizan el pirografito perfeccionado, que se empleó por primera vez en astronáutica.

Energía. — La astronáutica permitió perfeccionar la pila de gases, que transforma directamente la energía química en eléctrica. El rendimiento de las baterías solares se ha multiplicado por 300 y su uso en la superficie terrestre ya puede ser redituable. El hidruro de litio, como reserva de hidrógeno, tendrá, con seguridad, muchas aplicaciones en la industria. Y por último, se encara ya seriamente la realización del famoso motor a eyección de iones de cesio, cuyo poder y posibilidades son inmensas.

Medicina. — Para mejor control de los cosmonautas se construyeron aparatos que permiten mediciones fisiológicas continuas. También se fabrican ahora simuladores cardíacos, munidos de baterías especiales, que han salvado ya muchas vidas humanas, y que, al ser portátiles, podrán permitir al paciente una existencia casi normal.

Para los viajes espaciales largos se estudia y perfecciona la hibernación, consistente en disminuir la temperatura y dejar al paciente en estado de vida latente: cada adelanto que se logra es inmediatamente utilizado en cirugía. Por último, se han creado sustancias químicas que procuran proteger el organismo del cosmonauta de las radiaciones peligrosas y, de esta manera, amplían el campo de los medicamentos antirradiactivos.

Ver: Lo últimos avances en medicina

Fuente Consultada:
TECNIRAMA N°11 Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología – La Astronaútica –

Primera Máquina de Calcular de Pascal o Pascalina

FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA DE SUMAR MECÁNICA DE PASCAL

Durante mucho tiempo se lian usado los abacos (tableros contadores) como auxiliares del cálculo. Ahora la mecánica ayuda al cálculo con sus máquinas.

La primera máquina de calcular (es decir, una en la que el resultado se lee directamente) fue construida por Pascal en 1642, que la diseñó para ayudar a su padre en sus cálculos monetarios.

Siguiendo el mismo principio, se construyeron otras máquinas del mismo tipo. La que vamos a describir data de 1652.

Blas Pascal

El original se conserva en el Conservatoire des Arts et Metiers de París, y una copia en el Science Museum de Londres. La máquina de Pascal usa principios que aún se utilizan hoy en las modernas calculadoras.

Pascalina

Consiste en una caja que contiene seis equipos de cilindros y ruedas dentadas (ver ilustración). Cada cilindro lleva los números del 0 al 9 alrededor de su eje, dispuestos de tal forma que solamente uno de ellos es visible a través de un agujero de la caja.

Las ruedas dentadas están conectadas a seis mandos horizontales (algo así como un disco de un teléfono) y cuando se gira el mando, el cilindro gira con él.

Para explicar el manejo de la calculadora, vamos a suponer que queremos sumar los números 2, 5 y 3. Giramos el disco de la derecha en sentido contrario al de las agujas de un reloj, desde donde está marcado el 2 hasta el cero.

El disco se mueve de modo inverso al del teléfono y no vuelve a la posición de partida, aunque se suelte.

Gira la rueda dentada en el interior y, simultáneamente, el cilindro gira 2/10 de vuelta. Ahora repetimos la operación con el número 5. La rueda hace que el cilindro avance 5/10 de revolución, de forma que el total registrado es 7.

A continuación repetimos el proceso con el número 3, y el cilindro gira en el interior 3/10. Como quiera que el cilindro está marcado en décimas, y hemos añadido 10 unidades (2, 3, 5), el dial vuelve de nuevo a cero.

Un mecanismo dispuesto en el interior de la calculadora lleva el número 1 al cilindro inmediato de la izquierda, es decir, hace girar el cilindro contiguo 1/10 de revolución, de cero a uno.

En total, hay en la caja seis cilindros, que representan (de derecha a izquierda) unidades, decenas, centenas, millares, decenas de millar y centenas de millar, respectivamente.

La suma de 2, 5 y 3 produce un cero en el cilindro de las unidades y un uno en las decenas, dando el total de 10.

Con los seis cilindros se puede realizar una suma cuyo total sea de 999.999. En realidad, el modelo descrito tiene dos equipos de números en los diales, de forma que el segundo equipo gira en la dirección opuesta (es decir, de 9 a 0, en vez de hacerlo de 0 a 9). Este último puede usarse para la sustracción, y está cubierto por una tira Hp metal cuando no se usa.

Algunas de las máquinas de Pascal fueron diseñadas para sumar libras, céntimos y de-narios (monedas francesas), y pueden ser consideradas como las antecesoras de las máquinas registradoras.

Aunque el invento de las calculadoras es muy importante, Pascal no sólo es conocido como su inventor, sino que su obra comprende, además, física, matemáticas y filosofía.

Pascal nació en Clermont-Ferrand en 1623 y desde temprana edad se interesó por las matemáticas.

Se dice que a la edad de doce años descubrió él mismo algunas ideas geométricas de Euclides.

Construyó la primera máquina de calcular antes de tener 20 años. Unos años más tarde fue capaz de demostrar que la presión atmosférica decrece con la altura.

Hoy día, 300 años después de su muerte, se recuerda a Pascal por su ley de la presión en los fluidos y por su triángulo.

La ley sobre la presión en los fluidos resultó de sus trabajos en hidrostática, y es en la que se basa la acción de prensas hidráulicas, gatos hidráulicos y máquinas semejantes. El triángulo de Pascal es una figura de números que se usa en los estudios de probabilidades.

La extensión de la obra de Pascal es aún más sorprendente si se tiene en cuenta que no gozó de buena salud durante su vida y que murió a la edad de 39 años, en 1662.

Fuente Consultada:
TECNIRAMA Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología Fasc. N°49 – Pascal y su máquina de calcular

La Electrolisis del Agua Descomposición en Oxigeno Hidrogeno

Electrólisis:Descomposición Del Agua en Oxígeno e Hidrógeno

LA  ELECTRÓLISIS  DEL AGUA: El agua (H2O) tiene una molécula que se compone de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

Por tanto, no es de extrañar que se haya pensado en utilizarla como materia prima para la obtención de alguno de los dos elementos, especialmente teniendo en cuenta su abundancia, ya que constituye casi el 7 % de la masa de la Tierra.

Normalmente, el agua se utiliza para obtener hidrógeno, ya que el oxígeno se puede producir más económicamente por otros medios (por ejemplo, licuando el aire y destilándolo a continuación).

Entre los diversos métodos con que hoy cuenta la química para descomponer el agua se halla la electrólisis, procedimiento que implica la utilización de energía eléctrica y que, por tanto, no es de los más económicos.

No obstante, al obtenerse simultáneamente oxígeno como subproducto, el método no resulta, en realidad, tan costoso, y mucho menos para aquellos países, como los escandinavos, que disponen de energía eléctrica a bajo precio.

A primera vista, se diría que el agua no se puede descomponer por electrólisis, pues para que se verifique el transporte de electrones en el seno de un líquido es necesario que éste contenga iones, (átomos o grupos atómicos con carga), y el agua no los contiene.

Esto último no es rigurosamente cierto, puesto que el agua, aunque poco, está ionizada, según  la siguiente reacción:

H2O <===>  H+ + OH—

Es decir, parcialmente se encuentra en forma de iones hidrógeno (H+) e iones oxidrilo (OH—).

Pero, además, este fenómeno (la ionización del agua) se acentúa agregándole ciertos reactivos que, en teoría, pueden ser: una sal, un ácido o un álcali (base).

En la práctica, la utilización de sales presenta el inconveniente de que se producen reacciones que atacan los electrodos, por lo cual habría que utilizar electrodos inertes, de grafito o de platino.

Si se utilizan ácidos (sulfúrico o clorhídrico) sucede algo análogo, ya que la descarga de los aniones correspondientes (S04=,Cl-) es de gran actividad.

Por último, la utilización dé bases, como la soda (Na OH) o el carbonato sódico (CO3 Na2), casi no presenta inconvenientes y, por ello, es la que se practica.

Puesto que hay que partir del punto de que la energía eléctrica es costosa, se precisa estudiar minuciosamente el método, o lo que es lo mismo, el diseño de la cuba electrolítica o célula, para obtener rendimiento máximo con mínima energía.

electrolisis

La potencia de cualquier aparato eléctrico y, por tanto, la de la cuba, se obtiene mediante la siguiente expresión (Ley de Joule):

W= I x V

en donde I es la intensidad de corriente y V, el voltaje.

La intensidad de la corriente en amperios necesaria para producir una determinada cantidad de hidrógeno se sabe con facilidad, teniendo en cuenta las leyes de la electrólisis, de Faraday (96.500 culombios depositan un equivalente  gramo  de   cualquier   sustancio),   y  que   1   amperio= 1 culombio/segundo

Por   un   razonamiento   sencillo  se  desegundo, mostraría que,durante una horc,  1.000 amperios pueden liberar cerca de medio metro cúbico de hidrógeno.

En cuanto al voltaje de la corriente, interviene una serie de factores, que son los que, en realidad, determinan ios características a las que se ha de ajustar la célula electrolítica.

Se ha comprobado experimentalmente que el voltaje necesario se compone de tres factores, o sea:

V=V1+V2 + V3

V1 es el  voltaje necesario para descomponer el  agua;
V2  es  la sobretensión  de  los electrodos,  y
V3  es la caída óhmica a  lo largo de la cuba electrolítica.

Para obtener el mínimo consumo de electricidad (o sea, la potencia, en vatios, mínima) en la liberación del hidrogene es evidente que, siendo fija la intensidad de la corriente, hay que disminuir lo más posible el voltaje (V).

Pero V1 es una  cantidad constante y,  por tanto,  no se  puede actuar sobre ella. Quedan así por examinar V2 y V3.

En la sobretensión (V2) influyen los siguientes factores: la  naturaleza  de  los  electrodos  (los  que  producen  mencr sobretensión   son   los  de   níquel   y  hierro),   la   temperatura del  baño,   la  viscosidad del  electrolito,  la  densidad  de   le corriente que atraviesa el baño, etc.

En la caída óhmica (V3), y teniendo en cuenta que hay que introducir en la cuba unos diafragmas para evitar que se mezclen el hidrógeno y el oxígeno producidos , influyen la longitud de la cuba (l1), el coeficiente de resistividad del electrodo, el espesor del diafragma (l2), el coeficiente de resistividad de éste, la resistividad del electrolito, etc.

Del estudio de las variables anteriores se deduciría que le célula electrolítica ideal debería tener unos electrodos en forma de láminas muy grandes —para que admitan muchos amperios—, colocados bastante próximos, para que li fuera mínima; entre ellos se colocaría el diafragma c película metálica de pequeño espesor —para que l¡¡ sea mínimo— y con unos orificios de diámetro suficiente, para no ofrecer resistencia al paso de los iones.

En la práctica, existe una serie de células que presente diversas ventajas e inconvenientes, como resultado de haberse tenido en cuenta, en mayor o menor grado, las variables que intervienen en el proceso, algunas de las cuales no se pueden armonizar.

Una de las más utilizadas es la «Schmidt-Oerlikon» que trabaja a 2,3 voltios y consume 6 kwh por cada metro cúbico de hidrógeno liberado (simultáneamente se libere 0,5 m3 de oxígeno).

Conceptos básicos de lubricantes Disminuir el Rozamiento

Conceptos Básicos de Lubricantes
Disminuir el Rozamiento

FUNCIÓN DE LOS LUBRICANTES: Los lubricantes son productos que presentan la propiedad de disminuir el coeficiente de rozamiento entre dos superficies, que se deslizan una sobre otra con movimiento relativo.

lubricar concepto basico

Es fácil comprender que» tengan una importante aplicación en todos los aparatos mecánicos donde hay movimiento de piezas, puesto que ejercen una doble función: a) mecánica, de disminuir la carga, al reducir el coeficiente de rozamiento, y b) térmica, de evitar que se eleve lo temperatura de la máquina, puesto que absorbe y elimina el  calor producido en  el  roce.

Así como el consumo de ácido sulfúrico indica el grado de industrialización de un país, el de lubricantes da el índice de mecanización; este último también se puede saber partiendo del consumo de carburantes. Lubricantes y carburantes presentan un consumo proporcional: el de los primeros es el 3,5 % de los segundos.

Según lo anterior, el país más mecanizado del mundo es Estados Unidos, que en el año 1964 consumió lubricantes a razón de 25 kilogramos por habitante.

Veamos ahora cuál es el concepto de coeficiente de rozamiento. Si se supone una pieza de peso V, que está deslizándose sobre una superficie S (véase figura), para que el movimiento no cese sólo será necesario aplicar una fuerza F que compense el rozamiento.

fuerza de rozamiento y lubricantes

Es evidente que, cuanto mayor sea el peso P, más grande tiene que ser F. Entonces, se define como coeficiente de rozamiento Ω a la relación  entre  la   fuerza aplicada   (F)  y  la   presión   (P)   que ejerce el cuerpo sobre la superficie que ocupa, o sea:

formula rozamiento

Cuanto más grande sea el coeficiente de rozamiento de una pieza de un material determinado, mayor será la fuerza que se necesita para desplazarlo.

Para dar una idea de cómo pueden disminuir los lubricantes las resistencias de rozamiento, baste decir que, en el vacío, los metales pulimentados tienen un coeficiente de rozamiento mil veces superior al que presentan agregándoles   un   lubricante.

Las condiciones generales que debe reunir un lubricante son las siguientes:

1) buena circulación, para que la refrigeración de las partes en rozamiento sea eficaz;

2) viscrosidad suficientemente alta, para que trabaje en régimen hidrodinámico (régimen estable);

3) Untuosidad, para que se reparta bien por la superficie a lubricar.

Todas estas condiciones se dan en determinados tipos de aceites, como los que se obtienen en la destilación y el fraccionamiento del petróleo.

Ello no quiere decir que los aceites vegetales sean malos lubricantes; pueden ser, incluso, mejores que los minerales, pero durante corto plazo, porque su estabilidad es muy inferior. No obstante, estas buenas cualidades de los aceites vegetales se aprovechan para mejorar los lubricantes dé petróleo.

Así, es muy frecuente añadir ácido palmítico al aceite mineral, para que el lubricante adquiera la untuosidad y adherencia a las superficies metálicas que aquel producto le confiere; por ejemplo, la adición de un 0,5 % de ácido palmítico al aceite mineral determina, una disminución del coeficiente de rozamiento en los metales, que oscila  entre  el   30′ %   y  el   40 %.

Un  lubricante que trabaje en condiciones de gran presión necesita  aditivos de los siguientes tipos:

a)    ácidos grasos (palmítico, esteárico, etc.), para que. soporte presiones de arranque elevadas; por ejemplo, en la caja de cambios de los motores se producen presiones de hasta 28  toneladas por centímetro cuadrado;
b)    polímeros, para, que la variación de la viscosidad con la   temperatura   sea   mínima;
c)    productos antigripantes (palmitato de plomo, oleato de plomo,  grafito,  azufre,  etc.).

Hoy se fabrican lubricantes más amigables con el medio ambiente, que duran más tiempo en el motor. Se habla de los lubricantes sintéticos, semisintéticos, los hechos con bases más refinadas, lo cual permite que el motor, como el medio ambiente, tengan mejor cuidado. Ya no son lubricantes para  5.000 kilómetros, ese mito se rompió hace tiempo, los productos de hoy permiten 10.000 kilómetros en condiciones normales de trabajo

Las principales funciones de los aceites lubricantes son:

  • Disminuir el rozamiento.
  • Reducir el desgaste
  • Evacuar el calor (refrigerar)
  • Facilitar el lavado (detergencia) y la dispersancia de las impurezas.
  • Minimizar la herrumbre y la corrosión que puede ocasionar el agua y los ácidos residuales.
  • Transmitir potencia.
  • Reducir la formación de depósitos duros (carbono, barnices, lacas, etc.)
  • Sellar

Fuente Consultada:
TECNIRAMA Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología N°96

Significado de Gravedad Cero Ingravidez en una Nave Espacial

Significado de Gravedad Cero
Estado de Ingravidez en una Nave Espacial

La manzana Newton fue  hacia la Tierra por acción de la fuerza de la gravedad. Una fuerza análoga actúa sobre todas las cosas, tendiendo á acercarlas entre sí. Cuanto mayor sea la masa de los objetos, mayor es la fuerza gravitacional que ejercen sobre los demás. (La fuerza gravitacional ejercida por dos cuerpos entre sí, es proporcional al producto de sus masas individuales).

La Tierra es un objeto gigantesco, con una masa de alrededor de 5.883.000.000.000.000.000.000 toneladas, ejerciendo por consiguiente una fuerza gravitacional muy grande.

Esta fuerza es lo suficientemente intensa como para imprimir a la manzana, en su caída hacia la Tierra, una aceleración de 9,8 metros por segundo Pero la fuerza con que la Tierra atrae a la manzana depende, a su vez, de la distancia de ésta al centro de gravedad de aquélla. Cuando se encuentra sobre la superficie de la misma o en su proximidad la manzana está a casi 6.500 Km. del centro.

Si se dejase caer la manzana desde una altura doble de la distancia hasta dicho centro de la Tierra (13.000 Km. desde el centro, 6.500 Km. desde la superficie), la aceleración hacia la Tierra sería de 2,45 metros por segundo. De modo que, doblando la distancia al centro de gravedad terrestre, la fuerza de la gravedad se ha reducido a la cuarta parte del valor que tenía sobre la superficie de la Tierra. Expresado matemáticamente, la fuerza de la gravedad varía inversamente con el cuadrado de la distancia que separa las dos masas.

De este modo, cuánto más se aleje la manzana de la Tierra, tanto más disminuirá la fuerza gravitatoria, aunque ésta nunca podrá ser nula, porque, para ello, sería necesario que entre la manzana y la Tierra hubiera una distancia infinita. Sin embargo, en el momento en que la manzana estuviese a unas decenas de miles de kilómetros de la Tierra, el efecto de la gravedad terrestre llegaría a ser despreciable.

Si la manzana fuese colocada en este punto, no volvería a caer sobre la Tierra, porque la fuerza sería tan débil que no podría atraerla. En consecuencia, quedaría flotando en el espacio.

Esta es la condición conocida como g cero (gravedad cero) y es una de las primeras dificultades con que tropiezan los astronautas. Nos sorprende porque, inconscientemente, contamos con que la acción de la gravedad es constante. Así, cuando vertemos el té dentro de una taza, ponemos la tetera en un plano superior, casi perpendicular a la taza, y la gravedad arrastra el líquido hasta el interior de la misma.

Si el astronauta intentase hacer esto en las condiciones de gravedad cero, el té quedaría flotando a su alrededor, en forma de gotas, en el interior de la astronave. El movimiento también sería bastante diferente, puesto que no habría fuerza de gravedad que ligase al astronauta sobre el piso. Así, si él tomara impulso, empujando con los pies, continuaría desplazándose hacia arriba, hasta que tropezaría  contra el techo.

ingravidez, astronautas en sus practicas

Significado de Gravedad Cero

Por ejemplo en la cabina de un avión entrando en picada en caía libre, el mismo seguirá una curva hacia la Tierra por efecto de la gravedad terrestre. Estas condiciones sólo pueden mantenerse durante unos 20 segundo.

GRAVEDAD Y ACELERACIÓN (ver Principio de Equivalencia)
Los astronautas experimentarán los efectos de la gravedad cero cuando viajen por el espacio con un movimiento estacionario, lejos de las atracciones gravitatorias del Sol y de algunos otros planetas.

También notarán la falta de gravedad cuando se muevan con velocidad constante. Pero tan pronto como la nave espacial empiece a acelerar se sentirá una fuerza en sentido contrario al de la marcha, que podría, fácilmente, ser tomada como una fuerza gravitatoria.

La gravedad y la aceleración están estrechamente relacionadas. Del mismo modo que la fuerza de la gravedad acelera la manzana, así también la aceleración crea una «fuerza» muy similar a la gravitatoria.

Mientras la nave espacial no se mueve, acelerándose o retrasándose (o, dicho de otro modo, cuando esté detenida o se mueva con velocidad constante), su movimiento no crea una fuerza que produzca el mismo efecto que la fuerza gravitatoria. Esto se expresa en el primer principio del movimiento de Newton:   «Cuando no actúa fuerza alguna sobre un cuerpo, nada cambia en él. Si está en reposo, continúa estándolo. Si se está moviendo con una cierta velocidad, continúa moviéndose con la misma velocidad».

Lo contrario de este principio sigue rigiendo en el espacio, y, siempre que la nave esté quieta o moviéndose con velocidad constante, ninguna fuerza actuará sobre ella.

El segundo principio del movimiento de Newton se refiere al efecto de una fuerza sobre el movimiento de un cuerpo: «Las fuerzas producen siempre aceleraciones, y éstas son proporcionales a las magnitudes de las mismas». De nuevo, lo contrario de este principio sigue siendo válido para la nave espacial que está acelerándose.

Toda aceleración produce una fuerza. Si la nave espacial estuviera sometida a una aceleración de 9,8 metros por segundo2 el astronauta tendría la sensación de estar sobre la Tierra. La «fuerza» debida al movimiento sería indistinguible de la fuerza gravitatoria terrestre, porque ésta tiende a acelerar los objetos precisamente a 9,8 metros por seg.².

Por ejemplo, si la nave espacial fuera acelerada, partiendo del reposo, el astronauta que comenzara a servirse su té podría pensar que las cosas suceden con toda normalidad. Quedaría definida una dirección hacia arriba y una dirección hacia abajo (lo mismo que ocurre sobre la Tierra). El «arriba» coincidiría con la dirección de la proa de la astronave, mientras que «abajo» estaría en la dirección de la cola de la misma.

El piso de la nave debe situarse, por tanto, en el extremo más próximo a la cola, y, si el astronauta se pusiera de pie para servirse su taza de té, éste caería en el interior de la taza con toda normalidad. No obstante, aunque al astronauta pudiera parecerle que las cosas suceden del mismo modo que en la Tierra, un observador imparcial, situado fuera de la astronave, observaría lo contrario.

Supóngase que se hubiese dejado atrás, en el espacio, a un astronauta mientras que la nave se moviese uniformemente, y que aquél pudiera ver lo que sucede cuando la nave se acelerase, alejándose de él. Entonces, tan pronto como se vierte, el té no sigue el movimiento de la astronave; no se; acelera hacía delante, como las restantes cosas fijas (incluyendo la tetera), porque no está unido a nada. De modo que ninguna fuerza actúa sobre él y se queda exactamente donde está cuando la astronave se mueve uniformemente.

De hecho, acelerando la nave espacial hacia adelante se recogería el té en la taza. Aquélla se movería hacia el té, pero un astronauta, en ella, por estar sometido a la misma aceleración, no encontraría diferencia entre el movimiento de la nave hacia el té y el de éste hacia abajo, como ocurriría sobre la Tierra.

Y no es porque exista algún error en la percepción, puesto que no existe, absolutamente, ningún procedimiento para encontrar la diferencia. Pero, ¿cómo se podría conseguir que la manzana no volviese a la Tierra, después de haberla lanzado, sin necesidad de alejarla infinitamente de la misma? Este problema está teóricamente resuelto desde que Newton formuló sus importantes principios.

Si hacemos girar una piedra, atada al extremo de una cuerda cuyo otro extremo sujetamos con la mano, notamos que la piedra hace una fuerza, tirando de nuestra mano en la dirección del radio determinado por la misma. Una fuerza de este tipo es la que tiende a hacer volcar a los automóviles al tomar una curva y, para contrarrestarla, las curvas de las carreteras tienen cierto declive o ángulo, llamado peralte.

En general, podemos decir que es necesario aplicar una fuerza de este tipo, siempre que se intenta desviar del camino rectilíneo a un móvil cualquiera. En algún otro lugar, ya dijimos cómo los cuerpos tienden, siempre, a conservar los estados de reposo o de movimiento rectilíneo con velocidad constante.

Para modificar esta tendencia natural de todos los objetos del universo, es necesario aplicarles una fuerza, tanto para sacarlos del reposo, como para variar su velocidad o separarlos de su trayectoria, puesto que, como decimos, tiende a ser rectilínea.

Pues bien, esta fuerza que es necesario aplicar para que la trayectoria descrita por un cuerpo sea curva, y que esté dirigida, siempre, hacia el centro de curvatura de la misma, se llama fuerza centrípeta. Por otra parte, el tercer principio de Newton, el llamado de la acción y la reacción, nos dice: «Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre otro, éste también ejerce una fuerza sobre el primero, llamada reacción (igual y de tido contrario), que tiende a opo-r. al efecto de la misma».

Pues bien, contra la fuerza centrípeta (hacia adentro) que tenemos que hacer sobre la piedra para  que ésta  describa  un circulo la piedra ejerce una fuerza sobre la mano que, por estar dirigida en sentido contrario al centro, se llama centrífuga (hacia afuera).

¿Por qué razón un satélite que está rando en su órbita no se precipita contra la Tierra, como lo haría cualquier objeto que se dejara libremente, a cierta distancia de la superficie terrestre? respuesta  es   sumamente  sencilla.

Un objeto cualquiera, en el espacio, a cierta ta distancia de nuestro planeta, sufre la acción de la fuerza gravitatoria. Ahora bien, si este objeto se encuentra movimiento,   describiendo   una   órbita más o menos circular, también actua sobre él la fuerza centrífuga debido este movimiento.

Sólo nos queda disponer las cosas de modo que ambas fuerzas se contrarresten y, así, todo ocurríría como si sobre él no actuase fuerza alguna. Esto es lo que se hace al colocar en órbita un satélite artificial. Se calcula   su   trayectoria   de   modo  que conjunto de las fuerzas ejercidas sobre él sea nulo en todo instante.

Como, en principio, la fuerza centrífu dependerá no sólo del radio de giro si también de su velocidad, los científicos han de establecer un compromiso en las  magnitudes   que  entran   en  jueígo que son:  velocidad y radio de la ti yectoria. La masa del satélite sólo interviene durante el lanzamiento, des que sale de la Tierra, hasta que se coloca en órbita. Si suponemos una órbita circular, la relación que debe existir entre las maginitudes anteriores será:

formula velocidad de satelite en una órbita

Significado de Gravedad Cero

Fuente Consultada:
Revista TECNIRAMA N°84 Gravedad Cero
Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología

Ver: La Presurización en Aviones

Biografia de Galileo Galilei Descubrimientos y Aportaciones

Biografia de Galileo Galilei Descubrimientos y Aportaciones

A Galileo (1564-1642) se le considera el precursor de la ciencia moderna. Creyó desde el principio en la teoría de Copérnico, según la cual los planetas giran alrededor del Sol, y la apoyó públicamente a pesar de la oposición de la Iglesia, lo que le costó su libertad de por vida. Muy al estilo renacentista, Galileo, además de astrónomo, era artista, músico, ingeniero y matemático.

Galileo Galilei nació en la ciudad italiana de Pisa en el año 1564. Si bien comenzó sus estudios en el campo de la medicina, influido por su padre, posteriormente los abandonaría para dedicarse de pleno a las matemáticas,  astronomía y la física.

Considerado como uno de los fundadores del método experimental y de la ciencia moderna, sus principales aportaciones a la física se centran en el movimiento de los cuerpos y la teoría de la cinemática.

De hecho, el italiano pasa por ser el fundador de la mecánica, parte de la física consagrada al estudio de  los desplazamientos de los cuerpos y sus causas.

galileo galilei muestra la luna al papa

Aportaciones al Mundo de al Mecánica: 1-Las Oscilaciones Pendulares, 2-La Caída LIbre de los Cuerpos, 3-Movimiento Rectilíneo y Planos Inclinados, 4-Movimiento Parabólico, aplicado en la trayectoria de los proyectiles balísticos, 5-Observación del Planetas , defensor de la Toría Helicentrica, lo que lo llevó a un conflicto grave con la Iglesia, perdonado hace pocos años en el siglo XX. Sus trabajos sobre física prepararon el camino al brillante Isaac Newton, inglés nacido el año de la muerte de Galileo. 

En época de Galileo Galilei, allá por el siglo XVI, la nueva ideología renacentista implicaba una importante alteración en las concepciones que el hombre medieval poseía sobre la constitución del universo y los fenómenos de la Naturaleza.

Fruto de este cambio fue el establecimiento de un nuevo sistema científico y la consolidación de la teoría heliocéntrica concebida por Copérnico en la primera mitad del siglo XVI.

En ambos aspectos es esencial la intervención de Galileo Galilei, inteligencia privilegiada, el cual no sólo logró demostrar—-frente a la tradición aristotélica — la posición secundaria de la Tierra en el sistema planetario, sino que echó las bases de una nueva teoría para la observación y aprovechamiento científico de las leyes de la naturaleza.

En efecto, Galileo Galilei es uno de los fundadores de la concepción «mecanicista» del mundo.

galileo galilei

Hijo del músico florentino Vicente Galilei y de Julia degli Ammannati, Galileo nació en Pisa el 15 de febrero de 1564. De su padre heredó la afición a la música. Pero sus inclinaciones más íntimas le llevaron al estudio de las matemáticas y la filosofía.

Cursó su primera enseñanza en Pisa y en Florencia (desde 1574). En 1581 ingresó en la universidad pisana para estudiar la carrera de medicina, ampliada muy pronto con sendas investigaciones filosóficas y matemáticas, orientadas por la tradicional formación escolástica.

Atento observador de las cosas que veía, Galileo se fue desprendiendo poco a poco de la filosofía cerrada de las escuelas. Aunque no pudo terminar su carrera universitaria, a causa de la falta de recursos económicos de su familia, no abandonó el cultivo de las ciencias.

En 1586 inventaba la balanza hidrostática. Este éxito, junto con la fama que le merecieron algunas de sus investigaciones geométricas, le proporcionó la cátedra de matemáticas de la universidad de Pisa en julio de 1589. Poco después, en 1591, moría su padre en Florencia.

La envidia que suscitaba en Pisa su profesorado, le determinó a solicitar la cátedra de matemáticas de Padua. Obtenida en septiembre de 1592, Galileo se trasladó a esta ciudad.

Sus enseñanzas atrajeron a su lado a estudiantes de todos los países. Galileo explicaba matemáticas superiores, arquitectura militar, mecánica y cosmografía (según la concepción ptolomaica).

En 1604 la presencia de una nova, que trató de explicar en forma racional, provocó una viva polémica entre él y los peripatéticos. Interesado por los fenómenos celestes, construyó y perfeccionó un telescopio (1609), con el cual, entre los últimos meses de 1609 y los primeros de 1610, pudo describir el relieve de la Luna, desintegrar la visión de la Vía Láctea y descubrir los cuatro primeros satélites de Júpiter (13 de enero de 1610).

telescopio de galileo

Esta inspección del cielo confirmaba rotundamente la concepción cosmográfica de Copérnico, a la que se adhirió desde entones Galileo.

La celebridad que éste alcanzó por entonces, le permitió regresar a su patria más honrado que nunca, con el cargo de matemático extraordinario de la universidad de Pisa y filósofo del gran duque de Toscana de julio).

torre de pisa

Desde esta torre estudia la caída de los cuerpos

Ya en Pisa, y en el transcurso de pocos meses, descubrió las manchas solares, las fases de Venus y el anillo de Saturno, aunque no logró precisar las características de este último (denominó a Saturno el «planeta trigémino»).

Recibido magníficamente en Roma por el papa Paulo V e inscrito en la Academia dei Lincei , Galileo continuó entregándose a sus estudios astronómicos y matemáticos.

En 1613 y 1615 publicó dos cartas defendiendo el sistema de Copérnico, que fueron tildadas de herejía y denunciadas a la congregación del Santo Oficio en Roma. Este prohibió (1616) la lectura del libro de Copérnico e intimó a Galileo para que no lo enseñara ni lo divulgara.

Transcurrieron luego dieciséis años de vida tranquila para Galileo. En Florencia y en Pisa se dedicaba a sus estudios, completándolos y defendiéndolos de sus detractores.

En esta etapa construyó un microscopio compuesto (1624). Sin embargo, en su intimidad se rebelaba contra la negación pública de las doctrinas que él creía verdaderas.

Así empezó a trabajar en una obra de exposición filosófica y científica, que después de varias interrupciones fue publicada, con la anuencia de la censura romana, en 1632.

Los Diálogos fueron considerados por los peripatéticos como una obra más nefasta que las doctrinas de Lutero y Calvino. A pesar de su avanzada edad, Galileo tuvo que comparecer por segunda vez ante el consejo del Santo Oficio en Roma, el cual el 16 de junio prohibió el libro y le condenó a abjurar de sus errores y a cárcel.

El Papado mitigó este decreto, confinándole a Siena, a Arcetri y, en 1638, a Florencia. En esta fecha Galileo había perdido la vista.

Fue en este año, precisamente, que apareció su obra filosófica fundamental, los Discursos y demostraciones matemáticas, en que inauguraba un nuevo método para la investigación científica.

Cuatro años más tarde, el 8 de enero de 1642, la muerte se lo llevaba al sepulcro en Arcetri. En 1734 el Santo Oficio sobreseyó el proceso de Galileo, cuya defensa del sistema de Copérnico era un hecho ya admitido por todas las autoridades científicas y filosóficas.

belarino

Como superior de la Compañía de Jesús, el Cardenal Belarmino ya había llevado a la hoguera a un científico, Giordano Bruno. Con Galileo, sin embargo, necesitaba actuar con más cautela: a pesar de «herético», el astrónomo tenía influyentes amigos.

Tal vez el mas conocido principio físico establecido por el sabio italiano es que el peso de un cuerpo no determina el cambio de su velocidad de caída es decir, su aceleración.

En otras palabras, si descartamos factores como la resistencia del aire, una pelota de bolo y una de fútbol caer, con la misma aceleración. Según la leyenda, Galileo estableció el principio arrojando bolas desde la torre inclinada de Pisa, pero ello no es cierto.

Sus experimentos se llevaron a cabo midiendo el tiempo de caída de bolas, de igual tamaño pero distinto peso, que ruedan sobre un plano inclinado. Galileo realizó su trabajo mediante la observación, cuidadosa, la experimentación y las matemáticas.

Desde sus albores la ciencia comenzó a depender cada vez más de la investigación objetiva, esto es, se trata de abordar una pregunta sin prejuicio alguno, y fundamentar las conclusiones en evidencias reales, o en un sólido modelo matemático.

SU LEGADO: En física, matemáticas, anatomía, astronomía y otras disciplinas, todos los descubrimientos se llevaron a cabo por gente que siguió el ejemplo de Galileo.

Francis Bacon (1561-1626), noble inglés, estadista y filósofo, realizó un excelente trabajo formulando por escrito sus ideas, mediana las cuales argumentaba a favor de la inducción, método en el que se parte de hechos concretos observados o demostrados, y se llega por el razonamiento a un principio general. Bacon tenía la certeza de que la naturaleza podía entenderse y hasta controlarse: tal idea se convirtió en la ortodoxia de la filosofía natural

Otro inglés, Isaac Newton (1642-1727), genio de la física y las matemáticas, apareció algo más tarde. Se suele considerar el fundador del metodo científico, aunque es más célebre por descubrir principios como la Ley de la Gravedad (según una leyenda propalada por su sobrina, habría hallado la inspiración en la caída de una manzana), entre otras leyes físicas útiles. También inventó el cálculo diferencial.

Newton aplicó su trabajo sobre la gravedad a las leyes de Kepler sobre e movimiento planetario.

GALILEO GALILEI COMO PROFESOR:

La poderosa familia de los Médicis ejercía influencia sobre casi toda Italia: banqueros, ricos comerciantes, mecenas y hasta cardenales formaban parte del linaje.

En la región de Pisa gobernaba Juan de Médicis, considerado amigo de las artes y de las ciencias. Al tener noticias del joven Galilei, Le ofreció el cargo de profesor de matemáticas en nuestra universidad.

El joven científico de 25 años no lo piensa dos veces. El salario es bastante bajo, mas compensado por la posibilidad de investigar por cuenta del gobierno.

En la universidad tendría ocasión de discutir sus tesis con los alumnos y otros maestros. Algunas ideas poco rutinarias venían martillando su cerebro desde hacía algún tiempo. Necesitaba urgentemente de un público para divulgarlas.

El 12 de noviembre de 1589, el profesor Galileo Galilei da su primera clase. Con gran sorpresa de los alumnos, el nuevo maestro los convida a un paseo hasta la Torre Inclinada de Pisa.

Llegando a los pies del monumento, Galileo hace sentar en la hierba a los estudiantes e inicia solo la subida. Desde el último piso de la torre, deja caer dos esferas: una, pequeña como un limón; la otra, cinco veces mayor. C

ontrariando una ley habitualmente enseñada en las escuelas, ¡los dos cuerpos llegan al suelo exactamente al mismo tiempo!

«Pues sucede … —dice Galileo, sonriente, ante la sorpresa que causó su demostración— una de dos cosas: o la ley que conocemos está errada, o la naturaleza está en desacuerdo con ella».

Y explica: «Existe una fuerza llamada gravedad, que actúa igualmente sobre todos los cuerpos, atrayéndolos a tierra. Teóricamente, si arrojamos desde lo alto de esta torre una esfera de plomo y un copo de lana los dos deberían caer con la misma velocidad.

Si no lo hacen: es porque el aire ejerce una resistencia mayor sobre la lana que sobre el plomo. En caso de que fuera posible suprimir el aire, creando un vacío, los señores podrían asistir también a este espectáculo. ¡Mas la experiencia que presenciaron ya prueba mi afirmación!»

No existía todavía la máquina neumática, capaz de producir el vacío experimental.

Con ella podría demostrarse definitivamente la tesis de Galileo. A sus alumnos, el nuevo maestro les pareció ser un espíritu abierto y racional, capaz de dudar de las «verdades» que pasaban automáticamente de generación en generación sin ser discutidas.

El objetivo principal de Galileo no era, sin embargo, el estudio de la caída de los cuerpos. Hacía mucho tiempo que buscaba un argumento para oponer al sistema geocéntrico propuesto por Ptolomeo y Aristóteles.

Había oído hablar de los trabajos de un tal Copérnico, que parecían extremadamente interesantes.

En lugar de admitir que la Tierra era el centro inmóvil del Universo, el sabio polaco había imaginado un sistema heliocéntrico; o sea, el Sol ocupando el centro y la Tierra efectuando varios movimientos: uno en torno de sí misma, con duración de 24 horas; otro en torno del Sol, con duración de un año.

Eran las mismas conclusiones a las cuales había llegado intuitivamente el joven Galileo. Esta concepción sólo tenía un inconveniente: chocaba con doctrinas hasta entonces sostenidas oficialmente por la Iglesia.

EL PAPA JUEZ DE LA CIENCIA:

Frente a la reforma de Lutero, el Concilio de Trento había lanzado en 1545 una gigantesca operación conocida como la Contrarreforma. Ese mismo año, el Papa Paulo III había restaurado oficialmente la Inquisición Papal, supremo tribunal de la Iglesia, conocido también como Santo Oficio, que volvería a funcionar en 1542.

Su función principal era hacer respetar la autoridad del papa y castigar severamente a todos aquellos que la desafiasen.

Un verdadero ejército es puesto al servicio de esta causa: son los jesuítas, orden recién fundada de sacerdotes papistas, quienes reciben instrucciones para extenderse por todo el mundo, infiltrándose en las cortes, en escuelas y universidades, entre los científicos, filósofos y astrónomos.

En ninguna parte se debía tolerar la indisciplina; quien discordase de la dogmática católica corría el riesgo de ser llevado a la hoguera. Y cuando, en 1600, la Inquisición quemó en Roma al dominico Giordano Bruno, que defendía el sistema heliocéntrico y sostenía la pluralidad de los mundos habitados y una filosofía panteísta, quedaron claros los peligros que acechaban al pensamiento.

Galileo conocía muy bien la doctrina oficial en cuanto a la astronomía: «La Tierra es inmóvil; la Tierra es el centro del Universo; las estrellas, como criaturas de Dios, son ‘incorruptibles’; o sea, siempre fijas en la bóveda celeste; es el firmamento entero el que se desplaza, girando en torno del astro rey, la Tierra».

No era por casualidad que la Iglesia defendía con tanto ardor ese sistema geocéntrico, descripto por Ptolomeo y Aristóteles y transformado en doctrina por los sucesivos papas. Admitir que existiesen otros mundos semejantes al nuestro y que la Tierra no era el mayor de ellos, implicaba, según lo creían, disminuir el mérito del «rey de la Creación». Se decía que, conforme a las Escrituras, la Tierra era el lugar ideal creado por Dios para el hombre, único ser inteligente hecho por El a su imagen.

Aceptar otros mundos y otros seres, que podrían estar exentos del «pecado original», comportaba, además, sacudir las bases y la justificación del cristianismo, fundamentado intelectualmente, en gran parte, en ese dogma. Significaba a los ojos de la Iglesia un ataque al meollo de la religión: la inconmovilidad de sus dogmas, ya que no podía reconocer que había enseñado doctrinas erradas durante siglos sin minar su prestigio y herir su soberbio poder.

El papado vigilaba severamente a los astrónomos y matemáticos. Los censores jesuítas están presentes en la Universidad de Pisa y frecuentan las clases de Galileo, disfrazados de alumnos.

Trabajo perdido, pues los cursos obedecen a los cánones oficiales. Prudentemente, Galileo guarda sus ideas para sí o para sus discípulos más próximos, y sus investigaciones y conclusiones sólo son divulgadas en un círculo muy restringido de corresponsales.

EL TELESCOPIO «EL JUGUETE» DE GALILEO: En 1609, estando en Venecia, tuvo noticias de que un hombre había inventado un aparato que permitía ver de cerca los objetos más distantes.

Volviendo a Padua, con un tubo de metálico, una lente convexa y otra cóncava, una en cada extremidad del tubo, construyó su primer largavista, capaz de proporcionar un aumento de tres veces el tamaño.

Entusiasmado con el descubrimiento, Galileo perfeccionó en pocos días el nuevo instrumento: estaba listo para ser usado el primer telescopio, con el poder de aumentar mil veces la imagen captada a simple vista.

Galileo Galilei, vio visiones celestiales nunca antes observadas: detectó montañas en la Luna y demostró que el planeta Júpiter tenía sus propios satélites. En 1610, Galileo dio cuenta de sus hallazgos en un libro titulado El mensajero sideral. La palabra sideral, que viene del latín sideralis, significa «perteneciente a las estrellas o a los astros».

Más aún, Galileo comprendió antes que nadie que Copérnico estaba en lo correcto: era evidente que muchos objetos celestes no se movían alrededor de la Tierra.

Estas reflexiones fueron objeto de un nuevo libro, publicado en 1632, que le causó problemas con las autoridades eclesiásticas. La Inquisición romana, no tan notoria como la española , pero también ferozmente conservadora, lo obligó a retractarse y lo condenó a pasar el resto de sus días bajo arresto domiciliario. Galileo contaba por entonces 69 años.

SUS OBSERVACIONES:

Desde el aptio de su casa, fascinado con la visión aumentada de la Luna, Galileo mandó llamar a Viviani y Torricelli, sus más fieles discípulos: «¡Esta es la prueba!, yo sabía que Aristóteles estaba errado; la Luna no es una esfera lisa o perfecta, y tampoco tiene luz propia.

Esas pequeñas manchas oscuras son sombras de las montañas que existen en la Luna como en cualquier otro astro. Eso demuestra que la Luna recibe su luz de otro astro, y por el tamaño de la sombra podemos también calcular la altura de las montañas».

Después de nuevas observaciones y cálculos, Galileo saca en conclusión que, de la misma forma en que la Tierra gira en torno del Sol, la Luna gira en torno de la Tierra mostrando sólo una de sus caras.

Ávido por un intercambio de ideas, Galileo escribe a Kepler relatando los descubrimientos que había hecho. La respuesta no tarda: «Dispones, mi querido Galileo, de pruebas definitivas de la veracidad de las tesis de Copérnico, y de las lagunas profundas del sistema aristotélico.

En cuanto a mí, llegué a las mismas conclusiones por otros caminos. Observé que los planetas no se mueven en círculos, «movimiento perfecto», según Aristóteles, sino que siguen una trayectoria elíptica.

En el foco de esa elipse está localizado el Sol. En lo que se refiere a tus observaciones, aconsejo que las publiques rápidamente en forma de un libro. Creo que nuestro deber es difundir la ciencia para su mejor desarrollo».

Galileo duda. Prefiere investigar un tiempo más antes de exponerse a las críticas. Si surgiese alguna dificultad, ya al menos habría conseguido terminar un trabajo importante.

Su nuevo objetivo —el planeta Júpiter— observa que tiene cuatro astros a su lado, que cada noche se disponen de forma diferente, una vez de un lado, otra vez de otro, desapareciendo otras veces detrás del planeta. Son los cuatro satélites de Júpiter girando en torno de él como la Luna alrededor de la Tierra.

Después de otras exploraciones, cuando verificó inclusive la existencia de manchas irregulares en la superficie del Sol.

Galileo acababa de descubrir, sin saberlo, los anillos de Saturno. Por su telescopio rudimentario veía confusamente una mancha circular alrededor del planeta, y creía que éste era el más distante de la Tierra, concluyendo que el astro estaba compuesto por tres estrellas diferentes.

Los medios técnicos no le permitían ir más lejos en sus conclusiones. De cualquier modo no estaba lejos de la verdad, ya que los anillos de Saturno están compuestos por una infinidad de pequeños cuerpos celestes tan próximos unos a otros que parecen confundirse en el telescopio.

fuente

Biografia Copernico Nicolas Teoría Heliocentrica Astronomo Resumen

Biografia Copérnico Nicolás
Astrónomo de la Teoría Heliocéntrica

COPERNICO NICOLAS: Nacido en Polonia, fue médico (Universidad de Bologna), economista, político, pintor de retratos, doctor en astronomía de la Universidad de Roma y fraile administrador en la catedral de Frauenburgo desde 1512, donde además trabajaba en astronomía; y de allí le viene, después de varios años de trabajo, probablemente con conocimiento de la tesis heliocéntrica del alejandrino Aristarco de Samos (-310 -240), la idea de la configuración heliocéntrica del universo, que prescinde de todas aquellas increíbles singularidades del sistema geocéntrico de Aristóteles y Claudio Ptolomeo (retrogradaciones planetarias, epiciclos, deferentes y ecuantes).

BIOGRAFÍA DE COPÉRNICO
Bibliografía: Astronomía Para Curiosos
Por Nancy Hayhaway
Prácticamente a partir del momento de su muerte Nicolás Copérnico (1473-1543) revolucionó la astronomía con su libro De revolutionibus orbium coelestium (Sobre las revoluciones de los orbes celestes), que afirmaba que el Sol, no la Tierra, es el centro del universo.

Pero fue un profeta refluente, pues era una hombre reservado e introvertido, esencialmente conservador, que durante la mayor parte de su vida ocupó un puesto de canónigo.

biografia de copernico

Inicialmente escribe sus detallados manuscritos Comentariolus (1530), para circular entre sus amigos, y en 1543 acepta editar, con dedicatoria al Papa Pablo III (Alessandro Farnese 1468-1549) «De Revolutionibus Orbium Celestium», su obra magna donde explicaba la rotación diaria de la tierra sobre su propio eje y su traslación anual alrededor del sol.

Hijo de un comerciante en cobre que murió cuando Nicolás tenía diez ¡años, Copérnico fue adoptado por su tío Lucas Waczenrode, quien se aseguró de que el tímido chico y su disoluto hermano mayor hicieran estudios.

Copérnico (su nombre original era Niklas Koppernigk y él lo latinizo, como estaba de moda) estudió matemáticas y arte en la Universidad de Cracovia, astronomía en Bolonia, medicina en la Universidad de Padua (unos estudios de tres cursos) y derecho canónico en Ferrara.

En la época en que acabó los estudios, en 1506, su tío —un hombre con fama de no reírse nunca— era obispo de Ermeland, una región políticamente volátil de la Prusia oriental.

Copérnico, que ya había sido nombrado canónico de la Iglesia católica, pasó a ser el ayudante al tiempo que médi­co personal de su tío.

Se dedicó a la reforma de la moneda y se esforzó en mantener Ermeland independiente de sus poderosos vecinos, Polonia y los caballeros de la Orden Teutónica, pero tuvo pocos amigos y no se casó.

Más tarde se supo que tenía una relación sentimental con su ama de llaves, Anna; las autoridades eclesiásticas le pidieron que le pusiera fin y él obedeció.

Pero si su vida personal y pública estuvo dedicada a mantener el orden social, su vida intelectual estuvo orientada a derrumbarlo.

Al inicio de su carrera como canónigo pasó muchas horas pensando en el sis­tema geocéntrico de Ptolomeo, que le parecía inadecuado porque precisaba de complicadas explicaciones para dar cuenta de fenómenos ordinarios como el movimiento retrógrado o la constante proximidad de Mercurio y Venus al Sol.

Copernico astronomo biografia

Se le ocurrió a Copérnico que si la Tierra fuera en realidad el centro del sistema ningún planeta debería hacer retrocesos.

Del mismo modo, si Venus y Mercurio giraban alrededor de la Tierra, deberían situarse a veces lejos del Sol, lo cual nunca ocurría.

Por otra parte, si se utiliza el sistema cuyo centro es el Sol que propuso Aristarco de Samos, estas dificultades intrínsecas se superan fácil­mente.

Venus y Mercurio se verían cerca del Sol porque en realidad se hallan más cerca del Sol.

Los planetas darían en ocasiones la sensación de moverse hacia atrás porque a veces la Tierra los adelanta en su interminable dar vueltas alrededor del Sol. Todo esto era evidente para Copérnico, pero se lo callaba.

Luego, en 1512, después de haber asistido junto con su tío a la recepción con motivo de la boda del rey de Polonia en Cracovia, Waczenrode sufrió una grave intoxicación alimentaria y murió. (La muerte fue tan repentina que se pensó en un posible asesinato.)

Copérnico se trasladó a Frauenburg, donde se hizo cargo de las obligaciones de canónigo de la catedral y se instaló para el resto de su vida en una torre rectangular al­menada que dominaba un lago cuyas aguas fluían hacia el mar Báltico.

Allí escribió un breve resumen de sus ideas, explicando que el Sol es el centro del universo, que la Tierra rota sobre su eje y orbita alrededor del Sol, y que este movimiento es el que explica los retrocesos de los planetas.

Aunque este revolucionario tratado sólo circuló de forma privada, las nuevas ideas se extendieron.

Durante las tres décadas siguientes a la aparición de su teoría, Copérnico ni publicó ni enseñó, pero su sistema era comentado allí donde se reunían varios astrónomos.

Copérnico no participó en estas conversaciones. No obstante, redefinó  su teoría.

En los márgenes de los libros que iba leyendo, a menudo tomaba notas astronómicas, junto con apuntes que se referían a curas para   el dolor de muelas, las piedras de riñón, los callos y la rabia, enfermedades cuyos medicamentos contenían ingredientes tales como canela, díctamo, herrumbre, perlas, hueso del corazón de venado y cuerno de unicornio.

Elaboró unas nuevas tablas sobre el movimiento de los planetas y escribió extensamente.

Pero, como otros muchos autores, guardaba los manuscritos en su cajón. Su inclinación —debido a su carácter retraído, a su conciencia de que su teoría podría desencadenar una controver­sia eclesiástica y quizás a su gusto por el culto pitagórico al secretoera no publicarlos nunca.

Probablemente no lo habría hecho, además, de no ser porque al final de su vida, fortuita e inesperadamente, ganó un discípulo, un joven profesor de matemáticas y astronomía que llegó a Frauenburg a estudiar con el gran hombre.

Georg Joachim Iserin, conocido como Rheticus (imagen abajo, adoptó el nombre latino para eludir ser vinculado a su padre, un médico decapitado por brujería), inmediatamente instó a Copérnico a publicar.

rheticus

Esto sumió a Copérnico en un mar de nervios y dudas. Preocupado porque su teoría iba contra el saber aceptado de la época, Copérnico quiso no obstante publicar sus tablas de los movimientos de los planetas: lo que no quiso fue mencionar la teoría que las respaldaba.

Cuando llevó a Rheticus, luterano, a casa de su único verdadero amigo, Tiedemann Giese, obispo de una diócesis vecina, su amigo y su discípulo trataron de convencerlo de la im­portancia de que publicara tanto sus tablas como sus opiniones.

Por último se alcanzó un compromiso; Rheticus escribiría un libro explicando las ideas de Copérnico, a quien sólo lo mencionaría por su nombre de pila y su lugar de nacimiento.

Rheticus escribió así una «carta» a uno de sus maestros en la que describía la teoría del «reverendo padre Dr. Nicolás de Torun, canónigo de Ermeland».

Hizo que se imprimiera la carta, que incluía comentarios astrológicos y bíblicos, y la envió a unas cuantas personas. Ahora que había expuesto la teoría, aumentaron las presiones sobre Copérnico para que publicase todos sus descubrimientos. Al final cedió.

Rheticus se ocupó del trabajo, copiando meticulosamente (y haciendo correcciones de menor importancia) el voluminoso manuscrito de Copérnico.

Cuando hubo acabado, se inició el proceso de imprimir el libro, pero, como llevaba ya dos años fuera de su universidad, lo dejó para volver a hacerse cargo de sus obligaciones docentes.

Regresó a la Universidad de Wittenberg y fue elegido en seguida decano.

Cuando concluyó su mandato, en mayo de 1542, se trasladó a Nuremberg, con el manuscrito en las manos, a concluir la tarea.

Poco después Rheticus consiguió un nuevo puesto en la Universidad de Leipzig y abandonó el proyecto.

Tal vez se sintiera alejado de Copérnico, pues en los agradecimientos del libro, que sin duda Rheticus vio, Copérnico omitía mencionar al hombre que más le había ayudado.

De modo que Rheticus traspasó la responsabilidad de imprimirlo a otra persona.

EL APARENTE RETROCESO DE LOS PLANETAS:

De todas las anomalías astronómicas que confundían a los observadores precopernicanos, la más desconcertante era cómo los planetas, que por regla general avanzaban por el firmamento de oeste a este, en ocasiones daban la sensación de invertir la dirección.

Los primeros astrónomos creyeron que estos aparentes retrocesos, o retrogradación, eran reales e inventaron complicados sistemas para explicarlos.

Copérnico demostró que el movimiento hacia atrás de los planetas es una ilusión. Ocurre porque los planetas giran alrededor del Sol a distintas distancias.

Como consecuencia, a menudo la Tierra adelanta a un planeta más alejado, que entonces da la sensación de retroceder, exactamente igual que el tren de cercanías que traquetea dirigiéndose hacia el campo parece, sin embargo, estar regresando a la ciudad cuando el tren expreso en que va uno avanza más deprisa por las vías de al lado.

retroceso de los planetas

Del mismo modo, un planeta interior que se mueva más deprisa, como Mercurio, que recorre una órbita más corta, puede dar la impresión de moverse hacia atrás porque da varias vueltas alrededor del Sol durante el año terrestre.

De modo que da la impresión de cambiar de dirección repetidas ve­ces cuando adelanta a la Tierra y luego se aleja de nosotros. En realidad lleva en todo momento la misma dirección.

Entra en escena Andreas Osiander, sacerdote luterano, había propuesto dos años atrás que, si Copérnico se decidía a publicar el libro, se­ría prudente decir que las hipótesis que contenía no eran «artículos de fe» sino meramente artificios para calcular.

Al hacer esta rectificación, pensó Osiander, Copérnico esquivaría las críticas de «los aristotélicos y los teólogos a cuyas contradicciones teméis».

Teniendo esta idea aún presente, Osiander se la aplicó a sí mismo, para proteger a Copérnico, y agregó un prefacio equívoco, famoso en la historia de la astronomía, que rebajaba la importancia del libro. «Estas hipótesis no necesitan ser ciertas, ni siquiera probables; si aportan un cálculo coherente con las obser­vaciones, con eso basta —escribió Osiander—.

Por lo que se refiere a las hipótesis, que nadie espere nada cierto de la astronomía, que no puede proporcionarlo, a no ser que se acepten por verdades ideas concebidas con otros propósitos y se aleje uno de estos estudios estando más loco que cuando los inició. Adiós.»

El prefacio sin firmar, que todo el mundo atribuyó a Copérnico, arrojaba dudas sobre las ideas del libro al dar a en­ tender que ni siquiera el autor las creía.

Se tardó un año en acabar la impresión del volumen, tiempo durante el que Copérnico tuvo un ataque de apoplejía y quedó parcialmente paralizado.

El primer ejemplar impreso del libro, que estaba dedicado al papa, llegó al castillo de Frauenburg el 24 de mayo de 1543. Aquel mismo día, más tarde, murió Copérnico.

Su sistema prevaleció. No era el modelo elegante que imaginamos nosotros, porque Copérnico, lo mismo que Aristóteles, estaba encadenado a la idea de la perfecta órbita circular. (Sólo después de que Johannes Kepler anunciara que las órbitas eran elípticas fue posible un sistema verdaderamente exacto.) En consecuencia, hubo que ajustar algunos detalles.

kepler

Copérnico hizo lo que hubiera hecho cualquier otro: agregó epiciclos, ruedas dentro de las ruedas en las que daban vueltas los distintos astros. Por ejemplo, nueve ruedas diferentes explicaban los distintos movimientos de la Tierra.

Además, las ruedas, como en el caso de Filolao, no giraban alrededor del Sol sino alrededor de un punto próximo al Sol. Y de acuerdo con Kepler, quien puso al descubierto que el autor del infame prefacio era Osiander, Copérnico ni siquiera descartó la noción de que los cuerpos celestes pudieran estar incrustados en cristal sólido.

En resumen, el sistema copernicano era un galimatías.

Eso no tuvo importancia, como tampoco tuvo importancia que el entero mundo cristiano rechazara oficialmente la tesis. Martín Lutero calificó a Copérnico de «astrólogo advenedizo» y se quejó de que «Este loco quiere invertir toda la ciencia astronómica».

Lutero tenía razón. Durante la vida de Galileo el papa puso a Copérnico en el Índice de libros prohibidos (donde siguió hasta 1835, el año que Charles Darwin  zarpó hacia las islas Galápagos a bordo del Beagle.

darwin

Sin embargo el sistema copernicano, a diferencia del ptolomeico, estaba basado en la realidad. La Tierra había sido zarandeada para siempre. El sol era el rey.

Explica Marcelo Levinas en su libro «Las Imágenes del Universo»:

El contenido de De revolutionibus se adormeció por años. La teoría que contenía fue virtualmente ignorada hasta principios del siglo XVII con ciertas excepciones, siendo las más notables las de Giordano Bruno, que no era astrónomo, y Kepler y Galileo la reflotó.

El libro fue censurado en unos pocos pasajes hacia 1616, aunque esta medida sólo fue verdaderamente efectiva en Italia.

Pasaron, entonces, setenta y tres años entre su publicación y su censura, estrechamente vinculada a la defensa del sistema copernicano por parte de Galileo.

Hasta ese momento sólo se habían dado unas pocas discusiones relevantes, muy ocasionales, acerca de si la idea de una Tierra en movimiento era incompatible con las Sagradas Escrituras.

La juventud y la madurez de Copérnico transcurrieron en un momento de amplia tolerancia intelectual comparado con el clima europeo luego de la Contrarreforma y de la posterior Guerra de los Treinta Años.

Koestler sostuvo que el libro de Copérnico fue uno de los menos vendidos de todos los tiempos, apoyándose en la densidad de su texto y lo difícil de su contenido, sugiriendo que la razón fundamental para ello estribó en que era totalmente ilegible (Koestler, 1986, p. 143).

La primera edición del libro, la de Nuremberg de 1543, constó de un millar de ejemplares, que jamás fueron vendidos en su totalidad. Hasta la edición de Munich de 1949, esto es, en un lapso de cuatrocientos años, sólo se realizaron cinco reediciones: la de Basilea en 1566, la de Amsterdam en 1617, la de Varsovia en 1854, la de Torún en 1873 y la de Thorn en 1879 (en alemán).

Un libro de Melanchthon, publicado seis años después que el de Copérnico y donde se intentaba refutar su teoría, se reeditó nueve veces antes de la primera reimpresión de De revo-lutionibus en 1566, alcanzando, luego, seis ediciones más. Este libro, junto con otros -entre ellos el Almagesto-, sólo en Alemania, consiguieron un centenar de ediciones hasta finales del siglo XVI; el de Copérnico, según vimos, solamente una.

De revolutionibus fue un libro renacentista, con una mezcla de tradición e innovación; culminatorio de aquélla y germen de una importante revolución.

Nicolás Copérnico fue, a la vez, el último astrónomo ptolemaico y el primer astrónomo moderno. Para imponer el nuevo sistema astronómico de manera categórica e inobjetable, la física debió ser modificada en profundidad, pero también debió ser reformado el complicadísimo sistema que su autor dejó.

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EL MUNDO COPERNICANO: El movimiento aparente del Sol hacia el este, a razón de cerca de 1º por día, es una consecuencia pero no una prueba del movimiento de traslación de la Tierra.

Este movimiento aparente se puede interpretar perfectamente en términos de la teoría geocéntrica, cuya versión más elaborada fue desarrollada por Ptolomeo, y aceptada durante siglos, en la cual la Tierra se suponía inmóvil, con el Sol orbitando a su alrededor.

Cuando Copérnico (1473-1543) sugirió que el recorrido diario y anual del Sol, la Luna, los planetas y las estrellas a través del cielo es causado por el movimiento de la Tierra y no del resto del universo, modificó completamente la perspectiva del mundo.

Este salto cualitativo en la historia de las ideas cosmológicas fue motivado por la imposibilidad de describir los movimientos planetarios en un universo geocéntrico.

Al destituir a la Tierra de su lugar privilegiado en el centro del universo, transfiriendo al Sol tan importante lugar, Copérnico obligó a la humanidad a reconsiderar su relación con el cosmos, su escala de valores.

Su hipótesis, publicada en 1543, el año de su muerte, explicaba los movimientos aparentes de los planetas colocándolos en órbita alrededor del Sol y asignando a la Tierra el tercer puesto en proximidad al mismo.

Esta idea fue motivo de grandes controversias en los siglos XVI y XVII, encendió grandes pasiones entre sus detractores y sostenedores, la Iglesia se sintió obligada a prohibir el libro de Copérnico y condenó más tarde a Galileo a ser juzgado por un tribunal de la Inquisición que lo forzó a abjurar de sus ideas.

Galileo Galilei

Pero hoy en día poca gente se detiene a pensar cómo es que sabemos que estos cambios de posición aparentes deben atribuirse al movimiento de la Tierra y no al del resto del universo.

Es cierto que tales ideas han sido ya aceptadas y que, en la actualidad, probablemente nadie las cuestione. Sin embargo, no es menos cierto que sólo unos pocos podrán explicarnos cómo probarlas.

Los motivos que llevaron a Copérnico a proponer su revolucionaria teoría, la situación histórica que la hizo posible tanto como su aceptación por parte de la comunidad astronómica de la época, están magníficamente relatadas en el libro de T. Kuhn, La revolución copernicana, al igual que las teorías previas que aquí simplemente hemos resumido.

Si bien Copérnico contaba con 13 siglos más de observaciones que Ptolomeo, los datos que éstas le proporcionaban eran muy imprecisos y hasta en algunos casos completamente falsos. Incluso a un astrónomo moderno le resultaría imposible poner orden en el cúmulo de informaciones con que contaba.

A pesar de ello, el movimiento de la Tierra resultaba convincente para explicar los movimientos celestes. Toda la complejidad de los epiciclos y deferentes tolemaicos podía ser reemplazada por el movimiento de la Tierra y los planetas alrededor del Sol y de la Tierra alrededor de su eje de rotación.

Así podían explicarse, al menos cualitativamente, las retrogradaciones planetarias y los distintos tiempos empleados por un planeta en sus trayectorias sucesivas alrededor de la eclíptica.

Desde una Tierra móvil, un planeta cuyo movimiento real fuera regular, parecería moverse irregularmente.

El movimiento del Sol se transfiere a la Tierra. El Sol no es todavía una estrella, pero es el cuerpo central del universo, posición que hasta entonces había sido ocupada por la Tierra.

El sistema copernicano asigna a la Tierra tres movimientos: un movimiento de rotación diario, un movimiento de traslación anual alrededor del Sol y un movimiento cónico alrededor de su eje de rotación.

El primero, hacia el este, explica los círculos diarios aparentes de las estrellas, el Sol, la Luna y los planetas.

Estas apariencias podrían ser causadas tanto por el movimiento circular de las estrellas sobre el observador fijo (explicación tolemaica) como por la rotación del observador frente a las estrellas fijas (explicación copernicana)….. pero estas explicación escapa a la idea de este post en donde ns interesa conocer la vida del astrónomo.

Teoría Geocéntrica de Tolomeo

Síntesis Copérnico

Tycho Brahe

Galielo Galilei

Johannes Kepler

Filosofía de las ciencias

Biografia Kepler Johannes Astronomo Obra Cientifica

Biografía Johannes Kepler – Astronomo Obra Científica

Nacido en Alemania en 1571, tuvo una juventud miserable. Su padre, Heinrich, a quien Johannes describe en un revelador horóscopo familiar como «vicioso, inflexible, pendenciero y destinado a acabar mal», ejerció de mercader y de tabernero, estuvo a punto de ser ahorcado en 1577 (por razones que desconocemos nosotros) y desertó de su familia para siempre en 1588.

biografia de johannes kepler

La vida privada de Kepler es una serie de infortunios y miserias: su primera mujer enloqueció, la segunda le cargó de hijos, tuvo que salvar de la hoguera a su madre, acusada de brujería… A pesar de su pobreza, siempre logró que algún príncipe le pensionara para proseguir sus estudios.
Su primera obra, el Prodromus dissertationum cosmographicarum, trata de cálculos astronómicos en apoyo de Copérnico y diversas divagaciones astronómicas y musicales. En Ad vitellionem para-lipomena, Kepler ofrece una excelente tabla de refracciones. Pero la obra que le dio una fama imperecedera es de 1609, y apareció con el título de Astronomía nova. En ella enunciaba las tres leyes que llevan su nombre. 

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La madre de Kepler, herbolaria, era «murmuradora y pendenciera, y de mal carácter».

Durante los años de su crecimiento, Johannes padeció malas digestiones, forúnculos, miopía, doble visión, manos deformadas (como consecuencia de unas casi fatales viruelas) y un extravagante surtido de enfermedades de la piel, entre ellas sarna y «heridas podridas crónicas en los pies . . .».

La Nochevieja de sus veintiún años tuvo relaciones sexuales «con la mayor dificultad concebible, experimentando un agudísimo dolor en la vejiga».

Probablemente resultará redundante añadir que estaba mal visto entre sus compañeros de clase.

Tampoco era su autoestima exactamente muy alta. En una vivaz narración escrita en tercera persona, se describió a sí mismo con «una naturaleza en toaos los sentidos muy perruna . . .». Por suerte, también era brillante.

Johannes Kepler ingresó en la Universidad de Tubinga siendo adolescente, se licenció a los veinte años y siguió allí en pos de una titulación en teología protestante.

En Tubinga oyó una conferencia en la que se defendía el universo geocéntrico de Ptolomeo. Kepler adoptó el punto de vista contrario y pasó a ser un decidido defensor del sistema heliocéntrico de Copérnico.

Esto no le procuró amigos, y menos entre los luteranos, a cuyas manos padeció en todo momento.

No obstante, cuando se le ofreció un puesto de profesor de matemáticas y astronomía en la ciudad austríaca de Graz, se mostró indeciso, porque eso interrumpía sus planes de ser pastor luterano.

A pesar de las dudas, aceptó el puesto.

Como profesor era efusivo y quizás entusiasta en exceso. (Sus largas cartas ponen de relieve las mismas cualidades.) Sus disertaciones, escribió, eran «cansinas, o por lo menos desconcertantes y no muy comprensibles».

El 9 de julio de 1595, precisamente durante una disertación, experimento lo que él —y no sólo él— consideraría la mayor intuición de su vida.

Mientras estaba dibujando en la pizarra, sopesaba el hecho de que aunque hubiese cinco sólidos platónicos (cuerpos que, como el cubo, tienen iguales todas las caras), hay seis planetas.

Era indudable que debía haber el mismo número de planetas que de sólidos platónicos.

Kepler Johannes

Entonces, en un instante exultante, comprendió. Los planetas, se dio cuenta, orbitaban en los intersticios de los sólidos platónicos, que se alojaban unos dentro de otros como un gran juguete cósmico. Describió esta revelación como sigue:

La órbita de la Tierra es la medida de todas las cosas; circunscríbase a su alrededor un dodecaedro, y el círculo que contiene a éste debe ser Marte; circunscríbase alrededor de Marte un tetraedro, y el círculo que contiene a éste será Júpiter; circunscríbase alrededor de Júpiter un cubo y el círculo que contiene a éste será Saturno.

Ahora bien, inscríbase dentro de la Tierra un icosaedro y el círculo que contiene éste será Venus; inscríbase dentro de Venus un octaedro y el círculo que contiene éste será Mercurio… Y tan intenso fue el placer causado por este descubrimiento que nunca podrá expresarse en palabras.

Aunque este esquema carece de la menor validez, Kepler nunca lo repudió, tanto porque parecía ofrecer una mayor aproximación a las órbitas planetarias como porque exhalaba un tufillo a la creencia pitagórica en la divina geometría.

En 1597 se casó con una viuda que él describe como «simple de entendimiento y gorda de cuerpo».

También se vio involucrado en largas negociaciones con el duque de Württemberg sobre el proyecto y la construcción de una copa de beber increíblemente complicada que sería un modelo del universo basado en los sólidos platónicos.

Especie de bar celestial, serviría, mediante cañerías ocultas procedentes de las distintas esferas planetarias, siete bebidas: aqua vitae la del Sol, agua la de la Luna, aguardiente la de Mercurio aguamiel la de Venus, vermut la de Marte, vino blanco la de Júpiter y «vino tinto añejo o cerveza» la de Saturno, un planeta que a menudo ha pugnado en los círculos astrológicos por conseguir alabanzas («El severo señor Saturno», le llamó el poeta isabelino Edmund Spenser).

El proyecto nunca se terminó. (Entre los posteriores proyectos hubo un periódico sobre meteorología, una cronología de la Biblia y una tentativa de explicar el universo mediante la música pitagórica de las esferas. Kepler decidió que las notas de la Tierra eran «mi» y «fa», por miseria y hambre [en latín fames].)

Durante estos últimos años del siglo XVI también escribió. Cuando estuvo en condiciones de publicar su libro Mysterium cosmographicum, el claustro de la Universidad de Tubinga trató de impedir la edición. Kepler lo publicó con ayuda de su querido profesor Michael Maestlin.

Envió ejemplares a Galileo, quien sin duda no lo leyó, y al gran observador Tycho Brahe, matemático imperial del emperador Rodolfo II en Praga.

Tycho quedó tan impresionado que pocos años después contrataría a Kepler como ayudante suyo.

La oferta llegó justo a tiempo, pues Kepler perdió su puesto en Graz al negarse a convertirse al catolicismo romano. Kepler partió hacia Praga el 1 de enero de 1600. Tycho y Kepler no podían ser más distintos.

El pelirrojo Tycho era descarado, seguro de sí mismo, excesivo en todos los aspectos; literalmente le tiraba las sobras de la comida a un enano que tenía bajo la mesa y llevaba una nariz metálica a resultas de haber perdido la mayor parte de la propia en un duelo de juventud.

También fue el observador a simple vista más preciso que ha habido en la historia de la astronomía. Tycho tenía algo que Kepler necesitaba muchísimo: cantidad de datos exactos.

Kepler tenía mala vista, pero poseía algo de lo que carecía el maduro Tycho: una gran inteligencia geométrica. Eran perfectos el uno para el otro.

Innecesario es decir que no hicieron buenas migas. Los otros ayudantes de Tycho se sintieron amenazados por el joven Kepler, cuya reputación era ya inmensa.

Tampoco mejoró su situación Kepler cuando se empeñó en calcular en ocho días la órbita de Marte, tarea en la que había fracasado el primer ayudante de Tycho tomándose mucho tiempo. (En realidad Kepler tardó años.)

El problema principal consistía en que Tycho ocultaba información. «Tycho no me dio la menor oportunidad de compartir sus experiencias», se quejaba Kepler.

«Sólo en el curso de una comida, y en medio de conversaciones sobre otros asuntos, menciona hoy como de pasada la cifra del apogeo de un planeta, mañana los nodos de otro.»

Por último Kepler presentó a Tycho una airada lista de peticiones.

Tycho las aceptó, Kepler se disculpó por haber perdido la calma y a partir de este momento Tycho compartió de buena gana sus datos. Muy poco antes de morir, se oyó a Tycho suspirar una y otra vez: «Que no parezca que he vivido en vano», y nombró a Kepler su sucesor.

Kepler fue oficialmente designado matemático imperial pocos días después de la muerte de Tycho. Durante los once años siguientes, pese a las injerencias de los herederos de Tycho, trabajó con los datos observados que almacenaba su antecesor.

Dos tareas lo consumieron: la creación de una serie de tablas astronómicas que presentaran los datos de Tycho de forma estructurada y la constante pugna con la órbita de Marte. Como todos los astrónomos que lo precedieron,

Kepler asumía que las órbitas planetarias eran circulares. Y no lo son; no importa cuántos círculos se agreguen a los anteriores círculos, las órbitas calculadas seguían difiriendo de las órbitas observadas.

Durante más de una década, a falta de instrumentos para hacer los cálculos —ni regla de cálculo ni logaritmos ni geometría analítica, ni siquiera se había inventado el cálculo aún—, Kepler hizo números. Sumando y multiplicando, trató de hallar la órbita.

De mala gana, abandonó el círculo. Tal vez la órbita tuviese forma de huevo. Cuando no le funcionó, volvió al círculo. Consideró el óvalo.

Una y otra vez le pasaba por las mientes la idea de la elipse pero la rechazaba. Por último encontró una fórmula que, correctamente calculada, daba lugar a una elipse.

Pero Kepler no hizo correctamente los cálculos. Frustrado, dejó de lado la ecuación y, lleno de tenacidad, decidió volver a probar, empezando por la misma forma que tantas veces había rechazado. Esta, creía él, «era una hipótesis bastante distinta».

Para su sorpresa, descubrió que la elipse volvía a conducir a la ecuación y que la ecuación daba lugar a una elipse. «Las dos … son lo mismo —escribió— ¡ay!, qué papanatas he sido.»

Y así es cómo Kepler descubrió la primera de sus tres grandes leyes. Las dos primeras se publicaron en 1609, en Astronomía nova (La nueva astronomía).

Este libro llamó poco la atención al publicarse. Galileo, entre otros, lo ignoró. (El mal trato que Galileo dispensó a Kepler, su único defensor y el único astrónomo que era su igual, constituye un triste capítulo de la historia de la astronomía.)

Entretanto Kepler escribía también sobre óptica, sobre astrología, sobre los copos de nieve y sobre la fecha correcta en que nació Cristo.

En 1611 murieron un hijo de Kepler y su esposa de treinta y siete años, y abdicó el emperador Rodolfo, su protector. Kepler dejó Praga por Linz, y volvió a casarse después de una exhaustiva búsqueda en la que comparó los méritos de once candidatas distintas.

También participó en la defensa de su madre, Katherine, que estaba siendo acusada de brujería por quien fuera su mejor amiga.

Al mismo tiempo, trabajaba en firme en otro libro, Harmonice mundi (La armonía del mundo), que contenía, además de información astrológica y más palabrería sobre los sólidos platónicos, su tercera ley del movimiento.

El año siguiente de publicarse la obra, Katherine Kepler se vio amenazada de tortura. Fue puesta en libertad, en parte porque su famoso hijo defendió su vida, pero murió al cabo de unos meses.

Kepler vivió otros nueve años. Completó las tablas que había prometido a Tycho, trabajó en una fantasía de ciencia ficción e hizo horóscopos; aunque a veces lo desesperaba la importancia que la gente daba a la astrología, no discutía sus supuestos básicos y hacía predicciones a largo plazo a sus clientes.

En 1630 viajó a caballo a Ratisbona, en una desafortunada tentativa de cobrar el dinero que le debía el emperador. Murió dos semanas después de haber llegado.

Johannes Kepler fue una figura extravagante en muchos sentidos, una combinación de las antiguas creencias medievales y de las matemáticas modernas. Apegado como estaba a los sólidos platónicos, no se daba cuenta de la importancia de sus aportaciones.

Pero sin él nunca hubiera creado Isaac Newton la teoría de la gravedad, ni existiría la ciencia tal como nosotros la conocemos. Los progresos astronómicos que hizo Kepler estuvieron a la altura de sus desafíos personales.

En su libro Los sonámbulos, una historia de los inicios de la cosmología, Arthur Koestler se ocupa del triunfo de Kepler: «En el universo freudiano, la juventud de Kepler es la historia de una feliz cura de la neurosis mediante la sublimación; en el de Adler, de un complejo de inferioridad felizmente compensado; en el de Marx, la respuesta de la Historia a la necesidad de mejorar las tablas de navegación; en el de los genetistas, de una estrafalaria combinación de genes.

Pero si toda la historia consistiera en eso, cualquier tartamudo podría convertirse en un Demóstenes y se debería premiar a los padres sádicos.

Tal vez Mercurio en conjunción con Marte, junto con unos cuantos granos de sal cósmica, sea una explicación tan buena como cualquier otra». Kepler habría estado muy probablemente de acuerdo.

Ver en este sitio: La Leyes de Kepler

PARA SABER MAS…

El Ordenado universo Copernicano. Copérnico estaba convencido de que finalmente había descubierto la estructura del universo a partir de los principios matemáticos unánimemente aceptados.

La exigencia de explicar los movimientos de los cuerpos celestes mediante movimientos circulares y uniformes en torno a sus centros geométricos le había llevado a aceptar la posición central del Sol y el movimiento de la Tierra como un planeta más.

Por contraria que pareciera al sentido común, esta cosmología heliocentrista explicaba de modo natural e inmediato toda una serie de fenómenos que hasta entonces parecían arbitrarios o no tenían explicación, como la elongación limitada de los planetas inferiores, la retrogradación de los planetas superiores en su oposición con el Sol y los tamaños de sus retrogradaciones.

Además esta cosmología no sólo mostraba de modo bello, simple y elegante el carácter aparente de dichas retrogradaciones, sino que además satisfacía por primera vez de modo natural y consecuente el principio unánimemente aceptado de la relación entre la distancia y los períodos de los planetas, ¡lustrando así el carácter armonioso, simétrico, coherente y unitario de la estructura de la «máquina del mundo».

Es decir, Copérnico había mostrado que el universo creado por Dios era efectivamente un todo ordenado y bello, ur. «cosmos». El nuevo planteamiento de Kepler. Pero Kepler fue mucho más allá.

Quede fascinado desde un principio por el orden del universo heliocéntrico y por eso se hizo copernicano, pero a él no le era suficiente saber cómo está ordenado el universo, Kepler quería saber porqué había sido creado por Dios con ese orden concreto y llegó a la conclusión de que si quería crear el mundo más ordenado y armónico posible, tuvo que crearlo del modo en que lo hizo.

Y eso le llevó a plantearse otros porqués, a plantear preguntas que nadie se había hecho jamás. Los planetas se movían, en efecto, tanto más lentamente cuanto más alejados estaban de su centro, el Sol, pero ¿por qué sucedía así? ¿Cuál era la causa de que sucediera así?.

En la cosmología geocentrista esta pregunta no tenía sentido porque los planetas no se movían por sí solos, sino que eran arrastrados en su movimiento por las esferas en las que estaban incrustados.

Y en Copérnico este punto no había cambiado en absoluto, también en su cosmología heliocentrista las responsables del movimiento de los planetas eran las esferas en las que estaban contenidos.

Pero en tiempos de Kepler la creencia en la existencia de tales esferas ya había entrado en crisis y el Sol tomaría un protagonismo que ya se barruntaba en Copérnico y en Rheticus. En todo caso, Kepler planteó el tema en términos radicalmente nuevos y eso llevaría a una transformación radical de la astronomía.

Por otra parte, el estilo intelectual de Kepler era también muy peculiar, como su compleja personalidad.

Nadie combinó la teología cristiana con el matematismo platónico como él lo haría y, además, nadie sometió el más desaforado misticismo pitagórico a la máxima exigencia en la precisión cuantitativa de los fenómenos astronómicos, como lo hizo Kepler. Esto lo hace tan apasionante como difícil.

La opinión de Galileoes elocuente: «Siempre le he considerado como un ingenio libre (quizás incluso demasiado) y sutil, pero mi filosofar es diversísimo del suyo»

LAS INVESTIGACIONES DE KEPLER:
Los estudios de Kepler, que siempre realizó con becas gracias a su precoz inteligencia, se encaminaban a la teología.

También amaba las matemáticas, según él mismo nos dice. y en la Universidad de Tubinga, su profesor Michael Maestlin, le ayudó a descubrir lo que sería el objetivo de su vida. Maestlin era un competente astrónomo.

En las clases no podía enseñar el sistema copernicano, considerado en la Facultad de Teología contrario a las Escrituras, pero en privado iniciaba a unos pocos alumnos escogidos en la cosmología de Copérnico.

El joven Kepler se entusiasmó desde el primer momento y, más osado, proclamaba públicamente su copernicanismo. Él mismo nos lo cuenta:

«Ya en Tubinga, cuando yo seguía atentamente las enseñanzas del famoso maestro Michael Maestlin, me di cuenta de cuan farragosa era en muchos aspectos la noción común hasta ahora de la estructura del universo. Por ello me quedé tan entusiasmado con Copérnico, que mi maestro exponía muchas veces en sus clases, que no sólo abogué repetidamente en favor de sus tesis en las disputas de los candidatos [estudiantes], sino que también hice una cuidadosa exposición defendiendo la tesis de que el primer movimiento [la rotación diurna de las estrellas fijas] es resultado de la rotación de la Tierra. También preparé un trabajo para adscribir a la Tierra las causas del movimiento del Sol sobre bases físicas o, si se quiere, metafísicas, como Copérnico lo hace sobre bases matemáticas».

Es significativo que, desde un primer momento, Kepler señala un punto que será crucial: Copérnico argumentaba con razones «matemáticas», mientras que Kepler pretendía defenderlo con argumentos «físicos» o «metafísicos». En realidad, en estos momentos el joven Kepler todavía no había leído el De revolutionibus, ni siquiera conocía la Narratio Prima de Rheticus.y sus intereses todavía no estaban definidos.

El azar, un elemento protagonista en la vida de Kepler, tuvo un papel decisivo. Acabados sus estudios de teología, le ofrecieron un puesto de profesor de matemáticas en la escuela de Graz. Siempre autocrítico, pensaba que no estaba preparado para ello, pero aceptó y eso determinó su futuro profesional. Sin embargo, aunque su interés por las matemáticas acabó imponiéndose, sus preguntas básicas seguían enraizadas en la teología natural.

El Mysterium cosmographicum (El secreto del universo, 1596) «Tres cosas había en concreto sobre las cuales yo insistentemente quería saber por qué eran así y no de otra manera: el número, la magnitud y el movimiento de los orbes (Numeras, Ouantítas et Motus Orbium).

Lo que me enardeció para esto fue la maravillosa armonía de las cosas inmóviles, el Sol, las estrellas fijas y el espacio intermedio con Dios Padre, Hijo y Espíritu Santo, semejanza que seguiré aún Investigando en la Cosmographia«.

 Con su cosmología heliocéntrica, Copérnico había desentrañado la relación entre el orden de los orbes planetarios y sus períodos de revolución. Era un elemento central de la maravillosa armonía de su sistema que tanto había impresionado a Kepler. Pero éste va más allá.

La armonía del universo, tal como la concibe Kepler, no sólo explicaría las relaciones entre las distancias y los períodos de los planetas, también explicaría su «número»; «las causas de porqué los orbes móviles son seis y no veinte o ciento».

Conocemos la génesis de esta ¡dea estructural, que Kepler nos contó en el prefacio de su Mysterium.

El Universo de Un Dios geómetra. Durante su estancia como profesor en la escuela de Graz, el trabajo personal de Kepler se centraba en las cuestiones mencionadas. Buscaba las leyes del movimiento planetario y la estructura del universo, elaborando primero hipótesis sobre las relaciones numéricas de sus órbitas: si una era el doble, el triple o el cuádruple de otra, pero fracasó reiteradamente.

El 9 de julio de 1595, durante una de las clases, a las que asistían escasísimos alumnos, estaba dibujando en la pizarra una figura determinada por la pauta de conjunciones entre Júpiter y Saturno, cuando se le ocurrió repentinamente que tenía la llave del secreto del mundo.

La figura resultante era un círculo inscrito en un triángulo, inscrito a su vez en un círculo, y entonces tuvo la revelación: la proporción de los radios de los dos círculos, inscritos y circunscritos por un triángulo, era la misma que la de las distancias de Saturno y Júpiter.

 Quizá la clave de la estructura del universo no estaba en las relaciones numéricas, tal como había ensayado incansablemente, sino en las relaciones geométricas.5 Podía, tenía que suceder que otros polígonos regulares inscritos en los sucesivos círculos de los planetas, centrados en el Sol, dieran la clave de las distancias de los planetas respecto al Sol, centro del universo. Pero tras un breve intento, pronto se puso de manifiesto que éste tampoco era el camino.

La premisa era buena, las figuras geométricas eran las adecuadas para desentrañar la estructura del universo, pero hay muchos polígonos regulares.

«Y sin embargo, las figuras resultaban satisfactorias en tanto que son cantidades y portante anteriores a los cielos. La cantidad, efectivamente, fue creada al principio, junto con la materia y el cielo, el segundo día. Pero (pensaba yo), si según la cantidad y proporción de los seis cielos establecidos por Copérnico tan sólo se pudieran hallar cinco figuras, de entre las infinitas otras posibles, que tuviesen propiedades peculiares sobre las demás, el asunto quedaría resuelto a satisfacción. Y de nuevo me preguntaba, ¿porqué habrían de ser planas las figuras entre los orbes? Añadamos mejor cuerpos sólidos. Hete aquí, lector, todo el hallazgo y materia de todo este opúsculo.»

misterio cosmografico de kepler

Cosmología de Kepler Reconstrucción gráfica de la cosmología de Kepler, aparecida en el Mysterium cosmographicum, regida por los cinco sólidos regulares y las esferas planetarias inscritas y circunscritas en éstos, que establecen las distancias entre los planetas. En la imagen no se incluyen las esferas.

LA LEYENDA QUE ACOMPAÑABA A LA FIGURA decía así:  «De Kepler admiras, espectador, la obra en esta figura quejamos habías visto. Pues lo que muestran los cinco sólidos de Euclides es la distancia existente entre los orbes de los planetas. Lo bien que se acomoda a la enseñanza que antaño formuló Copérnico es lo que te enseña la obra del Autor». El orden es el siguiente: esfera de Saturno /Cubo/ esfera de Júpiter / Tetraedro / esfera de Marte/ Dodecaedro / esfera de la Tierra / Icosaedro / esfera de Venus / Octaedro / esfera de Mercurio. Los distintos poliedros determinan las distancias entre los correspondientes, planetas: el cubo entre Saturno y Júpiter, el tetraedro entre Júpiter y Marte, etcétera. Las respectivas esferas u orbes tienen el suficiente grosor para explicar la variación de distancias de cada planeta. En el afelio, su punto más alejado del Sol, tocan su esfera más externa y en el perihelio, su punto más próximo al Sol, tocan su esfera más interna. O

CARTA DE KEPLER: COMENTA SU ÉXTASIS AL HACER SUS PROPIAS OBSERVACIONES CON SU TELESCOPIO

Praga
Septiembre de 1610
Profesor Gio. A. Magini: en Bolonia

Noticias extraordinarias, mi querido señor: Ernst, elector de Colonia y mi mecenas, que pasó el verano en el Consejo de príncipes, regresó la semana pasada de una rápida visita a Viena y trajo un telescopio, el mismo con que Galileo obsequió al archiduque de Baviera.

De esta forma, el mezquino paduano queda frustrado en sus celos por la generosidad de mis amigos y mecenas. Es posible que, después de todo, en el mundo haya justicia.

He tenido graves dificultades con este Galilei (creo que su padre poseía una mente más sutil: ¿ha leído sus obras?). Con su autoritarismo consuetudinario, envía mensajes a través de sus compatriotas en la corte, exige que lo apoye en sus afirmaciones sobre Júpiter porque al parecer no está satisfecho con mi Dissertatio y quiere que me reitere en las afirmaciones cada vez más contundentes de su genialidad… pero, pese a mis infinitas súplicas, no me envía el instrumento que me permita comprobar sus afirmaciones a plena satisfacción.

Dice que los gastos y la dificultad de fabricación se lo impiden, pero sé que ha repartido telescopios a todos sin excepción. ¿Qué es lo que le produce tanto miedo como para excluirme? Confieso que llego a pensar que sus enemigos tienen algo de razón cuando lo tildan de fanfarrón y charlatán.

Lo conminé a que me enviara los nombres de los testigos dispuestos a declarar que habían visto aquello que él defiende en Sidereus nuntius. Replicó que el gran duque de Toscana y cualquiera de los numerosos Medici respondía por él. Y yo me pregunto, ¿de qué sirven?.

No me cabe la menor duda de que el gran duque de Toscana defendería la santidad del demonio si le conviniera. ¿Dónde están los científicos dispuestos a corroborar los descubrimientos? Galileo dice que los considera incapaces de identificar Júpiter, Marte o incluso la luna y que no podemos esperar que reconozcan un nuevo planeta nada más verlo.

Empero, ahora todo se ha resuelto gracias al elector Ernst. Desde el 30 de agosto, fecha en que regresó de Viena, con ayuda del telescopio he podido contemplar con mis propios ojos esos fenómenos nuevos y maravillosos.

A diferencia del paduano, quise contar con el apoyo de testigos dignos de confianza e invité a mi casa al joven matemático Ursinus y a otros notables para que, individualmente y mediante registro bajo juramento, proporcionáramos pruebas irrefutables de las afirmaciones de Galileo.

Para evitar errores e imposibilitar toda acusación de complicidad, insistí en que cada uno dibujara con tiza en una tablilla lo que había visto a través del telescopio para comparar posteriormente las observaciones.

Fue realmente satisfactorio. Compartimos un buen vino y una cesta con alimentos -pasteles de carne de caza y unas excelentes salchichas- y pasamos una velada muy animada, si bien debo reconocer que el vino, sumado a mi mala vista, provocó en mí una visión extraña y peculiarmente coloreada del fenómeno.

Sin embargo, a grandes rasgos los resultados coincidieron y durante los días siguientes pude contratarlos en repetidas ocasiones. ¡Galilei tenía razón!

¡Ah, con cuánta agitación apoyé mi rostro en el magnífico instrumento! ¿Qué ocurriría si los nuevos descubrimientos sólo sirvieran para demostrar que me equivoqué en mis caras pretensiones sobre la verdadera naturaleza de las cosas? .

El pavor era infundado. Sí, Júpiter tiene lunas; sí, en el firmamento hay muchas más estrellas que las que el ojo percibe con la ayuda de instrumentos; sí, sí, la luna está hecha de materia parecida a la de la tierra: de todos modos, la forma de la realidad sigue siendo tal como siempre me pareció.

La tierra ocupa el lugar más distinguido en el universo porque rodea el sol en el espacio intermedio entre los planetas y, a su vez, el sol representa el sitio intermedio de reposo en un espacio esférico rodeado de estrellas fijas. Todo está regulado según las leyes eternas de la geometría, que es única y eterna, imagen de la mente de Dios. He visto todo esto y me siento en paz… pero no tengo nada que agradecerle a Galileo.

Vivimos tiempos extraños y maravillosos porque estas transformaciones se forjan en nuestra perspectiva de la naturaleza de las cosas. Pero debemos ceñirnos al hecho de que sólo se trata de una visión que se expande y se altera, sin ser la cosa misma.

Es curiosa la facilidad con que nosotros, pequeñas criaturas, confundimos la apertura de nuestros ojos con la aparición de una nueva creación: semejamos niños que cada mañana, al despertar, imaginan que el mundo se rehace.

Su amigo, señor, Johannes Kepler

Fuente Consultada:
Cosmos de Carl Sagan y
Vida, Pensamiento y Obra de Copérnico y Kepler – Colección Grandes Pensadores de la Historia

Teoría Geocéntrica de Tolomeo

Síntesis Copérnico

Tycho Brahe

Galielo Galilei

Johannes Kepler

Filosofía de las ciencias

Mapa de la Luna Superficie de La Luna Crateres Mares y Montañas

Mapa de la Luna Superficie de La Luna
Crateres, Mares y Montañas

¿Por qué vemos más de la mitad de la superficie lunar? Hoy, esta y otras preguntas relativas al movimiento de nuestro satélite ya tienen respuesta. Sin embargo, a pesar de que la Luna es el objeto celeste más  próximo a nosotros, calcular su órbita todavía es difícil: se han descubierto más de 37.000 factores que influyen en sus movimientos.

Hace millones de años la Luna estuvo bombardeada por distintos cuerpos celestes, como asteroides y  cometas, dejando una superficie característica , totalmente «rugosa y ondulada», formada por miles de cráteres que pueden observarse a simple vista. Inicialmente fueron grandes cuerpos, mientras que en una segunda etapa,  los cuerpos que impactaban fueron mas pequeños, provocando cráteres mas chicos, y todo esto ocurrió hace unos 3800 millones de años aproximadamente.

 El análisis de impactos responde al nuevo catálogo de alta resolución de los cráteres lunares de 20 metros de diámetro o superior -que son 5.185 en total- que se ha hecho gracias a los datos tomados por el altímetro de la sonda espacial de la NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). China también está desde hace pocos años en un proyecto para fotografiar, estudiar y armar un meticuloso y fiel plano de la superficie lunar, por lo que ha enviado una nave que orbita la Luna consiguiendo imágenes en 3D. También estaría previsto enviar una nave no tripulada que alunizara.

Cráter Lunar

Cráter Lunar

INFORMACIÓN BÁSICA DE LA LUNA:
Durante e una órbita de la Luna alrededor de la Tierra, la distancia que separa ambos cuerpos celestes puede variar muchísimo: hasta 1/8 del valor medio. A la distancia máxima de la Tierra, el diámetro aparente de la Luna es aproximadamente 9/10 del que nos muestra cuando se encuentra a la distancia mínima.

Tampoco el perigeo y el apogeo son fijos. A pesar de que se trata del objeto celeste más cercano a la Tierra, calcular el movimiento de la Luna es una tarea difícil. Este tipo de medidas se refiere . siempre a los centros de los dos cuerpos celestes y no a sus superficies.

Deben considerarse también las perturbaciones debidas a la atracción gravitatoria del Sol, al abultamiento ecuatorial de la Tierra y a la influencia de los planetas. Además, la magnitud de las perturbaciones provocadas por todos estos cuerpos varía continuamente, ya que también varían las posiciones de cada uno de ellos en el sistema solar.

Las técnicas más modernas para medir la distancia Tierra-Luna se basan en el empleo del láser. Se envía un rayo láser a la Luna, el cual, por reflexión, vuelve a la Tierra. Sabiendo la velocidad del rayo enviado y calculando el tiempo que emplea en cubrir el recorrido de ida y vuelta, es posible obtener, con una diferencia muy pequeña (pocos centímetros), el valor que se busca. L; teoría que predice el comportamiento de la órbita lunar tiene en cuenta muchos factores periódicos, algunos de los cuales apenas modifican el valor en 2 cm.

Sin embargo, la precisión que se obtiene con el láser obliga a los astrónomos a tener presentes incluso las variables más pequeñas.

IMPORTANCIA DE LA DISTANCIA TIERRA-LUNA
Esta medida no sólo permite verificar nuestras teorías sobre el movimiento lunar, sino también conocer exactamente la distancia Tierra-Luna. Esta información es importante porque influye sobre otros fenómenos. Las mismas teorías sobre el material que forma el interior de la Luna dependen en parte de tales valores.

Gracias a esta medida, es posible obtener en un tiempo muy breve indicaciones exactas sobre la disminución de velocidad (no regular) de la rotación terrestre. La distancia de la Luna a k Tierra interviene también en la medición de la deriva de los continentes, cuyos desplazamientos pueden ser de algunos centímetros por año.

LA ÓRBITA LUNAR
El tiempo que emplea la Luna en efectuar una órbita completa merece un discurso especial: a pesar de que gira alrededor de la Tierra, ésta no está inmóvil en el espacio, sino que, a su vez, gira alrededor del Sol. Respecto a las estrellas que son fijas, un mes lunar dura 27,32 días (mes sideral), pero el tiempo que tarda la Luna en volver a la misma fase respecto a la Tierra es diferente, ya que interviene el movimiento de ambos cuerpos. Este intervalo, llamado mes sinódico, equivale a 29,5 días.

El plano de la órbita lunar no coincide con el terrestre (eclíptica), sino que está inclinado unos 5° 19′. Esto es importante porque gracias a la existencia de un ángulo entre los dos planos no se producen cada mes eclipses en la superficie terrestre.

Con el tiempo, los nodos -puntos de intersección de los dos planos- se mueven con un desplazamiento de 19° por año. También la línea de los ápsides -la que une el perigeo con el apogeo- se mueve, aunque en dirección opuesta. El período de este último movimiento es de 8,85 años.

ROTACIÓN Y TRASLACIÓN
Como ya se ha indicado en otras ocasiones, el movimiento de rotación y el de traslación están sincronizados, es decir, la Luna tarda el mismo tiempo en efectuar una rotación completa alrededor de su propio eje que en girar alrededor de la Tierra. Esto se debe a la fuerza gravitatoria terrestre, que, a lo largo del tiempo, ha hecho disminuir la velocidad inicial de la rotación lunar.

Una consecuencia interesante de ello es que los movimientos del Sol en el firmamento de la Luna son muy lentos: basta decir que el Sol permanece sobre el horizonte durantes 354 horas consecutivas y que el disco solar tarda mas de una hora en emerger completamente. En una semana, el Sol asciende desde el horizonte hasta el punto mas alto del firmamento, y en otra llega a la puesta. El eje de rotación de la Luna está poco inclinado respecto al plano de la órbita y, por lo tanto las variaciones estacionales son mínimas.

ALGO MAS SOBRE LA SUPERFICIE LUNAR…

Un paisaje totalmente desolado, más severo y más áspero que cualquier escenario terrestre, daría la bienvenida a un visitante de la Luna. Elevadas cadenas de montañas., imponentes picos dentados de más de 10.000 metros de altura se alzan sobre una superficie marcada con profundas hendiduras e innumerables cráteres, cubierta por una delgada capa de polvo de ceniza.

Uno de los caracteres más distintivos de la superficie lunar son los cráteres. Éstos varían de tamaño, desde pequeños hoyos hasta enormes depresiones de más de ICO Km. de ancho. Algunos están cercados por empinadas paredes que se elevan quizá a 5.000 metros sobre el piso del cráter y algunos kilómetros sobre la superficie genera! del «terreno». Otros son depresiones poco profundas con paredes de sólo algunos cientos de metros de altura. Muchos tienen pisos a nivel, pero en otros casos se puede ver en el centro un pico solitario.

El origen de los cráteres ha sido motivo de gran número de discusiones. Dos hipótesis principales se formularon a este respecto: la que los atribuía a un origen volcánico, y la que los explicaba como debidos a grandes colisiones de cuerpos, tales como meteoritos, contra la superficie lunar.

La teoría volcánica adquirió bastante crédito antes de que los científicos comprobaran que era un hecho cierto la caída de meteoritos sobre la Tierra; fue necesaria une larga discusión, que se prolongó durante un siglo, antes de que todos los astrónomos aceptaran que la mayoría de los cráteres eran debidos a choques. De hecho, como luego pudo demostrarse, se pueden también hallar sobre la superficie de la Tierra cráteres formados de un modo semejante.

Uno de los más famosos, el cráter Meteoro, en Arizona, tiene 1.200 metros de ancho y 150 metros de profundidad. La razón de que la Tierra no esté marcada con cráteres, como la Luna, es porque el agua, el viento, y el hielo, han borrado en el trascurso del tiempo todas las huellas, excepto las de los cráteres más recientes.

Pero en la Luna no hay erosión alguna (ya que allí no existen el viento, el agua y el hielo), de modo que se guarda cuidadosamente la evidencia acumulativa de muchos millones de años de castigo meteorice Esta falta de erosión explica también la aspereza del paisaje. Actualmente se reconoce que existen también pequeños cráteres que no pueden ser debidos a choques y, por lo tanto, deben ser de origen volcánico, aun cuando su forma no es la de los volcanes terrestres. En este sentido, se plantea la cuestión de si la Luna se encontró en algún momento en forma de una masa fundida, a alta temperatura, o bien se formó a más baja temperatura a partir de materiales sólidos. Todos los indicios, resultantes de consideraciones de distintos tipos, parecen indicar que la Luna ha debido formarse a baja temperatura, si bien, desde luego, es posible que presente actualmente un interior parcialmente fundido.

La fuente de calor quizá no es su origen residual primitivo; al igual que actualmente se acepta para el origen de los volcanes terrestres, se puede derivar de acumulaciones de materiales radiactivos.

Otra interesante característica del paisaje luna-está constituida por la presencia de grandes áreas oscuras, que los primeros astrónomos creyeron que eran mares. Aunque actualmente se sabe que no son mares (no hay agua líquida en la Luna), continúan utilizándose los nombres antiguos. Un «mar» lunar es una especie de planicie seca situada a cierta distancia por debajo del nivel medio de la superficie. Así, por ejemplo, el océano de las Tormentas, que se sitúa totalmente a la izquierda en la fotografía de la superficie lunar. Un poco más al centro, en la parte superior, se halla el mar de las Lluvias («Mare imbricum»), con la bahía o golfo de los Iris, de forma semicircular, en su parte superior.

En la parte de abajo, el mar de los Nublados. El astrónomo Gilbert, estadounidense, fue el primero que estudió con gran detalle las características de la imponente colisión que dio lugar a la formación de uno de estos mares, la que se ha denominado «colisión imbria», por haber originado el mar de las Lluvias. Según todos los indicios, un enorme bólido, con un diámetro de más de 150 Km., incidió sobre la región del golfo de los Iris, procedente del noroeste, elevando una inmensa ola en todas las direcciones de la superficie lunar, pero especialmente en la dirección de su movimiento, esto es hacia el centro del disco visible de la Luna. La energía liberada por la colisión debió ser fabulosa.

Se estima que sería del orden de unos cien millones de veces superior a la de los mayores terremotos conocidos en la Tierra o, si se prefiere una medida más «actual», ¡del orden de cerca de un billón de bombas atómicas! Un choque de esta magnitud debió producir efectos muy notables. La región afectada se pulverizaría hasta el grado de arena fina, una parte de la cual pudo extenderse sobre un área considerable. Grandes trozos de materia de la superficie lunar y del mismo meteorito fueron probablemente lanzados en alto para caer después en grandes bloques, formando varias masas montañosas. Trozos más pequeños, animados de grandes velocidades, produjeron surcos y estrías en la superficie, que se extienden a grandes distancias del área del choque.

En otras ocasiones la energía desarrollada por la colisión pudo originar la fusión de una parte del material, dando lugar a la formación de las corrientes de lava que parece ser la sustancia principal de algunos de los mares. Este tipo de fenómenos se especula que pudieron ocurrir durante un período del orden de un millón de años, hace unos 4.500 millones de años. Posteriormente, los cuerpos que cayeron sobre la Luna fueron más pequeños, produciendo cráteres menores.

Fuente Consultada: El Universo Enciclopedia de la Astronomía y del Espacio Tomo 3 – Movimientos y Fases de la Luna

Escala del Sistema Solar
Distancia a las Estrellas
La Vía Láctea
Más Allá de la Vía Láctea
Características del Módulo Lunar
La Fases De La Luna
El Hombre Llegó a la Luna
Lugares de Alunizajes

Vitruvio: Sus Libros de Obra Sobre Arquitectura Antigua Romana

Libros de Vitruvio
Obra Sobre Arquitectura  Romana Antigua

El arte romano. —En cuanto al arte no fueron los romanos originariamente un pueblo amante de él, cosa que no debe considerarse como tacha, ya que antes de emanciparse de su tosquedad primitiva, la necesidad los obligó a lanzarse a empresas guerreras y no son los climas bélicos los más adecuados para fomentar las aptitudes artísticas, que, para su desarrollo requieren un sosiego y delicadeza espiritual que no pueden exigirse a soldados de profesión.

Aprovecharon de los etruscos el empleo del arco y la arquitectura de sus primeros edificios, y las primeras estatuas de la ciudad de Roma, hechas de barro cocido y de bronce, fueron también obras del arte etrusco. La conquista de Macedonia trajo la influencia griega, y en el «triunfo» de Paulo Emilio, en 167 antes de Jesucristo, se hizo magnífica ostentación de valiosas armaduras, jarrones, pinturas, y estatuas, que mostraron al pueblo de Roma lo que Grecia sabía producir en punto a modelos de arte.

Los «triunfos» de Mumio sobre Grecia, y los de Pompeyo sobre Mitrídates, trajeron a Roma numerosas pinturas, estatuas de mármol, gemas talladas, perlas, ejemplares de plata repujada y cincelada, figuras y vasijas de bronce corintio y magníficos objetos de oro.

Conforme aumentaban el lujo y la riqueza, las obras de escultura, mosaico, pintura y arquitectura, ejecutadas por artistas griegos, acrecían considerablemente su número, y muchas de las primeras figuran hoy en nuestros museos. Medallas, monedas y camafeos, produjéronse en abundancia bajo el imperio, especialmente en la época de los Antoninos, que fueron los tiempos en que el arte brilló con más esplendor.

En los primeros tiempos del imperio se distinguió el gran arquitecto e ingeniero romano Vitrubio Polión, encargado de la construcción de muchos edificios monumentales y obras hidráulicas, y de la construcción y reparación de máquinas de guerra. Dejó escrita una obra en diez volúmenes de los cuales los siete primeros están dedicados a la arquitectura propiamente dicha, el octavo a construcciones hidráulicas, el noveno a cronometría y el décimo a maquinaria. Su obra se reprodujo en extracto en la propia Roma, y en épocas distintas y hasta fines del pasado siglo, se han editado traducciones de este tratado, que tiene el gran mérito de ser el único que sobre esas materias nos ha legado la antigüedad romana.

El más antiguo manuscrito que se conoce de Vitrubio Polión se encuentra en Londres, y su transcripción fue efectuada en tiempos de Carlomagno.

A continuación puedes descargar sus libros, haciendo clic en cada botón:

hombre de vitruvio

Tres principios basicos de la física Pascal Arquimides Bernoullie

Tres Principios Básicos de la Física Clásica

principios basicos de la físicaprincipios basicos de la físicaprincipios basicos de la física
Blais Pascal Arquímedes Daniel Bernoullie

EL MODELO CIENTÍFICO: El hombre, desde tiempos remotos, observa los cambios que se producen en todas las cosas que le rodean. Tuvo conocimiento de que el Sol y la Luna se movían en el espacio, pero durante muchos años no pudo dar una explicación a este fenómeno. El camino para descifrar los secretos de la naturaleza es lento.

Los hombres han ido avanzando en la interpretación de estos y otros fenómenos de la naturaleza y, aunque desconocemos aún muchas cosas, el Universo físico del que formamos parte es objeto de estudio. Todas estas ramas del saber se llaman ciencias porque presentan un conocimiento sistemático de algún aspecto del mundo material, basado en la observación y en el razonamiento. Como la ciencia es demasiado amplia para ser estudiada y conocida desde una sola perspectiva se ha dividido en ramas relacionadas entre sí: la geología, la biología, la física, la química son las que llamamos ciencias de la naturaleza.

La geología estudia la Tierra y los fenómenos que ocurren en ella; la biología estudia los seres vivos; la física estudia las modificaciones experimentadas por los cuerpos que no afectan a su naturaleza o a su composición y la química estudia las modificaciones que varían la naturaleza de los cuerpos.

Una característica común a todas las ciencias de la naturaleza es que son ciencias experimentales, es decir, los conocimientos que se han ido acumulando han sido obtenidos mediante la experimentación sistemática. Este procedimiento se denomina método científico experimental. Las fases de este método de investigación en forma esquemática son las siguientes:

observación -> experimentación -»ley científica -> teoría científica.

La observación. Es el examen atento de los fenómenos naturales. Ante ellos, el científico elabora una hipótesis, palabra que significa en realidad una idea que ha de ser comprobada. La experimentación. Consiste en la repetición sistemática del fenómeno observado en distintas circunstancias, analizando y estudiando los factores que influyen en él. La ley científica. Si el científico ha comprobado que existen regularidades de comportamiento, puede elaborar el enunciado de una ley científica que tenga un carácter general.

Cuando es posible se busca una expresión matemática que enuncie la ley. La teoría científica. Cuando sobre una determinada área concurren diversas leyes aparentemente independientes, se elabora una teoría científica que puede servir de guía para el descubrimiento de nuevas leyes. Todas las teorías tratan de explicar fenómenos observados y las causas que los provocan. Esto no quiere decir que no puedan ser modificadas, puede suceder que se tengan que corregir o ampliar, o en algunos casos rechazar teorías ya enunciadas.

Los métodos de investigación chocan a veces con la imposibilidad de acceder a los objetos que se pretende estudiar bien porque están demasiado alejados o porque son demasiado pequeños (astros, átomos, moléculas).

En estos casos los científicos tienen que encontrar un camino de investigación indirecto que les lleve, si es posible, al mismo fin. Para conseguirlo se han ideado modelos con los cuales puedan describir y explicar determinados fenómenos de forma Intuitiva. De la misma manera que una maqueta de un barco nos puede servir como modelo para compro- bar o experimentar determinados fenómenos sin tener que utilizar un barco real.

Los modelos creados por los científicos tienen que sufren cambios a medida que la ciencia avanza, incluso algunos  se han abandonado definitivamente. Ptolomeo. creó un modelo del Universo en el que la Tierra era el punto central y el Sol giraba a su alrededor. Este modelo era capaz de explicar muchas observaciones, pero se tuvo que abandonar cuando se conoció que los hechos no estaban de acuerdo con el modelo.

De forma análoga, la óptica es capaz de explicar diversos fenómenos de la luz, como la reflexión y la refracción, si adopta como modelo el que representa a la luz como un conjunto de rayos. Sin embargo tiene que adoptar un modelo diferente si quiere explicar otro tipo de fenómenos.

Esto nos indica que un modelo sólo es válido dentro de un campo de trabajo delimitado, y permite, dentro de este campo. hacer pronósticos de fenómenos que la experimentación tiene que confirmar después.

UN POCO DE HISTORIA SOBRE LAS INVESTIGACIONES

ARQUÍMEDES: La física de Aristóteles perjudicó a la ciencia en el curso de la Edad Media cuando sus conceptos fueron asimilados e impuestos a todo el mundo cristiano por Santo Tomás de Aquino. Durante los doscientos cincuenta años que siguieron a su muerte, Aristóteles fue ignorado por los grandes físicos del mundo antiguo: Arquímedes. Ctesibios y Herón de Alejandría. En efecto, estos tres genios fueron más hombres prácticos que soñadores, y puede decirse que el primero y mayor de todos ellos ha consagrado definitivamente la ruptura entre la metafísica y la física. Todo el mundo ha oído hablar del principio de Arquímedes: «Todo cuerpo sumergido en agua recibe de parte de este líquido un impulso de abajo a arriba igual al peso del volumen de agua que desaloja.» Aquí radica el fundamento de la hidrostática y sus aplicaciones han sido innumerables. Al salir Arquímedes del baño portador de las dos coronas de oro y plata que le habían servido para su experimento, muy bien podía recorrer las calles de Siracusa gritando «¡Eureka!». Aquel día había efectuado realmente un gran descubrimiento.

Arquímedes no sólo redactó su famoso Tratado de los cuerpos flotantes, sino que también inventó el tornillo sinfín y los engranajes multiplicadores y de multiplicadores, y generalizó la teoría de la palanca. Nadie ignora esta famosa frase: «¡Dadme un punto de apoyo y levantaré el mundo!» Arquímedes fue igualmente un gran ingeniero. Cuando el ataque a Siracusa por la flota romana, hizo construir múltiples ingenios destinados a defender la ciudad: ballestas y catapultas que lanzaban flechas y piedras, grúas gigantescas que. lanzando un garfio por entre los aparejos de las trirremes, atraían a éstas hacia las rocas contra las que se estrellaban.

El resto de la flota romana fue incendiado por inmensos espejos parabólicos de bronce, prolijamente pulidos, que concentraban a distancia los rayos del sol siciliano sobre las galeras enemigas.

A pesar que el uso de la palanca como elemento de ayuda para mover pesos, se usa desde tiempos  prehistóricos, atribuimos a Arquímedes el mérito de haber enunciado el principio de la palanca, sin tomar en cuenta el tiempo que este mecanismo llevaba utilizándose antes de su época.

A Arquímedes también se le debe el principio de la flotabilidad, según el cual todo objeto sumergido en un fluido desaloja un volumen de fluido igual a su propio volumen. Esto abrió un camino a la medición del volumen, a la explicación de por qué unos cuerpos flotan y otros no, etcétera. Arquímedes captó de repente el principio cuando él mismo se sumergió en un baño público y se percató de que el nivel del agua ascendía.

La leyenda pretende que brincó fuera del baño y, desnudo como estaba, se fue corriendo a su casa gritando: «¡Eurekal ¡Eureka!» («¡Lo encontré! ¡Lo encontré!»). Le había sido propuesto el problema de averiguar si una corona de oro estaba adulterada con algún metal menos denso, pero se le impuso la condición de no dañar la corona. Para ello debía conocer el volumen, y el efecto de flotabilidad se lo revelaría. (Los antiguos griegos, por cierto, no se preocupaban por la desnudez, de modo que la conducta de Arquímedes no fue tan insólita como cabría imaginar.)

LAS EXPERIENCIAS DEL FÍSICO ALCALDE Y DE BLAS PASCAL
En 1654, Otto de Guericke, alcalde de Magdeburgo (Alemania), inventor de la primera bomba para hacer el vacío, realizó en presencia del emperador un experimento que causó enorme sensación en su época. Utilizó dos semiesferas (por eso se llama experiencia de los hemisferios de Magdeburgo) de metal, huecas, que podían unirse perfectamente. Su diámetro era de 55 cm. Estando llenas de aire, no había ninguna dificultad en separarlas. Luego hacía el vacío y enganchaba caballos que tiraban de cada hemisferio. Se necesitaron dieciséis caballos, ocho de cada lado, para poder separarlas.

Las experiencias de Torricelli llegaron a oídos de Blas Pascal, que en la misma época vivía en la ciudad de Rúan. Entusiasmado con las ideas del físico italiano, repitió las experiencias y se convenció de que aquél tenía razón. Además, aprovechando que en su villa se construían excelentes tubos de vidrio, hizo .construir uno de alrededor de once metros de largo, y realizó la experiencia de Torricelli, pero con agua, comprobando que alcanzaba una altura de 10,33 metros.

Debido a una disputa con físicos que sostenían todavía la vieja doctrina del horror al vacío, Pascal hizo esta experiencia hasta con vino, aplastando los argumentos de los adversarios.

Si la teoría de Torricelli es correcta, pensó Pascal, ¿qué debe ocurrir cuando se hace la experiencia de Torricelli a distintas alturas, subiendo una montaña, por ejemplo? La presión atmosférica debe ir disminuyendo, y por lo tanto la columna de mercurio, que al nivel del suelo tiene una altura de unos 76 cm, debe ir disminuyendo también.

Pascal decidió realizar el experimento, pero por su salud no pudo hacerlo personalmente. Envió a unos amigos, quienes ascendieron al Puy-de-Dome, en la Auvernia, en 1649. Con gran emoción, los expedicionarios comprobaron que, a medida que ascendían por la montaña, el nivel del mercurio bajaba. El descenso alcanzó unos 8 cm al llegar a la cima.

1738: Teoría cinética de los gases
Boyle había supuesto que los gases consistían en átomos ampliamente espaciados, pues esta particularidad explicaba el hecho de que los gases pudieran comprimirse. La noción fue ampliada por el matemático suizo Daniel Bernouilli (1700-1782). Consideró que los átomos que constituyen los gases estaban siempre en rápido y aleatorio movimiento, colisionando unos con otros y con las paredes del recipiente. (Esto se llama teoría cinética de los gases; cinético viene de la palabra griega que significa «movimiento».)

Si la temperatura se eleva, los átomos se desplazan con mayor rapidez y colisionan con más fuerza, y así se separan un poco más el uno del otro. Por esta razón el volumen se incrementa si se eleva la temperatura, y decrece si la temperatura baja, con tal de que la presión siga siendo la misma. Si se impide que el volumen varíe, la presión (la fuerza con que los átomos golpean las paredes) se incrementa al ascender la temperatura y desciende si la temperatura baja. Esta descripción resultó ser correcta, pero un tratamiento matemático adecuado del tema sólo se llevó a cabo 125 años más tarde.

Teorías Físicas Que Fracasaron

Biografía de Evangelista Torricelli Fisico Presion Atmosferica

Biografía de Evangelista Torricelli
Físico Que Investigó Presión Atmosférica

Físico y matemático italiano que descubrió la forma de medir la presión atmosférica, para lo cual ideó el barómetro de mercurio. Por este invento pasó a la posteridad. En 1644 publicó su obra Opera geométrica (Obra geométrica), donde expuso sus hallazgos sobre fenómenos de mecánica de fluidos y sobre el movimiento de proyectiles.

Fruto de sus observaciones, perfeccionó el microscopio y el telescopio. Asimismo, sus aportes a la geometría fueron determinantes en el desarrollo del cálculo integral

BIOGRAFÍA TORRICELLI Evangelista (1608-1647)
Físico y matemático italiano nacido el 15 de octubre de 1608 en Faenza y fallecido enFlorencia el 25 de octubre de 1647. Sus padres fueron Gaspare Torricelli y Caterina Angetti.

Era una familia humilde, Gaspare era obrero textil. Evangelista fue el mayor de los tres hijos del matrimonio.

Sus padres notaron el talento de su hijo y como no tenían recursos para educarlo lo enviaron a estudiar con su tío, el Hermano Jacopo, un monje Camaldolese, al colegio Jesuita entre tos años 1624-1626 en Faenza.

Su tío observa el talento de Evangelistay arregla que estudie privadamente con otro monje Camatdolese, Benedetto Castetli, de quien se convierte en ayudante hasta 1632. Castelli enseñaba en la Universidad de Sapienza, en Roma.

Torricelli no fue alumno de esa universidad. Torricellireemplazaba a Castelti cuando estaba ausente de Roma.

El 11 de septiembre de 1632 Castelli escribió a Galileo una carta en la cual informa sobre los notables progresos científicos de Evangelista. Galileo te contesta a Castelli, pero como éste no estaba en Roma, su secretario Torricelli aprovecha para contestar la carta y explicarle directamente a Galileo sobre sus trabajos matemáticos.

Durante los siguientes nueve años (1632-1641), fue secretario de Giovanni Ciampoli, amigo de Galileo y de otros profesores.

No se sabe exactamente donde vivió Torricelli durante estos años, pero como Ciampoli fue gobernador de muchas ciudades, debe haber vivido en distintos períodos en Montatto, Norcia, San Severino y Fabriano.

Para 1641 Torricelli había completado gran parte del trabajo que iba a publicar en tres partes en 1644, Opera geométrica. La segunda parte del trabajo es el De motu gravium, que es un tratado sobre el movimiento parabólico de los proyectiles. Torricelli pidió opinión a Castelti sobre tratado en 1641.

Castelti estaba tan impresionado que él mismo te escribió a Gatileo, que vivía en Arcetri, cerca de Florencia, vigilado por la Inquisición. En abril de 1641 Castelli fue de Roma a Venecia y de paso se detuvo en Arcetri para entregarte a Galileo una copia del manuscrito de Torricelli y le sugiere que lo contrate como asistente.

Mientras Castelli viajaba, Torricelli permanecía en Roma a cargo de sus clases. Galileo aceptó la propuesta de Castelli y el 10 de octubre de 1641, Torricelli llegó a La casa de Galileo en Arcetri.

Se convirtió así en su discípulo (1641). Permaneció viviendo con Galileo durante su ceguera, cuidándolo hasta el día de su muerte en enero de 1642 y, un año más tarde, lo sucedió en el cargo de matemático de la corte del Gran Duque Fernando II de Toscana, pero no recibió el titulo de Filósofo de la Corte, que tenía Galileo.

Torricelli mantuvo este cargo hasta su muerte, viviendo en el palacio ducal en Florencia.

Otro discipulo de Castelli era Cavalieri, que era titular de la cátedra de Matemática en Bolonia. Torricelli estudió los métodos de Cavalieri y al principio desconfió de ellos. Pero pronto se convenció de su exactitud y comenzó a profundizarlos.

Uno de sus resultados más importante tiene que ver con la extensión del método de los indivisibles de Cavaliería los indivisibles curvo.

Para 1641 había probado un número impresionante de resultados usando el método que publicaría tres años después. Examinó los cuerpos tridimensionales que se obtienen al rotar un polígono regular alrededor de un eje de simetría.

También calculó el área y centro de gravedad de la cicloide.

El tema de La cicloide surgió de una disputa con Roberval. En una carta fechada en octubre de 1643 Le informa a Roberval sobre sus puntos de vista y resultados sobre el centro de gravedad de la parábola, la superficie de la cicloide y su historia, el sólido de revolución generado por una cónica y un sólido hiperbólico.

No hay duda que ambos matemáticos llegaron a descubrimientos similares sobre La cicloide pero que ninguno influyó sobre La ideas del otro.

Otra contribución de Torricelli fue en 1640, la resolución del problema de Fermat: dados tres puntos en un plano, encontrar un Cuarto punto tal que la suma de las distancias a los tres dados sea la menor posible (conocido como el centro isogónico del triángulo). Torricelli fue la primera persona en crear un vacío sustentable. su nombre se asocia a La invención del barómetro de mercurio en 1644 para La medición de La presión atmosférica.

Este experimento, además de la importancia de sus aplicaciones prácticas, permitía demostrar la inconsistencia de Las afirmaciones de los que aún seguían las teorías aristotélicas sobre la imposibilidad de la existencia de vacío, ya que por encima de la columna de mercurio de su barómetro se producía dicho vacío.

En De motu gravium también probó que la velocidad de salida de un liquido a través de un pequeño orificio en la pared delgada de un recipiente es proporcional a la raíz cuadrada de la altura entre el orificio y base del recipiente, enunciado conocido como el Teorema de Torricelli. Algunos lo consideran el fundador de la hidrodinámica.

En esta publicación estudia el movimiento de un proyectil, desarrolla las ideas de Galileo sobre la trayectoria parabólica de un proyectil lanzado horizontalmente y da una teoría sobre los proyectiles disparados en cualquier ángulo.

Por otra parte, construyó los mejores anteojos de la época y hasta ahora, las lentes preparadas por él, se destacan por su perfección.

También construyó telescopios, microscopios. Aparentemente aprendió estas técnicas mientras vivió con Galileo. Torricelli ganó mucho dinero por sus habilidades en la construcción de lentes durante la última parte de su vida en Florencia y recibió muchos regalos del Gran Duque.
En 1647 Torricelli; contrajo fiebre tifoidea y murió a tos 39 años.

Torricelli, físico

«Yo afirmo que vivimos en un mar de aire»
El mérito de Torricelli fue haber sido el primero en medir el valor de la presión que
la atmósfera imprime a la superficie terrestre.

Por qué se lo recuerda
LA ACEPTACIÓN DEL VACIO
Demostró que los efectos atribuidos al «horror del vacío» se debían en realidad a la presión del airé. Inventó el barómetro de mercurio.

PREDICCIÓN DEL TIEMPO
Aunque Torricelli nunca lo supo, el descubrimiento del barómetro iba a ser muy importante para pronosticar el tiempo.

APARATOS DE ÓPTICA
Construyó telescopios superiores a los conocidos hasta entonces y otros aparatos de óptica. También desarrolló el teorema que lleva su nombre, acerca del movimiento de los fluidos.
Medición atmosférica

PARA SABER MAS…
La conquista del vacío .

Hasta el siglo XVII era imposible aceptar la idea de que el vacío era parte del espacio. Aristóteles había intentado sin éxito verificar el peso del aire y durante mucho tiempo el pensamiento imperante afirmaba que el vacío era, sobre todo, un concepto inconsistente. Sin embargo, el camino de la investigación y la experimentación, iniciado en gran medida por los descubrimientos de Galileo, Newton y Torricelli, cambió de manera radical el punto de vista de la ciencia.

Evangelista Torricelli, discípulo de Galileo, fue quien demostró que el aire es un fluido gaseoso que nos rodea, nos envuelve y nos presiona.

Su aporte fue muy importante ya que muchos fenómenos que ocurrían en la naturaleza hasta entonces extraños-eran derivados simplemente de la presión atmosférica.

¿Qué hizo Torricelli? Llenó un tubo con mercurio, lo invirtió y sumergió la parte abierta en un recipiente con más mercurio. El nivel de éste en el tubo descendió algunos centímetros, lo qué dio lugar en el extremo cerrado a un espacio sin mercurio, que no podía estar sino vacío.

Al principio muchos hombres de ciencia de la época se negaron a aceptar la teoría de Torricelli, verificada por el barómetro que él mismo había construido. Tuvo que transcurrir un tiempo para que la sociedad reconociera que por sobre la columna de mercurio operaba el propio peso de la atmósfera que rodea la Tierra.

Nuevos descubrimientos
Las experiencias de Torricelli fueron conocidas en Francia a través de su correspondencia con el religioso Marín Mersenne, quien a su vez estaba en contacto con otros investigadores que se sintieron entusiasmados a seguir explorando el fenómeno del espacio vacío.

Así fue como el físico Blaise Pascal (1623-1662), en Francia, reveló las variaciones de la presión atmosférica según las condiciones climáticas y la altura. A su vez Robert Boyle (1627-1691), en Inglaterra, llevó a cabo diversos estudios sobre la elasticidad del aire.

La carrera por perfeccionar los instrumentos que se usan para conocer el macro y microcosmos continúa hasta la actualidad. Hoy, al escuchar las noticias meteorológicas sabemos que las altas y bajas presiones sobre determinadas zonas del planeta tienen una influencia muy importante sobre el estado del tiempo y gran parte se la debemos a Torricelli, el físico italiano.

Fuente Consultada: Gran Atlas de la Ciencia National Geographic

LA REVOLUCIÓN CIENTÍFICA Primeras Sociedades Cientificas Edad Moderna

 REVOLUCIÓN CIENTÍFICA DEL MUNDO MODERNO:

La Revolución Científica representa un punto crucial en la moderna civilización occidental; con ella, Occidente echó por tierra visión medieval y ptolomeico-aristotélica del mundo y llegó a  una nueva visión del universo: el Sol en el centro, los planetas  como cuerpos materiales girando alrededor del astro en orbitas elípticas y un mundo infinito, más que finito.

Con los cambios en la visión del «cielo» vinieron los cambios en la visión de la Tierra». La obra de Bacon y Descartes dejó a los europeos con la separación de mente y materia y la creencia de que, valiéndose de la razón, podrían comprender y dominar el mundo de la naturaleza.

El desarrollo de un método basado en la ciencia favoreció la obra de los científicos, al tiempo que la creación de edades y publicaciones especializadas difundía sus resultados.

Si bien las iglesias tradicionales se oponían de manera obstinada a las nuevas ideas y algunos intelectuales indicaban ciertos errores, nada pudo detener la sustitución de los modos tradicionales de pensar con nuevas formas de pensamiento que generaron un rompimiento más decisivo con el pasado que el representado por el colapso de la unidad cristiana con la Reforma.

La Revolución Científica obligó a los europeos a cambiar su visión de ellos mismos; al principio, algunos se consternaron e incluso se aterrorizaron por las implicaciones.

Antiguamente, los humanos en la Tierra habían estado en el centro del universo, ahora el mundo era un minúsculo planeta que giraba alrededor de  un Sol que, en sí mismo, no era sino una mancha en el  infinito universo. La mayoría de la gente se mantuvo optimista a pesar del aparente golpe a la dignidad humana.

Después de todo,  Newton no había demostrado que el universo era una enorme maquinaria controlada por leyes naturales? Newton había descubierto una de éstas: la Ley de la gravitación universal.

¿No podrían descubrirse más leyes? ¿No habría leyes naturales que explicaran cada aspecto del esfuerzo humano, que pudieran encontrarse por medio del nuevo método científico? Así, la Revolución Científica nos conduce lógicamente a la edad de la Ilustración del siglo XVIII.

La auténtica revolución del mundo moderno culminó en los siglo  XVII y XVIII con una renovación completa del universo del conocimiento. Hasta el s. XVI, la ciencia había permanecido íntimamente ligada a la a la filosofía.

Las investigaciones que se habían hecho durante el Renacimiento sobre todo en el terreno de la medicina y en el de la astronomía, habían sido violentamente combatidas por la Iglesia, la obra de un Leonardo da Vinci, que intentaba reunir en un conjunto coherente todo el saber de su tiempo, quedó como una experiencia aislada; las escisiones religiosas del s.XVI no favorecieron prácticamente en nada la expansión de la ciencia.

En los albores del s. XVII empiezan a manifestarse los primeros signos del extraordinario florecimiento de investigaciones y descubrimientos que habrán de fundar la ciencia y la técnica de las que ha nacido el mundo contemporáneo.

Este auge del conocimiento es el fruto del enorme trabajo que se lleva a cabo primero en Italia. y luego en el resto de Europa, para trazar lo que podría llamarse el inventario cultural de la humanidad; la resurrección de las antigüedades griegas, latinas y hebreas, tarea emprendida por los humanistas, es la fuente del impulso intelectual de la era clásica que tendrán a su disposición los herederos de la historia mediterránea.  

El gran movimiento intelectual que comienza hacia el año 1620 tiene por artífices a Galileo, Kepler, Descartes, Leibniz y Newton. Profesores de universidades, provocan conflictos teológicos, ya que la iglesia, que había condenado a Galileo, no integra el progreso científico en su visión del mundo. Discípula de Aristóteles, no puede aceptar un mundo en movimiento, regido por leyes matemáticas. Y, sin embargo, los sabios del s. XVIII, con instrumentos de óptica y de cálculo perfeccionados, demuestran que es el sol el que está en el centro del universo y que la sangre no es un liquido estancado. Sin embargo, para la mayoría de los creyentes ponen la religión ,en entredicho.

¿Qué papel desempeñan Los libros? El desarrollo de la imprenta a lo largo de todo el s. XVI desempeñará un papel determinante en la evolución de las ideas.

La difusión de lo escrito estuvo en un principio vinculada a los conflictos religiosos: protestantes y católicos multiplican los libelos.

Indirectamente, las ciencias se aprovecharán de este considerable interés concedido a la imprenta. El mercado del libro empieza a organizarse.

¿Se adelanta la técnica a la ciencia? Al aventurarse a conquistar el mundo, Europa se ve obligada a adquirir los instrumentos necesario para esa conquista.

Los progresos empíricos de la navegación habían ayudado a los navegantes portugueses o españoles a explorar los océanos; pero cuando los viajes a Asia y America se multiplican, es necesario hacerse con técnicas adaptadas a las nuevas necesidades de la humanidad.

Son los comerciantes, y en consecuencia los artesanos y los industriales, quienes reclaman el perfeccionamiento de nuevos procedimientos.

¿Cuál es el punto de referencia de la ciencia? La ciencia, al alejarse de su empirismo tradicional, se lanza a la búsqueda de sus fundamentos conceptuales y de las leyes abstractas que rigen la existencia del cosmos.

Es el cielo mismo el que suministra el modelo básico. La armonía oculta que regula las relaciones de los astros con la tierra indica que existe una organización cuyas reglas hay .que desentrañar.

¿Cómo nacen las ciencias de la vida? El prodigioso desarrollo de las matemáticas durante el s. XVII vuelve a hacer que los hombres se pregunten sobre el mundo concreto que les ha tocado vivir. Abre, por tanto, una nueva visión de las ciencias naturales y de las humanas.

La Zoología, la Botánica y la Geología serán el centro de las preocupaciones en los albores del s. XVIII: el problema está en descubrir la organización general de las especies vivientes y en estudiar las mutaciones de nuestro hábitat terrestre.

Esta intensa curiosidad tendrá como consecuencia la expansión de las investigaciones sobre el mundo animal y vegetal, reemprendidas poco después por los enciclopedistas.

¿Existe una ciencia de la sociedad? A imagen y semejanza de lo que revelan la armonía del cielo y la organización de la materia, la existencia colectiva de la especie humana ha de tener también sus reglas; la anarquía que tan a menudo reina entre los hombres, y que engendra guerras y revoluciones, tiene su origen en nuestra ignorancia acerca del funcionamiento del juego social.

Esto es lo que piensan a comienzos del s. XVIII un gran número de filósofos. Así nacen, siguiendo los pasos de las matemáticas y las ciencias naturales, la sociología y la antropología.

Y es esta esperanza de arrojar alguna luz sobre los escondidos resortes de la historia humana lo que da al s. XVIII su impulso y su energía creadora.

¿Cuál fue la aportación del microscopio? En esta revolución del pensamiento, la astronomía ocupa un lugar predominante, y el telescopio se perfecciona sin cesar. Pero el desarrollo de la lente astronómica acaba desembocando en la utilización del microscopio, que permite confirmar numerosas hipótesis.

Para empezar, están los trabajos de William Harvey sobre la circulación de la sangre: sus sucesores descubrieron la existencia de los capilares. Al final de su trayecto, la sangre arterial pasa a las venas para ser purificada en los pulmones, que filtran el gas carbónico.

Gracias al microscopio, Malpighi puede observar los lóbulos hepáticos y, sobre todo, una parte del funcionamiento del riñón.

El holandés Lewenhoeck descubre en 1677 los espermatozoides y en 1688 los glóbulos rojos, y muestra asimismo la estriación de las fibras musculares. Después de haber trabajado sobre lo infinitamente grande, los hombres se centran en lo infinitamente pequeño.

¿Cuándo nacen las sociedades científicas? En el s. XVII existe un verdadero medio científico. Las obras circulan de un país a otro, escritas casi siempre en latín, que hace de lengua internacional.

Este movimiento se ve favorecido por el desarrollo de las imprentas y las librerías, y también por hombres como el padre Mersenne, que manda hacer traducciones francesas de libros científicos.

Crea en Paris una especie de academia que será el anteceder e de la Academia de ciencias organizada por Colbert en 1666.

Los miembros de esta última reciben becas, pero deben estudiar con prioridad las cuestiones impuestas por el Estado.

A su fundación sucederá la de un observatorio astronómico. Pero es en Italia donde nacen las primeras academias: en Roma primero Y sobre todo en Florencia.

La Academia del Cimente fue creada en 1657 bajo el patrocinio de los Médicis, y su primer designio fue el de coordinar las experiencias sobre el vacío. Las academias españolas nacieron en el s. XVIII bajo la influencia francesa.

Descubrimientos del Mundo Moderno:

Los descubrimientos clave en los campos de la ciencia, las matemáticas y la filosofía contribuyeron al rápido desarrollo de la sociedad europea de la época.

Entre los inventos científicos más destacados figuraba la construcción del microscopio durante el siglo XVI. Si bien se desconoce quién fue su inventor, su perfeccionamiento suele atribuirse al holandés Antón van Leeuwenhoek.

En 1643, Torricelli inventó el barómetro, usado para medir la presión atmosférica. La bomba de vacío, construida por vez primera por Otto von Guericke en 1645, fue un invento que posteriormente demostró ser vital para la innovación industrial y la invención del motor.

El primer motor a vapor lo patentó en 1698 Thomas Savery, a quien habían encargado idear un dispositivo que extrajera el agua de los tiros de las minas mediante bombeo.

En 1714, Daniel Gabriel Fahrenheit creó el primer termómetro de mercurio de precisión y, en 1731, John Hadley inventó el sextante, que mejoró sobremanera la navegación náutica. Rene Descartes vivió entre 1596 y 1650 y realizó contribuciones esenciales a los métodos matemáticos.

Descartes, cuyos métodos estaban estrechamente ligados al pensamiento filosófico, suele considerarse el padre de la matemática moderna.

Isaac Newton (1642-1727), filósofo y matemático inglés, fue autor de tres descubrimientos cruciales: el método de cálculo, la composición de la luz y, el más famoso de todos ellos, la ley de la gravedad.

Estos y otros descubrimientos alentaron una sensación general de entendimiento del mundo y fueron el preludio de la era conocida como la Edad de la Razón o el Siglo de las Luces.

La revolución en medicina

El principal error de la medicina del siglo xvn radicaba en la aceptación de la teoría tomada por Galeno de Aristóteles y otros, según la cual las enfermedades tenían su origen en el desequilibrio entre los cuatro humores corporales: sangre, flema, bilis amarilla y bilis negra. Para Galeno, la sangre fluía hacia arriba y hacia abajo, y las venas y arterias eran independientes.

El médico suizo-alemán von Hohenheim (1493-1541) se enfrentó abiertamente a esta hipótesis despreciando cualquier otra teoría ajena. Hohenheim, que se llamaba a sí mismo «Paracelso», rechazó la idea de los «humores corporales» y su supuesto papel en las enfermedades.

En su opinión, éstas tenían lugar a escala local, en órganos específicos, y para eliminarlas había que tratar el órgano afectado con productos químicos.

Los trabajos de este «Paracelso» sobre el diagnóstico precoz y la cura de las enfermedades encontró un paralelo, en el campo de la anatomía, en los del médico y profesor belga Andreas Vesalio (1514-64).

Las exhaustivas investigaciones del cuerpo humano que Vesalio llevó a cabo reafirmaron su convicción de que la anatomía de Galeno, basada en disecciones de animales, distaba mucho de la realidad. Vesalio publicó sus observaciones en De humani corporis fabrica (Sobre la estructura del cuerpo humano) en 1543.

Vesalio no se apartó, sin embargo, totalmente de la medicina de Galeno, sino que suscribió las ideas de éste sobre la circulación de la sangre. Estas ideas tuvieron vigencia hasta que, en 1628, el erudito inglés sir William Harvey (1578-1657) publicó De motu coráis et sanguinis (Sobre el movimiento del corazón y de la sangre). Harvey presentaba aquí el corazón como la dinamo central del sistema circulatorio —para Galeno era el hígado— y demostraba la conexión de venas y arterias.

El primero en describir la circulación pulmonar y su papel en la purificación de la sangre había sido, en realidad, Miguel Servet (h. 1511-1553), científico y reformista español exiliado en Francia al que Calvino acusó de herejía y condenó a morir en la hoguera.

Los esfuerzos conjuntos de éstos y otros estudiosos e investigadores dieron un poderoso impulso al progreso de la medicina.

La química fue la Cenicienta de la época a pesar de que en este período se formuló la famosa ley de Robert Boyle, según la cual el volumen de un gas varía en proporción inversa a la presión ejercida sobre él. Boyle, de origen irlandés, fue también el autor de El químico escéptico, donde tira por tierra la teoría de los cuatro elementos terrestres de Aristóteles.

Al negar la existencia de los elementos químicos fue, sin embargo, demasiado lejos. Fue éste un error fundamental ya que, sin el reconocimiento y la investigación de tales elementos, la revolución en el campo de la química se había hecho de todo punto imposible.

Los avances de la época de la revolución científica, aunque desiguales, no afectaron sólo al mundo de las ciencias.

Los nuevos caminos en la esfera del pensamiento científico produjeron en la literatura una prosa más sencilla y clara.

Ayudaron a introducir la estadística en el gobierno como medio de conocer la población y los recursos de la nación. Las nuevas teorías fomentaron el escepticismo religioso y, en 1682, llevaron al escritor francés Pierre Bayle a afirmar que la religión y la moralidad no tenían nada que ver.

Entre las distintas repercusiones y efectos, el más significativo fue, sin duda, la forma en que la nueva ciencia dividió a la sociedad en personas cultas, que se entregaron a ella con entusiasmo, e incultas, cuyas ideas sobre el mundo material y espiritual permanecieron enraizadas en el pasado medieval, lo que no dejaba de ser una ironía.

En la Edad Media, sabios y campesinos estaban unidos por la creencia en la total separación de la Tierra imperfecta y el Cielo perfecto.

A finales del siglo XVII, se escindieron en dos grupos antagónicos, y la causa fue, simplemente, la nueva concepción científica de que el Cielo y la Tierra eran una misma cosa con todas sus imperfecciones, contempladas, éstas, desde su particular punto de vista.

cuadro sintesis revolucion cientifica

Fuente Consultada:
La Historia de la Humanidad de Hendrik Willem van Loon.
Revista Enciclopedia El Árbol de la Sabiduría Fasc. N°55 La Revolución Científica.

Concepto de Momento Flector o Cupla Generos de Palancas Ejemplos

CONCEPTO DE MOMENTO FLECTOR
– MOMENTOS EN LAS PALANCAS –

Para abrir una puerta le «aplicamos» una fuerza y la puerta gira sobre sus bisagras. El efecto de giro de la fuerza que «aplicamos» es su momento. El lugar alrededor del cual se produce la rotación, en este caso las bisagras, es el eje.

Si empujamos la puerta apoyándonos en el borde la podremos abrir muy fácilmente; si en cambio empujamos en algún lugar cercano a las bisagras, el esfuerzo tendrá que ser mayor.

Esto se debe a que una fuerza pequeña, actuando a gran distancia del eje, puede tener el mismo momento que una fuerza de gran intensidad que actúe cerca del eje.

Definimos el momento de una fuerza como el producto de la misma por la distancia entre la línea de acción de la fuerza y el eje (Momento = fuerza X distancia). Las unidades de momento son las correspondientes a longitud y fuerza, ya sea kilogramo-metro o centímetro-gramo, por ejemplo.

Observando las ilustraciones, para el caso de los niños en el «sube y baja» la distancia entre la línea de acción de las fuerzas (los pesos de cada uno) y el eje de rotación es la distancia entre el niño y el eje o apoyo; pero en el caso del pedal de bicicleta, la distancia no es la longitud de la palanca del pedal.

Esto lo decimos para recordar que el concepto físico de momento requiere considerar siempre la distancia a la recta de acción de la fuerza.

Cuando el efecto de giro de una fuerza tiende a mover un objeto en sentido opuesto al de las agujas de un reloj, solemos decir, convencionalmente, que se trata de un momento positivo. El contrario, negativo.

1° Género2° Género3° Género

E¡ pie del ciclista ejerce una fuerza de 20 Kg. La distancia entre el eje y la línea dé acción de la fuerza, en éste caso vertical, es 8 cm. y no 16 cm., distancia entre el eje y el pedal. El momento de la fuerza es 20 Kg. x 0,08 m. = 2,4 Kgm.

El «sube y baja» está en equilibrio y perfectamente horizontal. Comprobemos el equilibrio. El momento positivo es 20 Kg. x 0,50 m. = 10 Kgm. El momento negativo es 10 Kg. x 1 m=10 Kgm.

El mango del rastrillo se mueve en sentido opuesto al de las agujas del reloj, porque el hombre le ha aplicado un momento positivo. Para detener el rastrillo habría que aplicarle Un momento negativo de igual intensidad.

Un objeto sometido a varias fuerzas estará en equilibrio cuando los momentos positivos y negativos se anulen entre sí, es decir, que la suma de los momentos positivos debe ser igual a la suma de los momentos negativos.

viga con varias fuerzas

LAS PALANCAS

Las palancas son máquinas simples, aparatos que permiten emplear las fuerzas disponibles del modo más conveniente. La palanca más simple es una barra rígida que puede girar libremente alrededor dé un punto fijo, el apoyo, y es sorprendente lo que un dispositivo tan sencillo puede conseguir.

Si dispusiera de los elementos adecuados un hombre podría levantar por sí solo un automóvil, por ejemplo, cosa totalmente imposible sin esa herramienta.

Cuando hablamos de palancas debemos definir tres términos: el peso o carga que es levantado o movido se denomina resistencia; la fuerza utilizada para moverlo es la potencia —ambas son fuerzas y «se miden en Kg.— y la ventaja mecánica la relación entre la resistencia y la potencia.

 

Ventaja mecánica = resistencia/potencia


Por ejemplo, si para levantar una carga de 100 Kg. debemos aplicar una potencia de 25 Kg. la ventaja mecánica o brazo de palanca de esa palanca sería 4. Cuanto mayor sea la ventaja mecánica tanto mayores resistencias podrán moverse con la misma potencia. Debemos insistir, sin embargo, en que la palanca no crea energía, como no la crea ninguna máquina (en realidad la consumen, por razones que explicaremos más adelante), simplemente permiten que se use la disponible de la mejor manera.

Por conveniencia, las palancas a menudo son divididas en tres géneros: primera, segunda y tercera. En realidad no hay ninguna diferencia en el principio en que se basan y a todas ellas se aplican los mismos cálculos.

La división considera simplemente las posiciones relativas de la potencia, la resistencia y el apoyo.

Las palancas no crean energía. ¿Cómo, consiguen entonces mover cargas que de otro modo sería imposible mover? La respuesta es sencilla: si bien mueven cargas más grandes, no las trasladan tanto como esas cargas se trasladarían si el esfuerzo se hubiera aplicado directamente.

En otras palabras: la persona que aplica una potencia de 25 Kg. para mover una resistencia de 100 Kg. deberá mover la potencia 4 cm. por cada centímetro ..r consiga mover la resistencia. En el caso de palancas en las cuales la potencia debe ser mayor que la resistencia, la potencia debe moverse menos que la resistencia.

ejemplo de palanca

Momento positivo = momento negativo
30 cm. x 100 Kg. =120 cm. x potencia
3.000 Kg. = 120 x potencia       ====> potencia=25 Kg.

ventaja mecánica = 100/25= 4

Al usar esta palanca, la potencia requerida se reduce a lacuarta parte de la que se necesitaría para levantar la piedra directamente del suelo.

Géneros de palanca: En la palanca de primer género el apoyo está situado entre la potencia y la resistencia. Un ejemplo sencillo es el «sube y baja». Empleando este tipo de palanca podemos mover objetos que de otro modo sería totalmente imposible mover.

Como se ve en el dibujo, la potencia y la resistencia se mueven en sentidos opuestos, uno hacia abajo y el otro hacia arriba.

Ahora bien, si el apoyo estuviera situado exactamente a igual distancia de la potencia que de la resistencia, la ventaja mecánica sería igual a uno (la potencia tendría que ser igual a la resistencia a mover).

Si en cambio el apoyo estuviera más cerca de la resistencia que de la potencia la ventaja mecánica aumentaría. De esto puede deducirse que un factor vital en el proyecto de una palanca es la distancia del apoyo tanto a la potencia como a la resistencia. La ecuación que gobierna este factor es: Resistencia x distancia al apoyo = potencia x distancia al apoyo.

Si la resistencia es grande, entonces el apoyo debe estar más cerca de ella que de la potencia.

Esta ecuación se aplica a «toda» clase de palancas.

Si la resistencia tiende a mover a la palanca en el sentido de las agujas del reloj, entonces la potencia tendrá que tirar en sentido opuesto. Las dos fuerzas ejercerán «momentos» opuestos. (El momento es igual al producto de la fuerza por la distancia desde su recta de acción al apoyo).Para que ambos momentos se equilibren el momento de la potencia debe ser igual al de la resistencia.

Ésta es otra forma de expresar la ecuación planteada más arriba. Para que la potencia «mueva» la resistencia, en realidad será necesaria una tuerza ligeramente mayor.

En el segundo género de palancas el apoyo está en un extreme y la potencia en el otro, la resistencia entre ambos. Un ejemplo cotidiano lo constituye lo carretilla (ligeramente complicado por la adición de una rueda en el apoyo).

La carga puede ser levantada, alzando las varas de la carretilla. Aquí también la ventaja mecánica es mayor cuanto mayor sea la distancia del apoyo a la potencia y cuanto menor sea la del apoyo a la resistencia.

En el tercer género de palancas se presenta e! caso de que la potencia debe ser mayor que la resistencia; su ventaja mecánica es menor que uno. Aquí el apoyo se encuentra en un extremo y la resistencia en el otro, estando la potencia en el medio.

El brazo humano usa este tipo de palanca actuando el codo como apoyo; la resistencia será la carga que sostiene la mano y la potencia, él esfuerzo realizado por la contracción del músculo bíceps. Obsérvese que en el estudio de la palanca no se debe atender a la magnitud de las fuerzas, sino a la de sus momentos.

Por esto pudo decir Arquímedes: «Dadme una palanca y un punto de apoyo y moveré el mundo«. Con lo cual quería indicar que prolongando suficientemente el brazo de la palanca podía disminuir en igual proporción la correspondiente fuerza.

Aunque de ordinario se emplean brazos de potencia mayores que los de resistencia, con el objeto de favorecer el esfuerzo (palancas de presión), no dejan de usarse brazos de potencia cortos y de resistencia largos, para obtener velocidades mayores que las de !o potencia (palancas de velocidad). Compárense las tijeras de cortar planchas metálicas con las de cortar papel, y obsérvese su diferente construcción y manera de actuar.

Descubrimiento de Nuevos Metales: Fosforo Cobalto y Niquel

HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO DE NUEVOS METALES EN EL SIGLO XVII

A pesar de todas estas trampas, la «era del flogisto» produjo algunos muy importantes descubrimientos. Un alquimista de aquel tiempo descubrió un nuevo elemento: el primer (y último) alquimista que, de una forma definida, identificó un elemento y explicó exactamente cuándo y cómo lo había encontrado. El hombre fue un alemán llamado Hennig Brand.

Algunas veces se le ha llamado el «último de los alquimistas», pero en realidad hubo muchos alquimistas después de él. Brand, al buscar la piedra filosofal para fabricar oro, de alguna forma se le ocurrió la extraña idea de que debía buscarla en la orina humana.

Recogió cierta cantidad de orina y la dejó reposar durante dos semanas. Luego la calentó hasta el punto de ebullición y quitó el agua, reduciéndolo todo a un residuo sólido. Mezcló tampoco de este sólido con arena, calentó la combinación fuertemente y recogió el vapor que salió de allí.

Cuando el vapor se enfrió, formó un sólido blanco y cerúleo. Y, asómbrense, aquella sustancia brillaba en la oscuridad. Lo que Brand había aislado era el fósforo, llamado así según una voz griega que significa «portador de luz».

Relumbra a causa de que se combina, espontáneamente, con el aire en una combustión muy lenta. Brand no comprendió sus propiedades, naturalmente, pero el aislamiento de un elemento (en 1669) resultó un descubrimiento espectacular y causó sensación. Otros se apresuraron a preparar aquella sustancia reluciente. El propio Boyle preparó un poco de fósforo sin conocer el precedente trabajo de Brand.

El siguiente elemento no fue descubierto hasta casi setenta años después. Los mineros del cobre en Alemania, de vez en cuando encontraban cierto mineral azul que no contenía cobre, como les ocurría, por lo general, a la mena azul del cobre.

Los mineros descubrieron que este mineral en particular les hacía enfermar a veces (pues contenía arsénico, según los químicos descubrieron más tarde). Los mineros, por tanto, le llamaron «cobalto», según el nombre de un malévolo espíritu de la tierra de las leyendas alemanas.

Los fabricantes de cristal encontraron un empleo para aquel mineral: confería al cristal un hermoso color azul y una industria bastante importante creció con aquel cristal azul. En la década de 1730, un médico sueco llamado Jorge Brandt empezó a interesarse por la química del mineral.

Lo calentó con carbón vegetal, de la forma comente que se usaba para extraer un metal de un mineral, y, finalmente, lo condujo a un metal que se comportaba como el hierro.

Era atraído por un imán: la primera sustancia diferente al hierro que se había encontrado que poseyera esta propiedad. Quedaba claro que no se trataba de hierro, puesto que no formaba  oxidación de tono pardo rojizo, como lo hacía el hierro.

Brandt decidió que debía de tratarse de un nuevo metal, que no se parecía a ninguno de los ya conocidos. Lo llamó cobalto y ha sido denominado así a partir de entonces. Por tanto, Brand había descubierto el fósforo y Brandt encontrado el cobalto (el parecido de los apellidos de los dos primeros descubridores de elementos es una pura coincidencia).

A diferencia de Brand, Brandt no era alquimista. En realidad, ayudó a destruir la Alquimia al disolver el oro con ácidos fuertes y luego recuperando el oro de la solución. Esto explicaba algunos de los, trucos que los falsos alquimistas habían empleado. Fue un discípulo de Brandt el que realizó el siguiente descubrimiento.

Axel Fredrik Cronstedt se hizo químico y también fue el primer mineralógolo moderno, puesto que fue el primero en clasificar minerales de acuerdo con los elementos que contenían. En 1751, Cronstedt examinó un mineral verde al que los mineros llamaban kupfernickel («el diablo del cobre»).

Calentó los residuos de este mineral junto con carbón vegetal, y también él consiguió un metal que era atraído por un imán, al igual que el hierro y el cobalto. Pero mientras el hierro formaba compuestos, pardos y el cobalto azules, este metal producía compuestos que eran verdes. Cronstedt decidió que se trataba de un nuevo metal y lo llamó níquel, para abreviar lo de kupfernickel.

Se produjeron algunas discusiones respecto de si el níquel y el cobalto eran elementos, o únicamente compuestos de hierro y arsénico. Pero este asunto quedó zanjado, en 1780, también por otro químico sueco, Torbern Olof Bergman.

Preparó níquel en una forma más pura que lo que había hecho Cronstedt, y adujo mi buen argumento para mostrar que el níquel y el cobalto no contenían arsénico y que eran, por lo contrario, unos nuevos elementos. Bergman constituyó una palanca poderosa en la nueva química y varios de sus alumnos continuaron el descubrimiento de nuevos elementos.

Uno de éstos fue Johan Gottlieb Gahn, que trabajó como minero en su juventud y que siguió interesado por los minerales durante toda su vida. Los químicos habían estado trabajando con un mineral llamado «manganeso», que convertía en violeta al cristal. («Manganeso» era una mala pronunciación de «magnesio», otro mineral con el que lo habían confundido algunos alquimistas.) Los químicos estaban seguros que el mineral violeta debía contener un nuevo metal, pero no fueron capaces de separarlo calentando el mineral con carbón vegetal.

Finalmente, Gahn encontró el truco, pulverizando el mineral con carbón de leña y calentándolo con aceite. Como es natural, este metal fue llamado manganeso. Otros discípulo de Bergman, Pedro Jacobo Hjelm, realizó mucho mejor este mismo truco con una mena a la que llamaron «molibdena».

Este nombre deriva de una voz griega que significa «plomo», porque los primeros químicos confundieron este material con mena de plomo. Hjelm extrajo del mismo un metal blanco argentado, el cual, ciertamente, no era plomo.

Este nuevo metal recibió el nombre de «molibdeno». El tercero de los discípulos de Bergman descubridores de elementos no fue sueco. Se trataba del español don Fausto de Elhúyar. Junto con su hermano mayor, José, estudió una mena pesada llamada «tungsteno» (palabra sueca que significa «piedra pesada»), o «volframio».

Calentando la mena con carbón vegetal, los hermanos, en 1783, aislaron un nuevo elemento al que, en la actualidad, según los países, se denomina tungsteno o volframio. Bergman tuvo todavía una conexión indirecta con otro nuevo metal.

En 1782, un mineralógolo austríaco, Franz Josef Müller, separó de una mena de oro un nuevo metal que tenía algún parecido con el antimonio. Envió una muestra a Bergman, como hacían los más importantes mineralógolos de su época. Bergman le aseguró que no era antimonio. En su momento, el nuevo metal recibió el nombre de telurio, de una voz latina que significaba «tierra». Mientras todos estos elementos hablan sido descubiertos en Europa, también iba a ser descubierto uno en el Nuevo Mundo.

En 1748, un oficial de Marina español llamado Antonio de Ulloa, cuando viajaba de Colombia a Perú en una expedición científica, encontró unas minas que producían unas pepitas de un metal blanquecino. Se parecía algo a la plata, pero era mucho más pesado.

El parecido con la plata (y tomando como base esta palabra española) hizo que se diese a este nuevo metal el nombre de platino. Al regresar a España, Ulloa se convirtió en un destacado científico y fundó el primer laboratorio en España dedicado a la Mineralogía.

También se hallaba interesado por la Historia Natural y por la Medicina. Además, acudió a Nueva Orleáns como representante del rey español, Carlos III, cuando España adquirió la Luisiana, que antes pertenecía a Francia, tras la Guerra India, en Estados Unidos.

Incluso los antiguos metales conocidos por los alquimistas tuvieron una nueva trayectoria en aquellos primeros tiempos de la Química moderna. En 1746, un químico alemán, Andreas Sigismund Marggraff, preparó cinc puro y describió cuidadosamente sus propiedades por primera vez; por tanto, se le ha atribuido el descubrimiento de este metal.

Probablemente, Marggraff es más conocido, sin embargo, por encontrar azúcar en la remolacha. Con un microscopio detectó pequeños cristales de azúcar en aquel vegetal, y, al mismo tiempo, proporcionó al mundo una nueva fuente de azúcar.

Marggraff fue el primero en emplear el microscopio en la investigación química. Lo que Marggraff había hecho con el cinc, lo realizó un químico francés, Claude-François Geoffrey, con el antiguo metal del bismuto. En 1753, aisló el metal y describió cuidadosamente su comportamiento, por lo que, algunas veces, se le ha atribuido el descubrimiento de este elemento.

LISTA DE ELEMENTOS QUÍMICOS DESCUBIERTOS EN EL SIGLO XVII: (Era del Flogisto)

Fósforo                             1669 Brand
Cobalto                             1735 Brandt
Platino                              1748 Ulloa
Níquel                               1751 Cronstedt
Hidrogeno                          1766 Cavendish
Nitrógeno                           1772 Rutherford
Oxígeno                             1774 Priestley
Cloro                                 1774 Scheele
Manganeso                         1774 Gahn
Molibdeno                           1781 Hjelm
Telurio                               1782 MüIIer Juan José de
Tungsteno                          1783 Elhúyar Fausto de Elhúyar

Fuente Consultada: En Busca de los Elementos de Isaac Asimov

USO DE LOS METALES EN LA INDUSTRIA

Aluminio Se usa desde hace pocas décadas y ocupa el tercer tugar detrás del hierro y el cobre. Utensilios, aleaciones livianas para aviación, cables eléctricos de alta tensión.
Antimonio: Endurece el plomo de los tipos de imprenta, productos medicinales. Ignífugos. Se dilata al enfriar.
Arsénico Insecticidas, productos medicinales, industria química.
Berilio Pigmentos, cristales, fuegos artificiales. Berilio Único metal liviano con alto punto de fusión, ventana para rayos X, industrias atómicas, aleaciones con cobre, resistentes a vibraciones externas.
Bismuto Aleaciones de muy bajo punto de fusión (37°C); productos farmacéuticos.
Boro Ácido bórico. Endurecimiento del acero.
Cadmio Endurecimiento de los conductores de cobre. Aleaciones de bajo punto de fusión. Galvanoplastia.
Calcio Materiales de1 construcción, sales diversas.
Cesio Materiales refractarios livianos, semiconductores, aleaciones duras y refractarias. Cesio Células fotoeléctricas.
Cinc Galvanoplastia,- pilas.
Circonio Usos atómicos, aceros, lámparas-flash.
Cobalto Piezas de cohetes y satélites, herramientas para altas temperaturas, radioisótopos.
Cobre Conductores eléctricos, bronces diversos.
Columbio Sólo en laboratorio. Duro y pesado.
Cromo Acero inoxidable, galvanoplastia. Estaño Envoltorios, soldaduras, bronces.
Estroncio Fuegos artificiales, refinerías de azúcar.
Galio Termómetros para alta temperatura (funde antes de los 35° y hierve a más de 1.900°C.
Germanio Transistores, válvulas termoiónicas.
Hafnio Filamentos de tungsteno.
Hierro Acero, construcción. El metal por excelencia.
Indio Galvanoplastia, aleaciones resistentes a los esfuerzos y la corrosión. –
Litio Aleaciones ligeras, pilas atómicas, síntesis orgánica.
Magnesio Aleaciones ligeras, productos medicinales, síntesis orgánicas.
Manganeso Aceros especiales (extrae el oxígeno y el azufre de la mezcla, dando un metal limpio y sólido). Usos químicos y eléctricos.
Mercurio Termómetros, barómetros, aleaciones dentarias (amalgamas).
Molibdeno Aceros especiales.
Níquel Bronces blancos, monedas, revestimientos de metales.
Oro Alhajas, monedas, espejos telescópicos.
Osmio Metal pesado para aleaciones de la familia del platino.
Paladio Aleaciones con el platino, aceros, catálisis química.
Plata Espejos, alhajas, bronces.
Platino Catálisis, contactos eléctricos, alhajas.
Plomo Aleaciones para soldaduras, cañerías, pinturas.
Plutonio Radiactivo, bomba atómica.
Polonia Radiactivo, compuestos luminosos.
Potasio Metal alcalino, fertilizantes.
Radio Radiactivo, medicina, pinturas luminosas.
Renio Pares termoeléctricos, sustituto del cromo en los aceros.
Rodio Aleaciones, cátodos, pares termoeléctricos.
Rubidio Productos medicinales.
Selenio Células fotoeléctricas, baterías solares.
Silicio Vidrio, aleaciones duras y refractarias.
Sodio Jabones, sal de mesa, bicarbonato de sodio.
Talio Compuestos químicos venenosos, insecticidas, raticidas
Tántalo Filamentos para lámparas, aleaciones refractarias.
Tecnecio Primer elemento producido por él hombre.
Teluro Semiconductores, fotopilas, aleaciones diversas.
Titanio Pigmentos, compuestos muy refractarios, aceros especiales.
Torio Radiactivo, aleaciones.
Tungsteno Filamentos para lámparas, herramientas duras.
Uranio Radiactivo, pilas atómicas.
Vanadio: Aceros Especiales

AMPLIACIÓN DEL TEMA
ALGUNAS GENERALIDADES SOBRE EL FÓSFORO:

Fue descubierto por Brandt en 1669 mientras buscaba la piedra filosofal cuyo objeto era transformar cualquier sustancia en oro. Obtuvo fosfato a partir de la orina, luego de un proceso laborioso. Pero el primer trabajo publicado con cierto fundamento científico pertenece a D. Krafft. El fósforo, como elemento, fue reconocido por Lavoisier en 1777.

El fósforo no se encuentra libre en la naturaleza, pero sí combinado en forma de compuestos inorgánicos como la fosforita (fosfato de calcio) y la fluorapatíta (fluofosfato de calcio).

El fósforo es el principal constituyente de los huesos y dientes; además se encuentra formando parte de los tejidos animales y vegetales y constituye parte de las fosfoproteínas y otros compuestos orgánicos.

La sangre, la yema de huevo, la leche, los nervios y el cerebro contienen fósforo en forma de lecitinas. Por esta razón, los animales y las plantas necesitan fósforo para desarrollarse.
Una parte del fósforo contenido en el organismo se elimina diariamente por la orina y los excrementos, en la proporción de 2 gramos cada 24 horas.

El uso más común del fósforo consiste en la fabricación de cerillas, las cuales son de dos tipos: comunes y de seguridad. Las primeras encienden por frotamiento sobre cualquier superficie áspera y se componen de un pabilo de algodón, madera o cartón, cuya extremidad está recubierta por una sustancia combustible compuesta con fósforo o sulfuro de fósforo, como sustancia inflamable, bióxido de plomo o clorato de potasio, como materia oxidante, dextrina y una sustancia colorante.

Los fósforos de seguridad, llamados también cerillas suecas, sólo contienen una mezcla oxidante, sin fósforo. Este último elemento se coloca sobre la superficie del raspador de la caja, de modo que para producir la llama es imprescindible que ambas partes se pongan en contacto. La mezcla con que se recubre el palillo contiene clorato de potasio como sustancia oxidante, trisulfuro de antimonio, cofa y algo de creta para aumentar la masa. La superficie del raspador contiene fósforo rojo, trisulfuro de diantimonio y vidrio para aumentar la aspereza.

Los abonos fosfatados son muy útiles en la agricultura. Se trata de una serie de sustancias naturales o artificiales que se agregan a las tierras agotadas para reponer en ellas las sustancias desaparecidas. Generalmente esas tierras han perdido (por excesivo cultivo o por acarreos), algunos de los elementos químicos indispensables, como el nitrógeno, fósforo, potasio o calcio, lo que las imposibilita para la plantación o la siembra.

Uno de los abonos más importantes por su riqueza en fósforo y calcio, es el fosfato neutro de calcio. Lamentablemente el fosfato tricoideo (como los huesos) no puede utilizarse porque es prácticamente insolubfe y entonces las plantas no pueden asimilarlo. Debe por lo tanto tratarse con ácido sulfúrico para convertirlo en difosfato monocálcico soluble.

Los huesos molidos (fosfato tricálcico), tratados con ácido sulfúrico, se tornan en sustancias solubles, es decir en fosfatos y sulfatos. Mezclados constituyen el abono denominado superfosfato de calcio.

En los laboratorios de las cátedras de química, durante las lecciones acerca del fósforo, se realizan importantes experimentos. El profesor muestra un trozo de fósforo rojo y otro blanco y hace notar sus diferencias de color, consistencia, solubilidad en sulfuro de carbono, fusibilidad, etc. Para esta última propiedad, se corta debajo del agua con un cortaplumas, un pedazo de fósforo blanco y otro de fósforo rojo. Sometidos ambos a la temperatura de 55°C, el fósforo blanco funde, en tanto que el rojo permanece inalterable.

Para demostrar la oxidación del fósforo en presencia del aire, se disuelve un trozo de fósforo blanco en sulfuro de carbono, se impregnan papeles con esta solución y se dejan secar sobre un trípode; evaporado el solvente, el fósforo se inflamará y con él, los papeles.

La oxidación en presencia del oxígeno: se echa un trozo dé fósforo en agua y se funde al baño de María; se hace circular una corriente de aire y se comprobará la inflamación.

La fosforescencia del fósforo se comprueba de la siguiente manera: se toma un matraz de un litro, se llena con agua hasta la mitad, y se coloca en su interior un trozo de fósforo blanco. Se lleva el agua a ebullición, se oscurece el cuarto y se observará, especialmente en el cuello del matraz, el fenómeno de la fosforescencia.

La diferencia de inflamabilidad entre el fósforo blanco y el rojo se comprueba como sigue: sobre una chapa de cobre de 30 centímetros de largo, dispuesta sobre un trípode, se coloca en cada extremo un trocito de fósforo blanco y rojo, respectivamente; se calienta el centro de la chapa con llama baja de un mechero Bunsen y se podrá observar la inflamación casi espontánea del primero y tardía en el segundo. Para comprobar la acción del cloro sobre el fósforo, se introduce en un frasco lleno de cloro una capsulita que contenga un trozo de fósforo blanco; se observa la inflamación espontánea del fósforo.

Los envenenamientos por el fósforo blanco, constituyen un riesgo para los obreros que trabajan en las fábricas que preparan el producto y de los que lo manejan y transforman.

Las fábricas de cerillas deben estar .muy bien ventiladas, pues las emanaciones fosforadas que, sin esa precaución, podrían aspirarse, intoxicarían más o menos a los operarios. Éstos deben cuidar mucho de la higiene, no comer sin lavarse bien las manos y cambiarse las ropas de trabajo. Será preciso que no dejen su comida dentro del local de la fábrica y a la hora del almuerzo buscarán en el exterior un lugar aireado.
Una dolencia muy común en los que trabajan con el fósforo, es la denominada necrosis fosfórica, que ataca al hueso dé la mandíbula y que suele necesitar operación quirúrgica.

Cuando sobrevienen envenenamientos por ingestión de fósforo, mientras llega el médico, puede administrarse una solución de 2 gramos de sulfato de cobre en un litro de agua, con frecuencia y abundancia, pues el cobre se depositará sobre las partículas de fósforo haciéndolo inofensivo o debilitando considerablemente su acción. Suprímase en absoluto la leche, los aceites y las grasas.

La fosfamina, que es un fósforo gaseoso, se prepara como sigue: en un baloncito de unos 300 ce. se ponen 20 ce. de potasa cáustica en solución acuosa concentrada y seis u ocho blobuliílos de fósforo; se cierra el baloncito con un tapón bihoradado que trae dos tubos acodados, uno estrecho que se sumerge en la potasa y otro ancho y largo (de desprendimiento), cuyo extremo anterior está doblado en U y el interior termina junto al tapón. Se hace pasar una corriente de hidrógeno y el tubo ancho se sumerge en un recipiente con agua caliente. Se calienta el baloncito hasta una ebullición moderada. Se desprende fosfamina.

Grande es la importancia que tiene en todo el universo la fabricación del fósforo, no tan sólo aplicable a la preparación de cerillas, abonos, etc., sino también como agente reductor.

Galaxias Grupo Local Grupo de Galaxias Mas Cercanas La Via Lactea

Galaxias: Grupo Local – Grupo de Galaxias

MÁS ALLÁ DE LA VÍA LÁCTEA Como ya hemos visto, nuestro sistema estelar presenta un diámetro de 100.000 años-luz y un espesor de 20.000 años-luz en su densa parte central. ¿Contiene la Galaxia la totalidad del universo, de las estrellas, gas y polvo que podemos observar?. La respuesta es «no», puesto que los astrónomos han descubierto que nuestra Galaxia es sólo una entre muchos millones le galaxias.

Estas otras galaxias se extienden por el espacio en todas direcciones, hasta donde alcanza nuestra vista aun con la ayuda de los más potentes telescopios.

Como la Galaxia, todas ellas contienen estrellas y, posiblemente, planetas, así como gas y polvo. No obstante, los únicos planetas que hasta ahora hemos observado han sido sólo los del sistema solar, pero esto no significa que el Sol sea la única estrella del universo que tenga MI sistema planetario.

Significa, exclusivamente, que nuestros telescopios no son aún lo suficiente potentes para detectar otros planetas, si es que en realidad existen. Las incontables galaxias que podemos observar están a tal distancia de nosotros, que aun el diámetro de 100.000 años luz de nuestra propia Galaxia empieza a palidecer por su insignificancia.

Las galaxias más cercanas son visibles sólo desde el hemisferio sur. Se conocen con el nombre de Nubes de Magallanes, así denominadas en recuerdo del gran navegante Fernando de Magallanes, que fue el primero en tomar nota de su existencia durante su viaje alrededor del mundo, hace más de 400 años.

Las Nubes de Magallanes parecen trozos desgajados de la Vía Láctea; no obstante, se trata de dos galaxias independientes , a más de 150.000 años-luz de la nuestra. Y, sin embargo, las Nubes de Magallanes son vecinas muy próximas con respecto a la totalidad del universo.

Pertenecen al mismo cúmulo de galaxias que nuestro sistema estelar, al denominado «grupo local». Este cúmulo contiene por lo menos 35 galaxias, o mas. La Galaxia parece estar situada a un extremo del cúmulo, y cerca del centro se encuentra la galaxia —aparte las Nubes de Magallanes— que puede verse sin telescopio.

GRUPO LOCAL
Grupo Local

«La Vía Láctea es parte de un barrio cósmico más grande –un grupo de más de 35 galaxias conocido como el Grupo Local. Estas galaxias se mueven por el espacio como una sola unidad, unidas por su mutua atracción gravitatoria. El número de galaxias que pertenecen al Grupo Local es incierto, debido a que los astrónomos siguen encontrando nuevos residentes de este barrio galáctico. Por ejemplo, una de las galaxias del Grupo Local fue descubierta en 1997, a unos tres millones de años luz de la Tierra. Esta nueva galaxia es diminuta: sólo contiene un millón de estrellas aproximadamente, comparado con los cientos de miles de millones de la Vía Láctea.»

Dicha galaxia aparece a simple vista una mancha luminosa, tenue y nebulosa, en la constelación de Andrómeda; pero al ser fotografiada mediante un gran telescopio aparece tan nítida, que pueden verse hasta algunas de sus estrellas individuales. Esta galaxia de Andrómeda está a casi dos millones de años-luz de nosotros. La luz que esta noche veremos proveniente de allí empezó su recorrido mucho antes de. que el hombre apareciera sobre la Tierra.

La totalidad del grupo local, que tiene una configuración muy ovalada, ocupa un volumen tan grande, que es difícil encontrar alguna comparación que nos permita imaginar su tamaño. No conocemos sus dimensiones con mucha exactitud, pero parece ser que se extiende sobre una superficie de por lo menos 4,5 millones de años-luz en longitud y la mitad en anchura. Su espesor es del orden de unos 600.000 años-luz.


Al utilizar telescopios para explorar aún más lejos en el espacio, más allá de nuestro grupo local, las distancias llegan a ser inimaginables. Otras galaxias y cúmulos de galaxias, alejados 50 millones y hasta 100 millones de años-luz, son bastante frecuentes. Los astrónomos saben ahora que las galaxias pueden observarse tan lejos como sus telescopios pueden profundizar. Con los más grandes y modernos, equipados con cámaras fotográficas, podemos estudiar galaxias situadas hasta 3.500 millones de años-luz de distancia.


Durante los últimos veinte años se ha introducido un nuevo método para «ver» aún más lejos en el espacio: el radiotelescopio. Estos instrumentos sólo son radiorreceptores muy sensibles con antenas especiales. Su objeto es el de recibir, no la luz, sino las ondas de radio emitidas por las estrellas y por el gas interestelar de nuestra propia Galaxia y de las demás galaxias.

Con los radiotelescopios los astrónomos pueden sondear en el espacio con mucha mayor profundidad que mediante los telescopios ópticos. Estos nuevos instrumentos ayudan al astrónomo a formarse una idea de la totalidad del universo, un universo al que no podemos encontrar límites en la actualidad.

Distancias a las estrellas Mas cercanas Tamaños y Medidas Estrellas

DISTANCIA A LAS ESTRELLAS Y SU TÉCNICA DE MEDICIÓN

LAS DISTANCIAS DE LAS ESTRELLAS En comparación con la inmensidad del espacio, el sistema solar es un pequeñísimo y compacto conjunto de cuerpos celestes. Pero acostumbrados a considerar las distancias de nuestro propio planeta, creemos que el sistema solar es enorme.

Ya no nos sorprende cuando nos damos cuenta de que la distancia de la Tierra al Sol es casi 4.000 veces mayor que la longitud del ecuador terrestre, y que la distancia desde el Sol hasta Plutón equivale a unas 150.000 vueltas alrededor de nuestro planeta. Tales distancias son tan grandes y desproporcionadas con relación a nuestra experiencia diaria, que sólo consiguen confundirnos cuando intentamos expresarlas en kilómetros. Y cuando hablamos de distancias aun mayores, los números en sí resultan demasiado grandes para comprenderlos con facilidad.

Galaxias y estrellas del universo

Por esta razón los astrónomos han tenido que buscar otra unidad de longitud para utilizarla en lugar del kilómetro. Y la más útil que se ha encontrado hasta el momento ha sido la velocidad de la luz, que se desplaza a 300.000 Km./seg, y recorre la distancia del Sol a la Tierra en poco menos de ocho minutos y medio, y del Sol a Plutón en cinco horas y media. Por ello decimos que el Sol está a ocho y medio minutos-luz de la Tierra, y que Plutón se encuentra a cinco y media horas-luz del Sol.

Puesto que la distancia del Sol a Plutón es sólo el radio de la circunferencia del sistema solar, debemos doblar dicha distancia para expresar su diámetro —11 horas-luz—. Pero como muchos cometas se alejan todavía más que la propia órbita de Plutón, podemos decir que la totalidad del sistema solar ocupa por lo menos un espacio de unas 12 horas-luz.

Puesto que un viaje alrededor de la Tierra sólo equivale a un octavo de segundo-luz, podemos darnos cuenta de la inmensidad del sistema solar según nuestros patrones terrestres.

Y, sin embargo, sólo se trata de un pequeño punto en el espacio sideral. La estrella más próxima al Sol está situada no a segundos, minutos y horas-luz del mismo, sino a una distancia de cuatro y medio años-luz. Cuando recordamos que en un año hay casi 9.000 horas, nos damos cuenta de que el diámetro del sistema solar es muy pequeño en comparación con la distancia que nos separa de la estrella más próxima. Si expresamos ambas distancias en kilómetros, obtendremos 12.000 millones de kilómetros para el sistema solar y 40 billones de kilómetros para la estrella más próxima (que es precisamente la alfa de la constelación del Centauro, o a Centauri, visible sólo para los habitantes del hemisferio sur).

Al considerar las distancias de otras estrellas vemos que cuatro y medio años-luz están sólo «a la vuelta de la esquina». Por ejemplo, de entre las estrellas más brillantes que observamos en el cielo, Sirio está a 9 años-luz y Vega a 26, años-luz; y aun éstas son vecinas próximas. Arturo se encuentra a 36 años-luz, Capella 345 años-luz y Aldebarán a 68 años-luz y todavía no podemos considerarlas lejanas.

Sólo cuando hablamos de estrellas como la Espiga y Antares, a 220 y 520 años-luz, respectivamente, estamos tratando de estrellas realmente lejanas. Sin embargo, no hemos empezado siquiera a agotar la lista de las estrellas brillantes.

Rigel, de la constelación de Orion, se encuentra a 900 años-luz. Esto quiere decir que la luz que de ella nos llegó anoche empezó su viaje hace 900 años. El universo estelar es, por lo tanto, mucho mayor de lo que podemos imaginar cuando casualmente dirigimos nuestra mirada hacia el cielo nocturno. Hemos visto que los planetas constituyen un compacto grupo que sistemáticamente se mueve alrededor del Sol. ¿ Y qué ocurre con las estrellas? ¿Es posible encontrar cierto sistema u organización dentro de ellas? ¿Cómo se mueven, exactamente? ¿Hasta dónde se extienden en el espacio?

Preguntas de este género, que han intrigado a los astrónomos durante miles de años, sólo han podido contestarse a partir del siglo pasado. Desde luego, los hombres que vivían en cavernas se dieron cuenta de que las estrellas parecen conservar sus posiciones relativas. Este hecho permitió a los hombres primitivos agrupar las estrellas según configuraciones que les recordaban vagamente a los legendarios héroes y heroínas o a los animales salvajes que conocían.

Pero estos grupos, o constelaciones, sólo presentan tales aspectos al ser vistos por un observador terrestre. No se trata de grupos de estrellas que estén realmente cerca unas de otras en el espacio; tan sólo parecen estarlo. Cuando los astrónomos descubrieron que las estrellas también se mueven y aprendieron a medir las distancias estelares, empezaron a reconocer cierta organización en el sistema de las estrellas.

LAS DIEZ ESTRELLAS MAS CERCANAS

Próxima Centauri Distancia: 4,2 AL
Rigel Kentaurus Distancia: 4,3 AL
Estrella de Barnard Distancia: 5,9 AL
Wolf 359 Distancia: 7,7 AL
Lalande 21185 Distancia: 8,26 AL
Luyten 726-8A y B Distancia: 8,73 AL
Sirio A y B Distancia: 8,6 AL
Ross 154 Distancia: 9,693 AL
Ross 248 Distancia: 10,32 AL
Epsilon Eridani Distancia: 10,5 AL

LA MEDICIÓN DE LAS DISTANCIAS:

Cuando las estrellas cuyas distancias queremos medir son las más próximas, se emplea un recurso de la Trigonometría que se llama paralaje. Pongamos un ejemplo práctico. Si nos encontramos en un campo y vemos a mediana distancia un poste de telégrafo, al balancear nuestra cabeza podremos ver cómo el poste «se mueve» contra el fondo del horizonte, que está mucho más lejos. Desde luego que nos resultaría más fácil medir la distancia que nos separa utilizando una cinta de medición, pero ¿y si entre nosotros y el poste hubiese un río caudaloso?

En ese caso podríamos aplicar un artificio que consiste en medir el segmento aparente que se forma en el horizonte cuando, al movernos, el palo se traslada sobre él, medir la distancia real entre los dos puntos que marcan los extremos de nuestro movimiento y, finalmente, tomar los ángulos que quedan determinados ente el poste y nuestras dos posiciones sucesivas.

Esto es precisamente lo que hacen los astrónomos. Para ellos, con mover un poco el cuerpo, como hacíamos nosotros en el campo, no es suficiente, porque no hay punto de comparación entre las magnitudes de uno y otro ejemplo. Se pensó primero en trasladarse a dos puntos alejados de la Tierra y, desde allí, efectuar observaciones sincronizadas, es decir, en el mismo momento, pero también estas dimensiones resultaron escasas.

Finalmente, se pensó que lo ideal sería aprovechar que nuestro planeta se mueve en torno al Sol. De esta forma, se podría realizar una observación en enero, por ejemplo, y otra en julio (medio año después) con lo que el «balanceo» de nuestra prueba inicial pasaría a ser de unos 304 millones.de kilómetros (304.000.000.000 metros). ¡Ahora las cosas cambian! Bueno … no tanto. A pesar de esta «trampa», la lejanía de las estrellas es tal que el ángulo determinado por las dos posiciones extremas de la Tierra y la más próxima de ellas es de 1 segundo y medio (o sea el ángulo que se forma entre los extremos de una llave de valija y un punto distante a seis kilómetros de ella).

De todos modos, podemos quedarnos tranquilos, porque este valor, por pequeño que sea, puede ser perfectamente captado con los instrumentos de precisión con que cuenta nuestra sociedad actual. Se han efectuado inclusive paralajes de estrellas cuyo ángulo es inferior a la décima de segundo. La distancia de las estrellas más lejanas es mucho más difícil de determinar, ya que en ellas no se puede aplicar el método de paralajes trigonométricos.

Pero, todo tiene solución. Partamos de la base que la luminosidad de los cuerpos celestes disminuye en la medida que se encuentren más lejos. Estoes fácilmente demostrable: mayor luz dará un farol que está al lado nuestro, que otro igual ubicado a una cuadra de distancia.

Lo que nos resta hacer ahora es ver cómo podemos aplicar esto en el espacio sideral. Empecemos por aclarar que las estrellas no son «faroles iguales», lo que nos complica unpoco las cosas, ya que debemos averiguar no sólo su luminosidad absoluta, sino también la aparente.

Entendemos por absoluta, toda la luz que da; y aparente, sólo la que llega a nosotros.

La aparente se mide con facilidad por intermedio de placas fotosensibles. Para la absoluta, en cambio, las cosas se hacen un poco más complicadas. Es necesario que descompongamos la luz que nos mandan por medio de un prisma. Obtendremos así un espectro, que no es otra cosa que la luz distribuida de acuerdo con sus colores componentes en una escala que va de! ultravioleta al infrarrojo. De este gráfico se puede inferir la luminosidad absoluta de un cuerpo a partir de su temperatura intrínseca.

Después -ya obtenidos los datos de luminosidad absoluta y relativa- no queda otra cosa que aplicar fórmulas constantes que nos dan la distancia desde la Tierra hasta la estrella.

 

esquema del paralaje de una estrella

esquema del paralaje de una estrella

Fuente Consultada:
Secretos del Cosmos Tomo 2 (Salvat)
Enciclopedia Ciencia Joven -Distancia a las Estrellas  – Fasc. N°12 Editorial Cuántica

Efecto de la Luna Sobre La Tierra Accion de la Gravedad de la Luna

Efecto de la Luna Sobre La Tierra

La Luna gira alrededor de la tierra a una distancia media de unos 384.400 km. Su diámetro es de 3.475 Km., aproximadamente una cuarta parte del de la tierra, con una superficie de unos 38 millones de km2, y su masa es 1/81 la de la tierra; esto provoca que la fuerza de la gravedad en su superficie sea la sexta parte de la terrestre (un hombre que en la tierra pesara 60 kilogramos en la luna sólo pesaría 10 kg.).  La consecuencia más directa de esta poca gravedad es la falta de atmósfera.

¿Por qué se forman las mareas en el mar?

Efecto de la Luna Sobre La Tierra Accion de la Gravedad de la LunaConforme la Luna gira en torno a la Tierra su fuerza gravitacional ejerce atracción sobre el continente y océanos. Al mismo tiempo la gravedad de la Tierra controla a la Luna y evita que se salga de su órbita.

La atracción de la Luna mueve montaña y levanta una pequeña pero perceptible marea en la corteza terrestre. Además, atrae los mares y océanos, elevando varios metros el nivel del agua en algunos lugares. Este efecto es similar al de una aspiradora que pasa sobre un tapete y crea un abultamiento.

La fuerza que ejerce la Luna causa un crecimiento de la marea que eleva el nivel de los océanos. Conforme gira la Tierra y nuevas zonas quedan bajo la influencia lunar, la pleamar se mueve con lentitud, creando olas altas en una región y bajas en otra. La bajamar se presenta en una cuarta parte de la circunferencia terrestre por delante del paso de la Luna y a la misma distancia por detrás, siempre y cuando haya océanos.

La órbita de la Luna en torno a la Tierra es afectada por gran variedad de factores y al igual que las mareas depende del contorno del océano. Por ejemplo, el mar Mediterráneo, prácticamente rodeado por tierra, casi no presenta mareas, y el Golfo de México sólo una pleamar al día.

Resulta extraño que un crecimiento de la marea se presente a unos 13.000 Km. de distancia al otro extremo de la Tierra. La influencia gravitacional de la Luna allí es casi 7% menor que en el lado más próximo, pero la fuerza centrífuga de la Tierra empuja los océanos hacia afuera. Esto provoca la pleamar y la bajamar en esa parte del mundo. De no suceder así, habría sólo una gran pleamar y una bajamar en cada rotación terrestre. Pero, como usted puede constatar si se encuentra cerca del mar, el tiempo entre mareas es de unas seis horas, y hay dos de cada una al día.

Aun sin la influencia de la Luna, nuestros océanos y mares tendrían mareas, aunque menos vivas. La atracción gravitacional del Sol influye también sobre la Tierra. Esta fuerza, mucho más fuerte en su origen que la que ejerce la Luna, influye menos debido a la distancia que nos separa del Sol.

Las mareas causadas por el Sol pueden reforzar o debilitar las que son creadas por la acción de la Luna. Cuando el Sol y la Luna están alineados —durante la luna llena o luna nueva— sus fuerzas gravitacionales actúan en conjunto creando una atracción mucho más fuerte que causa mareas más altas. Las llamamos mareas de primavera, aunque no se limitan a esa estación. Cuando el Sol y la Luna guardan un ángulo recto respecto a la Tierra, en los cuartos menguante y creciente, la atracción del Sol influye en lo que se conoce como mareas muertas.

Fuente Consultada:
El Mundo de los Porque?… Readers Digest
Notas Celestes de Carmen Nuñez

Modelo Atómico de Bohr Niels Resumen de su Biografia y Trabajo

Modelo Atómico de Bohr
Resumen de su Biografía y Trabajo Científico

Bohr Niels

El nombre de Niels Bohr (1885-1962) se inscribe como uno de los nombres más ilustres de la física del siglo XX. En líneas generales, tuvo la idea de aplicar la teoría de los quanta de Planck al modelo atómico de Rutherford, consiguiendo, de este modo, explicar la emisión de rayos espectrales y, al mismo tiempo, interpretar muchas propiedades físicas y químicas de los cuerpos.

En el tercer congreso de Física Solvay, que tuvo lugar en Bruselas el año 1921, a Rutherford se le preguntó qué diferencia existía, en su modelo atómico, entre los electrones nucleares y los periféricos. Rutherford respondió con aquella frase que tanta popularidad alcanzó: «No man’s land.», que significa «tierra de nadie«.

Es decir, trató de sintetizar el concepto que había guiado a su escuela hasta el año 1911: el átomo está dividido en dos regiones, la interna y la externa, el núcleo y el sistema electrónico, separadas por una barrera infranqueable, en el sentido de que ni los electrones periféricos pasan al núcleo ni los constituyentes del núcleo pasan al sistema electrónico.

El mérito de Rutherford fue el de haber intuido que los fenómenos radioactivos tienen su sede en el núcleo, y que dedicándose al estudio de esta ciencia hizo desviar los problemas inherentes al sistema electrónico hasta la crítica fundamental que había expuesto. Ciertamente, el modelo de Rutherford está en contradicción con el electromagnetismo clásico, sobre cuyos pormenores no se entrará.

Sencillamente se remarcará, con el objeto de centrar el problema histórico que limita la biografía de Niels Bohr, que cuando Rotherford estaba sumido en dicha problemática, el entonces joven investigador Bohr pasó al laboratorio de este otro físico inglés.

EL FENÓMENO FÍSICO: Cuando un cuerpo sólido se calienta suficientemente, se pone incandescente, es decir, emite luz. Lo mismo sucedería si calentásemos gases o vapores, o si excitásemos sus moléculas con una descarga eléctrica.

Entre la luz emitida en uno u otro caso, existe, sin embargo, una importante diferencia. Si hacemos que la luz emitida atraviese un prisma, o una red de difracción, se obtiene su espectro, o conjunto de rayas o bandas de los distintos colores que componen la luz incidente.

El espectro de la luz (imagen abajo) que emiten los sólidos incandescentes es continuo y presenta bandas de diferentes colores que se funden unos con otros. Los gases y vapores dan lugar a un espectro que presenta líneas o bandas discretas.

espectro luz atomo

Un elemento dado presenta siempre un mismo espectro, lo que constituye un valioso método para su identificación. Por ejemplo, al excitar el hidrógeno contenido en un tubo de descarga, se obtiene su bien conocido espectro de líneas. Con el fin de explicar este espectro del hidrógeno. Niels Bohr propuso su modelo atómico, que se utiliza todavía, aunque con algunas modificaciones, para describir los fenómenos atómicos básicos.

Niels Henrik David Bohr nació en octubre de 1885. Su padre era profesor de fisiología en la Universidad de Copenhague.

En 1903, ingresó Bohr en dicha Universidad, y, ocho años después, salía de ella con el título de doctor y un enorme interés por los problemas teóricos relativos al átomo. Bohr es un sabio de nuestro tiempo.

Murió el 18 de noviembre de 1962. Desde muy joven hasta los últimos días de su existencia, Niels Bohr mostró un enorme interés y una incansable actividad en la solución de los problemas más importantes de la física moderna.

En 1911, Bohr llegó a Inglaterra para trabajar en el laboratorio Cavendish de Cambridge, bajo la dirección de J. J. Thomson. Por entonces, los físicos que trabajaban en aquel laboratorio concebían el átomo, de acuerdo con otros muchos físicos del mundo, como una esfera cargada positivamente, que contenía los electrones (cargas eléctricas negativas), los cuales se movían dentro de la esfera, y en número tai que el átomo quedaba eléctricamente neutro.

Al cabo de pocos meses, Bohr se trasladó a Manchester, en donde Rutherford, uno de los mejores físicos del momento, era profesor de física. Rutherford había demostrado, experimentalmente, que el átomo tenía un núcleo pesado de pequeño volumen y cargado positivamente, el cual estaba rodeado por los electrones. Pero las características de los espectros atómicos no podían ser explicadas sobre la base del átomo de Rutherford.

 Cuando Bohr regresó a Copenhague después de haber trabajado con J. J. Thomsom, el descubridor del electrón, en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, Inglaterra, como discípulo y colaborador de Rutherford, ya estaba convencido de que las teorías clásicas de la física no eran capaces de representar adecuadamente los movimientos orbitales de los electrones. Bohr combinó el núcleo de Rutherford y la teoría de los quanta de Plank y produjo la primera imagen matemática satisfactoria de la estructura del átomo, su teoría cuántica de las partículas fundamentales y de sus interacciones.

De acuerdo con su modelo, los electrones giraban alrededor del núcleo, cargado positivamente, y la atracción electrostática compensaba la fuerza centrífuga. La teoría electromagnética clásica exigía, sin embargo, que toda carga eléctrica acelerada debería emitir radiación continua.

Si esta radiación continua tuviese lugar, los electrones, entonces, describirían una espiral descendente y caerían al núcleo. El átomo de Rutherford era, por tanto, inestable, de acuerdo con los principios de la mecánica clásica.

Por otro lado, la emisión espontánea que predecían las leyes de la teoría electromagnética no tenía, de hecho, lugar. Bohr se dedicó a plantear y estudiar los problemas teóricos que el átomo de Rutherford llevaba consigo, con el objeto de proponer un modelo atómico que se ajustase a los hechos experimentales conocidos entonces, y, particularmente, a la evidencia que con el empleo del espectroscopio se había acumulado empíricamente, analizando los espectros de elementos conocidos.

SU MODELO ATÓMICO PROPUESTO:

La teoría de Bohr puede resumirse en los dos puntos siguientes:

1) Los electrones sólo pueden ocupar ciertas capas en órbitas, dentro del átomo. A los electrones de una determinada órbita les corresponde una energía bien definida.

2) Cuando un electrón salta desde una a otra de las órbitas permitidas de un átomo, éste emite luz. Puesto que cada órbita representa un determinado estado energético, a la transición producida le corresponde un incremento de energía bien definido. Este cambio en la energía del electrón conduce a la emisión de luz de una determinada frecuencia, la cual es proporcional a la diferencia entre las energías de los niveles inicial y final.

Cuando se aplicaron estas ideas al átomo de hidrógeno, que es el átomo más simple, ya que está constituido por un solo electrón girando alrededor del  núcleo, se encontró que proporcionaban, exactamente, el mismo espectro que se había medido de un modo experimental.

Nueve años después, en 1922, Bohr recibía el Premio Nobel de física, por su interpretación del espectro del hidrógeno, basada en su modelo atómico. La importancia de este revolucionario modelo atómico no necesita ser comentada, y su inmediata aplicación para explicar el espectro del hidrógeno ha sido calificada como uno de los mayores triunfos de la física.

En su laboratorio de Copenhague trabajaban la refugiada judía Lise Meitner y su sobrino Otto Frisch. Cuando los alemanes Hahn y Strassman publicaron los resultados de sus investigaciones sobre el bombardeo de átomos de uranio con neutrones, descubriendo con asombro que aparecían pequeños indicios de bario y criptón, sin determinar su origen, Bhor se entusiasmó con la idea propuesta por Meitner y Frisch de que tal vez el uranio absorbía un neutrón que se dividiera en dos fragmentos más o menos iguales.

Bohr viajó a Estados Unidos donde se reunió con Einstein y Fermi. Allí recibió una comunicación de sus colaboradores Meitner y Frisch quienes le avisaban que al repetir el experimento comprobaron que el núcleo de uranio se había dividido. Lo que fue discutido entre los tres sabios, sacando las consecuencias en cuanto a la enorme obtención de energía según este proceso

Desde 1913, y con sólo unas modificaciones efectuadas en la tercera década de este siglo, el modelo atómico de Bohr ha sido fundamental en la descripción de los procesos atómicos.

Durante estos años, fueron explicándose, progresivamente, muchos fenómenos no totalmente comprendidos o interpretados: la estructura de los espectros de otros elementos, los procesos de absorción y emisión luminosa, la formación del sistema periódico de los elementos, las propiedades periódicas de las 92 especies atómicas entonces conocidas, etc.

En 1920, fue fundado el Instituto de Física Teórica de Copenhague, del que Niels Bohr fue nombrado director, centro que desde entonces ha permanecido a la vanguardia de la física teórica nuclear.

Los mejores físicos del mundo hacían frecuentes visitas a este instituto, para discutir con Bohr las modificaciones de su teoría. Niels Bohr, el modesto físico danés que nació antes de que la radiactividad fuese descubierta y que llegó a ser una máxima autoridad en el estudio de las leyes fundamentales del átomo, murió en noviembre de 1962.

esquema modelo atomico bohr

En el modelo atómico propuesto por J. J. Thomson en 1904, se suponía que los electrones estaban contenidos en una esfera cargada positivamente, y que la masa del átomo era fundamentalmente debida a los electrones.

En el modelo del átomo de hidrógeno propuesto por Bohr, el electrón puede moverse a lo largo de ciertas órbitas situadas alrededor del núcleo: cuando un electrón salta de una órbita a otra más cercana al núcleo, el átomo emite luz de un cierto color, que depende de las órbitas que entran en juego.

Así, si un átomo de hidrógeno no está excitado, se encuentra en su estado normal y los electrones están situados en la órbita más cercana al núcleo, con lo que no puede producirse emisión de luz alguna.

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UNA VIDA DE TRABAJO: Un hombre dedicado totalmente al trabajo, nos recuerda la clásica imagen del hombre que en las profundidades de su laboratorio sabe encontrar las verdades de la naturaleza. Poco amigo de los reconocimientos, carácter sencillo y afable, profundiza en sus primeros hallazgos. En 1922, cuando contaba treinta y siete años, recibió el Premio Nobel de Física. En estos seis años, sobreponiéndose a las consecuencias de la primera gran guerra, había demostrado que el edificio atómico se complica progresivamente a medida que uno se eleva en la escala de Mendeléiev.

Niels Bohr sacó una serie de conclusiones en lo tocante a los lechos y niveles de electrones intraatómicos, así como también sobre las correlaciones existentes entre esta edificación progresiva y la variación concomitante de las propiedades de los elementos; estas investigaciones tan importantes tuvieron una gran resonancia y la ley de saturación de los niveles electrónicos que condujo a precisar, tal como apunta Louis de Broglie, puede ser puesta en relación estrecha con el principio de exclusión poco más o menos enunciado por W. Pauli.

Gracias al esfuerzo de Niels Bohr, pues, la nueva mecánica nació alrededor del año 1925. Apareció bajo dos formulaciones, equivalentes y digamos por azar simultáneas, que fueron la mecánica de matrices de Heisenberg, Born y Jordán y la mecánica ondulatoria de Schródinger. El primero de estos principios había partido del análisis de la teoría de los quanta formulado por Niels Bohr.

La segunda proposición, en cambio, se originó sobre las ondas de la materia y gracias a los trabajos de Louis de Broglie. Siguiendo este proceso histórico, la equivalencia de ambas formulaciones la demostró Schródinger. Pero la formulación coherente de la teoría, su extensión y aplicación al campo electromagnético, o sea la mecánica quántica relativista del electrón, fue llevada a cabo por Dirac.

Es decir, Niels Bohr, que al parecer era un matemático mediocre, no participó, esto es de un modo directo, en la creación definitiva de la nueva mecánica; su colaboración fundamental se sitúa en lo que hace referencia a la interpretación física de la teoría, o, si se quiere, a través de una de las intuiciones más geniales que podemos registrar en la ciencia contemporánea.

El trabajo científico de Bohr se vio interrumpido por la invasión alemana, que le obligó a dejar su país. Con anterioridad, aun en Copenhague, se convirtió en el protector de los judíos expulsados.

Muchas son las muestras que jalonan su espíritu generoso, con una gran dureza crítica, enfrentándose éticamente contra la ideología nazi. Pues bien, a la entrada de los alemanes, en 1943, a través de Suecia se dirigió a Inglaterra y, finalmente, a los Estados Unidos; con un renombre universal, los norteamericanos le dieron toda clase de facilidades, prácticamente dirigiendo uno de los principales centros de investigación, aunque en aquel entonces las búsquedas en este campo sufrían la presión de las necesidades bélicas.

Niels Bohr trabajó en Los Álamos, contribuyendo a la fabricación de la bomba atómica. Consciente de las consecuencias que ello podía reportar, en el mes de julio de 1944 escribió un Memorándum dirigido a Roosevelt y Churchill, advirtiendo de las consecuencias y proponiendo la colaboración para la búsqueda y control de las armas nucleares. Pero no dio ningún resultado. 

Niels Bohr regresó a su ciudad natal en 1945, siendo nombrado presidente de la Academia de Ciencias danesa. Trabajando en relación con el CERN de Genova, hizo cuanto pudo para tratar de perfeccionar, y llevar a límites pacíficos, las búsquedas teóricas de este importante centro de estudios nucleares.

 Su fin estaba próximo, aunque la actividad científica seguía suscitando, orientando y comentando los trabajos de sus discípulos. Pero el 18 de noviembre de 1962 de una forma súbita falleció; hay quien dice, con razón profunda, sintiendo el drama de conciencia —como también lo sintieron Einstein y Op-penheimer— de haber hecho posible la bomba atómica; realmente, de sus setenta y siete años de vida, los veinte últimos fueron un esfuerzo para evitar el desastre.

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ALGO MAS SOBRE LA BIOGRAFÍA DE NEILS BOHR: Fue Niels Bohr, quien llevó a los Estados Unidos la noticia de que en 1939, Lise Meitner y O. R. Frisch habían dividido el átomo de uranio. No mucho después de que Bohr regresó a Copenhague, de aquel importante viaje, los nazis ocuparon Dinamarca.

Bohr ordenó inmediatamente que todo el trabajo se detuviera en su instituto de física teórica. Después, en 1943, cuando se enteró de que iba a ser arrestado, escapó a Suecia con su esposa y su hijo Aage. Pronto se encontró de nuevo en los Estados Unidos.

A mediados del año de 1940, un cierto Mr. Nicholas Brown iba, a menudo, a Los Álamos, Nuevo México, donde se construía la primera bomba atómica. Para mucha gente era sólo un científico más del proyecto, pero para otros era probablemente, una figura familiar.

Los que le reconocían debían preguntarse, «¿Mr. Brown? —Se parece a . . .», y se callaban, porque no debían circular las noticias de que el gran Niels Bohr estaba ayudando a los Estados Unidos a desarrollar La energía atómica.

Bohr estaba angustiado con la bomba. Incluso antes de que fuera usada por primera vez, intentaba persuadir a la gente de la necesidad de regular esta nueva forma de energía. En 1950, escribió a las Naciones Unidas sobre la importancia del control internacional de la energía atómica. En 1955, ayudó a organizar en Ginebra la Conferencia de Átomos para la Paz. En 1957, —treinta y cinco años después de haber recibido el Premio Nobel de Física— se le concedió el primer Premio de Átomos para la Paz.

Bohr fue, probablemente, el más grande de todos los físicos atómicos. En 1913, utilizó la teoría cuántica para explicar las líneas espectrales del hidrógeno. Sabía que su teoría atómica no era aplicable para otros elementos y continuó mejorándola. Desarrolló importantes teorías sobre la naturaleza del núcleo. Tal vez, tan importante como sus investigaciones, fue su trabajo de maestro.

Muchos grandes físicos nucleares estudiaron con él. En una serie de tributos a Bohr, en su cumpleaños, algunos de sus antiguos discípulos famosos, le presentaron parodias sobre informes de importantes investigaciones. Se pueden ver algunas de estas divertidas narraciones en el número de marzo de 1956 del Scienfifíc American.

Fuente Consultada:
Revista TECNIRAMA N°56
El Estallido Científico en el Siglo XX Trevor Williams
FÍSICA Fundamentos y Fronteras Stollberg-Hill