Reflexiones Domingueras
12-10-2014
Isaac Newton, a mi entender, junto con James Clerk Maxwell y Albert Einstein, son los tres exponentes más destacados de la física.
Newton definió en un solo libro las bases de la cinemática, la mecánica, la dinámica, las leyes de gravitación universal y hasta la óptica dando una base a toda la disciplina. Incluso definió las bases del cálculo diferencial e integral para demostrar sus teoremas. Maxwell definió las leyes del electromagnetismo que iban a permitir el desarrollo de prácticamente todas las innovaciones que vinieron después, incluyendo los trabajos de Einstein. Siendo el trabajo más importante de este último seguramente su teoría de la relatividad, donde destruye la idea absoluta del tiempo, vinculándolo y haciéndolo depender (relativo) del espacio.
Newton define un concepto que llama “cantidad de movimiento” y lo toma de una idea de Galileo, el otro grande previo a Newton. Matemáticamente la cantidad de movimiento se expresa como el producto de masa por velocidad: m.v
Newton le da mucha trascendencia a este valor al enunciar su idea de inercia (de inerte). Cuando no se aplican fuerzas externas, la cantidad de movimiento de un sistema se mantiene constante. Y si un cuerpo en movimiento impacta a otro, la cantidad de movimiento es lo que define las consecuencias de ese impacto.
Pocas décadas después de Newton, una joven y rebelde francesa llamada Emilie du Chatelet cultivaba las artes y las ciencias y protegía de las autoridades a probablemente el máximo exponente de Francia del siglo XVIII: Voltaire, amigo de la infancia. Apasionada de los trabajos de Newton y de las matemáticas, Madame du Chatelet se anima a contradecirlo, incluso afirmando que Newton se equivocó. Ella logra demostrar que el efecto de un objeto impactando a otro no depende de su masa y su velocidad, sino de la masa y el cuadrado de la velocidad. La forma de expresar esto ahora tiene que ver no con la conservación de la “cantidad de movimiento” m.v sino con la conservación del concepto de energía: E = m.v2. Esta definición no es original de Emilie sino del intelectual alemán Gottfried Liebniz, el eterno rival de Newton y según muchos autores, el verdadero padre del cálculo diferencial. Pero los experimentos y la contundencia de las publicaciones de la francesa terminan zanjando la polémica de una vez por todas a favor del alemán.
Un siglo después, Maxwell, al describir la propagación de las ondas electromagnéticas años antes de que efectivamente se logró emitirlas, calculó que se propagarían a la velocidad de la luz y que esta velocidad era la máxima velocidad físicamente posible, un valor absoluto de la naturaleza. Esto demostraba de paso que la luz no era otra cosa que una onda electromagnética. Esta velocidad máxima absoluta es lo que obsesionó a Einstein por años hasta que logró dar forma a su célebre teoría que, entre otras cosas, vincula la energía con la masa, haciéndolos conceptos (para expresarlo en términos de Domingo Cavallo) convertibles: energía se puede convertir en masa y masa se puede convertir en energía. Si quiero convertir una cierta masa completamente en energía, esta energía tendrá el valor de E = m.c2, la famosísima ecuación de Einstein, donde c es la velocidad de la luz, la máxima y absoluta velocidad del universo. Y vemos que esta ecuación no difiere en nada de la ecuación que proponía Emilie du Chatelet 150 años antes.
Las formas matemáticas de la física tienen un grado de simpleza y de belleza que han ido floreciendo a través de los siglos y los maravillosos descubrimientos y teorías parecen repetir las formas como una coincidencia recurrente. Los descubrimientos de los últimos años explican un poco mejor estas similitudes y coincidencias al unir los fenómenos en uno solo: todo se trata de ondas. Para los que han disfrutado de este relato en la próxima vamos a describir como esto desemboca en la famosa y millonaria búsqueda del bosón de Higgs y la pésimamente bautizada “partícula de Dios”.
Newton definió en un solo libro las bases de la cinemática, la mecánica, la dinámica, las leyes de gravitación universal y hasta la óptica dando una base a toda la disciplina. Incluso definió las bases del cálculo diferencial e integral para demostrar sus teoremas. Maxwell definió las leyes del electromagnetismo que iban a permitir el desarrollo de prácticamente todas las innovaciones que vinieron después, incluyendo los trabajos de Einstein. Siendo el trabajo más importante de este último seguramente su teoría de la relatividad, donde destruye la idea absoluta del tiempo, vinculándolo y haciéndolo depender (relativo) del espacio.
Newton define un concepto que llama “cantidad de movimiento” y lo toma de una idea de Galileo, el otro grande previo a Newton. Matemáticamente la cantidad de movimiento se expresa como el producto de masa por velocidad: m.v
Newton le da mucha trascendencia a este valor al enunciar su idea de inercia (de inerte). Cuando no se aplican fuerzas externas, la cantidad de movimiento de un sistema se mantiene constante. Y si un cuerpo en movimiento impacta a otro, la cantidad de movimiento es lo que define las consecuencias de ese impacto.
 |
| Emilie du Châtelet |
Un siglo después, Maxwell, al describir la propagación de las ondas electromagnéticas años antes de que efectivamente se logró emitirlas, calculó que se propagarían a la velocidad de la luz y que esta velocidad era la máxima velocidad físicamente posible, un valor absoluto de la naturaleza. Esto demostraba de paso que la luz no era otra cosa que una onda electromagnética. Esta velocidad máxima absoluta es lo que obsesionó a Einstein por años hasta que logró dar forma a su célebre teoría que, entre otras cosas, vincula la energía con la masa, haciéndolos conceptos (para expresarlo en términos de Domingo Cavallo) convertibles: energía se puede convertir en masa y masa se puede convertir en energía. Si quiero convertir una cierta masa completamente en energía, esta energía tendrá el valor de E = m.c2, la famosísima ecuación de Einstein, donde c es la velocidad de la luz, la máxima y absoluta velocidad del universo. Y vemos que esta ecuación no difiere en nada de la ecuación que proponía Emilie du Chatelet 150 años antes.
Las formas matemáticas de la física tienen un grado de simpleza y de belleza que han ido floreciendo a través de los siglos y los maravillosos descubrimientos y teorías parecen repetir las formas como una coincidencia recurrente. Los descubrimientos de los últimos años explican un poco mejor estas similitudes y coincidencias al unir los fenómenos en uno solo: todo se trata de ondas. Para los que han disfrutado de este relato en la próxima vamos a describir como esto desemboca en la famosa y millonaria búsqueda del bosón de Higgs y la pésimamente bautizada “partícula de Dios”.
