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Lo que nos gustaría saber I

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

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Famous Irish Scientists - George Johnstone Stoney100cia Química - Biografía de científicos - Scheele

 

 En 1874 estableció la hipótesis según la cual la electricidad era creada por unos corpúsculos elementales que llamó electrones, cuya carga intentó calcular.

George J. Stoney, el físico irlandés y pensador excéntrico y original al que, en realidad, debemos la forma de deducir si otros planetas del sistema solar poseían o no una atmósfera gaseosa, como la Tierra, calculando si su gravedad superficial era suficientemente intensa para mantener esa atmósfera.

Pero su pasión real estaba reservada a su idea más preciada: el “electrón”. Stoney había deducido que debía existir un componente básico de carga eléctrica. Estudiando los experimentos de Michael Faraday sobre electrolisis, Stoney había predicho incluso cuál debía ser su valor, una predicción posteriormente confirmada por J. J. Thomson, descubridor del electrón en Cambridge en 1897, dándole la razón a Stoney que finalmente, a esta unidad básica de la electricidad, le dio el nombre de electrón con el símbolo e en 1891 (antes de su descubrimiento).

Cuánto sabes sobre Alan Turing?George Francis FitzGerald - Wikipedia, la enciclopedia libre

Alan Turing                                        George Francis Fitzgerald

Stoney, primo lejano y más viejo del famoso matemático, científico de computación y criptógrafo Alan Turing, también era tío de George Fitzgerald, después famoso por proponer la “contracción Fitzgerald-Lorentz”, un fenómeno que fue entendido finalmente en el contexto de la teoría de la relatividad especial de Einstein.

El lenguaje de la Física – Constantes fundamentales. — Steemit

Stoney, podemos decir con seguridad, fue el primero que señaló el camino para encontrar lo que más tarde conoceríamos como constantes fundamentales, esos parámetros de la física que son invariantes, aunque su entorno se transforme. Ellas, las constantes, continúan inalterables como sucede, por ejemplo, con la velocidad de la luz c, que sea medida en la manera que sea, esté en reposo o esté en movimiento quien la mide o la fuente de donde parte, su velocidad será siempre la misma, 299.792.458 m/s. Algo análogo ocurre con la gravedad, G, que en todas partes mide el mismo parámetro  o valor: G = 6’67259 × 10-11 m3 s-2 Kg-1. Es la fuerza de atracción que actúa entre todos los cuerpos y cuya intensidad depende de la masa de los cuerpos y de la distancia entre ellos; la fuerza gravitacional disminuye con el cuadrado de la distancia de acuerdo a la ley de la inversa del cuadrado.

Profesor de filosofía natural (así llamaban antes a la Física) en el Queen’s College Galway en 1860, tras su retiro se trasladó a Hornsey, al norte de Londres, y continuó publicando un flujo de artículos en la revista científica de la Royal Dublín Society, siendo difícil encontrar alguna cuestión sobre la que no haya un artículo firmado por él.

Asociación Británica Fotos e Imágenes de stock - AlamyAsociación Británica Fotos e Imágenes de stock - AlamyAsociación Británica Fotos e Imágenes de stock - AlamyA MEETING OF THE TOWN HALL OF MAYORS IN THE TOWN HALL, 1871  Louis-Joseph-Amédée Daudenarde (1839-1907) et Auguste Deroy (1825-1906).  "Une séance de la Commune dans la salle des Maires à l'Hôtel

Stoney recibió el encargo de hacer una exposición científica del tema que él mismo eligiera para el programa de la reunión de Belfast de la Asociación Británica. Pensando en qué tema elegir, se dio cuenta de que existían medidas y patrones e incluso explicaciones diferentes para unidades que median cosas o distancias o algún fenómeno: se preguntaba la manera de cómo definirlos mejor y como interrelacionarlos. Vio una oportunidad para tratar de simplificar esta vasta confusión de patrones humanos de medida de una manera tal que diese más peso a su hipótesis del electrón.

En tal situación, Stoney centró su trabajo en unidades naturales que transcienden los patrones humanos, así que trabajó en la unidad de carga electrónica (según su concepto), inspirado en los trabajos de Faraday como hemos comentado antes. También, como unidades naturales escogió G y c que responde, como se ha explicado, a la gravedad universal y la velocidad de la luz en el vacío.

2013 febrero 25 : Blog de Emilio Silvera V.Unidades Adimensionales : Blog de Emilio Silvera V.

                                          El electrón como faro y sus unidades adimensionales

En su charla de la Reunión de Belfast, Stoney se refirió al electrón como el “electrino” y dio el primer cálculo de su valor esperado. Demostró que el trío mágico de G, c y e podía combinarse de una manera, y sólo de una, de modo que a partir de ellas se creaban una unidad de masa, una unidad de longitud y una unidad de tiempo. Para la velocidad de la luz utilizó un promedio de las medidas existentes, c = 3 × 108 metros por segundo; para la constante de gravitación de Newton utilizó el valor obtenido por John Herschel, G = 6’67259 × 10-11 m3 s-2 Kg-1, y para la unidad de carga del “electrino” utilizó e = 10-20 amperios. Estas fueron las inusuales nuevas unidades que él encontró, en términos de las constantes e, c y G, y en términos de gramo, metros y segundos (omito las ecuaciones).

George Johnstone Stoney - Wikipedia, la enciclopedia libre2018 diciembre 23 : Blog de Emilio Silvera V.

Estas son cantidades extraordinarias. Aunque una masa de 10-7 gramos no es demasiado espectacular – es similar a la de una mota de polvo – las unidades de longitud y tiempo de Stoney eran muy diferentes de cualquiera que hubieran encontrado antes los científicos.  Eran fantásticamente pequeñas, rozando lo inconcebible. No había (y sigue sin haber) ninguna posibilidad de medir directamente tales longitudes y tiempos. En cierto modo, esto es lo que se podría haber esperado. Estas unidades no están construidas deliberadamente a partir de dimensiones humanas, por conveniencia humana o para utilidad humana.  Están definidas por la propia fábrica de la realidad física que determina la naturaleza de la luz, la electricidad y la gravedad.  No se preocupan de nosotros. Stoney triunfó de un modo brillante en su búsqueda de un sistema de unidades sobrehumanas.

“La ciencia no puede resolver el misterio final de la Naturaleza.  Y esto se debe a que, en el último análisis, nosotros somos parte del misterio que estamos tratando de resolver”.

Max Planck

Las unidades naturales de Max Planck

Al dar valor 1 a las cinco constantes fundamentales, las unidades de tiempo, longitud, masa, carga y temperatura se definen así:

Tabla 2: Unidades de Planck básicas
Nombre Dimensión Expresión
Longitud de Planck Longitud (L) {\displaystyle l_{P}=c\ t_{P}={\sqrt {\frac {\hbar G}{c^{3}}}}} 1.616 252(81) × 10−35 m
Masa de Planck Masa (M) {\displaystyle m_{P}={\sqrt {\frac {\hbar c}{G}}}} 2.176 44(11) × 10−8 kg
Tiempo de Planck Tiempo (T) {\displaystyle t_{P}={\sqrt {\frac {\hbar G}{c^{5}}}}} 5.391 24(27) × 10−44 s
Carga de Planck Carga eléctrica (Q) {\displaystyle q_{P}={\sqrt {\hbar c4\pi \epsilon _{0}}}} 1.875 545 870(47) × 10−18
Temperatura de Planck Temperatura (ML2T-2/k) {\displaystyle T_{P}={\frac {m_{P}c^{2}}{k}}={\sqrt {\frac {\hbar c^{5}}{Gk^{2}}}}} 1.416 785(71) × 1032 K 

Las unidades de Planck o unidades naturales son un sistema de unidades propuesto por primera vez en 1899 por Max Planck. El sistema mide varias de las magnitudes fundamentales del universo: tiempo, longitud, masa, carga eléctrica y temperatura. … El uso de este sistema de unidades trae consigo varias ventajas.

La idea de Stoney fue descubierta en una forma diferente por el físico alemán Max Planck en 1899, un año antes de que expusiera al mundo su teoría del “cuanto de acción” h.

Max Planck, el padre de la teoría cuántica que intentó convencer a Hitler  de que permitiera trabajar a los científicos judíos - BBC News MundoLa Constante de PLANCK - Mediawiki de Fisica

Planck es uno de los físicos más importantes de todos los tiempos.  Como antes he apuntado, descubrió la naturaleza cuántica de la energía que puso en marcha la revolución cuántica de nuestra comprensión del mundo, ofreció la primera descripción correcta de la radiación térmica (“espectro de Planck”) y una de las constantes fundamentales de la naturaleza lleva su nombre.

Ganador del premio Nobel de Física de 1918, también fue, en el primer momento, el único que comprendió la importancia que, para la física y para el mundo, tendría el artículo del joven Einstein, en 1.05, sobre la teoría de la relatividad especial.  Hombre tranquilo y modesto que fue profundamente admirado por sus contemporáneos más jóvenes, como el mismo Einstein y Bohr.

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La concepción que tenía Planck de la naturaleza ponía mucho énfasis en su racionalidad intrínseca y en su independencia del pensamiento humano. Había que encontrar esas estructuras profundas que estaban lejos de las necesidades de la utilidad y conveniencia humanas pero que, en realidad, estaban ahí ocultas en lo más profundo de los secretos naturales y eran las responsables de que nuestro mundo, nuestro universo, fuese tal como lo conocemos.

En el último año de su vida un antiguo alumno le preguntó si creía que buscar la forma de unir todas las constantes de la naturaleza mediante alguna teoría más profunda era atractivo. Le contestó con el entusiasmo templado por el realismo y experiencia conociendo cuantas dificultades entrañaba tal empresa.

“Su pregunta sobre la posibilidad de unificar todas las constantes universales de la naturaleza, es sin duda una idea atractiva.  Por mi parte, sin embargo, tengo dudas de que se logre con éxito. Pero puedo estar equivocado”

A diferencia de Einstein, Planck no creía que se pudiera alcanzar realmente una teoría globalizadora que explicara todas las constantes de la naturaleza.

emilio silvera

 

  1. 1
    Crusellas
    el 27 de marzo del 2010 a las 19:09

    Cada vez se van añadiendo más piezas al puzzle (en mis tiempos “rompecabezas”).
    Poco a poco vemos que todas van encajando. Lo que creíamos partes aisladas e inconexas, comprendemos que son el armazón inextricable de un todo. Y va tomando forma ante nuestros asombrados ojos.
    Un abrazo Emilio.

    Responder
  2. 2
    Ramon Marquès
    el 27 de marzo del 2010 a las 19:26

    Hola. Expones, amigo Emilio, que Max Planck dijo que “la Ciencia no puede resolver todos los misterios de la Naturaleza”. Una sabia reflexión para los que eluden la complejidad de la realidad y piensan que todo comenzó con el big-bang en un supuesto punto, sin contar con necesarias interacciones e historia previa . Desde mi punto de vista, un abuso de la aplicación de la navaja de Ockham.
    Amigo Emilio, un abrazo. Ramon Marqués

    Responder

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