{"id":3699,"date":"2010-03-19T08:03:28","date_gmt":"2010-03-19T07:03:28","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=3699"},"modified":"2010-03-19T12:25:21","modified_gmt":"2010-03-19T11:25:21","slug":"numeros-que-nos-hablan-del-universo-y-que-denominamos-constantes","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/03\/19\/numeros-que-nos-hablan-del-universo-y-que-denominamos-constantes\/","title":{"rendered":"N\u00fameros que nos hablan del Universo y que denominamos constantes"},"content":{"rendered":"
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\u201cLa ciencia no puede resolver el misterio final de la Naturaleza.\u00a0 Y esto se debe a que, en el \u00faltimo an\u00e1lisis, nosotros somos parte del misterio que estamos tratando de resolver\u201d.<\/p>\n

Max Planck<\/p>\n<\/blockquote>\n

Est\u00e1 muy claro que, nuestro mundo es como es, debido a una serie de par\u00e1metros que, poco a poco, hemos ido identificando y hemos denominado Constantes de la Naturaleza. Esta colecci\u00f3n de n\u00fameros misteriosos son los culpables, los responsables, de que nuestro universo sea tal como lo conocemos que, a pesar de la concatenaci\u00f3n de movimientos ca\u00f3ticamente impredecibles de los \u00e1tomos y las mol\u00e9culas, nuestra experiencia es la de un mundo estable y que posee una profunda consistencia y continuidad.<\/p>\n

S\u00ed, nosotros tambi\u00e9n hemos llegado a saber que con el paso del tiempo, aumenta la entrop\u00eda<\/a> y las cosas cambian. Sin embargo, algunas cosas no cambian, contin\u00faan siempre igual, sin que nada les afecte. Esas, precisamente, son las constantes de la naturaleza que, desde mediados del siglo XIX, comenz\u00f3 a llamar la atenci\u00f3n de f\u00edsicos como George Johnstone Stoney (1.826 \u2013 1.911, Irlanda).<\/p>\n

Parece, seg\u00fan todas las trazas, que el universo, nuestro universo, alberga la vida inteligente porque las constantes de la naturaleza son las que aqu\u00ed est\u00e1n presentes, cualquier ligera variaci\u00f3n en alguna de estas constantes habr\u00eda impedido que surgiera la vida en el planeta que habitamos. El universo con las constantes ligeramente diferentes habr\u00eda nacido muerto, no se hubieran formado las estrellas ni se habr\u00edan unido los quarks<\/a> para construir nucleones<\/a> (protones<\/a> y neutrones<\/a>) que formaran los n\u00facleos que al ser rodeados por los electrones<\/a> construyeron los \u00e1tomos que se juntaron para formar las mol\u00e9culas y c\u00e9lulas que unidas dieron lugar a la materia.\u00a0 Esos universos con las constantes de la naturaleza distintas a las nuestras, estar\u00edan privados del potencial y de los elementos necesarios para desarrollar y sostener el tipo de complejidad organizada que nosotros llamamos vida.<\/p>\n

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Nadie ha sabido responder a la pregunta de si las constantes de la naturaleza son realmente constantes o llegar\u00e1 un momento en que comience su transformaci\u00f3n. Hay que tener en cuenta que para nosotros, la escala del tiempo que podr\u00edamos considerar muy grande, en la escala de tiempo del universo podr\u00eda ser \u00ednfima. El universo, por lo que sabemos, tiene 13.500 millones de a\u00f1os. Antes que nosotros, el reinado sobre el planeta correspond\u00eda a los dinosaurios, amos y se\u00f1ores durante 150 millones de a\u00f1os, hace ahora de ello 65 millones de a\u00f1os.\u00a0 Mucho despu\u00e9s, hace apenas 2 millones de a\u00f1os, aparecieron nuestros antepasados directos que, despu\u00e9s de una serie de cambios evolutivos desemboc\u00f3 en lo que somos hoy.<\/p>\n

Todo ello pudo suceder como consecuencia de que, 200 millones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang<\/a> se formaron las primeras estrellas que, a su vez, dieron lugar a las primeras galaxias.<\/p>\n

El material primario del universo fue el hidr\u00f3geno, el m\u00e1s sencillo y simple de los elementos que componen la tabla peri\u00f3dica. Hoy d\u00eda, 13.500 millones de a\u00f1os despu\u00e9s, contin\u00faa siendo el material m\u00e1s abundante del universo junto al helio.<\/p>\n

Para hacer posible el resurgir de la vida, hac\u00edan falta materiales mucho m\u00e1s complejos que el hidr\u00f3geno; \u00e9ste era demasiado simple y hab\u00eda que fabricar otros materiales que, como el carbono, el hidr\u00f3geno pesado, el nitr\u00f3geno, ox\u00edgeno, etc, hicieran posible las combinaciones necesarias de materiales diferentes y complejos que, al ser bombardeados por radiaci\u00f3n ultravioleta y rayos gamma<\/a>s provenientes del espacio, diera lugar a la primera c\u00e9lula org\u00e1nica que ser\u00eda la semilla de la vida.<\/p>\n

Al principio mencion\u00e9 a George J. Stoney, el f\u00edsico irland\u00e9s y pensador exc\u00e9ntrico y original al que, en realidad, debemos la forma de deducir si otros planetas del sistema solar pose\u00edan o no una atm\u00f3sfera gaseosa, como la Tierra, calculando si su gravedad superficial era suficientemente intensa para mantener esa atm\u00f3sfera.<\/p>\n

Pero su pasi\u00f3n real estaba reservada a su idea m\u00e1s preciada: el \u201celectr\u00f3n\u201d. Stoney hab\u00eda deducido que deb\u00eda existir un componente b\u00e1sico de carga el\u00e9ctrica. Estudiando los experimentos de Michael Faraday sobre electrolisis, Stoney hab\u00eda predicho incluso cu\u00e1l deb\u00eda ser su valor, una predicci\u00f3n posteriormente confirmada por J. J. Thomson, descubridor del electr\u00f3n<\/a> en Cambridge en 1.897, d\u00e1ndole la raz\u00f3n a Stoney que finalmente, a esta unidad b\u00e1sica de la electricidad, le dio el nombre de electr\u00f3n<\/em> con el s\u00edmbolo e<\/em> en 1.891 (antes de su descubrimiento).<\/p>\n

Stoney, primo lejano y m\u00e1s viejo del famoso matem\u00e1tico, cient\u00edfico de computaci\u00f3n y cript\u00f3grafo Alan Turing, tambi\u00e9n era t\u00edo de George Fitzgerald, despu\u00e9s famoso por proponer la \u201ccontracci\u00f3n Fitzgerald-Lorentz\u201d, un fen\u00f3meno que fue entendido finalmente en el contexto de la teor\u00eda de la relatividad<\/a> especial de Einstein<\/a>.<\/p>\n

Stoney, podemos decir con seguridad, fue el primero que se\u00f1al\u00f3 el camino para encontrar lo que m\u00e1s tarde conocer\u00edamos como constantes fundamentales, esos par\u00e1metros de la f\u00edsica que son invariantes, aunque su entorno se transforme. Ellas, las constantes, contin\u00faan inalterables como sucede, por ejemplo, con la velocidad de la luz c<\/em>, que sea medida en la manera que sea, est\u00e9 en reposo o est\u00e9 en movimiento quien la mide o la fuente de donde parte, su velocidad ser\u00e1 siempre la misma, 299.792.458 m\/s. Algo an\u00e1logo ocurre con la gravedad, G<\/em>, que en todas partes mide el mismo par\u00e1metro\u00a0 o valor: G = 6\u201967259 \u00d7 <\/strong>10-11 m3 <\/sup>s-2 <\/sup>Kg-1<\/sup>. Es la fuerza de atracci\u00f3n que act\u00faa entre todos los cuerpos y cuya intensidad depende de la masa de los cuerpos y de la distancia entre ellos; la fuerza gravitacional<\/a> disminuye con el cuadrado de la distancia de acuerdo a la ley de la inversa del cuadrado.<\/p>\n

Profesor de filosof\u00eda natural (as\u00ed llamaban antes a la F\u00edsica) en el Queen\u2019s College Galway en 1.860, tras su retiro se traslad\u00f3 a Hornsey, al norte de Londres, y continu\u00f3 publicando un flujo de art\u00edculos en la revista cient\u00edfica de la Royal Dubl\u00edn Society, siendo dif\u00edcil encontrar alguna cuesti\u00f3n sobre la que no haya un art\u00edculo firmado por \u00e9l.<\/p>\n

Stoney recibi\u00f3 el encargo de hacer una exposici\u00f3n cient\u00edfica del tema que \u00e9l mismo eligiera para el programa de la reuni\u00f3n de Belfast de la Asociaci\u00f3n Brit\u00e1nica. Pensando en qu\u00e9 tema elegir, se dio cuenta de que exist\u00edan medidas y patrones e incluso explicaciones diferentes para unidades que median cosas o distancias o alg\u00fan fen\u00f3meno: se preguntaba la manera de c\u00f3mo definirlos mejor y como interrelacionarlos. Vio una oportunidad para tratar de simplificar esta vasta confusi\u00f3n de patrones humanos de medida de una manera tal que diese m\u00e1s peso a su hip\u00f3tesis del electr\u00f3n<\/a>.<\/p>\n

En tal situaci\u00f3n, Stoney centr\u00f3 su trabajo en unidades naturales que transcienden los patrones humanos, as\u00ed que trabaj\u00f3 en la unidad de carga electr\u00f3nica (seg\u00fan su concepto), inspirado en los trabajos de Faraday como hemos comentado antes. Tambi\u00e9n, como unidades naturales escogi\u00f3 G<\/em> y c<\/em> que responde, como se ha explicado, a la gravedad universal y la velocidad de la luz en el vac\u00edo.<\/p>\n

En su charla de la Reuni\u00f3n de Belfast, Stoney se refiri\u00f3 al electr\u00f3n<\/a> como el \u201celectrino\u201d y dio el primer c\u00e1lculo de su valor esperado. Demostr\u00f3 que el tr\u00edo m\u00e1gico de G<\/em>, c<\/em> y e<\/em> pod\u00eda combinarse de una manera, y s\u00f3lo 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 utiliz\u00f3 un promedio de las medidas existentes, c = 3 \u00d7<\/strong> 108<\/sup> metros por segundo; para la constante de gravitaci\u00f3n de Newton<\/a> utiliz\u00f3 el valor obtenido por John Herschel, G = 6\u201967259 \u00d7 <\/strong>10-11 m3 <\/sup>s-2 <\/sup>Kg-1<\/sup>, y para la unidad de carga del \u201celectrino\u201d utiliz\u00f3 e = 10-20<\/sup> amperios. Estas fueron las inusuales nuevas unidades que \u00e9l encontr\u00f3, en t\u00e9rminos de las constantes e<\/em>, c<\/em> y G<\/em>, y en t\u00e9rminos de gramo, metros y segundos (se onvian las ecuaciones).<\/p>\n

Estas son cantidades extraordinarias. Aunque una masa de 10-7 <\/sup>gramos no es demasiado espectacular \u2013 es similar a la de una mota de polvo \u2013 las unidades de longitud y tiempo de Stoney eran muy diferentes de cualquiera que hubieran encontrado antes los cient\u00edficos.\u00a0 Eran fant\u00e1sticamente peque\u00f1as, rozando lo inconcebible. No hab\u00eda (y sigue sin haber) ninguna posibilidad de medir directamente tales longitudes y tiempos. En cierto modo, esto es lo que se podr\u00eda haber esperado. Estas unidades no est\u00e1n construidas deliberadamente a partir de dimensiones humanas, por conveniencia humana o para utilidad humana.\u00a0 Est\u00e1n definidas por la propia f\u00e1brica de la realidad f\u00edsica que determina la naturaleza de la luz, la electricidad y la gravedad.\u00a0 No se preocupan de nosotros. Stoney triunf\u00f3 de un modo brillante en su b\u00fasqueda de un sistema de unidades sobrehumanas.<\/p>\n

M\u00e1s tarde, de manera independiente, Max Planck encontraria sus famosas unidades de masa, longitud y energ\u00eda que, de alguna manera, vendr\u00edan a refrendar las que ya hab\u00eda encontrado Stoney.<\/p>\n

\u00a1La F\u00edsica! Esa maravilla del saber de humano.<\/p>\n

emilio silvera<\/em><\/p>\n

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