domingo, 09 de agosto del 2020 Fecha
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Una pincelada de la Relatividad

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en General    ~    Comentarios Comments (0)

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Cuando Einstein tenía 26 años, calculó exactamente cómo debía cambiar la energía si el principio de la relatividad era correcto, y descubrió la relación E=mc2.  Puesto que la velocidad de la luz al cuadrado (c2) es un número astronómicamente grande, una pequeña cantidad de materia puede liberar una enorme cantidad de energía.  Dentro de las partículas más pequeñas de materia hay un almacén de energía, más de un millón de veces la energía liberada en una explosión química.  La materia, en cierto sentido, puede verse como un depósito casi inagotable de energía; es decir, la materia es en realidad, energía condensada.

http://2.bp.blogspot.com/_-Rw4Rb4bpMc/SRnwxorU6QI/AAAAAAAAAko/VA75n0HebDQ/s400/Materia+OScura-Energ%C3%ADa+oscura-Internet

Einstein supo ver que las dimensiones más altas tienen un propósito: unificar los principios de la Naturaleza.  Al añadir dimensiones más altas podía unir conceptos físicos que, en un mundo tridimensional, no tienen relación, tales como la materia y la energía o el espacio y el tiempo que, gracias a la cuarta dimensión de la relatividad especial, quedaron unificados.

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Nuevos conceptos que desataron nuestra imaginación

Desde entonces, estos conceptos, los tenemos que clasificar, no por separado, sino siempre juntos como dos aspectos de un mismo ente materia-energía por una parte y espacio-tiempo por la otra.  El impacto directo del trabajo de Einstein sobre la cuarta dimensión fue, por supuesto, la bomba de hidrógeno, que se ha mostrado la más poderosa creación de la ciencia del siglo XX.  Claro que, en contra del criterio de Einstein que era un pacifista y nunca quiso participar en proyectos de ésta índole.

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Einstein completó su teoría de la relatividad con una segunda parte que, en parte, estaba inspirada por lo que se conoce como principio de Mach, la guía que utilizó Einstein para crear esta parte final y completar su teoría de relatividad general.

Einstein enunció que, la presencia de materia-energía determina la curvatura del espacio-tiempo a su alrededor.  Esta es la esencia del principio físico que Riemann no logró descubrir: la curvatura del espacio está directamente relacionada con la cantidad de energía y materia contenida en dicho espacio.

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Esto, a su vez, puede resumirse en la famosa ecuación de Einstein, que esencialmente afirma:

Materia-energía determina la curvatura del espacio-tiempo

Esta ecuación engañosamente corta es uno de los mayores triunfos de la mente humana (me he referido a ella en otras muchas ocasiones).  De ella emergen los principios que hay tras los movimientos de las estrellas y las galaxias, los agujeros negros, el big bang, y seguramente el propio destino del Universo.

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Es curiosa la similitud que se da entre la teoría del electromagnetismo y la relatividad general, mientras que Faraday experimentó y sabía los resultados, no sabía expresarlos mediante las matemáticas y, apareció Maxwell que, finalmente formuló la teoría.

Einstein, al igual que Faraday, había descubierto los principios físicos correctos, pero carecía de un formulismo matemático riguroso suficientemente potente para expresarlo (claro que Faraday no era matemático y Einstein si lo era).  Carecía de una versión de los campos de Faraday para la Gravedad.  Irónicamente, Riemann tenía el aparato matemático, pero no el principio físico guía, al contrario que Einstein.  Así que, finalmente, fue Einstein el que pudo formular la teoría con las matemáticas de Riemann.

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Einstein, como todos sabeis, se apoyo en otros muchos para formular sus teorías relativistas desde Mach, Maxwell y Lorentz hasta el propio Riemann. Sin embargo, fue él quien tuvo la chispa de ingenio de ver con claridad el significado de todos aquellos postulados que andaban sueltos por el mundo de la física y supo reunirlos en una teoría coherente y unificadora que, a lo largo del tiempo, ha sido demostrada de manera más que suficiente y aclaratoria.

La obra de Einstein está revestida de grandes éxitos en el campo de la Física y de la Cosmología, y, hasta tal punto es así que, el Cosmos sería otro sin la teoría de la Relatividad General de cuyas ecuaciones -arriba reseñadas- aún se están obteniendo consecuencias mucho más allá de los agujeros negros.

También esa simple ecuación que, se está convirtiendo en uno de los mayores logros de la Humanidad, por su sencilles y simpleza en contraposición con su profundidad y complejidad en cuanto a los mensajes que encierra, como por ejemplo, el hecho de que dichas ecuaciones de campo de la teoría de Einstein emerjan como por encanto desde las profundidades de la Teoría de cuerdas. Sin que nadie las llame, allí aparecen.

¿Qué tienen estas ecuaciones? ¿Qué mensajes nos envía? ¿Qué secretos encierra?

emilio silvera


¡Sondas Espaciales!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (8)

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El cohete Atlas-Centauro lanza el Surveyor I el 30 de Mayo  de 1966. La primera sonda espacial fue la soviética Lunik 2 que llegó a la Luna en 1959, después vinieron otras muchas no sólo a la Luna sino hacia otros planetas. Es cierto que la presencia de los seres humanos en la Luna fue un gran acontecimiento y un enorme trinfo, sin embargo, los mayores logros, son debidos a las sondas espaciales que, haciendo un trabajo para el que nosotros no estamos preprados, han conseguido poner a nuestro alcance conocimientos sobre planetas lejanos y lunas misteriosas.

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Un 2012 bueno para todos

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Felicidad para todos    ~    Comentarios Comments (18)

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A finales del pasado mes de diciemnre, os dejaba aquí nuestros buenos deseos que, desgraciadamente, no se están cumpliendo y, cada día podemos ver el deterioro al que se ha llegado en muchas naciones y, la pobreza que inunda las casas de muchas familias. ¿Cómo podríamos revertir ésta nefasta situación?

Con el mayor deseo de bienestar para todos, os decíamos:

                                     A pesar de que no bebo nada de alcohol, haré una excepción y con Shalafi, brindaré por todos ustedes

Los artífices de este humilde lugar, Shalafi como Administrador y emilio silvera como “obrero” imaginativo de la divulgación científica, no tienen más remedio que, desde aquí, mostrar su agradecimiento a los muchos amigos que nos han distinguido con su presencia en tan sencillo lugar desde el que hemos tratado de llevar a todos, un poco del conocimiento del mundo, del saber del Universo, de las complejidades de la mente, del origen de la Vida y, de nuestro destino en las estrellas.

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No es facil entender la materia

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (3)

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Cuando los átomos de Cl y Na interaccionan por aproximarse suficientemente sus nubes electrónicas, existe un reajuste de cargas, porque el núcleo de Cl atrae con más fuerza los electrones que el de Na, así uno pierde un electrón que gana el otro. El resultado es que la colectividad de átomos se transforma en colectividad de iones, positivos los de Na y negativos los de Cl. Las fuerzas electromagnéticas entre esos iones determinan su ordenación en un cristal, el Cl Na. Por consiguiente, en los nudos de la red existen, de manera alternativa, iones de Na e iones de Cl, resultando una red mucho más fuerte que en el caso de que las fuerzas actuantes fueran de Van der Waals. Por ello, las sales poseen puntos de fusión elevados en relación con los de las redes moleculares.

Hablemos de cuerpos.

Me referiré en primer lugar a los que constituyen nuestro entorno ordinario, que sería todo el entorno que abarca nuestro planeta. En segundo lugar considerare los demás cuerpos y objetos del universo. El análisis de muestras de esos diversos cuerpos ha puesto de manifiesto que, en función de la composición, los cuerpos pueden ser simples y compuestos. Los primeros son, precisamente, los llamados elementos químicos, a las que el insigne Lavoisier (conocido como padre de la química), consideró como el último término a que se llega mediante la aplicación del análisis químico.

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¿Sabemos quien fue Newton?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en General    ~    Comentarios Comments (2)

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Observad las estrellas y aprended de ellas.                                   Ningún mortal puede acercarse a los dioses.

En honor al Maestro todas deben girar,                                                        Hedmond Halley

Cada una en su trayectoria sin un ruido,                                                     sobre los Principia de Newton

Siguiendo el principio de Newton.

Einstein

 

 

Newton elaboró una explicación cuantificada matemáticamente de la gravitación que abarcaba por igual fenómenos terrestres y celestes. Al hacerlo, demolió la división aristotélica del universo en dos ámbitos, uno por encima y otro por debajo de la Luna, y creó una base física para el Universo copernicano. La perfección y seguridad con la que realizó esta tarea fueron tales que su teoría llegó a ser considerada durante más de los dos siglos posteriores, como algo cercano a la palabra revelada por alguna divinidad. Aún hoy, cuando la dinámica newtoniana es contemplada como sólo una parte de la tela más basta pintada por la relatividad de Einstein, la mayoría de nosotros seguimos pensando en términos newtonianos, y las leyes de Newton son eficaces para guiar las naves espaciales a la Luna y los planetas.

Sin embargo, el hombre cuya explicación del cosmos viver en la mente de más de mil millones de personas era uno de los más extraños y difícilmente accesibles individuos que hayan vivido nunca. Cuando John Maynard Keynes compró en una subasta un baúl lleno de documentos de Newton, se asomnró de encontrarse con que estaba lleno de notas sobre Alquimia, las profecías biblícas y la reconstrucción, basada en textos hebreos, del plano del templo de Jerusalén, que para Newton era “un emblema del sistema del mundo”. Pero esta historia, merece ser contada con más lujo de detalles:

En 1684 tres miembros de la Royal Society, el astrónomo Edmund Halley, Christopher Wren, arquitecto de la catedral de de Londres, y el físico Robert Hooke, mantenían en Londres una animada discusión que acabó en una apuesta: ¿qué tipo de trayectoria describen los planetas alrededor del Sol? Wren ofreció 40 chelines a quien aportara la solución.

De los tres, Halley fue el que más se empeñó en encontrar una solución, hasta el punto de viajar a Cambridge para trasladar la pregunta a Newton, el excéntrico profesor de matemáticas. Allí pudo preguntarle directamente: ¿qué tipo de trayectoria describen los planetas alrededor del Sol? Sobre esta entrevista no sabríamos nada si no llega a ser por Abraham de Moivre, gran matemático y amigo de Newton, que dejó escrito lo siguiente sobre este encuentro:

Newton contestó inmediatamente que era una elipse. El doctor, lleno de alegría y asombro, preguntó cómo lo sabia. “Porque lo he calculado”, contestó. Entonces el doctor le pidió que le mostrase los cálculos. Newton buceó en su baúl, entre sus papeles, pero no lo encontró. Prometiéndole que los volvería a reproducir.

                                                                           Halley y Newton

Ese baúl lo heredó su encantadora sobrina Catherine Conduitt y a través de la descendencia, el baúl terminó en manos del vizconde de Lymington. Casi nadie había visto nunca los documentos que contenía el baúl, y una leyenda cuenta que una vez un obispo, picado por la curiosidad, examinó el contenido del baúl y lo cerró inmediatamente horrorizado. Durante mucho tiempo el contenido del baúl siguió siendo un misterio y su contenido calificado como no apto para la difusión.

El vizconde de Lymington, acuciado por algunos problemas financieros, un divorcio y algunos problemas de impuestos, decide poner a la venta el conjunto de documentos de Newton que su familia poseía desde hacía más de doscientos años.

En 1936, se subasta en Sotheby’s (Londres) el contenido de un baúl metálico lleno de manuscritos de Isaac Newton. Casi todo el lote fue adquirido por John Maynard Keynes, el famoso economista, al que gustaba coleccionar textos científicos antiguos.

Cuando Keynes pudo leer los documentos, quedó muy sorprendido, ya que lo que encontró fue un volumen de manuscritos equivalente a todos sus anteriores trabajos científicos, pero casi todos trataban sobre alquimia. Repuesto de la sorpresa inicial, y después de estudiar los manuscritos, dio una conferencia en la Royal Society de Londres en 1942 y dijo sobre Newton lo siguiente:

“Desde el siglo XVIII, Newton ha sido considerado el primero y más grande de los científicos de la era moderna, un racionalista, alguien que nos enseñó a pensar de acuerdo con los dictados de la razón fría y carente de emoción. Yo ya no puedo verlo bajo esa luz. Y no creo que pueda hacerlo nadie que haya estudiado con detenimiento los documentos contenidos en esa caja que guardó al partir de Cambridge en 1696 y que, pese haber sido en parte dispersados, han llegado hasta nosotros. Newton no fue el primer hombre de la Edad de la Razón, fue el último de los magos, el último de los babilonios y de los sumerios, la última gran mente que contempló el mundo visible e intelectual con los mismos ojos que lo hicieron quienes empezaron a construir nuestra herencia cultural hace casi diez mil años”.

Hasta ahora, ese aspecto de la personalidad de Newton ha sido deliberadamente ocultado y Newton aparece en la mayoría de los libros como un racionalista puro, y con esa etiqueta es con la que ha pasado a la historia. Creo que cualquier persona que haya leído algunos de esos documentos, o algunas de las cartas que Newton escribió al Dr. Bentley, estará de acuerdo con Keynes al considerar que Newton no fue el primer racionalista sino el último mago, el último de los babilonios. Newton quedó aislado, también,  por la singular potencia de su intelecto. Richard Westfall paso veinte años escribiendo una biografía sumamente perpicaz y erudita de Newton, pero confesó, en el promer párrafo del prefacio.

“Cuanto más lo he estudiado, tanto más Newton se ha alejado de mí. He tenido el privilegio, en diversas ocasiones, de conocer una serie de hombres brillantes, hombres a quirnes conozco sin vacilación como intelectualmente superiores a mí. Sin embargo, nunca he conocido a ninguno con el que no estuviese dispuesto a medirme, de modo que fuese razonable decir que mi capacidad era la mitad de la persona en cuestión, o la tercera o la cuarta parte, pero en tofos los casos una fracción finita. El resultado final de mi estudio de Newton ha servido para convencerme que con él no hay comparación posible. Se ha convertido para mí en otro hombre totalmente diferente, en uno de un puñado de genios supremos que han modelado las categorias del intelecto humano, un hombre que, finalmente, no es reducible a los criterios con que comprendemos a nuestros semejantes.”

Fotografía de la casa natal de Isaac Newton  en la localidad de Woolsthorpe , en Lincolnshire, donde nació prematuramente aquel 4 de enero de 1643 (aunque en algunas referencias se menciona que esta es la casa donde vivió en Grantham años después)  . Newton era hijo único, el hijo póstuno de un pequeño terrateniente analfabeto. Era tan pequeño al nacer que su madre ,  Hannah Ayscough, diría que cabía en una botella de cuarto. Su padre había muerto unos meses antes y con sólo tres años tuvo que abandonar la casa materna cuando Hannah se casó por segunda vez y su nuevo marido no quiso hacerse cargo del niño.Durante el resto de su infancia viviría en casa de su abuela materna , a dos kilómetros de distancia de su madre , algo que seguramente influiría en el carácter silencioso, reservado y poco sociable de Newton a lo largo de su vida. De todas formas es difícil juzgar la personalidad de una mente tan poderosa como la del gran matemático inglés , porque su forma de ver el mundo no puede ser igual a la que tenemos los demás, muy por debajo de su capacidad intelectual.

Newton, que había nacido en el mismo año de la muerte de Galileo Galilei, sustituyó el telescopio refractor de Galileo , que tenía una gran lente en la parte delantera para recoger la luz pero que Newton, por su experiencia con la refracción de la luz, sabía que distorsionaba los colores. Así desarrolló el telescopio reflector que empleaba un espejo en lugar de una lente para recoger la luz lo que lo hacía más barato y más eficiente. La Royal Society le pediría que construyese un segundo telescopio y viendo que funcionaba a la perfección le admitieron inmediatamente en la sociedad científica. Sin embargo, Newton no estaría contento con la fama que había ganado con este invento, ya que recibía muchas cartas. Escribiría al secretario de la Royal Society quejándose porque había “sacrificado mi tranquilidad, una cuestión de verdadera importancia” Así era Newton, siempre huyendo de la fama para que no interrumpieran su trabajo, aunque no estaba exento de ambición.

La vida de Newton, sobre todo su infancia, estuvo rodeada de una serie de circunstancias que le hicieron algo especial. El casamiento de su madre, vivir con su abuela y alejado de ella que vivía con su usurpador padrasto…El producto de todo aquello: haber nacido sin padre el día de Navidad, haber sobrevivido en contra de las probabilidades, la separación de la madre y una mente tan poderosa que él mismo era tanto su vasallo como su amo, le hicieron ser un muchacho reflexivo, tenso, hosco, brillante y propenso a la colera. El jopven Newton era sensible a los ritmos de la Naturaleza e insensible a los de los hombres. De niño construía relojes mecánicos y de sol, y era conocido por saber decir la hora por el Sol, pero habitualmente, olvidaba presentarse a comer, rasgo que persistió durante toda su vida. Podía pasarse días sin aparecer a la hora de la comida y sin dormir, enredado en su escritos sobre asuntos de la filosofía natural que encerraba los secretos de la naturaleza.

Durante un tiempo se inspiró en los libros de René Descartes, un espíritu afín al suyo. Ambos tenían mucho en común: criados por sus abuelas, niños frágiles y solitarios y con una vida interior muy fuerte que modeló sus caractéres. descartes le hablaba de lo que era el conocimiento humano y, muchos de aquellos pensamientos pervivieron en su intelecto.

La teoría cartesiana del torbellino del sistema solar se convirtió en el estímulo para la demostración de Newton de que los torbellinos no podían explicar las leyes de Kepler del movimiento planetario. La importancia que asignó Descartes a la descripcion algebraica del movimiento alentó a Newton a elaborar una dinámica escrita en una fórmula alternativa del algebra, la geometría. Como esto aún no era matemáticamente factible, Newton halló necesario inventar una nueva rama de la matemática, el cálculo infinitesimal. Éste puso la geometría en movimiento . Las parábolas e hipérbolas que Newton trazó en el papel podían ser analizadas como resultado de un punto en movimiento como la punta del palillo con el que Arquímedes trazaba figuras en la arena. En palabras de Newton: “Se describen líneas, y por ende se generan, no por la oposición de partes, sino por el movimiento continuo de puntos.”

Poco después de su graduación, la Universidad fue cerrada y Newton se marchó al campo. Allí tuvo mucho tiempo para pensar. Un día (y parece muy probable que se le haya ocurrido de repente) dio con la grandiosa teoría que no habían logrado concebir ni Kepler ni Galileo: una explicación única y general de cómo la fuerza de la gravitación causa el movimiento de la Luna y los planetas.

- En la ausencia de fuerzas exteriores, todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que actúe sobre él una fuerza que le obligue a cambiar dicho estado.

- La variación de momento lineal de un cuerpo es proporcional a la resultante total de las fuerzas actuando sobre dicho cuerpo y se produce en la dirección en que actúan las fuerzas. La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional al producto de su masa y su aceleración.

- Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma: Las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud y sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta.

Alrdedor de todo esto han salido a la luz diversas anécdotas que, como la manzana que vio caer del manzano mirando a traes de la ventana de su cuarto, le dio la odea seminal de su teoría de la gravitación. Vaya usted a saber como sucedió, o como le llegó a su mente, la idea de la Gravitación Universal.

Esto es mucho más largo y, desde luego, no podemos despacharlo de un plimazo, así que, dejaremos para una segunda parte la historia que nos relata como era y quien fue este grandioso personaje de la Historia de la Ciencia y que posibilitó para que la Humanidad, diera un gran paso en el conocimiento del mundo.

emilio silvera