El "VACÍO"
ES MATERIA (1)
Aproximación a la física
"Los
conceptos físicos son creaciones libres del
intelecto determinadas por el mundo exterior. En nuestro empeño por
concebir la realidad, nos parecemos a alguien que tratara de descubrir el
mecanismo invisible de un reloj, del cual ve el movimiento de las agujas, oye
el tic-tac, pero no le es posible abrir la caja que lo contiene. Si se tratara
de una persona ingeniosa, podrá imaginar un mecanismo que sea capaz de producir
los efectos observados, pero nunca estará segura completamente de si su imagen
es la única que los puede explicar. Jamás podrá compararla con el mecanismo
real, y no puede concebir, siquiera, el significado de una comparación que le
está vedada. Como él, el hombre de ciencia creerá ciertamente que, al aumentar
su conocimiento, su imagen de la realidad se hará más simple y explicará mayor
número de impresiones sensoriales. Puede creer en la existencia de un límite
ideal del saber, al que se aproxima el entendimiento humano, y llamar a este
límite verdad objetiva" (Einstein).
El concepto, la palabra materia es una
categoría filosófica que utilizamos convencionalmente para designar la realidad
objetiva. Al definir la materia y sus atributos -movimiento, espacio y
tiempo- Lenin subrayó que la propiedad característica de aquella es la de ser
una realidad-objetiva que existe independientemente de nosotros, de nuestra
conciencia, y es dada al hombre en sus sensaciones. Nuestras sensaciones
reflejan esa realidad, que es decir, todo absolutamente cuanto existe y con
independencia de que sea observado o no, objetos, fenómenos, seres, procesos,
cualesquiera que sean sus formas, incluso aquellas otras formas posibles que
puedan ser descubiertas en el futuro. "El mundo material y perceptible por
los sentidos -escribió Engels- es el único mundo real". Materia es pues,
de una manera general, todo lo que nos rodea, lo que se llama el mundo
exterior, que es, como todo lo concerniente al ser humano, su psiquis misma
y la sociedad, absolutamente cognoscible con el paso del tiempo por muy
complejas y excepcionales que parezcan a priori sus diversas formas. "Materia
-escribió Marx- es la sustancia única, la única razón del ser y del
conocimiento", la esencia más general del mundo, como única base
universal de todo lo existente. Digamos, pues, que la unidad del mundo consiste
en su materialidad.
En cada época histórica las representaciones
sobre la estructura y propiedades de la materia señalan los límites
hasta los que ha llegado el conocimiento y la pugna también entre una y otra
concepción del mundo. Así, lo mismo la identificación del concepto materia como
categoría filosófica, que la reducción metafísica de la materia, fueron
utilizadas en uno y otro momento para luchar contra la visión materialista que
pretende exponer las cosas a la luz del conocimiento. Asimismo, el
derrumbamiento de las viejas ideas sobre la estructura de la materia, sería
interpretado como el descubrimiento de nuevos estados de ella y traducido como
la "refutación" del materialismo, es decir, como la
"desaparición" de la materia... Lenin se encargó de aclarar la
inadmisibilidad de pretender identificar la categoría filosófica de
"materia" con las ideas, históricamente limitadas, acerca de la
estructura y las propiedades de la materia. Al formular el concepto materia,
partía de la diversidad cualitativa de ésta, de la inagotabilidad de su
estructura y propiedades. Y acertó. En la actualidad, además de los átomos
elementales y sus partículas componentes: electrón, protón, neutrón, se conocen
los fotones, los neutrinos y centenares y miles de subpartículas y
"antipartículas" (*), lo que permite pensar en antiátomos e
incluso antimateria, pero, eso sí, siempre como un aspecto más, posible,
cualitativamente distinto, del único mundo material. Del mismo modo podríamos,
al hablar de sustancia, hablar de antisustancia, pero recordando que el
concepto vino siendo interpretado en el transcurso de los siglos para definir
un aspecto de la materia como el de la diversidad de los átomos y sus
combinaciones cuantitativas, que ha quedado rebasado a límites antes nunca
imaginados. La ciencia ha descubierto nuevos aspectos de la materia, unos
normales y otros especiales, que se diferencian cualitativamente de la
substancia o la "cosa" en sí. Ejemplos como el del llamado vacío,
las ondas y los campos (**) físicos cualitativamente determinados:
campo electromagnético, campo de gravitación, campo nuclear, campo ondulatorio,
campo de partícula, etc,:. Todo ello nos habla de la
diversidad cualitativa de la materia, de la imposibilidad de reducir esta
diversidad a un aspecto determinado cualquiera de aquella, seguros de que la
real unidad del mundo estriba en su materialidad.
(*) predichas por Dirac
en 1930; dos años después, Anderson descubriría el
"antielectrón" al que denominó "positrón"’. Existen el
"antiprotón" descubierto entre 1955 y 56, de masa igual a la del
protón y carga igual, pero de signo opuesto, y el antineutrón, partícula
neutra de masa igual a la del neutrón, pero de signo contrario y de momento
magnético idéntico (un neutrón cuyo movimiento rotatorio se ha invertido).
(**) región del espacio físico
(limitada o ilimitada) donde cierta fuerza eléctrica o magnética interactúa con
el entorno.
Espacio y tiempo son categorías universales empleadas para describir
las formas básicas de existencia de la materia. El espacio es
inseparable de la materia, es una forma objetiva, real, de existencia de la
materia; expresa el orden de existencia de la materia, en tanto que el tiempo,
el orden de mutación de los fenómenos. El tiempo (*) es uno de los lados, una
de las facetas del ser, del movimiento, del desarrollo. No puede ni pudo
existir jamás, el tiempo "vacío, es decir, en que no hubo nada, en que no
ocurría nada. Del mismo modo, el espacio es otro de los lados, de los rasgos,
de las facetas, que caracterizan a la materia en movimiento. El espacio "vacío",
es decir, desvinculado de la materia y de su movimiento, es tan inexistente
como el tiempo "vacío", como el movimiento sin lo que se mueve. La
unidad material del mundo, en sus diversas manifestaciones y en todas las
escalas de su desarrollo incesante, es una unidad móvil, consustancial con el
espacio y el tiempo. No existen procesos físicos o materiales, o de cualquier
otro tipo, que se cumplan fuera del tiempo, del mismo modo que no hay procesos
que acontezcan fuera del espacio. Todo ocurre en el mundo que habitamos y no en
un "mundo superior" mental. Una de las grandes conquistas del siglo
pasado -la teoría de la relatividad- colocó la teoría de la inseparabilidad de
la materia, el movimiento, el espacio y el tiempo, sobre la base firme de los
hechos físicos y de las demostraciones matemáticas.
(*) La comprensión del tiempo que incorpora el
mundo al movimiento continuo la expresó Heráclito (siglo VI-V
a.n.e.): "Todo lo que ocurre en el mundo, todo lo que empieza, surge, dura
y por fin concluye se efectúa en el tiempo, y, en principio, es inseparable del
tiempo". "El día y la noche, la rotación de los meses y los años, los
ciclos de las estaciones y de las cosechas nos dieron la noción del universo y
nos instigaron a investigar la naturaleza del universo" (Platón). Aristóteles
escribió: "El tiempo es el número de movimientos". Para Platón,
tiempo y movimiento eran la misma cosa.
Minkowski (n.1864) escribió: "De aquí en
adelante los conceptos del espacio, por sí mismo, y del tiempo, por sí mismo,
están condicionados a desaparecer y transformarse en unas sombras pálidas y
sólo la unión singular de estos dos conceptos conservará una realidad
independiente"
La materia y el movimiento son absolutamente
inseparables, el movimiento es un atributo, el modo de existencia de la materia, de la
misma forma que lo son el espacio y el tiempo. La materia no existe
fuera del movimiento, del mismo modo que no hay movimiento inmaterial. El
movimiento es, por tanto, tan increable y tan indestructible como la materia
misma; lo cual permite decir que la cantidad de movimiento presente en el mundo
es constante. El movimiento y su medida, la energía, no pueden pues crearse,
sino sólo transformarse y transportarse bajo la diversidad de formas: calor,
electricidad, magnetismo, luz, movimiento mecánico, etc. El materialismo
científico puso de manifiesto la dialéctica objetiva de las formas del
movimiento, dio una definición del movimiento como cambio en general,
irreductible cualitativamente al movimiento mecánico estricto. Pero aún fueron
muchos los físicos hasta fines del XIX que intentaron reducir los fenómenos
térmicos, electromagnéticos, etc., a las leyes de la mecánica. En este sentido,
Lenin se ocuparía de poner al descubierto la falta de fundamentación de
los neomecanicistas. Habló de los estrechos límites en que pretendían situar la
teoría electrónica... Y fue el surgimiento y desarrollo de la mecánica cuántica
que vino a confirmar sus predicciones: "Las leyes que regulan el
movimiento de los microobjetos no se pueden encuadrar -escribió- dentro de los
marcos de la teoría electrónica".... Incluso el desarrollo de la física
del núcleo atómico y de las partículas elementales vino a demostrar que también
la "mecánica cuántica" tiene una esfera limitada de aplicación. Pues,
sirviendo la teoría para explicar los movimientos de los microobjetos,
incluidas las partículas fundamentales, sin una explicación suficiente no
refleja los profundos nexos internos existentes de la estructura de estas
partículas.... Y es ahí, casualmente, donde está detenida la gran investigación
pendiente y su estrecha relación con el hondo significado del vacío espacial,
la "quintaesencia", toda vez que el escollo que representó la
aparente acausalidad de la nueva teoría fue afortunadamente superado,
dando una vez más razón al postulado materialista, de la causalidad dialéctica
contenida, una de las cuestiones fundamentales de la filosofía; entendiendo por
dialéctica, la ciencia de las leyes generales del movimiento y la evolución de
la naturaleza, la sociedad humana y el pensamiento.
El concepto Universo es precisamente la unidad
dialéctica de la materia, es decir, la conexión total de la naturaleza,
comprendido el "vacío espacial". El llamado vacío, una forma
de manifestarse la materia espacio-temporal, no es la nada, por lo que
no puede existir sin ser algo, y ese algo es precisamente la materia. La
materia "llena" y "es todo" el espacio-tiempo en sus
diversas formas. Una de estas formas es la aparente ausencia de materia en el
vacío espacial, otras son las normalmente conocidas, sensorialmente percibidas
o comprendidas, de propiedades corpusculares u ondulatorias. Así pues podemos
decir, que la civilización de los griegos dio en llamar vacío, éter,
quintaesencia, etc., a una forma material del espacio-temporal no investigada
todavía, pero que estamos muy cerca de conocer probablemente como la señal
perdida que conduce a descifrar el mayor de los enigmas: la interconexión y
unidad de la estructura y comportamiento eterno de la materia.
"La conjetura sobre el éter ha existido
durante miles de años, y hasta hoy sigue siendo una conjetura. Pero en el
momento actual existen ya mil veces más canales subterráneos que conducen a una
solución del problema, es decir, a una determinación científica del éter. Tanto
es así que la naturaleza de la materia no es ya un problema metafísico, porque
se está convirtiendo en un problema de orden experimental y positivo" (V. Lenin. 1870-1924).
El Universo en la antigua Grecia quedó
construido a partir de la mera observación cual una bóveda o gran esfera que
rodeaba la esfera de la Tierra, ya conocida como tal en el s. III a.n.e. Las
"estrellas fijas" y la Vía láctea parecían moverse rígidamente unidas
a la bóveda que giraba alrededor de un punto fijo. En la Edad Moderna el éter o
vacío se entendería como un medio mecánico más, semejante hipotéticamente a un fluido
elástico que llenaba todo el espacio y era capaz de transmitir la luz y, en general,
la interacción electromagnética, sin ofrecer resistencia alguna al movimiento
en general y de los cuerpos celestes. Según la teoría de la física de
partículas elementales, el éter (vacío) no es un campo, está "lleno"
de campos que contienen energía y partículas evanescentes
que pasan de existir a no existir, proporcionando cuerpo a la nada. Hoy,
desde el punto de vista moderno, al vacío físico se le atribuyen algunas de las
propiedades de un medio material ordinario. Sin embargo, el concepto
"vacío" significa, vulgarmente todavía, un espacio completamente
libre de materia, sin ninguna partícula material (lo que no es cierto en los
espacios interplanetarios). Se dice, "enrarecido" cuando las
distancias entre las partículas son de unas cincuenta mil veces su diámetro, o
sea, prácticamente sin posibilidad de chocar una con otra. Desde este punto de
vista, vacío, en el cosmos, significaría, sin más, la inmensurable profundidad
espacial que oculta la infinitud, convertida en distancias inimaginables entre
los planetas y sus satélites, astros, galaxias y cúmulos galácticos. E
igualmente en el micromundo del átomo, de las partículas interatómicas y de las
subpartículas, donde las distancias "llenas" de vacío son de
magnitudes relativas inimaginables. Citemos como ejemplo el vacío interatómico,
donde el diámetro del núcleo apenas equivale a una cienmilésima del volumen
total del átomo.
"La mayor parte de la materia
galáctica no se presenta en forma de estrellas, gas polvo que podamos detectar
sino que consiste en cierta materia invisible que llena un inmenso
espacio dentro de la galaxia y en torno a ella" (Nigel Henbest)
La inmensidad del "vacío" sideral: Correspondió a Hiparco
de Nicea (150 a.n.e) ser el primero en calcular, con los datos de Eratóstenes
del diámetro de la Tierra, la inmensa distancia de vacío existente entre la
Luna y la Tierra (unos 384.000 kms, 30 veces el diámetro del planeta). Aristarco
de Samos, padre del método usado por Hiparco, aunque erró al
calcular la distancia entre la Tierra y el Sol (que estimó en sólo 20 veces más
que la de la Luna, siendo unas 400 veces más), contribuyó a dar nuevas e
inimaginables dimensiones al espacio existente alrededor de la Tierra... Pero,
detengámonos aquí un momento, pues merece la pena recordar la convulsión que
causó el citado Aristarco, el más osado de los astrónomos griegos:
puesto el sabio a calcular el tamaño del Sol, sembró una tremenda duda, porque
si el cálculo era correcto (aunque erró creyéndolo sólo 7 veces mayor que la
Tierra), había que reconocer al Sol más dotado físicamente que la Tierra para
ocupar el centro del Universo... ¡Tendrían que pasar 1400 largos años hasta que
Copérnico pudiese dar vigencia a tan revolucionario punto de vista! En
1572 sería Ticho Brave el encargado de advertir, al contemplar
sorprendido la aparición de una estrella aparentemente nueva (una supernova) en
la constelación de Casiopea, que existían distancias reales, inmensos espacios
vacíos más allá de la Luna, donde objetos con brillos cambiantes como el
descubierto ponían seriamente en cuestión las ideas existentes sobre las
dimensiones e inmutabilidad del Universo... Pero sería Johannes Kepler con
sus descubrimientos en 1673, quien abriría camino hacia la determinación exacta
de distancias enormes existentes en los espacios interplanetarios. Pocos años
después, Richer y Cassini, utilizando como método el paralaje ( la visión
prolongada desde dos puntos opuestos de la Tierra hasta un mismo objeto
distante) pudieron calcular la distancia del Sol a la Tierra: 136 millones de
kms (serían 150). Las dimensiones espaciales, el vacío sidéreo considerado
inmaterial, se hacía creciente e interminable, cada vez más. La distancia del
radio solar hasta Saturno resultó ser de 1.427 millones de kms.; la de Plutón:
11.475 millones de kms. Mientras tanto, hacia 1755, Immanuel Kant se
ocuparía de multiplicar la extensión espacial hasta lo que supuso que eran
cúmulos nebulosos creadores de "universos-islas". En 1785 William
Herschel llegó a calcular, sorprendido, que el diámetro de la Vía Láctea
podía ser de unas 850 veces la distancia a la estrella Sirio, estimada en 8,8
años luz, es decir, de unos 7.480 años luz ( Pasados los años la medida
resultaría ser de 100.000 años luz).
Hacia 1830 ya se sabía que el Sistema Solar
se extendía miles de millones de kilómetros en el espacio vacío, y quedaba por
calcular el tamaño total de la Galaxia; aún así y todo, una pequeña porción del
vacío sideral, como así se demostró enseguida. Herschel y Charles
Messier descubrirían la existencia de "cúmulos globulares",
agregados esféricos muy densos, núcleos de estrellas, manchas nebulosas que
resultarían ser nuevos, y más sistemas galácticos como el nuestro. Mientras
tanto, las distancias observadas habían seguido creciendo y con ellas el
llamado vacío espacial. En 1830-38 la medida que hicieron Bessel y Henderson
del paralaje de la estrella 61 de Cisne, asombró por su inconcebible
distancia: 11 años luz , lo que redujo a un punto
insignificante la anchura del sistema solar... En 1840 la medida de Vega daría
27 años luz... Las Nubes de Magallanes resultaron hallarse a más de 100.000
años luz de nosotros, corregidas después a 150.000 la Mayor y 170.000 la Menor,
una y otra con miles de millones de estrellas.
Hacia 1920, la dimensión del espacio en
estado vacío alcanzaba cotas inimaginables, pero, aún así y todo,
no parecían rebasar los 200.000 años luz de diámetro. Mas un buen día de nuevo
todo cambió: la inexplicable luminosidad de una "nebulosa"
(Andrómeda) obligó a pensar en dimensiones y distancias situadas más allá de la
Vía Láctea. Andrómeda parecía estar alejada entre 1 y 2,5 millones de años
luz... Y no quedó ahí la cosa: en 1942, un apagón en Los Ángeles durante la II
Guerra Mundial permitió a Walter Baade deducir que Andrómeda se hallaba
a 1,5 millones más de años luz, de lo estimado hasta entonces..., con lo
que, así, de golpe, resultaba casi duplicado el tamaño del Universo... Después
se observarían acumulaciones galácticas como la de la Cabellera, que encierra
unas ¡11.000 galaxias! separadas entre sí por vacíos o distancias siderales en
apariencia inmateriales de unos 300.000 años luz... Finalmente, se descubrirían
distancias espaciales incomparablemente mayores; gigantescos e incontables
grupos de galaxias y espacios supergigantescos separados por inmensos "vacíos".
Valga de ejemplo la distancia que nos separa del quásar RDJ030117,
registrada por el observatorio de Monte Palomar: 11.100 millones de años luz.
Por si todo esto fuera poco, se acabaría
descubriendo que la expansión cósmica lejos de irse reduciendo ¡se
acelera! ... Según últimas observaciones muchas de las galaxias se
encuentran entre un 10% y un 15% más lejos de lo anteriormente calculado. Es
decir, que, de seguir así y si esto fuera cierto -lo que hay razones para
dudar-, el vacío espacial seguiría haciéndose extensible hasta el infinito, a
"riesgo" de atravesar un límite a partir del cual sólo quedaría a la
vista nuestra galaxia, en cuyo caso hablar de vacío espacial llegaría a
convertirse en un algo sin sentido.
El Hubble ha revelado la existencia de 50.000
millones más o menos de galaxias, con una media de 300.000 millones de
estrellas y sus correspondientes planetas. De Andrómeda nos llega la luz que
salió de allí hace más de dos millones de años... Con el Hubble vemos galaxias
tal como eran hace más de 10.000 millones de años luz, es decir, situadas a una
distancia de más diez mil millones de años luz, o sea, tal cómo eran de
"jóvenes".
Se sabe que las galaxias en espiral son más
de la tercera parte de las existentes visibles. El resto son elípticas. La
razón por la que gases y polvo se disponen de manera tan exótica no parece
estar muy clara. Sospechan que el mayor responsable son las ondas
gravitatorias que recorren la galaxia y afectan a cuerpos que pueden
encontrarse a distancias siderales. Simulaciones en ordenador muestran que este
efecto desencadena la distribución en espiral de la materia galáctica. Einstein
predijo este tipo de ondas. De su teoría de la Relatividad se deduce que
éstas únicamente pueden ser emitidas por masas aceleradas, al igual que las
partículas cargadas, que, cuando se aceleran, irradian luz. Este tipo de ondas
se propaga desde su fuente -por ejemplo, dos agujeros negros (*) que
orbitan alrededor de otro- hacia el exterior en forma de pequeñas ondulaciones que
rizan el espacio.
Cuando una de ellas atraviesa una galaxia,
provoca que las estrellas y el polvo sufran una aceleración gravitatoria que
tiende a concentrarse en la cresta de la onda, mientras que las regiones que se
corresponden con el valle se despueblan.
Mientras tanto, últimas informaciones dan
notician del registro a 10.000 años luz de un quásar(**)
y de la observación de multitud de galaxias ocultas a la luz visible y
desconocidas hasta hoy. Y se habla de que ciertas observaciones permiten pensar
que las galaxias sean el doble de lo que creímos... Es decir, estamos
empezando, ahora, a conocer el Universo y cómo su aparente armonía y belleza
muestra hechos tan evidentes como el de nuestra galaxia, que está en trance de
"partir y asimilar" a su vecina más próxima, la enana de Sagitario,
ya condenada a ser devorada por las regiones exteriores de la Vía Láctea.
(*) Agujeros negros: Objetos cósmicos
que surgen como consecuencia de la compresión de un cuerpo por las fuerzas de
la gravitación hasta dimensiones menores que su radio gravitacional,
culminando con una "implosión" singular y, probablemente, con su
desaparición total... Antes de atravesar el horizonte, todas las partículas
que caen en un agujero negro adquieren una cantidad de energía del orden de su
energía de masa. Las estrellas del centro galáctico se desplazan a muy alta
velocidad como si fuesen atraídas por una enorme masa. Hay quienes proponen a
los agujeros supermásicos, como legados del mítico Big Bang, que se habrían
formado en el seno del gas primordial y que habrían estado íntimamente
relacionados con la formación de las futuras galaxias. El agujero detectado en
el centro de nuestra tiene la masa de tres millones de soles y todo gira a su
alrededor.
Y se han registrado tres en las cercanías de
la Tierra, a 50 y 100 millones de años luz. Con este trío ya son 17 los
localizados en nuestras proximidades. El cúmulo de la Virgen, la gran galaxia
elíptica M 87 sugiere la presencia de un agujero negro (de 3 109 masas solares)
debido a la presencia de un disco de rotación rápida alrededor de un eje. La M
31, de la nebulosa de Andrómeda, alberga un supermasivo del orden de 3x10
elevado a 7 masas solares. El Hubble ha registrado en la galaxia elíptica
Centauro un disco de gas caliente que está siendo engullido por un agujero
negro. En la constelación de El Aguila, un microcuásar, a 40.000 años luz,
"consiste en un agujero negro varias ves más masivo que el Sol, en órbita
de una estrella normal", ésta se calienta y emite rayos X conforme es atraída.
El proceso es tan violento que se producen explosiones impredecibles, que dan
lugar a dos chorros espectaculares en sentidos opuestos, uno se mueve hacia
nosotros y el otro se aleja, con velocidades mayores que el 90% de la de la
luz". Nature : "Un monstruo 3,2
millones de veces más masivo que el Sol ocupa el centro de nuestra Vía
Láctea".
En 1971 y 1972 respectivamente, Hawking
y Bekenstein han mostrado sorprendente e independientemente, el
primero, que un agujero negro puede no tener rotación, y, el segundo, que
la temperatura de un agujero podría ser efectivamente cero absoluto.
Además, los rusos Zeldovich y Starobinsky han descubierto la emisión de
partículas.
(**) Cuásares. Como han confirmado
las últimas imágenes del Hubble, nacen de la colisión de dos galaxias, que
terminarán creando un agujero negro. Estaban erróneamente considerados
como los astros más luminosos del universo. Se alimentan con la energía que se
desprende del violento encontronazo y del material galáctico circundante, y
crecen en el centro de la nueva galaxia hasta convertirse en objeto celeste tan
brillante que puede ser detectado a distancias superiores a los 10.000 años
luz. Se cree que su excepcional luminosidad se debe a la presencia de un
agujero negro gigante en el corazón de la nueva galaxia, que puede ser debido a
que la materia gaseosa que lo rodea, que gira muy rápidamente, alcanza elevadas
temperaturas debido a los fenómenos de fricción y turbulencias. De ahí la
radiación tan intensa que emiten.
La cuestión no parece tener fin. Al cabo de XXVI
siglos desde la física griega, el tema del Universo sigue lastrado con la
incógnita todavía no despejada de la composición real del quinto elemento
aristótélico y su papel mismo como fundamento probable de toda expresión
material, ondas, cuarks, quántos, campos, micro y macrocorpúsculos, desde el
átomo y sus partículas pasando por las moléculas hasta los cuerpos celestes y
los conglomerados galácticos.. De manera que las
palabras éter, vacío, quintaesencia, etc., vuelven a cobrar particular
importancia, recurridas incluso a veces con intenciones inconfesables... Si
bien, desde el punto de vista moderno, tendremos que reconocer que en las
Ciencias Naturales domina desde hace algún tiempo la noción de que las
oscilaciones del éter o vacío existen independientemente de nuestra
conciencia. George Gamow ,
un científico seguidor de Schrödinger, pretendió en 1904 considerar el
éter como una realidad material, "una quinta dimensión añadida a
las cuatro habituales del espacio". ¿Cómo están las cosas desde entonces?
El desarrollo sucesivo del conocimiento permitirá, sin duda, penetrar en
niveles estructurales más profundos de la materia formal del vacío. Mientras
tanto seguirá siendo un semillero de problemas y un refugio de idealistas al uso,
pronto a descubrir en él la manera de recuperar del pasado más primitivo los
valores absolutos, la inmutabilidad, la mano suprema, etc., no obstante que la
materialidad del vacío esté confirmando en nuestros días la explicación que
diera Lomonosov::
"No sólo los átomos son materiales,
sino también el espacio que llena los intersicios interatómicos".
Se está diciendo que el vacío cuántico
es un verdadero objeto físico, es decir, la materia espacial que contiene
en potencia y disposición formal todos los campos y todas las partículas
posibles en este Universo. Pero tenemos que añadir, que por basarse todavía la
física de los cuantos sobre los dos conceptos materia y campo,
ésta representa una teoría dualista y no adelanta ni un solo paso el viejo
problema del concepto de campo. Pues, de aceptar la existencia, además, de un vacío
real, o y de un éter estructurados, de cierto o parecido carácter
"extraño", compañero del campo, pero sin unidad o conexión esencial,
volvería a plantearse la discontinuidad, cuando no el supuesto contacto
a distancia... Y no hay tal. La materia -a nuestro modo de ver- es en todos los
casos una y solamente una, aunque de infinitas formas, siempre en
condiciones de poder entenderla, esforzando un poco la imaginación, conforme a
la explicación ejemplar que dieran Einstein y de Broglie: "un
corpúsculo que se mueve no es otra cosa sino una burbuja sobre la onda de
radiación en el sustrato básico del universo". Su equivalente
por tanto sería decir, para no desligar burbuja y sustrato, que todas las
formas son parte inseparable de la única materia espacio-temporal, en cuyo caso
tendríamos que admitir que los cuerpos -contrariamente a la lección aprendida
(fundada en la discontinuidad)- no ocupan un lugar en el espacio; son
parte misma e inseparable del espacio material.
Nosotros pensamos, en fin, que espacio,
vacío, éter, quintaesencia, hilem, campo, líneas, ondas, partículas,
antipartículas, neutrinos, cualesquiera subpartículas incluidas las
spartículas, y las gravitacionales, o antigravitacionales si aparecieran, es
decir; toda forma o fenómeno ondulatorio o corpuscular conocido o por conocer,
como las llamadas "cuerdas"..., son formas distintas de
manifestarse la materia espacio-temporal, y que ésta existe
independientemente de nuestra conciencia, que no ha sido creada por nadie, es
eterna e infinita, y hace posible utilizar sus leyes y probabilidades para
edificar el mundo que más permita a una humanidad inteligente supervivir de la
forma más segura, solidaria, venturosa y altamente creativa... Siguiendo
estas pautas, vivimos en la convicción de que al igual que son producto de
procesos materiales la infinitud de formas citadas, lo son igualmente, si bien
altamente complejos, la psiquis, el espíritu, la conciencia, el pensamiento y
las ideas, fruto en general de la más alta y estupenda masa de materia
organizada del Universo conocido: el prodigioso cerebro humano, su capacidad y
potencial inteligente. Y algo a tener en cuenta de importancia suma: que cuanto
más evolucionado psicológicamente es el cerebro humano, mayor es el impulso a
explorar, mayor la "curiosidad excedente", el "deseo de
conocer".... Hay quien atribuye a este, llamemos: "exceso
cualitativo" de capacidad inteligente, el hecho de que, cuando el ser
humano es esclavizado, explotado, oprimido, excluido, sometido a la ignorancia,
marginado o maltratado, esa "cualidad" o potencialidad inteligente se
constituya en un factor concausante de las diversas reacciones y padecimientos
posibles: tensiones y angustias desesperantes, depresiones y enfermedades
físicas y mentales, cuyos daños inmensos, profundos, de todo orden para el
individuo y la sociedad siguen siendo ignorados.
Marx resumió semejante situación con su
dramático gritó tremendamente acusatorio: "¡estáis idiotizando al hombre!"..
Sobre la naturaleza de la materia: Mitos procedentes de
culturas tan antiguas como las de Babilonia, Egipto, India y China hacen
alusión a la existencia de una sustancia eterna a partir de la cual se formaron
todas las cosas. Desde la antigüedad se pensó que eran tres los
"elementos" materiales básicos de la naturaleza: tierra, agua y aire,
a los que los griegos Anaxímenes, Anaximandro y Heráclito añadirían uno
más, el fuego. Aristóteles imaginó un quinto elemento situado más allá
del dominio terrestre (quinta/esencia): éter, de esencia divina,
constitutivo de los cuerpos celestes (perfectos) organizados en esferas
concéntricas, con una, la mayor, el "móvil primario" (primum
mobile) haciéndolas girar por fricción. Rechazó el vacío, que
concibiera Demócrito (*) como medio "real" necesario
para el libre desenvolvimiento de los átomos, negándose a reconocerlo porque
impedía el contacto entre las cosas. Su legado como tal, y, sobre todo, la
utilización teológica que harían de la filosofía subyacente en sus teorías
marcarían dramáticamente el proceso histórico frenándolo durante ¡dos mil
trescientos años!... Pero es más: aún en nuestros días la quintaesencia, el
éter, el "vacío" (ausencia aparente de materia y dimensiones
espacio-temporales indefinidas) no ha recibido una explicación clara,
coherentemente científica. Sólo se sabe, sí, como anteriormente dijimos, que el
interrogante de su materialidad está a punto de ser despejado gracias a la
observación de sus efectos revelados en los fenómenos cósmicos gravitacionales
y en los relacionados con el estado del Universo.
(*) Empédocles, Demócrito, Leucipo y, finalmente,
Epicuro formularon la hipótesis del átomo, de la que más tarde se haría eco
Lucrecio en su obra De rerum natura. Saber con certeza cuáles fueron los
factores determinantes del "milagro" griego, aquél florecimiento
rápido y ágil, de desarrollo intelectual, que en dos siglos dio a la humanidad
lo que otras naciones no han dado en milenios, sigue siendo una asignatura
pendiente, sin olvidar dos factores principales, uno, la explotación del
trabajo de los esclavos, y, otro, que su llamada democracia se desenvolvía en
ausencia de una religión preponderante.
Paso a paso, tendremos ocasión de ir viendo
la manera en que la historia del éter o vacío ha venido siendo
piedra angular a la hora de interpretar el mundo, bien como un hecho de
causa material única, bien como un echo de causas múltiples, material y /o
divino, eterno o finito, automovido o impulsado, continuo o discontinuo, de
composición ondulatoria o corpuscular; con la existencia o no de un éter
(vacío) vehículo del lumínico y la gravedad, medio independiente o no como tal,
tejido de fondo, sustrato material, cortina de la materia oculta (negra) etc.
etc... Por nuestra parte, y sin ambicionar otra cosa que aproximar al lector al
conocimiento de la física, nos vamos a limitar a resumir cuantos datos
permitan explicar lo que ahora se sabe de la naturaleza y comportamiento de la
materia, de qué y cómo están hechas las cosas, su curso en la historia y cómo
fueron entendiendo el Universo las gentes de ciencia hasta fechas muy
recientes, tan recientes que, como dijera L. V. de Broglie: "Sólo hacia
1930 se empezó a conocer lo que ocurría en el núcleo atómico". Si bien
es cierto que más de un siglo antes (1816), Prout, W., había señalado que el
átomo de hidrógeno entraba en la constitución de todos los átomos.
Apenas tres años después de 1930, le llegaría
el turno al interés de los científicos por el conocimiento del fondo material del universo,
registrado en su primera observación y aspecto con el nombre poco afortunado de
materia invisible, como dieron en llamar al éter primigenio: el
vacío, la quintaesencia..., que sigue siendo uno de los más apasionantes
fenómenos todavía no dominados por la ciencia, no obstante haber sido medidos
aspectos muy concretos como los de su densidad de energía...
En 1933 Edwin Hubble conjeturó que los
cúmulos de galaxias tenían que contener una cantidad enorme de materia
invisible. Y se ha demostrado... La concentración, hoy conocida, de cientos
de cúmulos como el de Coma (de varios millares de galaxias con un tamaño de
decenas de millones de años luz) ha permitido calcular, midiendo la energía
cinética de su masa material de fondo, que ésta es casi cien veces mayor
que la de su materia luminosa... Esto concuerda con el secreto tan mal guardado
por la comunidad científica, que sitúa el fondo de materia todavía no conocida
del universo entre un 95 ó 99%... Sólo faltaría saber si esa materia no
conocida está presente en todo el universo o únicamente en los cúmulos. Pues
bien, los métodos de detección permiten decir que está distribuida casi
uniformemente por el espacio, es decir, existe sin ningún género de dudas. Y
otro dato más lo corrobora: la estadística de las velocidades de las galaxias
debidas a toda la materia presente en dichas irregularidades demuestra que la
razón materia invisible / materia visible sigue siendo la misma en todas
partes. Han podido incluso concluir que la atracción gravitatoria que engendra
la materia invisible no sólo contribuye a las irregularidades de las
velocidades sino que también modifica el movimiento de expansión general, es
decir, que sus efectos tienen que ver con la llamada expansión o estado
estacionario del Universo y con el giro mismo de las galaxias. Por fin, los
astrofísicos han tenido que reconocer, aunque sorprendidos todavía, que sólo
atribuyendo al insondable vacío espacial la probabilidad de ser
"algo" realmente material, se hace posible cuadrar matemáticamente
los cálculos conducentes al establecimiento de un Universo razonable.
La cuestión, pues, queda situada en estos
términos. Es decir, que según los cálculos realizados el componente físico de
la diversidad de formas materiales perceptibles por los medios habituales,
apenas representa un 5%... El 95% restante es materia invisible, oscura,
oculta, como le han dado en llamar, porque es una materia sin radiación
mensurable; pero materia concebible como tal y con sus específicas cualidades
pendientes de registrar físicamente.
No obstante para muchos la pregunta sigue en
pie: ¿Qué sustancia es ésta que constituye la mayoría del Universo y que no
emite luz, pero que es detectable por sus efectos gravitatorios? Los estudios
realizados para comprobar si la sustancia invisible podría estar compuesta de
los cuerpos no luminosos del tamaño de una estrella, que los astrónomos llaman machos,
han demostrado que si bien es muy posible que existan algunos objetos de este
tipo, no bastan para explicar la aparente carencia de masa en el universo. Las
hipótesis son muchas: materia en forma de gas de partículas masivas que no
emiten radiación, bariones (protones y neutrones), neutrinos, partículas muy
ligeras, axiones, Wimps (materia oscura y fría), fotinos, gravitinos,
neurtalinos, "q-bolas", "wimppzillas", etcétera. Por
nuestra parte nos atrevemos a pensar que se trata de un estado singular de la
materia, que llena y es al mismo tiempo todo: vacío aparente y
luego plasma (*), ondas corpusculares, nebulosas, sustancias subatómicas
y moleculares, cuerpos planetarios, galaxias e intervalos siderales galácticos
e intergalácticos..., en un proceso constante -donde hemos podido aparecer- de
generación y desaparición o vuelta a empezar merced al concurso fenomenológico
probable de los agujeros negros.... En cualquiera de los casos, resulta
evidente que el vacío primigenio, desde la antigüedad discutido, es
"algo" real, material por supuesto, cualquier cosa menos espacio
inmaterial absurdamente vacío. Nada, no podía ser. De la nada no surge
nada. Las cosas surgen siempre como resultado del cambio, del desarrollo, de la
transformación de otras cosas.
En este sentido suele pasar inadvertido,
debido probablemente a la influencia de los grandes avances y pasos casi de
gigante dados por la ciencia en los últimos siglos, el hecho reconocible de que
estamos aún en los albores de la historia del conocimiento: hasta ayer,
como quien dice, en los años 20 al 30 del siglo XX (decir LX sería lo
correcto), no empezamos a conocer cómo está conformada la materia en las
interioridades del átomo, el componente físico fundamental de todo lo
existente. Que estamos en los albores, e incluso frenados, lo corrobora,
además, un hecho harto significativo: transcurridos 2.300 años desde que
al hablar del átomo se hablara también del vacío, nada o poquísimo
sabemos todavía de cómo está conformada la materia invisible en cuestión
(el espacio "vacío", desde la antigüedad denominado éter: "sustancia
divina"), que oculta, fijémonos bien, volvemos a repetirlo, ¡más del 95%
del componente material del Universo!. La cuestión, en
fin, es que esta sustancia está suscitando una actividad febril en el mundo de
la investigación. ¿Por qué tan retrasada la investigación, siendo fundamento de
la explicación pendiente, sobre la indudable unidad y continuidad de la
materia?
Por supuesto que la tardanza ni pudo estar
determinada, ni fue una fatalidad; desde luego que no. Lo único cierto es que
hubieron de transcurrir demasiados siglos, 21 aproximadamente, hasta que la
sociedad pudo acceder a partir del siglo XVI a los inicios de recuperación del
átomo primigenio, pero, todavía, sin que nada se conociese prácticamente ni
existiese explicación científica alguna de la composición del vacío, enigma
con el que se encontró Galileo, invitado a solucionar un problema de
fontanería, todavía irresoluble con los escasos conocimientos que había al
respecto.
(*) cuarto estado singular de la materia, en
el cual los átomos (por calentamiento o enfriamiento extremos) pierden su
estructura y con ella su función de cohesionar, dando lugar a la conformación
de nubes, con densidad de carga igual, una negativa, de los electrones, y,
otra, positiva, de los núcleos: una especie de "fluido cuántico". En
1667, científicos de Florencia descubrieron que la llama del quemador tenía la
propiedad de conducir la electricidad. En 1698, Woll, frotando ámbar con
lana produjo una chispa obteniendo por primera vez una pequeña descarga
eléctrica en el aire, que sólo es posible cuando se crea una suficiente
cantidad de partículas cargadas y el aire se convierte en un gas (plasma)
alto conductor de la electricidad. En 1879, Crookes, estudiando
descargas eléctricas en tubos con aire enrarecido, escribió al respecto:
"Los fenómenos en los tubos vaciados abren a las ciencias físicas un nuevo
mundo en el que la materia puede existir en el cuarto estado". En 1936,
Landau formuló la hipótesis de que la materia, en las entrañas de estrellas
altamente contraídas: púlsares, pasa del estado plasmático al neutrónico. Una
particularidad del plasma es que puede existir a temperaturas superbajas,
incluso hasta cero absoluto. Los científicos han
calculado que el 99% de la materia en el Universo se halla en forma de plasma
caliente y frío.
En la Edad Moderna, un pionero de la
Ciencia, Gassendi (n.1592), consideraba indetectable el vacío,
pero lo definía como un medio donde "podían moverse, expandirse y
comprimirse los átomos". Boyle (n.1627) basó su "filosofía
mecánica" en dos principios: la materia y el movimiento y un
cierto vacío. En 1678, Huygens definió el vacío como un medio
sutil y elástico. Newton (n.1672) lo concibió como un medio
de inmovilidad absoluta por el que viajaban las ondas electromagnéticas, el
lumínico, pero sin hacerlo necesario. Franklin (n.1706) complicó las
cosas, hablando de un éter vibratorio que llenaba todo el espacio, pero
"compartido" con un hipotético fluido imponderable, la eléctricidad.
Correspondió a Lomonosov (n.1711)
definir el vacío, por vez primera, como un medio material "que
llena los intersicios interatómicos". Dalton (n.1766) lo consideró
como algo indispensable para la vida del átomo. J.A.C.Charles, sin
enunciar el vacío, descubre en 1787 que un gas puede
"desaparecer" a los 273º... Fresnel (n.1788) lo reconoció como
el soporte material (muy tenue) de las ondas luminosas. Maxwell
(n.1831) atribuyó a un éter fijo la propiedad de propagar las acciones
magnéticas y eléctricas o perturbaciones electromagnéticas, mediante ondas de
velocidad constante. En la teoría maxweliana el "espacio vacío" era
conductor de tensiones y energías responsables de las acciones
electromagnéticas aunque sin ninguna dependencia con la existencia o no de
materia. Michelson (n.1852), sugestionado por la idea de un éter fijo,
pretendería determinar su velocidad, y fracasó: no había éter o, si lo
había, no afectaba a la velocidad de la luz. Poincaré (n.1854) lanzó una
pregunta: ¿Existe de verdad nuestro éter? Sechi ( ) lo señaló
como causa de los fenómenos luminoso y eléctrico (comprendido el magnético),
"que actúa vibrando en los primeros y desplazándose en los segundos".
Einstein , sin embargo, no creía en el éter;
para él las masas eléctricas eran las "verdaderas poseedoras de una
realidad física dentro del vacío"...
Y así, poco a poco, visto de una y otra
manera, el éter famoso se iría haciendo innegable entre los siglos XVII y
XVIII, cual un elemento clave para entender aspectos tan discutidos como el de
la continuidad o discontinuidad de la materia, lo corpuscular u ondulatorio, el
movimiento inherente o externo, y la cohesión universal misma, de la naturaleza.
Ello no obstante, todavía en pleno siglo XIX, el éter seguiría siendo
visto por algunos como un fluido imponderable fijo que bañaba todos los
cuerpos celestes. Un vestigio de la concepción metafísica y del mecanicismo,
que mantenía la vieja idea de los fenómenos aislados, de la discontinuidad y
del "impulso inicial", como dominios no vinculados entre sí. En este
sentido, no se sentó un precedente importante hasta que el calórico dejó
de ser un fluido imponderable en 1814, y pasó a ser un "género de movimiento",
lo que era una forma revolucionaria de interpretar el movimiento propio e
inherente de la materia.
En 1820 se reconocería el éter como el
soporte material de las ondas luminosas.
En 1827 se haría visible el movimiento propio
de las moléculas ("movimiento browiano"). En 1820 se descubre la
relación imán-electricidad y se establecen las líneas y campos. En 1828
se fijarían los pesos atómicos. En 1854 se formula la Termodinámica y se
establece la entropía. En 1880 se sabe que la luz procede de la
oscilación de electrones. En 1886 se descubre el protón. En 1887
se descubren las ondas electromagnéticas y el efecto fotoeléctrico. En
1895 se descubren la estructura abierta del átomo, la radiación y
desintegración de los átomos, y los rayos X, una forma de radiación
de mayor energía que la luz visible, por tener longitud de onda mucho más corta.. En 1898 se descubren los elementos
irradiantes. En 1905: la discontinuidad de la luz o fotón, y aparece la
Teoría de la Relatividad Especial. En 1908 se descubre la superconductividad..
Finalizando el XIX había quedado sin resolver
un enigma, además del desconocimiento del vacío: ¿qué cosa es ésa que se
comporta por la mañana como un corpúsculo y por la tarde como una onda?
fenómeno que parecía afectar a la continuidad o discontinuidad de la materia.
Para responder a este pregunta tendría que aparecer una nueva manera de
describir el mundo: la física cuántica (14/12/1900), teoría que produjo
resultados espectaculares en múltiples dominios; la supraconducción, los
transitores, los semiconductores, e incluso la bomba atómica.
Comenzando el siglo XX (1911), se descubre la
naturaleza del átomo al desvelar el núcleo atómico, y se diseña el modelo planetario, aunque
ya se había anunciado en 1816 que la estructura del H da fundamento al átomo.. En 1912: descubrimiento de los rayos cósmicos (*).
1913: transformación de los átomos en otras variedades, y teoría atómica de Bohr.
1915: la luz como granos de energía o fotones y la Teoría de la Relatividad
General. 1916: la estructura del átomo en capas. 1919: la transformación
del N en O. 1920: descubrimiento de los neutrinos
(**) solares. 1923:
se sugiere la onda asociada al corpúsculo y se prueba la existencia del
fotón. 1924: adopción definitiva de la dualidad onda-corpúsculo y
propuesta de la mecánica ondulatoria. 1925: mecánica de matrices y movimiento
rotatorio de las partículas. 1926: formalización de la mecánica ondulatoria e
interpretación probabilística de Born. 1927: sobre la
sorprendente difracción de los electrones y sobre la incertidumbre e indeterminación.
1930: las partículas anti y el neutrón. 1931: descubrimiento del
antineutrón y el neutrino. 1932: descubrimiento del antielectrón, Einstein
sugiere la conversión de materia en energía. 1934: modelo atómico de
"subcapas" y radiación de los núcleos. 1935: la superfluidez y las
cargas aceleradas que permiten descubrir nuevas micropartículas; los piones o
mesones, semejantes a fotones existentes en los rayos cósmicos. 1936: modelo
atómico de "gota líquida". 1942: detectan los rayos cósmicos. 1947:
nuevos descubrimientos: partículas con masas diferentes, distintas cargas y
spines diversos. 1955: captan el antiprotón. 1956: el neutrino no tiene pareja,
capturan un antineutrino. 1957: medición de la fuerza gravitatoria. 1964: la
cámara de burbujas descubre dos nuevas partículas a deducir, los quarks
(***) o sopa de quark, vacío quarkiano: partículas o estados
ondulatorios singulares de la materia verdaderamente
elementales, componentes básicos de la materia, y Gell-Mann habla
de la antimateria. 1965: son clasificados105 elementos, se producen antihelios
y combinciones de antiprotones y entineutrones.. 1968:
se detectan neutrinos solares Se conocen 8 subpartículas del átomo.
Cono ya dijimos, al descubrimiento a comienzos
del XX de la naturaleza del átomo le habían precedido los rayos X, los rayos catódicos, la
radiactividad, el fotón, las llamadas partículas corpusculares, luego la onda y
el "campo" (donde no hay materia aparente...). El estado
ondulatorio y la onda asociada aparecerían sobre la marcha. El estado
plasmático lo añadiría la astrofísica (la mayor parte del Universo se dice en
estado de plasma). Luego se conocerían sus variantes, o estados cuánticos de la
materia: fluido cuántico, gas enrarecido, superfluidos, cuasipartículas,
y; junto a los "anti" del electrón, del protón y del neutrón, el
galimatías de subpartículas, hoy dividido en dos grandes grupos de hadrones
y leptones, con los quark, antes citados, ahora finalmente
propuestos como partículas dudosamente indivisibles: la referida "sopa
de quarks" . Finalmente, en 1995, Edward
Witten pretendería unificar en una sola versión las cinco existentes de la
llamada teoría de las cuerdas (****), infinitesimales filamentos,
"spartículas", que vibran... Mas no obstante, predomina en nuestros
días el "misterio" de la materia invisible (*****), al que nos
hemos referido al principio, o masa oculta, pero cuyos efectos sí se están
pudiendo registrar debido a su influencia en la supuesta expansión del
Universo, que trae de cabeza a físicos y astrofísicos. A Eisntein le
preocupó ese habitante extraño, la quintaesencia, el éter, hoy llamado materia
invisible; llegó a pensar que "sería tan diferente de la materia y
la energía normales que tendría el efecto gravitatorio contrario, produciendo repulsión
en vez de atracción". A finales del siglo XX, los físicos postularon que
lo que nosotros llamamos el vacío, la nada aparente, estaría poblado por
las "cuasipartículas" fundamentales, cuya carga eléctrica es una
tercera parte de la del electrón, que conforman un estado de la materia al que
han dado en denominar fluido cuántico, con la muy rara característica,
como señalaría Pauli en 1925, de que en él no se puede encontrar más de
un electrón (Kapitsa descubrió la superfluidez, un estado semejante al
descrito, en 1938. Landau acertó a explicar el fenómeno en 1941). El
problema ahora, dicen algunos científicos, es cómo responder a una pregunta que
parece paradójica, pero que atañe a la cuestión: ¿Cuánto pesa el vacío, la
materia invisible? Sin cuyo dato piensan que no tenemos una teoría completa
sobre el universo.
(*) Rayos cósmicos. En 1911 y 12, V.F.
Hes, con ayuda de globos en la alta atmósfera (y del
"elestroscopio" que había ideado Hauksbee en 1706) establece
la existencia de unos misteriosos rayos (R.A. Millikan los llamó),
"rayos cósmicos" del espacio, según Millikan: radiaciones
electromagnéticas; según Compton: partículas cargadas que se curvaban
bajo la acción el campo magnético de la Tierra y atravesaban planchas de plomo de
varios centímetros. Un flujo de partículas elementales formado fundamentalmente
de protones, e incluso núcleos más pesados producto de fragmentaciones,
siendo, los primarios, similares a los rayos gamma pero de longitud más
corta. Desde su descubrimiento surgiría la pregunta, de dónde proceden y cómo
se forman. ¿En nuestro Sol, en un astro más distante, en la Galaxia, incluso en
una supernova, un púlsar o un cuasar? En 1942 se confirmaría su naturaleza en
relación con las pretuberancias solares. Como fuente energértica se puede
concebir el aniquilamiento mutuo entre núcleos pesados. Otra posibilidad,
sugeriría Fermi, era que alguna fuerza existente en el espacio acelerara
las partículas cósmicas procedentes de grandes explosiones, actuando sobre
ellas como gigantescos sincrotrones. Inundan el espacio y bombardean
sistemáticamente la Tierra: Son causa de mutaciones en los seres vivos, al
inducir cambios en el ADN, que luego prosperan o no en los descendientes del
animal o la planta tocados.
(**) Neutrinos; emisión de
radiaciones rápidas de las estrellas, insensibles a los campos electrónicos.
Estrellas tales como nuestro Sol pierden a causa de esto entre un 6 y 8% de su
energía. Hong Yee Chin calculó en 1961 que cuando las estrellas alcanzan
unos 6.000.000.000º C, casi toda la energía del astro se deposita en los
neutrinos, que parten del centro del Sol a la velocidad de la luz sin
interferencia alguna y lo atraviesan en menos de tres segundos. El propio
neutrino surgiría de la conversión de un protón en un neutrón. Así, pues, los
productos serían un neutrón (partícula) y un positrón (antipartícula) y un
neutrino (partícula). Cuando el neutrón se desintegra, desprende un protón, un
electrón y un antineutrinio. Se ha calculado que el neutrino corriente
podría atravesar 100 años luz de plomo sin que sus posibilidades de resultar
absorbido superaran el 50%. De 100 billones que atraviesan la Tierra, sólo uno
se podrá parar. Existe la opinión de que con el desarrollo de técnicas para
detectar neutrino o antineutrinos del espacio exterior, sería posible
determinar la existencia y localización de antigalaxias
(***) Quark: denominación dada, en 1960, a
tres subpartículas detectadas en el núcleo, ya sugeridas por Murray
Gell-Mann, que se movían con bastante libertad dentro del protón o del
neutrón. Los quarks están presentes, sobre todo, en el vacío... Pero no
se pueden aislar y si se intenta hacerlo se rodean de docenas de partículas
directamente extraídas del vacío cuántico. Se especula con la
posibilidad de que estén formadas por otras partículas (top) que detectó
aventuradamente Steve Weinberg. No existen como partículas libres, sino
que se manifiestan como chorros de hadrones.
(****) La teoría de cuerdas,
postulada por Edward Witten, con raíces en la mecánica ondulatoria
iniciada por de Broglie y Schrödinger, propone sustituir todas
las "partículas" elementales por minúsculas cuerdas: cuerdas
"sin espesor pero de longitud finita", que vibran en nueve
dimensiones espaciales. La teoría incluye la gravitación en el mismo modelo que
las otras tres interacciones fundamentales. Pretende que los quarks sean
cuerdas cuánticas (de 10 elevado a menos 35 m. de longitud). Las
partículas que observamos, no serian sino manifestaciones de modos de vibración
de estas cuerdas... Curiosamente, si traducimos "partículas" por
"burbujas" y "sustrato básico" por "minúsculas
cuerdas", encontraríamos ciertas similitudes de fondo entre la teoría de
las cuerdas y la explicación anterior de Einstein y de Broglie.
La teoría, conviene recordar, que, pese a su aparición en los años 70, no
interesó a los físicos hasta 1984. Hoy disponemos de cinco teorías de cuerdas,
que sólo existen en la imaginación de sus teóricos, porque todavía no se ha
observado en los grandes aceleradores ninguna de las
singulares "partículas" básicas anunciadas.
(*****) Materia oscura, invisible,
extraña, exótica, negra. ¿Dónde está? ¿De qué esta hecha? 60 años después de
que el suizo Fritz Zwicky afirmara que al menos un 90% de la masa del
Universo o materia espacial (se dice igual del plasma) escapa a nuestras
observaciones, ya que no emite luz visible u otra radiación, los astrónomos
siguen sin verla. Pero saben que está ahí, en forma de nubes oscuras,
llamadas halo, como lo confirman sus efectos gravitatorios mensurables sobre la
curva de rotación de las galaxias. Esto, claro está, contraría la expresión
extendida de que sólo es una hipótesis la existencia de una forma de energía
"que permea el Universo, y que sería la causa de que las galaxias se estén
apartando unas de otras cada vez más deprisa". ¿De qué esta compuesta esta
sustancia material? Los astrofísicos trabajan cuatro posibilidades: neutrinos,
partículas sin carga ni masa aparente, "wimos", partículas
masivas de interacción débil, y en el macrocosmos, machos (materia planetaria
invisible): planetas enormes con poca masa o estrellas enanas blancas hechas de
materia ordinaria; y, por último, agujeros negros. Tiene que ver con la
densidad de la materia en el universo. Una ligera variación en un sentido o en
otro y el universo podría continuar o "desaparecer". Lo cierto es que
su destino está relacionado muy de cerca con la materia que hay en el aparente vacío
históricamente cuestionado y que aquí nos viene ocupando, y ello porque su
descubrimiento permitirá explicar mejor cómo hemos llegado a ser como somos
hoy, desplazando cada vez más los misterios, campo de cultivo de las
supersticiones y los prejuicios tan frecuentemente explotados por intereses muy
concretos..
Parecidamente al caso de la materia oscura,
el mundo de los físicos atravesó en el curso de los años 30 una crisis nacida de las interpretaciones
divergentes de la física cuántica. Viene al caso referir la posición adoptada
en 1939 por Paul Langevin (n.1872), uno de los grandes científicos
comprometidos con los movimientos progresistas y pacifistas. <<Nuestra
razón -diría- no está dada a priori..., evoluciona y se insinúa cada vez más
cerca de esta realidad que conocemos y dominamos cada vez más... Una vez más se
ha hablado de "crisis" de la física. Los filósofos idealistas
-añadiría-, así como los físicos que comparten sus concepciones, como Eddington,
Jeans, Jordan, Dirac y otros, han afirmado que los progresos recientes de
la física demuestran que no existe un mundo real independiente, que nuestra
voluntad de conocer la realidad choca con límites infranqueables... han querido
ver en las relaciones de indeterminación de Heisenberg una confesión por
parte de la física de las limitaciones del conocimiento científico... Así, en
los años que han seguido al enunciado del principio de incertidumbre, algunos
físicos no han vacilado en afirmar que nuestros conocimientos sobre los átomos
ya no rebasarán el nivel alcanzado en tormo a 1931... Pero hemos progresado en
la exploración de un mundo atómico presuntamente incognoscible. Se ha
constituido así un nuevo dominio de la física: la física nuclear. De hecho,
ningún límite infranqueable se ha impuesto a nuestro conocimiento de la
materia... Sin embargo, se llegó a hablar del albedrío "de los
electrones", de la "libre elección" que realizaba la naturaleza
en tal o cual eventualidad. El electrón era asimilado a un individuo humano.
Esas interpretaciones iban lo bastante lejos como para que Eddington
pudiera aventurarse a escribir que "la religión se ha vuelto
aceptable a partir de 1927 para una mente científica razonable"...
Y un libro de Jordan abunda en fórmulas definitivas: "liquidación
del materialismo", "posibilidades novísimas para garantizar a la
religión su espacio vital sin contradicciones con el pensamiento científico...
Pero aquellos que presentan la evolución de nuestro conocimiento del
determinismo como su fracaso, por mucho que digan inspirarse en la ciencia más
moderna no es de ella de donde sacan su idea, sino de una vieja filosofía
hostil a la ciencia que tratan de reintroducir en ella>>...
Brevísimo resumen histórico del éter,
quintaesencia, o vacío espacial:
En la Antigua India, el Ragveda (que
recoge 120 himnos del período védico temprano, 600 a 800 a.n.e.) registra las
inquietudes e incluso alcances sorprendentes del intelecto por explicarse la
composición del mundo: "el universo no era más que una onda indistinta".
La doctrina sankhya (600 a.n.e.) denominaba praktiti a la
"sustancia primigenia". La escuela nyaya y vaisesika
sostenía que pequeñas partículas de agua, aire, tierra y fuego se
mantenían en el éter. La escuela religiosa nimansa
explicaba que el alma estaba compuesta de átomos regidos por la ley
autónoma de karma.
-En China, Zhang Zai creía en un magma
armonía, partícula invisible que da vida a todo Y, Lao-Tse, creía en
el tao...
-La doctrina azteca sostenía la idea de
los cuatro elementos..
-Los griegos se plantearon la cuestión
de si existía un solo mundo material y otra esencia o no de origen divino... De
aquí a preguntarse si la materia era continua o discontinua sólo había un paso.
Veamos:
Hesíodo (mitad del VIII
a.n.e.) habló de la existencia de un fondo material surgido del
"khaos" (caos).
Tales de Mileto (n.624 a.n.e.), que
viajó por Mesopotamia y Egipto, situó el agua como primer elemento de la que se
fueron separando la tierra, el aire y los seres vivos.
"Saber -diría Tales- no consiste en saber
muchas cosas sino en ir descubriendo aquello que las regula".
Anaximandro (n.610 a.n.e.) llamó
apeiron a un "algo, indefinido e ilimitado".
Anaxímenes (n.550 a.n.e.) creía
en una sustancia divina, pneuma, de la que surgía todo.
Heráclito (n.530 a.n.e.)
sostuvo que todo venía del fuego, "que fue y siempre será eternamente
vivo".
Anaxágoras (n.500 a.n.e.)
pensaba que los objetos celestes provenían de la condensación de una masa
caótica en remolino y eran arrastrados en el espacio por el éter.
Para atestiguar la existencia de "un solo mundo material", puso de
ejemplo la caída de un meteorito del espacio "celeste". Sostenía un
pensamiento sorprendente, que está cobrando vigencia en nuestros días: "la
naturaleza es continua y la realidad se ofrece a nuestra percepción de forma
discontinua". Fue el primer caso en la historia en que un filósofo es
sentado en el banquillo de los acusados por defender sus teorías.
Empédocles (n.494 a.n.e.), alumno
de Tales, fundió en una las teorías de los cuatro "elementos"
básicos: tierra, aire (cuyo peso intuyó), agua y fuego, que existían como un
algo continuo y daban movimiento a un universo mantenido en "ciclos cósmicos"
de Amor y de Odio. Enunció que la luz empleaba determinado tiempo para llegar a
la Tierra.
Demócrito (n.460 a.n.e.), por
fin, descartando cualquier sustancia divina de fondo, atribuyó al vacío
un género específico de existencia material; lo señaló como el medio
real donde existían lo que él llamó "átomos" (o sea, entidades
"no divisibles"), de naturaleza material, dotados de movimiento
propio, componentes de todas las formas existentes: "en realidad no
hay más que átomos y vacío".
Aristóteles (n.384 a.n.e), ya
lo dijimos, definió el vacío espacial como un quinto elemento
(quintaesencia), éter: "sustancia del cielo más divina que
todas", que llenaba todo y daba forma a los objetos celestes,
eternos, inmutables e incorruptibles que se hallaban más allá de la Luna. Todo
lo existente en el mundo sublunar, con la Tierra en el centro, era imperfecto y
corruptible, compuesto de una especie de "materia primigenia" que
existía en potencia hasta que adquiría "forma" y se le imprimía movimiento.
Rechazó el atomismo, replicando que el espacio vacío que había defendido
Demócrito para explicar el movimiento de los átomos no podía existir, porque
en la naturaleza "no puede haber algo sin nada al otro lado",
algo que lo llenara todo para poder transmitir los efectos físicos por contacto
de un lugar a otro. Sin embargo, pensaba que el calor es "como un elemento
oculto formado por partes en perpetuo movimiento".
Epicuro (n.341 a.n.e.)
recuperó el atomismo, estableciendo la causalidad ciega y
la eternidad de la naturaleza. Sostenía que la materia es eterna y está
dotada de un movimiento interno: "estos átomos están en
movimiento durante toda la eternidad..., en el seno del vacío infinito".
Enseñó la idea y la escribió en sus obras, 300 a.a.n.e..
Sus seguidores dieron un gran paso: determinaron la percepción sensible como la
única fuente del conocimiento.
Lucrecio .(n.94 a.n.e.),
filósofo y poeta latino, difundió la idea del atomismo asociada a la del
vacío. En su poema Sobre la Naturaleza (60 a.n.e.), obra que
sobrevivió a través de la Edad Media y fue uno de los primeros trabajos que se
imprimieron con la imprenta de Gutenberg, aparece escrita la sentencia:
"nada puede ser creado de la nada"..
...La oposición de Aristóteles al
átomo se vería prolongada y tergiversada por el oscurantismo durante 23 largos
siglos de frenos y controversias. Y ello de manera tal, que a partir del XVII
se seguiría hablando todavía de los cuatro elementos clásicos, si bien con
ligeras variantes, como en los casos de Descartes, Newton y Leibniz,
pero siempre bajo un común denominador, la aceptación de que los únicos estados
básicos de la materia eran el sólido, el líquido y el gaseoso, sin dilucidar
aún el carácter de los llamados fluidos imponderables (flogisto,
calórico, lumínico, eléctrico, magnético, éter incluido). Hasta que
estos, menos el éter, fueron explicados se había vivido en la creencia
de que el calor, como ejemplo, era un fluido imponderable y libre que entraba
por los poros de los cuerpos cuando se calentaban y salía cuando se enfriaban.
...Cierto que, como veremos después, Descartes
y Leibniz seguirían negando todo lo que no coincidiese con sus
planteamientos contrarios al éter y / o vacío.
Descartes consideraba que la naturaleza estaba
constituida por tres elementos primigenios: ígneos, aéreos y térreos, en un
continuo espacial, formando vórtices o torbellinos que
interaccionaban sin dejar intersicios, pero movidos por un impulso divino. Leibniz
mantenía que las mónadas eran los elementos constitutivos de la
realidad: infinitesimales, de naturaleza psico-física, que poseían en sí mismas
el principio de sus acciones y su propia finalidad, eran simples, inextensas, e
indiscernibles unas de otras, cuyo orden y existencia respondía a un plan
previo trazado por Dios.
El período helenístico (segunda
"cuna" de la cultura que representó Alejandría): Una vez agotada la
edad floreciente a la que habían dado impulso figuras como Euclides y
Apolonio, padres con Arquímedes de la geometría; Aristarco,
heliocentrista; Eratóstenes, geómetra de la esfera; Hiparco, que
calculó la distancia Tierra-Luna, y; Tolomeo, con sus ingeniosos epiciclos
expuestos en el Almagesto..., el interés por el conocimiento de las
ciencias naturales y la física en particular, privativo de la herencia
griega quedaría hibernado ¡durante más de mil años!...El cristianismo, al
centrar la atención sobre la naturaleza de Dios y su relación con el hombre y
asignar como única autoridad del saber las Sagradas Escrituras, introdujo una
variante completamente nueva en la materia objeto de estudio, sobre todo al
imponer la Filosofía moral sobre la Filosofía natural, confiriendo así a la
primera una especie de rango intelectual, que no era sino obediencia ciega.
Desde el año 200 hasta el 1200 de n.e., el
mundo europeo se regiría casi exclusivamente por la Filosofía moral, en
particular, de la Teología. La Filosofía natural fue casi olvidada. La
oportunista decisión de Constantino (n.274), de convertir el cristianismo en
una religión de Estado (que llegaría con el paso del tiempo a autodelegarse
para ejercer el poder espiritual sobre el orbe), traería impensables
consecuencias de atraso para la Historia universal. Bajo la influencia
oscurantista por entonces todavía imperante de Filon de Alejandría (n.
20 a.a.n.e.), para quien la Biblia era la única fuente del saber, y de la
posterior autoridad religiosa de Agustín de Hipona (n. 354), para quien
"la más peligrosa tentación es la enfermedad de la curiosidad"..., se
sucederían acciones como el horrible asesinato de Hipatia y la quema de la
Biblioteca de Alejandría... Siglos después, todavía, el cultivo cuidadoso de
ese bagaje de ideas permitiría al Papado coronar a Carlomagno (n. 742), brazo
secular de la Iglesia. Éste quedaría encargado de promover por la geografía
europea una "nueva cultura" para la fe católica que se extendería, al
mismo tiempo que el feudalismo, mediante una red de maestros ("scholastici" ) abanderados de la idea de los dos mundos y del Primum
Mobile, contrarios al átomo y el vacío, defensores de la teoría
geocéntrica basada sobre el carácter ideal y eterno de la inmutabilidad de los
cuerpos celestes, del pensamiento e incluso de la estructura social al uso.
... Hasta la aparición de pioneros como Miguel
Angel, Leonardo, Durero, Bacon, Kepler, Copérnico, Galileo, Giordano Bruno
etc., no volveríamos a ver a los nuevos instrumentos de la cultura, el
pensamiento, el arte y la ciencia presionando en pleno escenario de la
historia; conformando las primeras luces del Renacimiento, la centralidad
humana y la revolución energética, que serían el preludio de la Revolución
Industrial, es decir: los elementos que favorecerían con la mediación islámica,
la recuperación del interés por la física, el pensamiento y los conocimientos
griegos y grecorromanos, amén de muchas de las técnicas procedentes de Oriente
Medio, que permitirían puentear el tremendo e insondable vacío cultural abierto
por la religión dominante, que había apostado por un oscurantismo cavernícola
en detrimento del progreso humano... Habrían tenido que pasar nada menos que
¡1600 años! para volver a hablar de la máquina de vapor que inventara Heron
de Alejandría en el siglo 1º de n.e, y siglos para recuperar las teorías de
los griegos alejandrinos sobre la esfericidad de la Tierra, el heliocentrismo,
los movimientos planetarios, los conocimientos de Arquímedes, Euclides,
la pristina idea del átomo, etcétera, etcétera, etcétera...
Pero no todo se había perdido: A comienzos de la
Baja Edad Media rondaba por Europa una teoría tenida por "peligrosa"
iniciada por Juan Filipono (primera mitad del VI) e introducida por los
árabes, que sería un primer paso en la revolución científica. Filipono, recordándonos
a Epicuro, admite la posibilidad de un movimiento natural en el vacío
y pone en cuestión a Aristóteles y en particular su explicación del movimiento
(Primun Mobile), tratando de sustituirla por la del ímpetus o
movimiento inherente: "lo que permite al cuerpo mantenerse en
movimiento sin acciones externas, algo inmanente, comunicado o adquirido por el
hecho mismo de moverse". Por fin, un numeroso grupo aunque disperso pero
coherente, de partidarios de la teoría del impetus, se
atrevía a prescindir de los "motores angélicos";
empezaba a reconocer la vida en una sociedad evolutiva, perfectible, de mente
dinamizada y crítica, y a relacionar los conceptos de espacio, tiempo,
velocidad, aceleración y fuerza con un significado objetivo.
-De otro lado, con el declive relativo de la
esclavitud, con el paso al feudalismo y la utilización de nuevos conocimientos,
técnicas e instrumentos llegados vía de los árabes (arado de vertedera,
arneses, herradura, fertilizantes, molino, brújula, tornillo sin fin, polea,
palanca, manivela, etc.), la nueva riqueza creada a costa del trabajo
milenario, del desarrollo de la agricultura y el comercio medievales terminaría
sirviendo, además de para organizar las Cruzadas, para consolidar la red de
monasterios fundados en la baja Edad Media e ir construyendo entre los siglos
XI y XIII las nacientes ciudades urbanizadas, las nuevas catedrales
monumentales, y, en particular, las primeras Universidades (en Bolonia, París,
Montpellier, Oxford, Cambridge, Nápoles, Palermo, Padua, Praga, Salamanca,
Coimbra), establecidas para la preparación teológica de los clérigos y juristas
y dar cierto aire culto a la nobleza, regentadas por dominicos
aristotélico-conservadores y franciscanos, que entendían la ciencia como
experimentación, pero sin práctica alguna, donde la poca física que se
estudiaba era cuidadosamente pasada por el filtro de la Teología.
-La filosofía medieval dominante, la
Escolástica, tenía como fin fundamental sistematizar la concepción cristiana
del mundo en términos oscuramente aristotélicos, de lo que se ocuparía
posteriormente con especial interés Tomás de Aquino (n.1225). Se había
formado con Alberto Magno (1196) y especializado en la cristianización
de Aristóteles, por cuanto seguiría negando el vacío, alegando la
necesidad del contacto entre las cosas, porque sin él no sería posible el
traslado del "Primun Mobile" a las esferas celestes. Cierto es que el
tomismo sirvió para despertar algún interés por la ciencia y la técnica,
pero el torticero propósito de aplicar la primera a la búsqueda de Dios estancó
el avance de ésta, tanto que encontró pronto sus primeros detractores en
Oxford, París e Italia. Miembros del Merton College de Oxford y otras
universidades "oxaron poner en duda -dice H. Butterfield- la
explicación aristotélica del movimiento y trataron de implantar una nueva
doctrina, la del impetus".
En el terreno de las ideas, el conocimiento de
la física del Universo seguiría siendo motivo de preocupación entre los árabes,
cuyos conocimientos a mediados del siglo VIII abarcaban la mayor parte del
mundo conocido. En su obra, el Trivium, de finales del siglo V, en la
Mecánica o "ciencia de los ingenios" se trataron los conceptos
básicos espacio, tiempo, materia y vacío, así como la "ciencia del movimiento"
que estudiaba la relación entre causa y velocidad.
Al-Kindi (n.800), filósofo, para quien dios no
era más que una "causa remota", había abierto las puertas al
aristotelismo original..
Al-Farabi (n.870) sostenía que
el mundo material estaba compuesto de seis elementos (minerales, plantas,
animales, hombres y cuerpos celestes).
Alhazen (n.965) consideraba los rayos luminoso dirigidos de los objetos al ojo,
contrariamente a Arquímedes
Avicena (n.980) socavaría
los pilares de la religión con sus complejas tesis sobre la eternidad.
Avempace (finales del 1138)
coincidió con Filipono al admitir la posibilidad de un movimiento
natural en el vacío; cuestionó la idea aristotélica de la caída de las
cosas ( "que buscan su lugar natural"),
pensando que podía ser debido a una atracción de la tierra semejante a
la que el imán ejerce sobre el hierro...
Averroes (n.1126) afirma que
la materia y el movimiento son eternos y no han sido nunca creados;.recupera con sus traducciones a un Aristóteles liberado de
las adherencias neoplatónicas y teológicas medievales, con lo que daría lugar
con el paso del tiempo al refrescante "libertinismo" que se
practicaría en universidades como la de Padua, donde se refugiaría Galileo en
1592, y donde habrían adoptado las traducciones sustitutivas del aristotelismo
tomista.
Al-Sari (XIII) mostraría un mundo
material, con el tiempo y el movimiento, compuesto de átomos separados
por el vacío.
Roger Bacon (inglés,
n.1214), ideólogo del artesanado, adversario de la escolástica y estudioso de
la ciencia árabe preconizaría el estudio experimental de la naturaleza. Achaca
el estancamiento de la filosofía natural a los teólogos escolásticos que
"con sus manos y sus métodos han hecho peligroso hablar de la
naturaleza". Su Novum Organum ("El Nuevo Instrumento")
intenta sistematizar el proceso de adquisición de conocimientos a partir de la
observación de los fenómenos por un proceso natural de inducción. En su opinión
el fin de la ciencia " debe tener por objeto el acrecentamiento del poder
del hombre sobre la naturaleza para el bien de la humanidad". Mediante la
observación llega a la conclusión de que el calor es "un movimiento
expansivo que obra en las pequeñas partes de la materia que va del centro a la
circunferencia juntamente con un movimiento de abajo arriba". No obstante
hablar de la "filosofía espinosa y contenciosa de Aristóteles", niega
los átomo y el vacío.
Maricourt, P.P.(francés, n. 1270), contrario al tomismo, dio el primer
paso seriamente experimental utilizando imanes, si bien, siempre tras la
búsqueda del movimiento continuo. Distinguió los dos polos de un imán, enunció
la ley de las atracciones y repulsiones, observó inseparables los polos entre
sí, consiguió imanes por inducción con otro imán y diseño una brújula
náutica...
.
Con la lenta recuperación de la física, la
ciencia y la figura de Arquímedes, se vería favorecido el desarrollo de
la
Mecánica, inseparable de la Física. A la Europa enclaustrada habían ido
llegando, poco a poco e indeteniblemente, desde Asia y China: el papel, el
cigüeñal y la biela, la rueda de hilar con la rueca, la vela latina con el
timón, la destilación en alambique, la pólvora... Después, la fundición de
hierro y la forja, la imprenta (1438) difusora del pensamiento, la porcelana.
Poco a poco estaba recobrando nuevo y
vigoroso impulso la Historia del Progreso, que había sido brutalmente cercenada
en los comienzos de nuestra era. Baste recordar cómo pasó al olvido el ensayo
antes referido de la primera máquina de vapor inventada por Heron en el siglo I
a.n.e., al igual que Ctesibio, hombre de gran ingenio que había resuelto
con su bomba el desaguado de las minas hispánicas de los romanos. Otro ejemplo
fue la propia Hispania romana, que bajo la influencia griega y fenicia
había dado vida a científicos como Columela autor de 12 tomos sobre
agricultura y Pomponio Mela redactor del más antiguo tratado geográfico
latino. Con la arabización: la llegada de los sabios y gentes de ciencia
musulmanes, se creó la leyenda en torno Al-Andalus de que el mismo Aristóteles
había nacido allí. Resulta curioso saber que Al-Andalus (Andalucía)
viene de arabizar el término landlose (los sin tierra), gentes llegadas
con los visigodos y los alanos que se instalaron en el sur de España.
Pertenecían al mundo árabe, figuras tan prestigiosas como Azarquiel
que inventó el astrolabio universal, Abbas Firnas inventor de un
planetario y una esfera armilar, etc..
Sin embargo, siglos después, todavía...,
Copérnico (n.1473) se sentiría
aterrorizado por la Inquisición, muriendo, se dice, el mismo día que veía la
luz su obra, De Revolutionibus, expresión de su revolucionaria hipótesis
heliocéntrica (que había propuesto Aristarco de Samos casi dos mil años
antes): "Clamarán -escribió al Papa- pidiendo una rápida condena
de mi persona como de mis opiniones". Martín Lutero había denunciado
en 1529 que un "astrónomo advenedizo" estaba trastocando las Sagradas
Escrituras sin tener en cuenta que "Josué ordenó al Sol, y no a la Tierra,
que se parara". Calvino había arremetido contra las nuevas ideas. La
Iglesia católica corrió a calificar de "infieles" y "ateos"
a los copernicanos.
Pocos años después, Galileo sería avisado;
debía abstenerse de "mantener, enseñar o defender" la doctrina
condenada de Copérnico. Su obra, El Diálogo sobre los dos máximos sistemas
del mundo permanecería incluida en el Indice de libros prohibidos desde
1633 hasta 1835. El 9 del 5 de 1983 repararía la Iglesia su condena a Galileo.
Miguel Servet (n.1511) sería
perseguido por descubrir la circulación pulmonar de la sangre; tendría que huir
de España escapando del fuego de la Inquisición y morir en las hogueras
calvinistas en Ginebra.
Agrícola, G., publicaría en 1546 su
obra sobre minería y metalurgia.
Gilbert (n.1544) delimita por
primera vez los fenómenos eléctrico y magnético e introduce el término "electricidad;
comprueba la pérdida del magnetismo por incandescencia, concluyendo que debe
ser fluido imponderable, y adopta la teoría de los efluvios (especie de
"varillas materiales" de contacto entre el cuerpo electrizado y el
atraído), que emitidos por los cuerpos electrizados se extendían por el
espacio y establecían contacto con los cuerpos aislados. Aunque no previó la repulsión
eléctrica, descubre los polos magnéticos y la inseparabilidad de los mismos y
establece que la Tierra es un enorme imán.
... Gilbert, en el prólogo de su obra De
Magnate (1600), escribe: " A vosotros... que buscáis
conocimientos... he dedicado estos fundamentos de la ciencia magnética, un
nuevo estilo de la filosofía".
Stevin (n.1548) refutó las teorías del "perpetum
mobile" e intento definir los fluidos (líquidos y gases), que
en lo sucesivo será una vía para adentrarse en la naturaleza de la materia.
De los primeros en escribir en lengua vernácula (holandés), posibilitaría con
los demás traductores que los "hombres prácticos" accediesen a
conocer (en Holanda, Francia, Inglaterra e Italia) a Euclides y Arquímedes, los
dos clásicos que más influyeron en el desplazamiento de la autoridad
aristotélica.
Giordano Bruno (n.1548), atomista
destacado, refiriéndose al problema no resuelto del vacío hablaba de un
"vastísimo seno etéreo" y del estado inseparable de la
materia y el movimiento. Su tesis fundamental sobre la unidad material del
universo, compuesto según él de un número infinito de mundos semejantes a
nuestro sistema solar, jugaría un papel considerable en el desarrollo de la
ciencia, conjuntamente con su hipótesis sobre los cambios geológicos de nuestro
planeta .Sostenía genialmente la creencia en un Universo infinito sembrado de
estrellas, que serían soles lejanos con sus planteas.
... Está claro que el hombre con su mente
prodigiosa puede acercarse al conocimiento esencial de las cosas -los griegos
fueron ejemplo-, pero, experimentar para cerciorarse y practicar lo aprendido
sólo puede hacerlo estando socialmente favorecido.. Para un hombre como Giordano
Bruno el conocimiento de las leyes de la naturaleza era el fin supremo del
pensamiento humano. Fue quemado por hereje en 1600, por relacionar su panteismo
herético con la teoría de Copérnico... lo cual hizo de él un mártir de
la Ciencia en la época de la revolución científica. Y no fue el único...
Bacon, Francis
(n.1561) critica fundamentadamente la escolástica, que se había
"convertido -diría- en una sirvienta de la teología". Culpa a los
teólogos del estancamiento de la filosofía natural: "con sus métodos
-dice- han hecho peligroso hablar de la naturaleza, provocando más destrucción
aún que la filosofía contenciosa de Aristóteles". A su pesar,
mientras consideraba las formas como eternas e inmutables y negaba el átomo
y el vacío, contribuyó al desarrollo de la geología y la biología
evolucionista durante su fase de formación en el XIX. Ejerció influencia,
durante el XVII en Inglaterra y durante el XVI en Francia, para el desarrollo
de las ciencias que Kuhn llamaba baconianas (Electricidad, Magnetismo,
Calor, Química y partes de la Mecánica relacionada con los fluidos)
Galileo (n.1564) se vería obligado
a retractarse ante el Papado tras poner en cuestión la idea aristotélica de los
dos mundos, sublunar y celeste e inmutable o divino.
Los conocimientos mecánicos obtenidos por éste, y otros, respecto al movimiento
local y la caída de los graves se harían extensivos al movimiento celeste,
descargándolo así de principios teológicos..
Defendería que las matemáticas son ajustables a los objetos físicos, de modo
que pueden ser una herramienta útil para interpretar la naturaleza e incluso
explicar los fenómenos recurriendo a la geometría. Su revolución consistió en
situar la "inducción" por encima de la "deducción", como el
método lógico de la Ciencia. Con sus experimentos de la caída de los cuerpos
descubriría las fuerzas materiales que mueven el mundo objetivo.Demostró
que el aire tenía peso, metiéndolo a presión y pesando la vasija. Interesado
por el problema de los fontaneros florentinos, que apelaron a él para
solucionar la subida de agua con bombas aspirantes a más de 10 metros, su
conclusión fue la de que, en efecto, la naturaleza aborrecía el vacío,
pero sólo hasta ciertos límites, que podrían ser menores empleando un líquido
más denso. Y murió sin poder realizar este experimento, que llevarían a cabo
sus alumnos Torricelli y Viviani en 1644. El primero adivinó que
la atmósfera no pesaba lo bastante para impulsar el agua a más de 10 metros de
altura. De la experiencia realizada, utilizando mercurio, resultó conocida la
presión atmosférica y el peso del aire. Una experiencia revolucionaria, puesto
que la teoría aristotélica afirmaba que el aire no tenía peso.
... La Edad Media había tocado a su fin. Copérnico
y Galileo demostraron que los cuerpos celestes están subordinados a las
mismas leyes del movimiento que los cuerpos terrestres. Refutaron la convicción
dominante en la Edad Media, de que los astros se componían de una materia
completamente distinta de la de la Tierra. Eliminaron el abismo que dividía al
cielo de la tierra en dos mundos independientes. Fue una colosal victoria del
intelecto humano en el proceso de conocimiento de la unidad material del
universo.
... Cuando Galileo alcanzó a ver los cielos,
escribió: "Todas las controversias que han atormentado a los
filósofos durante tantos siglos se reducen a la nada de una vez por la
irrefrenable evidencia de nuestra vida"... El Renacimiento
(1400-1530) estaba dando paso a la Edad Moderna y sus profundos cambios
estructurales, en la producción, en la conformación social y urbana, con el
cambio de los centros de poder y de las rutas marítimas y terrestres de
suministro y comercio; con el redescubrimiento de la "Cultura pagana"
y del llamado Nuevo Mundo; con la aparición de nuevas técnicas y conocimientos,
con la declinación del esclavismo, y el auge feudal, que cambiaría el vasallaje
por el salario, base del capitalismo y la burguesía.
Kepler (n.1571), discípulo y seguidor
de Tycho Brave, corrigió el sistema de Copérnico y abrió camino a
Newton con el descubrimiento de sus leyes: órbitas elipsoidales (y no
círculos perfectos); barrido de áreas en tiempos iguales, y; la de las
revoluciones y radios de donde obtuvo su constante T2 = K(R)3
... era un místico
buscador de símbolos, hasta que el conocimiento de la física experimental y las
matemáticas afirmaron su actitud científica: "En una ocasión -escribió-
creí firmemente que la fuerza origen de un planeta residía en un alma...,
llegué a la conclusión de que debía ser sustancial..., no espiritual..., no
debida a un organismo divino, sino más bien a una obra de relojería (y quien
crea que un reloj tiene alma, atribuye la gloria al constructor del trabajo)"...
Con él, con Copérnico, con Galileo y otros muchos, tenemos un ejemplo del
cambio iniciado dos siglos antes. Sin esta nueva actitud contraria a los
símbolos y misterios complejos, no habría existido nunca ciencia moderna. Está
fuera de duda que hasta entonces no hubo Ciencia, tomada con el significado del
proceso, aunque sí hubo investigación e indagación entorno a hechos concretos.
Antes, sin que pueda atribuirse al azar y a la necesidad estrictos del uso del
pedernal, el empleo del fuego y la invención de la rueda; el conocimiento
rudimentario y el uso de los medios naturales constituyen una larga fase de
tanteos hacia lo que a partir de XVII, cuando se desmorona la primitiva
concepción del Universo, sería la consolidación de la Física: conciencia de
saber y de que los saberes pueden organizarse, diferenciarse y enriquecerse
aplicando procedimientos sistemáticos de estudio o indagación:
Con esa nueva visión de las cosas tenemos un
ejemplo del enorme cambio en la perspectiva de la moderna actitud ante la
ciencia... Se empezaron a desarrollar la Estática y la Hidrodinámica y problemas
de flotación obviados por Arquímedes. Recuperadas la física, la ciencia y la
figura de este último se favorece el desarrollo de la Mecánica. Un nuevo
ambiente, después del "humanismo", rescataría en Italia, Francia e
Inglaterra las obras escritas de la antigüedad clásica y las traduciría en
lengua vernácula para los menos doctos (era un primer paso importante). La metodología
científica se abría paso.
En poco más de dos siglos, el desplome del
medioevo y del absolutismo religioso permitirían
realumbrar el pensamiento, recuperar el interés por la física y las ciencias
naturales, abrir la mente a la investigación y a los descubrimientos.
Coincidiendo con las vidas de Copérnico, Kepler, Galileo..., hasta la
aparición activa de Einstein en 1900, se multiplicarían, como iremos
viendo, los nuevos conocimientos y aportes concretos instrumentales como los
siguientes: Janssen, inventaría el microscopio en 1590, Galileo,
el termómetro en 1592, Lippershey (1608), el telescopio que
usaría Galileo, Torricelli (1641), el barómetro, Hadley (1731),
el cronómetro y el sextante, Newcomen, herrero de profesión, la máquina
de vapor (1712) para achicar el agua en las minas, John Kay (1733),
la lanzadera volante que aplicada a los telares permitía a un solo operario
tejer varios anchos de tela...
En 1751 vería la luz la "Encyclopedie
ou Dictionnaire raisonné des ciencies", obra capital del
progresismo francés, dirigida y redactada por Diderot y D`Àlambert.
Diderot anunció la Enciclopedia como el instrumento para la" futura
revolución del saber". A poco de su aparición y pese a las trabas de la
censura contaba ya con más de mil abonados; se hicieron cuarenta y tres
ediciones en veinticinco países, y en muchos hogares las familias se reunían
por la noche para leer y comentar sus artículos, al igual que lo hacían cuantas
asociaciones se fundaron dedicadas a su estudio.
Por aquél tiempo (1752) Franklin inventaría
el pararrayos. Heargraves inventa y patenta en 1770 la primera hiladora
mecánica que multiplica por ocho la capacidad productiva de un obrero... La
máquina de vapor, realmente operativa, que Watt había patentado en 1769
permitiría a d`Abbans fletar el primer barco de vapor, el mismo año
(1783) que los hermanos Montgolfier elevan un globo aerostático. En 1785
Cartwrigth compondría el primer gran telar industrial movido con una
máquina de vapor (*). Volta construiría la primera pila en 1800, Campillo
inventaría el telégrafo en 1804. En 1825 haría su aparición el ferrocarril en
Inglaterra. Avery desarrollaría la primera turbina de vapor en 1830, Faraday
descubriría en 1831 el campo eléctrico base de lo que sería
revolucionariamente la dinamo y el motor eléctrico. Morse
inventaría el morse en 1865, Siemens (1867), la dinamo aplicable a la
industria, Bell (1876), el teléfono, Edison fabricaría la primera
bombilla en 1879. Seis años después (1886) comenzaría a rodar el primer
automóvil de gasolina. Lumière inventaría el cinematógrafo en 1895 y Marconi
la telegrafía sin hilos en 1897.
(*) ¿De dónde venía aquella máquina de vapor
que se convertiría en la primera "fuerza motriz" de la Revolución
Industrial? El primero en inventarla fue el ya citado Heron de Alejandría
del siglo I de n.e., pero se perdió en la oscuridad del medioevo. Después,
pasados ¡mil quinientos años!, en pleno agosto vallisoletano de 1602 Felipe II
decidió prestar más interés al equipo de buceo de Jerónimo de Ayanz que a la
máquina de vapor inventada por el mismo. Transcurridos ochenta años más, Papin
(n.1647) construiría en 1682 su "digesteur", que ablandaba y cocía
los alimentos por ebullición a presión, dejando a medias su "maquina
filosófica" (de vapor) por falta de medios. Savery (n.1650), socio
de Papin, aplicó el invento para sanear las minas. Newcomen (n.1663) lo
mejoró, y, Watt (n.1736) lo reparó y mejoró con un regulador,
"governor" del griego "kybernetes",
"cibernética", que modificaría las formas futuras de vida. Cartwrigth
aplicó definitivamente la máquina en 1785 a la industria textil.
Pero la rápida industrialización europea
tenía como único fin alimentar a la burguesía. Las viviendas del proletariado se
componían de una sola pieza donde se hacinaba toda la familia. Las emergentes
ciudades industriales crecían generando nuevos y más problemas crónicos de
alojamiento y miseria. Eran constantes las demandas obreras seguidas de
violentas represiones. Hasta 1824, el mundo del trabajo no lograrían
ver derogada la ley que prohibía los sindicatos. Pero hasta 1847 no
consiguieron la jornada de diez horas, hecho considerado por los autores del
Manifiesto Comunista, Carlos Marx (n.1818) y Federico Engels (n.1820),
como la primera victoria del proletariado en su lucha de clases contra la burguesía.
No obstante, todavía en 1850 la jornada laboral rara vez era menor de 12 horas
diarias, seis días a la semana. Sin embargo, las máquinas de la Revolución
Industrial, al ejemplo de la tejedora inventada en 1770 por Heargreaves
que multiplicaba la producción por ocho, habían sido compradas con el sudor y
el capital acumulado del trabajo, pero que en manos del capitalismo estaban
permitiendo al burgués acentuar la explotación, reducir los salarios y
contratar mano de obra débil y más barata, con mujeres, y con niños con edades
desde los cinco años.
"Casi todo lo que distingue al mundo
moderno de los siglos anteriores puede atribuirse a la ciencia..." (B.
Russell), y le faltó añadir: y, básicamente, al trabajo obrero.
Gassendi (n.1592), pionero de
la Ciencia moderna, recupera y divulga la idea de los átomos de Epicuro , si bien pretendiendo liberarlos -según él--
de las cualidades "ateas y subversivas"... Observó que los gases
podían comprimirse y expandirse, demostración de que estaban compuestos de partículas
muy separadas entre sí por vacíos indetectables. Los átomos eran para él
partículas dotadas de inercia moviéndose en el vacío, fruto de una filosofía de
la naturaleza basada en dos principios: la materia y el movimiento... Relacionó
las propiedades químicas con las formas de los átomos y estableció mecanismos
físicos para la combinación de "moleculae" o "corpusculae",
base de su teoría, que conocieron Boyle y Newton, claramente enfrentada
a la teoría cartesiana de los "vórtices" en la que no tenía cabida el
vacío. Aunque impregnado de originalidades divinas, Gassendi
movió a Boyle y a Torricelli a realizar actividades
experimentales cada vez más científicas y menos mágicas..
Descartes (n.1596) niega el átomo
y el vacío. Identifica materia (que combina con movimiento)
y espacio, pero despojada la primera de cualquier acción intrínseca.
Explica las "acciones a distancia", por la propagación de impulsos a
través de una materia etérea que, según él, llenaba el espacio
intermedio. Concibe un Universo de materia divisible hasta el infinito
constituida de tres tipos de elementos primigenios: ígneos, aéreos y
térreos, formando un todo en estrecho contacto de vórtices y torbellinos
materiales interaccionantes, pero sin intersicios..., que provocan un movimiento
igual en la materia contigua, causa de los movimientos orbitales (acción por
contacto directo que se oponía a las acciones a distancia a través del espacio vacío
y mediante fuerzas, que sostenía Newton). Explica su teoría del cosmos
físico, como una combinación mecánica de materia y movimiento creada por
un Dios perfecto y justo, origen de cualquier creencia o conocimiento. Identifica
la materia con el espacio mismo: el mundo es un continuo físico uniforme,
indefinido y no mensurable, al que dios dotó de una cantidad de movimiento que
se produce naturalmente con velocidad uniforme (principio de inercia) y en
línea recta, no en círculo como propuso Galileo. Enfatiza la importancia de las
matemáticas, que considera la reina de las ciencias, al mismo tiempo en su obra
"Dioptrique" mantiene la idea de que la luz era una
emanación de los ojos( *)...
(*) Alhazen, 500 años antes, había considerado
ya, contrariamente a Arquímedes, que los rayos luminosos se dirigían de
los objetos al ojo... Descartes, educado en los jesuitas de La Flèche,
se diferenció de Bacon por su énfasis en las matemáticas; pretendió dar
su teoría de los fenómenos y las cosas, pero influido siempre por la idea de un
universo físico creado por un Dios perfecto, origen de cualquier creencia o conocimiento,
que era el patrón escolástico impuesto en las aulas tradicionales, donde
"nada de los descubrimientos trascendentales de un Copérnico, o un Kepler
pudo romper el vigilado cerco". Sin embargo, alcanzó a elaborar su
histórico Discurso sobre el método y la búsqueda de la Verdad en las
Ciencias. El genio de "Cogito ergo sum" (Pienso, luego existo)
murió en 1650 en Suecia de una neumonía debida al frió de sus madrugones
ilustrando a la reina Cristina, y, sorprendentemente, lo enviaron a Francia sin
cabeza, hasta que la recuperó Berzelius en 1809.
Sennert (n.1572) expone su
teoría de los "atomos reales", que, aunque los puso en
correspondencia con los cuatro elementos clásicos, eran para él cuerpos simples
mínima físicos y no mínima matemáticos: cuatro elementos aristotélicos (aire,
agua, tierra y fuego) y elementos de segundo orden (prima mixta) producidos por
la combinación de los elementos aristotélicos.
... Joachim Jung (n.1587) expresó
ideas parecidas que conocería Robert Boyle, junto a las teorías del ya
citado Gassendi.
Boyle (n.1627), sin dejar
de considerar inmaterial el calor ("flogisto"), que según él se
adhería a los cuerpos, accedió a la teoría del átomo .
Estableció el criterio por el que se define el concepto "elemento":
cuerpos primitivos y simples libres de mezcla", que pueden combinarse con
otros para formar compuestos, y no pueden descomponerse en una sustancia
más simple. Denominó "filosofía mecánica" (mecánica-corpuscular) a su
filosofía experimental de la naturaleza, que estaba basada como la de Gassendi
en dos principios perfectamente distinguibles: la materia y el movimiento
y un cierto vacío, contrario al que Descartes negaba
rotundamente... Boyle formuló le ley de los gases que hoy lleva su
nombre. En 1660 demostró que los objetos ligeros caían con la misma rapidez que
los pesados, corroborando así las teorías de Galileo contrarias a las de
Aristóteles, que achacaba las caídas al peso y la centralidad de la Tierra y no
a la gravedad... Con él se estaba anunciando el comienzo de la Ciencia
moderna.
... Sin embargo, hasta contar un siglo
después, con los trabajos prácticos de Cavendish y, más tarde, Lavoisier ; el
primero demostrando que el H se combina con el O para formar agua, y el segundo
descomponiendo el aire en O y N, no se haría evidente que los criterios de Boyle
estaban lejos todavía de concebir la composición real de los elementos simples,
sus combinaciones, las moléculas y, qué decir de la divisibilidad del átomo.. .
Leamos si no la descripción que el mismo Boyle hiciera de la composición
del aire, cuyo peso (que Aristóteles declaró nulo) determinó por
fin respecto al agua: "Es un fluido tenue, ... diferente del éter,
compuesto de tres especies de corpúsculos: los emanados de las aguas, de los
minerales, de los vegetales, de los animales...;y otros, mucho más sutiles,
pertenecientes al fluido magnético...; los terceros, los realmente elásticos,
comprensibles y dilatables como un resorte"... En plena Revolución
científica los experimentos, no obstante haber superado en gran parte las
"practicas mentales" propias de las ciencias físicas clásicas y el
excesivo dominio matemático-descartiano, caminaban parejos aún con la
idealización de las situaciones que se dan en la naturaleza. Tan es así, que la
Revolución industrial, debiendo tanto a las ciencias, vendría a deber
probablemente mucho más al trabajo práctico y la instrumentación técnica, áreas
de la actividad social, de donde partieron la máquina de vapor y la realización
práctica del motor eléctrico.
Huygens (n.1629), situado
frente a las teorías de los vórtices de Descartes, corpuscular de Boyle
y de los efluvios lumínico-corpusculares de Newton, y observando la
propagación del sonido y las ondas formadas en el agua por una piedra..., desarrolló
una teoría propia basada en la vibración u ondulación de "un medio sutil y
elástico", el éter" o su homólogo el vacío.(*).. Huygens emitió una teoría completamente nueva
acerca de la luz, habiendo calculado la velocidad de ésta con un error
de un tercio de la actual: "Si la luz emplea cierto tiempo para recorrer
una determinada distancia, resulta que este movimiento, comunicado a la materia
en la cual se propaga, es sucesivo y, por consiguiente, se difunde como el
sonido, por superficies esféricas y ondas"(**). Por lo
tanto, concluyó, la luz no es una sustancia, sino una transferencia
de energía (***), cuya velocidad, según la medida de Römer (****) no
se avenía con el modelo corpuscular
(*) Como podemos observar, la cuestión que
nos viene ocupando: la naturaleza y comportamiento de la materia,
todavía en pleno siglo XVII seguía oscurecida por el desconocimiento de lo que
Aristóteles dio en llamar, al vacío espacial, éter (sustancia divina).
También, desde tiempo atrás, venía planteada y sin resolverse la pregunta sobre
si la luz era una un haz de rayos lumínicos, un fluido, una
onda o una lluvia de corpúsculos luminosos... Transcurridos casi dos
siglos más, los físicos se seguirían preguntando parecidamente lo mismo: ¿qué
es realmente la luz, una onda o una lluvia de fotones? El problema se
complicaría con el paso del tiempo; no parecía existir la posibilidad de
ofrecer una descripción basada en uno sólo de los dos lenguajes: corpuscular,
ondulatorio. La noción de la dualidad: onda (continuidad)-corpúsculo
(discontinuidad), avanzaría a vaivenes con los años hasta su aceptación
práctica, con casos tan anecdóticos como sería el de los Thompson muchos años
después: Thompson padre recibiría el Nobel en 1906 por establecer la
naturaleza corpuscular del electrón; Thompson hijo recibiría el
mismo galardón en 1937 por descubrir la naturaleza ondulatoria del
electrón.
(**) Tardiamente, se ocuparían de explicar
algo tan importante para comprender la naturaleza y comportamiento de la
materia, como son las formas esferoidal y transversal de los fenómenos
ondulatorios, cuyo único ejemplo gráfico venía siendo, hasta entonces, la
representación de ondas (planas) observables en la superficie del agua al tirar
una piedra, o de ondas sonoras, en su caso rara vez representadas como debería
hacerse, es decir, como emisiones de una fuente puntual proyectadas
(esferoidalmentel) en un volumen de tres dimensiones:
(***) A partir de entonces, el concepto de
onda encerraría la idea no ya de un movimiento impelido a la materia (como en
la trayectoria de una bola) sino de un movimiento propio de la materia,
transmisor de una propiedad de ésta: la energía.
(****) Römer (n.1644) demostró que la
velocidad de la luz no era instantánea, sino finita, observando diferencias de
tiempo en la percepción de un satélite de Jupiter. Primero Galileo,
luego Bradley en 1728, Fizeau en 1849, Foucault en 1879 y
finalmente en 1963, se obtuvo como resultado último de la velocidad de la luz
el de 299.727,2 km/seg.
Spinoza (n.1632) niega y
diluye a dios en la naturaleza, que está sostenida según cree por una sustancia
o esencia eterna, "algo" yaciente en la base que no ha sido
creado nunca y por nadie y se manifiesta a través de infinitas propiedades (una
es el movimiento) y estados.
Por esta época se estaba viviendo en Europa
un clima nuevo representado por la pérdida del monopolio docente de las
Universidades, con el resurgimiento de nuevas fuentes de riqueza en manos de
artesanos y gentes que fueron ganando sitio en los estamentos sociales y se
mostraron muy sensibles a las actividades científicas. El rechazo al criterio
de autoridad propició la creación de centros de discusión, con la fundación de
academias y sociedades científicas. La pionera fue Italia. En Roma funcionó la
Accadémia del Lincei (1603 al 30) a la que perteneció Galileo. En
Londres, la existencia de un Colegio Invisible o Filosófico creado en 1644
serviría de base en 1662 para crear la Sociedad para el Fomento del
Conocimiento, a él pertenecieron filósofos experimentales como Boyle,
astrónomos, médicos y teólogos. En Francia (1666) funciona la Académie des
Sciences. Leibniz logra la Academia de Berlín en 1700, y Rusia funda en
1724 la de San Petersburgo. Londres se vería favorecida con su capitalidad, que
devuelve Carlos III, y allí vuelven los baconiano de Oxford que reunidos
fundarían un "Colegio para la promoción del Saber físico-matemático
experimental" (comprometido a no tratar de teología, metafísica, moral,
retórica y lógica).
Convertido éste en la Royal Societey, Newton
fue nombrado miembro en 1671 y presidente desde 1703 hasta su muerte... Casi
todas las sociedades publicaron noticias, revistas y boletines de intercambio y
difusión de la Ciencia.
... "Hacia 1690 la ciencia se
había establecido de un modo definitivo... En adelante los fundamentos de la
ciencia podrían ser apuntalados o alterados, pero el edificio levantado sobre
ellos era estable y -lo que es más importante- el método general de
construcción era ahora conocido y ya no sería olvidado nunca" (Jhon D. Bernal)
Newton (n.1642), atomista
convencido, para quien la materia está formada de "partículas móviles,
sólidas, macizas, duras e impenetrables", sostiene, respecto a la luz, la
teoría de la emanación, según la cual los cuerpos luminosos emitían corpúsculos
de lumínico, un fluido elástico que se propagaba en línea recta por
un éter de inmovilidad absoluta, y producía la visión de las formas y
colores de las cosas. Sustentaba que Dios dio el primer "papirotazo"
al movimiento de los planetas. Consideraba absolutos el espacio y el
tiempo, que eran para él entes que no dependían uno del otro, ni tampoco de los
objetos materiales que se encontraban en ellos y de los procesos que en ellos
transcurrían. Sus leyes están referidas a centros de masa puntuales, sin
más contacto entre sí que su relación a distancia a través del espacio vacío,
o éter, por las fuerzas de atracción sin intermediación de medio alguno.. Cada cosa estaba separada por completo de la otra. Tenía
una visión del mundo esencialmente estática, intemporal, no cambiante,
inmutable de las cosas. Sin embargo, demostró, negando a Aristóteles, que no
hay tal pureza del blanco de la luz, para lo que hizo pasar un rayo por un
prisma de cristal descomponiendo la luz en sus colores. Aplicando su teoría de
la gravitación mostró que las fuerzas de la gravedad y las que mueven los
planetas eran las mismas: "todo ejerce una fuerza sobre todo
lo demás", que se transmite instantáneamente.
... Pero la cuestión estaba justamente en la
transmisión, que según él podía ser sin intermediación de medio alguno,
o mediante el efecto onda: y no es lo mismo tirar algo para tumbar una
ficha distante de dominó, que alinear fichas y golpear la primera para
transmitir el efecto hasta la ficha distante. Valga aclarar aquí que el
movimiento de la materia no es lo mismo que el movimiento de la materia en que
se mueve la onda. Las leyes de Newton están referidas a puntos
materiales aislados, con masa pero inextensos tales que sus posiciones,
velocidades y aceleraciones en un instante dado son inequívocas. Digamos sobre
el estilo de Newton -el "ultimo babilonio" como lo califica J.
M.Keynes-, que "consiste en un intercambio entre la simplificación e
idealización de las situaciones que se dan en la naturaleza y sus análogos en
el domino matemático, lo que le permite tratar problemas de las ciencias
exactas como si fueran ejercicios de matemática pura, dejando de lado el
problema de la causa de la gravitación universal y el modo de su acción y
transmisión, todo ello enmarcado en la opción de las acciones instantáneas a
distancia".
Leibniz (n.1646) se
entretendría en proponer como componente armónico universal las mónadas,
que cumplían mecánicamente todos los fenómenos llamados materiales, e
implicaban a su vez la idea de una fuerza que sostiene la oscura actividad de
la materia y el movimiento causado por Dios, al mismo tiempo que la
actividad "libre y consciente del alma". Las mónadas eran los
elementos constitutivos de la realidad: infinitesimales, de naturaleza
psico-física, poseían en sí mismas el principio de sus acciones y su propia
finalidad, eran simples, inextensas, e indiscernibles unas de otras. Pero
pensaba que, su orden y existencia respondía a un plan previo trazado por Dios.
Kircher, Athanasius, un
estudiante alemán, demuestra experimentalmente en 1650 que el sonido no se podía
transmitir a través del vacío, permitiendo suponer que éste es
inmaterial.
Berkeley (n.1685) iría mucho
más allá de todos los más grandes idealistas y metafísicos. En pleno siglo
XVIII se atrevería a mantener que el Universo está creado por ideas inertes que
existen sólo en "la mente de los espíritus": únicamente existo yo
mismo (solipsismo), y todas las demás cosas, incluidas las otras personas, son
una creación de mi pensamiento.
Franklin (n.1706) se decantó
partidario de la teoría ondulatoria y de un éter vibratorio que
llenaba todo el espacio, pero no pensó que ambos fluidos fueran el mismo
como habían sugerido Euler, antes, y Young, después. Estableció
que los rayos atmosféricos tienen naturaleza eléctrica. Explicó las cargas
recogidas en las nubes recurriendo a un hipotético fluido imponderable -electricidad-
que llenaba el espacio.
Euler (n.1707),
considerado como el matemático más prolífico de todos los tiempos, participó en
el problema de considerar los cuerpos como sólidos "rígidos", en los
que la distancia entre cada dos partículas es inalterable y por lo tanto el
cuerpo se mantiene indeformable. Para lo que hubieron de introducir tres
coordenadas más de carácter angular, formando así un conjunto de seis como base
de referencia para hablar de la posición. Fue el iniciador de la mecánica en la
forma actual, modificando el formulismo geométrico de Newton por el algebraico
y analítico. En 1736 publicó Mecánica Analítica, primero en la historia
de la Física, donde queda precisado definitivamente el concepto de "masa
puntual" y el significado de "aceleración" con el empleo del
concepto "vector" o "magnitud geométrica". En 1765 publica
la definitiva Teoría del movimiento de los cuerpos sólidos o rígidos, que
extiende a los sólidos deformables, para lo que define "centro de
masa" o "centro de inercia" , más
general que "centro de gravedad" newtoniano. Para los rígidos precisó
cómo la resistencia al cambio queda determinada no por la masa, sino por el
"tensor o momento de inercia".
Lomonosov (n.1711) formularía
definitivamente la teoría material: "no sólo los átomos son materiales,
sino también el espacio que llena los intersicios interatómicos", y, por
extensión, los intermoleculares e incluso interastrales (éter, espacio vacío) y
galácticos.. En química fue uno de los fundadores del
atomismo, propulsor de la estructura atómica y molecular de la materia. Formuló
el descubrimiento de la ley de la conservación de la materia y del movimiento
como ley natural universal, con cuyo hecho dio origen al hundimiento de la
metafísica y el mecanicismo. Se manifestó en contra de los
"imponderables", uno de los principales puntos de apoyo de la
metafísica en las ciencias naturales. Pero el gran mérito de Lomonosov
consiste en haber rechazado la doctrina del carácter finito del movimiento en
el tiempo y en haber demostrado que el movimiento no tiene principio ni fin,
que es eterno como es eterna la materia.
Kant (n.1724), para él,
espacio y tiempo no eran conceptos objetivos: "sólo podemos conocer las
apariencias, pero no la cosa-en-sí"..., algo semejante a Berkeley y
Hume. Si bien, fue uno de los primeros que situaron la conformación del
universo material en las nubes galácticas, "islas". Marx
escribió: "La teoría kantiana del origen de todos los cuerpos celestes a partir
de masas nebulosas en rotación ha sido el mayor progreso conseguido por la
astronomía desde Copérnico". Y se confirmó como tal: en el decenio de 1920
se descubriría que algunas de las nubes difusas ("nebulosas") eran
sistemas estelares independientes de tamaño comparable a la Vía Láctea. Hasta
entonces los cuerpos celestes se habían considerado fijos desde el primer
momento en órbitas y estados siempre idénticos. Kant abrió la primera brecha en
esa representación.
El siglo XVIII -el de la Ilustración o
"siglo de las luces"- está caracterizado por los siguientes fenómenos
sociales: Desarrollo del espíritu científico, pretendiendo despojarlo de los
tradicionales esquemas teológicos; Desarrollo de la burguesía y consiguiente
aparición de brotes capitalistas, y; Aumento del poder del Estado político de
las minorías dominantes en detrimento del poder eclesiástico. Es la época de la
fe incondicional en la razón humana, con apegamientos racionalistas al extremo
del determinismo representado por Laplace, quien preguntado por un
Napoleón sorprendido de no encontrar a Dios en la obra de aquél, la Exposición
del Sistema del Mundo, respondió con su célebre "no tengo necesidad de
esa hipótesis". Newtton también había dicho "yo no hago
hipótesis", si bien, Dios no dejaba de ser para él el creador, protector y
armonizador del mundo... Así, quedaba planteado un reto para una próxima
Revolución Científica, la de principios del siglo XX en que inexorablemente
será abatido el consistente edificio newtoniano.
Cavendisch (n.1731) Dio un paso
importantísimo contra la idea hasta entonces sostenida de los cuatro
"elementos" clásicos, adversaria del atomismo, demostrando que el agua
es una combinación de nuevos elementos, de modo que ésta ya no podía ser, como
dijeran los griegos, uno de los elementos básicos. Averiguó la fuerza de la
gravedad utilizando una balanza de torsión. El resultado fue un cálculo preciso
de la constante de gravedad, con la que pudo calcular la densidad y masa de la
Tierra.
... Por fin se haría evidente que ninguno de
los llamados "elementos" clásicos eran tales. El agua resultó
ser un compuesto de hidrógeno y oxígeno. El aire, lo demostraría Lavoisier,
era un compuesto de oxígeno y nitrógeno. Y así, sucesivamente, la escisión de
sustancias una tras otra, como la cal (en oxígeno y calcio), y la sal,
el "elemento" de Paracelso, (en cloro y sodio), etc, etc.,
irían derrumbando las paredes corpusculares de la materia y desinflando a la
vez la ilusión alquimista, al poner de manifiesto qué sustancias podrían descomponerse
en otras más simples y cuáles no podrían ser descompuestas químicamente (Newton
dedicó gran parte de su vida a la alquimia y el emperador F. J de
Austria-Hungría financió experimentos para obtener oro hasta fecha tan reciente
como 1867). Sin embargo, tanto habían influido el desdén por el conocimiento y,
sobre todo, la nefasta escolástica, buscando siempre una garantía contra el
error en los libros sagrados, la patrística y la "auctoritas" de Aristóteles...,
que tendría que pasar más de un siglo, todavía, para que el rigor metodológico,
la experimentación y el empeño científico permitieran a Rutherford en 1919
transmutar realmente el nitrógeno en oxigeno, bombardeando núcleos del primero
con partículas alfa (núcleos de helio). Sería la primera transmutación
hecha por el hombre.
Stevin (n.----) refuta las teorías
del "perpetum mobile" e intenta definir los fluidos
(líquidos y gases), que permitirán adentrarse en la naturaleza de la materia.
Priestley (n.1733) propuso en
1767 que las fuerzas eléctricas deberían ser inversamente proporcionales al
cuadrado de la distancia entre cuerpos cargados. Lo demostraría Coulomb
con una balanza de torsión inventada por él, añadiendo que esas fuerzas se
ejercen a distancia a través del espacio vacío.
Lagrange (n.1736) estableció
matemáticamente en 1788 el principio de conservación de la energía (*) mecánica.
Planteó su formulación mecánica, cuyo estilo "no requiere ni imágenes ni
razonamientos geométricos o mecánicos, sino tan sólo operaciones
algebraicas...". Es decir, una disciplina cerrada desarrollada en una rama
de la teoría de las ecuaciones diferenciales en boga, que Hamilton
(n.1805), admirado, señalaría como "un poema científico".
(*) La palabra energía la propondría Young
en 1807. Hasta 1842 Mayer (n.1814) no publicaría su descubrimiento
relativo a la conservación y transformación de la energía. Helmholtz
formalizó el principio en 1847 y Joule (n.1818) determinó
definitivamente la equivalencia entre el calor y el trabajo (1 joule = 0,24
calorías).
Coulomb (n.1736), dio nombre
a la unidad de carga eléctrica (*), una de las propiedades fundamentales
de la materia, capaz de generar fuerza atractiva o repulsiva según los signos
convencionales + ó -. Suya es la ley, que estableció con una balanza de
torsión, según la cual : la atracción o
repulsión de dos cargas es directamente proporcionales al producto de las
cantidades de electricidad e inversamente proporcionales al cuadrado de la
distancia, admitiendo, como en la gravitación newtoniana, que esas fuerzas se
ejercen a distancia a través del espacio vacío.
(*) Dos siglos de experiencia han enseñado a
los físicos que no es posible crear de la nada cargas eléctricas negativas o
positivas. Tampoco se puede destruir ninguna de las dos cargas. Esta es la ley
de "conservación de la carga eléctrica".
Galvani (n.1737) descubre la
contracción (eléctrica) entre dos músculos de una rana, y desarrolla la
electricidad por contacto entre dos metales, con un líquido interpuesto. Con él
empezó el descubrimiento de la carga eléctrica móvil, de las corrientes
eléctricas o la "electricidad dinámica".
Lavoisier (n.1743), padre de
la química moderna , después de descomponer el aire en
oxígeno y nitrógeno, con su teoría sobre las combustiones acabó para siempre
con el flogisto, aunque seguiría aceptando como fluidos la
luz y el calor. Anunció la ley de la conservación de la masa o materia. De
igual o mayor importancia sería el experimento que le permitió averiguar la
fuerza de gravedad, la constante de gravitación, con la que pudo calcular la
densidad y la masa de la Tierra. Asimismo, calentando el diamante (carbón
cristalizado, igual que el grafito sometido a altas presiones) consiguió
reducirlo a anhídrido carbónico.
Volta (n.1745), basado en el descubrimiento de Galvani,
inventa la pila eléctrica (cobre y zinc en una solución ácida). Junto al
efecto magnético de Oersted, del efecto magnético de la corriente eléctrica, el
invento de Volta encabezaría otra revolución industrial, de tipo eléctrico, tan
importante como la térmica de la máquina de vapor.
Laplace (n.1749) pretendió
predecir con su "calculador divino" la situación espacio
temporal de cualquier objeto: "Una inteligencia que... conociera todas las
fuerzas que animan la naturaleza... podría abarcar ...
los movimientos... del universo; nada le resultaría incierto y tanto el futuro
como el pasado estarían presentes a sus ojos"... Era la expresión más
elocuente del carácter determinista de la física clásica.
Thompson (Rumford, n.1753)
observó que el metal utilizado en la fabricación de cañones se calentaba cada
vez más al tornearlo, y asoció el movimiento del torno con el calentamiento del
metal, concluyendo que el calórico (un fluido imponderable) tenía
que ser no un fluido sino un "genero de movimiento"
transmisible. Había descubierto una forma de energía.
...Mas, pese a la importancia del hecho, que
venía a desterrar la teoría del calórico y a fundamentar la existencia del movimiento
inherente a la materia, aquella, la teoría del calórico, no sería relegada
definitivamente hasta la aparición de la teoría cinética de los gases
(basada en la teoría atómica de Dalton) que elaborarían posterior e
independientemente Maxwell y Boltzmann (n.1844). Luego, quedaría
establecido "que la temperatura de un gas es directamente % a la energía
cinética media de traslación por molécula".
El desorbitado interés por el utilitarismo
que desembocaría en la Revolución Industrial, no beneficiaría el desarrollo
científico en Gran Bretaña. Tendrían que proliferar las sociedades literarias y
filosóficas, como la de Manchester, que inaugurada en 1781 contaba hacia 1870
con más de 100 sociedades en la isla. Gozó de gran nombradía la Sociedad Lunar
de Birmingham, que antes de ser disuelta se reunía en el Campo Negro las noches
de luna llena. El propio Rumford fundó en 1800 una prestigiosa
asociación, llamando a "formar por suscripción una institución pública
destinada a difundir el conocimiento", y en 1817 instaló en Glasgow el
primer laboratorio químico para la enseñanza práctica. Kelvin fundó en 1846 el
primer laboratorio para la enseñanza física. Hacia 1850 había en Gran Bretaña
más de 600 Institutos de Mecánica, con un nivel en las ciencias físicas
"muy por delante de las universidades de Oxford y Cambridge. En Alemania
el interés por la ciencia se vio favorecido por el ambiente de libertad
relativa para aprender y enseñar mediante Seminarios, como fueron los famosos
de Könisberg, Giessen y Gottinga. Francia adoptó un plan totalmente
centralizado, en detrimento de las asociaciones científicas provinciales, con
la sola alternativa de la Asociación para el Progreso de la Ciencia, que
tendría sus reflejos tardíos en la Asociación Española para el Progreso
de las Ciencias allá por el año 1908.
Dalton (n.1766) recuperó y
desarrolló definitivamente el atomismo, concluyendo que la materia está
constituida por diminutos corpúsculos indivisibles e independientes, átomos de
distintas clases que pueden combinarse constituyendo moléculas sólidas,
líquidas o gaseosas. Reconoció la prioridad de Demócrito
empleando la palabra "átomo" (indivisible). Demostró que las diversas
normas descubiertas por Avogadro (*), regidoras del comportamiento de
los gases, podían explicarse mejor tomando como base la naturaleza atómica
de la materia (que había sostenido Demócrito 2.300 años antes), si
bien, ahora, atribuyendo a los átomos otras características: cada tipo de
materia estaba formado por átomos de una misma clase, con diferencias físicas
que radicaban en su peso.
(*) Avogadro había demostrado que
volúmenes iguales de un gas estaban formados por el mismo número de partículas
(moléculas compuestas de átomos). Y Berzelius había establecido y
publicado en 1828 una lista con los pesos relativos de los átomos, referidos a
los pesos del O y del H, pero que pasó desapercibida hasta que la recuperó Cannizzaro
en 1860. El desarrollo de la teoría atómica –que describía los gases como
grupos de moléculas- permitió considerar que el volumen dependía de la
velocidad (movimiento) de las moléculas.
Brown (n.1773) observó por
vez primera en 1827 un fenómeno de extraordinaria importancia: granos de polen
suspendidos en el agua aparecían animados de movimientos erráticos
("movimiento browiano"). 36 años después (1863) se sugirió que
tal movimiento sería debido a un bombardeo desigual de las partículas... Por
fin, las partículas elementales, los átomos, se convirtieron, de abstracciones
semimísticas, en objetos casi tangibles.
... El "movimiento browiano"
puso de manifiesto la existencia real de las moléculas (compuestos de
átomos). Constituyó la prueba casi visible de que el agua, y la materia en
general, tienen "partículas" y éstas
"movimiento" interno propio. Entonces se pudo decir que el hombre
había logrado "ver" los átomos... Y así acontecería años después: en
1908, Jean Perrin observaría que la sedimentación es obra de la gravedad
a la que se oponen las colisiones generadas por las moléculas procedentes de
niveles inferiores, de modo que el movimiento browiano se oponía a la fuerza
gravitatoria, y utilizó este descubrimiento para calcular el tamaño de las
moléculas de agua... En 1955, con el "microscopio de campo iónico" de
W. Mueller (anterior al "electrónico"), podrían verse los
puntitos brillantes de cada uno de los átomos que componían la punta de una
aguja. Pero quedaba por saber cómo eran en realidad los átomos. Se demostró que
los átomos en un cristal no están inmóviles.
Young (n.1773) demostró
finalmente la naturaleza ondulatoria de la luz. Había realizado su tesis
doctoral sobre el sonido y la voz humana, con un trabajo anterior sobre óptica
y asimilando los colores a las notas musicales en una analogía totalmente
ondulatoria. Y enterado de que Newton había convencido a muchos de que la luz
consistía exclusivamente en partículas en lugar de ondas, demostró la sin razón
de Newton (*). Crítico consumado, dijo de Newton: "Por más que venere su
nombre... veo con pena que... su autoridad quizá haya a veces retardado incluso
el progreso de la ciencia", como ocurrió con Aristóteles. .
(*) Hacia 1803 realizó el famoso experimento
de la "doble rendija": agujereó una persiana, lo cubrió con un trozo
de papel grueso que taladró con un diminuto punzón y utilizó un espejo para
desviar el fino haz de luz que pasaba a su través. Después cogió un trozo de
cartón de unos tres mm de grosor y lo puso de canto en el recorrido del haz,
dividiéndolo en dos. El resultado fue una sombra de bandas alternativas de luz
y oscuridad, fenómeno que sólo podía explicarse si los dos rayos se
relacionaban como ondas, quedando así demostrada la naturaleza ondulatoria de la
luz.
Avogadro (n.1776), aplicando
a los gases la teoría atómica, demostró que volúmenes iguales de un gas estaban
formados por el mismo número de partículas (moléculas, agrupaciones de átomos)..
Oersted (n.1777) descubre en
1820 el efecto magnético de la corriente eléctrica. Observó un fenómeno
trascendente: una corriente eléctrica que atraviesa un cable desvía la aguja
de una brújula situada en su proximidad; concluyó que la corriente debía
formar líneas magnéticas de fuerza en torno al cable.
Ampère (n.1775) sugirió lo
que a muchos pareció descabellado hasta su descubrimiento a finales del XIX:
que las propiedades magnéticas tenían su origen en corrientes eléctricas
microscópicas circulantes dentro del imán. El resultado indiscutible sería
la unificación de las fuerzas eléctricas y magnéticas. Demostró que dos cables
paralelos, por los cuales circula la corriente en la misma dirección, se
atraían. Y se repelían cuando las corrientes circulaban en direcciones
opuestas. Fue el introductor de la palabra electrodinámica.
Berzeluis (n.1779) establece
los pesos relativos de los átomos. En 1828 publica una lista de pesos
atómicos basados en dos patrones de referencia, el O y el H. Su mérito lo
recuperaría Cannizzaro en 1850, que fijó en 16 el peso del O y en 1 el
del H.. Una mayor exactitud la conseguiría Richards
dedicado a ello desde 1904. Ostwald se negó a aceptar lo que eran para
él conceptos no "reales".
Fraunhofer (n.1787) descubrió
una peculiaridad en el espectro continuo de la luz solar: Cuando la luz pasaba
a través de una estrecha rendija y su aspecto visible se examinaba con sistemas
de buenos prismas, la continuidad de los colores aparecía rota por una serie de
rayas oscuras, irregularmente espaciadas. Fraunhofer contó más de
700 líneas negras (hoy sabemos que hay más de 15 000). Cada material podría
identificarse a partir de su espectro de emisión de líneas, de la misma manera
que podemos ser identificados por las huellas de nuestros dedos.
Fresnel (n.1788) reconoce la
existencia del éter como el soporte o medio material (muy tenue) de las
ondas luminosas (*). Mostró que todos los fenómenos ópticos conocidos eran
explicables con la hipótesis de que la luz consistiera en vibraciones ondulatorias
transversales del éter (**). Desarrolló la primera teoría de la difracción
(**) y trató de explicarla como el resultado de la interferencia de ondas
secundarias. Así, pareció que la teoría ondulatoria de la luz había
arraigado defintivamente, desplazando y relegando para siempre la teoría
corpuscular.
(*) En pleno siglo XIX venía siendo una
cuestión de fondo la falta de un soporte reconocible para las ondas
luminosas, como lo eran el agua y el aire respecto al movimiento de los otros
tipos de ondas.
(**) Habida cuenta de que la propagación transversal
es propia de los sólidos, aceptar la hipótesis suponía admitir que el éter
fuera un fluido imponderable, algo tan sutil que permitiese el movimiento de
los cuerpos celestes como rígido para que en él se pudieran producir ondas
transversales.
(***) difracción:
fenómeno que pone de manifiesto las propiedades ondulatorias de la luz, cuando
ésta contornea los cuerpos opacos y, por consiguiente, penetra en la región de
la sombra geométrica.
Faraday (n.1791), encargado de
escribir un artículo para una revista, Anales de Filosofía, que iba a
publicar los experimentos realizados por Hans ChristianOersted en 1820,
haciendo prácticas al respecto llegó a descubrir la relación dinámica entre
la electricidad y el magnetismo, es decir, cómo mediante acciones mecánicas
por "inducción" podían generarse acciones eléctricas y a la inversa. Faraday
revolucionó la física, pensó que el vacío podía componerse de líneas
de fuerza (un concepto que había planteado Gilbert en 1600) e
incorporó a la física el concepto revolucionario de campo (región del
espacio físico donde interactúan fueras eléctricas o magnéticas), es decir, un
nuevo modelo para las interacciones: los campos de fuerza en un medio
"cartesiano", contrario a las acciones a distancia newtonianas, que
era decir, sin intermediación de medio alguno.
...En la década de 1820, Faraday
explicó: 1º) la experiencia de Petrus Peregrinus; cómo, en una hoja de
papel situada encima de un imán, las limaduras tendían a alinearse alrededor de
unos arcos que ivan del polo norte al polo sur del imán, dando lugar a pensar
que estas <líneas magnéticas de fuerza> constituían un <campo>
magnético; 2º) las conclusiones de Oersted, al observar que cuando una
corriente atraviesa un cable y desvía la aguja de una brújula situada en la
proximidad, la corriente debía formar >líneas magnéticas de fuerza en torno
al cable, y; 3º) la comprobación de Ampère (de que dos cables paralelos
se atraían, si la corriente circulaba en la misma dirección, o se repelían si
circulaba en dirección opuesta), deduciendo que era similar a lo que ocurría
con dos polos norte y sur de un imán: que los norte y los sur se repelían,
mientras que un polo norte atraía a un polo sur.
.. Sobre Faraday, Maxwell
escribió: "... con los ojos de su mente, vio líneas de fuerza donde los
matemáticos sólo vieron centros de fuerza de atracción a distancia; Faraday
vio un medio donde ellos no vieron más que distancia".En cierta
ocasión, interrogado por un político de turno acerca del valor
"práctico" de la electricidad, Faraday respondió: "un
día, señor, podrá gravarla con impuestos"...
Y así fue realmente, pues la interacción
misma entre imanes y corriente se convirtió muy pronto en un factor
productivo y de repercusiones sociales impensables. Faraday en 1831
realizó un experimento, que cambiaría el curso de la historia: para demostrar
el principio de la inducción eléctrica, empleó un imán permanente,
que introducía una y otra vez en el interior de una bobina de cable, para
sacarlo luego del mismo; comprobando que pese a que no existía fuente alguna de
electricidad, se establecía corriente siempre que las líneas de fuerza del imán
atravesaban el cable... Así se podía comprender que lo que creaba la corriente
era el movimiento de las líneas magnéticas de fuerza a través del cable,
y no el magnetismo propiamente dicho. Años mas tarde,
en 1879, Edwin Hall descubriría que cuando se aplica un campo
magnético perpendicularmente a una placa de metal por la que circula una
corriente eléctrica, aparece un campo eléctrico perpendicular. Con estos
descubrimientos, la investigación y el laboratorio pasarían a constituirse en
base de la industria científica, se estaban forjando las condiciones para la
creación de la dinamo generadora de electricidad, la energía revolucionaria que
sustituiría al vapor, la primitiva rueda hidráulica y la fuerza eólica, así
acababa de nacer la ingeniería eléctrica que abriría las puertas a una nueva
Revolución industrial.
Carnot (n.1796), uno de los
fundadores de la termodinámica, que aceptaba todavía la
doctrina del "calórico", explica que el trabajo debido a una fuente
de calor sólo puede obtenerse por el traslado del calor de un cuerpo más
caliente a uno más frío: "el calor -señala- no puede producir trabajo sin
el empleo de dos fuentes térmicas con temperaturas distintas", y añade de
modo ingenuo que "semejante al agua, el calor sólo produce trabajo cuando
cae de un cierto nivel a otro inferior".
...En pleno apogeo del mecanicismo venía a
demostrarse lo que era falso: que el calor pudiera convertirse íntegramente en
trabajo mecánico. La entropía (noción que introduciría Clausius
en 1865) serviría para expresar rotundamente la irreversibilidad de las
transformaciones naturales de energía, permitiendo entender lo que se
interpreta como un crecimiento del desorden molecular. De tal manera, el
universo concebido como máquina, cartesiana o newtoniana, regido por leyes que
no distinguen entre pasado y futuro, daría paso a un mundo que tiene una
dirección definida, lo que se ha calificado como "la flecha del
tiempo" impuesta por el segundo principio de la Termodinámica:
"Es imposible transformar calor en trabajo si no se dispone de dos fuentes
caloríficas a temperaturas diferentes"... Con la termodinámica o
fluencia del calor, y con el movimiento browiano, sufriría un duro golpe
la idea newtoniana determinista, del mundo visto como una máquina.
Mayer (n.1814) sugirió por
primera vez el supuesto de una equivalencia y conservación de la energía,
como una concatenación sucesiva de causa-efecto. Sostuvo que si se
engendra calor cuando dos superficies rugosas se encuentran en movimiento una
con otra, entonces el calor debe ser una forma de movimiento.
Sechi (n.1818) explica que,
"un mismo éter, que es la causa de los fenómenos luminosos y de los
eléctricos (comprendido el magnético), actúa vibrando en los primeros y
desplazándose en los segundos".
Foucault (n.1819) dio el golpe
definitivo a la teoría corpuscular con su comprobación de que la luz se propaga
más lentamente en los medios más densos, conclusión contraria a la teoría
newtoniana que sólo podía explicar la refracción si la luz se propagaba
más rápidamente en los medios más densos. Así, desechada de alguna manera la
teoría de la emanación desaparecía la terminología del fluido imponderable, el
lumínico, quedando por resolver los problemas planteados por el éter,
especie todavía de fluido imponderable. Foucaul demostró
experimentalmente en 1851 que la Tierra giraba sobre su eje, suspendiendo una
bola de hierro de 28 kilos de la cúpula del Panteón en París.
Fizeau (n.1819) intenta
determinar la velocidad de la luz, por medio de una rueda dentada.
Helmholtz (n.1821) tuvo un
particular papel en la explicación de los fenómenos calóricos en función del movimiento
de las partículas. Sin embargo, A. Rau diría de él, que "paga con
su teoría de los símbolos un tributo al kantismo, pues adolece de una falsa
comprensión de las palabras: masa, fuerza, etc., que no son para él sino
nociones, producto de nuestra fantasía, y en modo alguno realidades existentes
fuera del pensamiento".
Kirchhoff (n.1824), con R.
Busen en 1859 sentaron las bases del análisis espectral
Stoney (n.1826) bautiza con
el nombre de electrones, a las unidades de carga eléctrica, y
emite sus teorías sobre la electricidad opuestas a las teorías del fluido o
fluidos eléctricos continuos.
Más de un siglo después, Horst Störmer
observaría que pasaba alguna cosa muy rara a muy baja temperatura y con campos
magnéticos muy intensos: los electrones, que se creía que cristalizaban, no lo
hacían así, creaban un nuevo estado de la materia en que aparecían
densidades cuánticas de carga eléctrica igual a una fracción del electrón
(1/3), poniendo de manifiesto una cosa sorprendente: que la carga del
electrón no es la carga eléctrica elemental. Las referidas densidades
cuánticas serían "cuasipartículas" fundamentales, cuya interacción
estaría creando un estado desconocido de la materia, un fluido cuántico
poblador del llamado "vacío", la nada aparente..
Clausius (n.1828) introdujo
por primera vez (1865) la noción de entropía en la termodinámica
para definir la medida de la disipación irreversible de energía. Mostró que el proceso
de transformación de calor en trabajo se supedita a una ley física, llamada
segundo principio de la termodinámica: "es imposible un proceso en
el cual el calor pase espontáneamente de los cuerpos más fríos a los más
calientes". Se dice adiabático cuando la temperatura de
todas las partes componentes de un sistema en estado de equilibrio es
igual. La noción de entropía se interpreta, asimismo, como un crecimiento del
desorden molecular.
... El primer principio de la Termodinámica
es la ley de la conservación de la energía, la equivalencia energética entre
calor y trabajo. El tercer principio equivale a que la entropía de todos
los cuerpos en estado de equilibrio tiende a cero a medida que la temperatura
se acerca al cero absoluto. Con la Termodinámica se produce un gran salto desde
el Universo concebido como máquina, que admite avanzar o retroceder sin
impedimentos, a un mundo que tiene una dirección definida -lo que se ha calificado
como "la flecha del tiempo" - impuesto por el segundo principio de la
Termodinámica, conocido también como ley de disipación de la energía.
Sobre la naturaleza y comportamiento de los
gases: La teoría cinética de los gases explica el comportamiento de las
sustancias gaseosa, a partir de suponer que las moléculas están a grandes
distancias entre sí en comparación con su tamaño, sin ejercer otra interacción
que la de su movimiento desordenado, lo que justifica que un gas pueda
expandirse indefinidamente. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es el
movimiento, la velocidad con que se mueven. Contrariamente, en los líquidos y
los sólidos la distancia entre moléculas es menor y actúan otras fuerzas que
les impiden moverse arbitrariamente. En los sólidos sólo se realizan pequeñas
oscilaciones en torno a posiciones fijas y movimientos como en algunos
cristales, salvo al calentarse, que pueden llegar al estado líquido. En los
líquidos las moléculas no se alejan excesivamente unas de otras, salvo temperaturas
que los transformen en gas o en vapor.
En 1755, Cullen produce
hielo, formando vacío para forzar la gasificación sobre pequeñas cantidades de
agua... En1787, Charles, J-A-C, observando la relación de
la temperatura con el aumento o disminución del volumen de un gas, comprueba
que cada grado de enfriamiento contrae el 1/273 del volumen, concluyendo que a
-273º el gas desaparecería... 1820: Faraday descubre que a
temperaturas normales un gas (cloro) sometido a presión (reducción del volumen)
se licua y enfría... 1839: Andrews deduce la "temperatura
crítica" de licuación para cualquiera presión... 1860: Thompson
(Kelvin) sugiere que el aumento o disminución lo establece la velocidad
(temperatura / energía) de las moléculas, apoya el índice de reducción por
enfriamiento establecido en 1/273 fijándolo como el "cero absoluto"
(Kelvin), donde las moléculas permanecerían inmóviles ... 1877: Pictet
licua O a -140º, con el método de "cascada"... 1900: Dewar
logra licuar H a -200º, y lo solidifica a -240º... 1905: Nernst demuestra
que no es la energía la que se convierte en 0º absoluto, sino una propiedad
vinculada a la misma: la "entropía"... 1908: Onnes
enfría bajo presión y licua helio a -255º y logra con el mismo los -272,3º...
en 1911 observa la desaparición súbita de la resistencia eléctrica del
mercurio a -268,88º , lo que ocurriría con otros metales (los
"superconductores"), quedando demostrado que a baja temperatura
existen propiedades únicas en la materia (la superconductividad)... 1933:
Meissner descubre que la superconductividad excluye las líneas de fuerza
de un campo magnético y hace a la sustancia "diamagnética", fenómeno
destruible por debajo de determinadas temperaturas... 1935: Keeson
y Kapitza descubren la imposibilidad de reducir el helio a estado
sólido a -270,8º, y que éste así conduce el calor tan perfecta y rápidamente
que está siempre a la misma temperatura. Tiene propiedades únicas de "superfluidez":
colocado en un recipiente abierto que contenga otro mayor menos lleno, fluiría
subiendo por éste hasta verterse en el primero e igualar los niveles de ambos
recipientes. Su evaporación puede dar los -272,5º... En 1950, Pomeranchuk
empleó técnicas de licuación del helio que proporcionaron los -272,999999º,
es decir, casi el 0 absoluto. Pero que es inalcanzable, no sólo porque cada
diferencia cuanto más reducida más aumenta las dificultades, sino porque
supondría lo absolutamente imposible, eliminar la materia. ...Sin embargo, con
estas experiencias y las de la aplicación de "altas presiones" para
forzar a los átomos y moléculas a adoptar agrupaciones más compactas
(diamante/grafito), se había dado un gran paso para obtener una información
fundamental sobre la naturaleza y comportamiento de la materia y sobre
la unidad de ésta, evidenciada en el nexo existente entre los estados sólido,
líquido, gaseoso y plasmático resultantes de una diferencia en la gradación
del movimiento (temperatura y / o presión).
¿Átomos formando una
única onda? "Sí -escribiría Wolfgang Ketterle-, cuando se
someten a temperaturas de casi el cero absoluto (- 273grados) aparecen
propiedades raras: la materia sigue siendo un gas, pero se comporta como un
sólido. La longitud de onda de sus átomos se alarga más y más, hasta el punto
de que las ondas empiezan a superponerse: la materia está en un nuevo estado (el
condensado de Bose-Einstein (*)) en el que los átomos oscilan de
forma coordinada, formando una única onda. El fenómeno nos permitirá
entender mejor cómo funciona toda la materia".
(*) Forma material que adquieren las partículas
u ondas y los átomos, cuanto más lentos se mueven al enfriarse (cerca de -273º)
y aparecen longitudes de ondas que se alargan y superponen formando una
única onda o "sopa de quarks"..
Se llamarían quarks, en 1960, a tres subpartículas detectadas dentro del
protón, ya sugeridas por Murray Gell-Mann, que se movían con bastante
libertad dentro del protón o del neutrón. Los quarks están presentes, sobre
todo... en el vacío. Pero no se pueden aislar y si se intenta hacerlo se
rodean de docenas de partículas directamente extraídas del vacío cuántico.
Se especula con la posibilidad de que estén formados por otras partículas (top)
que detectó aventuradamente Steve Weinberg. No existen como partículas
libres, sino que se manifiestan como chorros de hadrones.
Maxwell (n.1831), apoyándose
en Faraday y sus líneas y campos e incluso interpretando el
fenómeno mecánicamente, consideró que las acciones eléctricas y magnéticas son perturbaciones
(presiones y tensiones) que se propagan en el éter (vacío) en forma de
ondas con velocidad constante. "Tenemos poderosas razones para concluir
-diría- que la luz misma (incluyendo la radiación térmica y otros tipos
de radiaciones) es una perturbación electromagnética propagándose en forma
de ondas a través del campo electromagnético (*)". En otro
momento describiría la luz "como una onda que se propaga por el éter,
un fluido eléctrico hipotético de una inmovilidad absoluta".
Curiosamente, en el mecanicismo de Maxwell aparece un sentido menos
materialista de lo que pudiera pensarse, en cuanto sostiene que el "espacio
vacío" es conductor de tensiones y energías responsables de las
acciones electromagnéticas, pero sin ninguna dependencia con la existencia o no
de materia. Sin embargo, su teoría electrodinámica evidenciaba la conexión y condicionalidad
recíprocas de los fenómenos eléctricos, magnéticos y ópticos; se elevaba
considerablemente por encima de la limitación metafísica y mecanicista de la
concepción científico-natural del mundo en boga en el siglo XVIII... Los
fenómenos físicos, según Maxwell, deben ser considerados como movimientos,
gobernados por leyes fijas, de puntos materiales en el espacio.
... Las ecuaciones
llamadas de Maxwell pueden ser así resumidas: 1) las cargas distintas se
atraen y las iguales se repelen; 2) no hay polos magnéticos aislados; 3) la
corriente eléctrica crea campos magnéticos, y; 4) los campos magnéticos
cambiantes pueden dar origen a una corriente eléctrica.
(*) Del desarrollo de sus ecuaciones resultaría
la velocidad de propagación de las ondas, que, para el caso particular del
vacío, resulta ser la velocidad de la luz, que había determinado Römer
en el siglo XVII. Veinte años después, el descubrimiento de las ondas
hertzianas (electromagnéticas) elevaría a Maxwell a una categoría
científica sólo comparable con la del ya lejano Newton y el ya próximo Einstein.
Mendeléiev (n.1834) fue
reconocido como el investigador que puso orden en la selva de los elementos; no
sólo montó la tabla que lleva su nombre, sino que intuyendo genialmente el
comportamiento de la materia acertó a asignar la dedicación de espacios vacíos
para elementos(átomos) aún no descubiertos, que irían
apareciendo después. Es sabido que una de las ideas directrices en sus
investigaciones era la de la unidad del mundo material, la idea de la conexión
y condicionalidad recíprocas de los fenómenos de la naturaleza. Fue reconocido
por la Ciencia porque tuvo el valor y la confianza de llevar sus ideas más
allá...
... Después de que Cannizzaro estableciese
en 1862 el peso atómico, un geólogo francés (Chancourtois) y un químico
británico (Newland) comprobaron que los elementos atómicos se podían
disponer en forma de tabla, según el peso atómico, de forma que los de
propiedades similares se hallaran en la misma columna vertical, trabajo que
llevó a cabo Mendeléiev hasta la presentación de su tabla periódica en
1879.
Mach (n.1838) defensor
del "positivismo físico", no tuvo reparos en restablecer las
concepciones de Berkeley y Hume sobre la teoría del conocimiento. En su
opinión, los elementos químicos, átomos, moléculas, cargas eléctricas y otros
elementos estructurales de la materia eran "cosas mentales",
"productos de nuestra conciencia". Sostenía que el espacio vacío
era conductor de energía sin dependencia con la existencia de materia o no.
Negaba la causalidad, el espacio y el tiempo y la existencia del mundo
exterior. Formó escuela propagadora del idealismo filosófico con E.
Poincaré, P. Duhem y C. Pearson
Boltzmann (n.1844),
conjuntamente con Maxwell, entierra la teoría del calórico,
después de conocer la experiencia de Rumford: quien había observado
cómo al tornear un cañón el calor fluye de un cuerpo caliente a otro. Teórico
de la "flecha del tiempo", planteó que la entropía se
incrementa en la dirección del futuro, no del pasado. Combatiendo la
Física fenomenológica de Mach y compañía, afirmaba que "a
quienes piensan eliminar la teoría atómica por medio de ecuaciones
diferenciales, los árboles les impiden ver el bosque". Defendía que
"deducimos la existencia de todas las cosas por las impresiones que
producen en nuestros sentidos". Replicaba a quienes creían que la
materia no es sino un complejo de percepciones sensoriales que, "en
este caso, los demás tampoco son sino sensaciones de quien habla".
Röntgen (n.1845) descubrió en
1895 que un haz de lo que entonces se llamaba rayos catódicos (*), cuando
chocaba contra un obstáculo daba lugar a un nuevo tipo de radiaciones: rayos
X, de poder penetrante superior al de la luz, aunque inferior a los rayos gamma.
El hecho de ser este poder distinto en cada elemento y más intenso cuanto más
pesado, permitiría confirmar la estructura interna de los átomos y su lugar en
la tabla periódica, sabido que cada elemento producía "rayos
X" con su longitud de onda característica, es decir, de fuerza similar a
la que empleaba el núcleo positivo del átomo para sujetar al electrón.
Otra cuestión tan importante sería saber si estos rayos eran corrientes de
pequeñas partículas o consistían en radiaciones de carácter ondulatorio.
(*) Faraday, que había realizado en 1820
todos los experimentos imaginables; incluso trató de enviar una descarga
eléctrica a través del vacío, pero no consiguió hacer un vacío lo
suficientemente perfecto. Correspondería a Heinrich Geissier lograr en
1854 una bomba de vacío, en la que colocó un tubo de vidrio con dos electrodos
en su interior. Cuando se logró producir descargas eléctricas en el "tubo
de Geisser", comprobó que en la pared opuesta al electrodo negativo
aparecía un resplandor verde. Eugen Goldstein sugirió en 1876 que se
debía al impacto causado por algún tipo de radiación originada en el electrodo
negativo, que Faraday había denominado "cátodo". Por lo que Goldstein
llamó a la radiación "rayos catódicos". La demostración, por Thompson,
en 1897, de que reaccionaban como partículas que podían ser desviadas por
cargas eléctricas, llevó a considerarlos como las partículas elementales de
la electricidad, a las que G. J. Stoney dio el nombre de "electrones",
con una masa 1837 veces menor que la del átomo de hidrógeno. La sugerencia de
que eran una subpartícula del átomo acabó con la idea de la indivisibilidad de
la materia.
Becquerel (n.1852) descubrió
el fenómeno de la radiactividad. "Viví -diría- uno de esos momentos
de profunda sorpresa y felicidad que son los sueños de todo científico".
... Investigando en 1896 la posible
procedencia de los rayos X, en las reacciones fluorescentes del sulfato
de uranilo potásico, descubrió cómo el propio uranio contenido en el sulfato
había impresionado una placa fotográfica. Luego se demostraría que las radiaciones
(término creado para describir la capacidad irradiante del uranio) de las
sustancias radiactivas eran más penetrantes y de mayor energía que los rayos X.. Hoy se llaman rayos gamma (*).
Después se descubriría que los elementos radiactivos, al emitir radiación, se
trasformaban en otros elementos, una versión moderna de la transmutación.
.. El uranio está formado por tres isótopos
(**) radiactivos: U238, U235 y U234. Los dos primeros, con el torio 232 son los
padres de las tres cadenas naturales de desintegración radiactiva más
importantes. El U238 decae a través de 14 etapas en Plomo 206.
... El K y el C contenidos en el cuerpo
humano, por ejemplo, producen 8.000 desintegraciones por segundo. Su período de
semidesintegración (tiempo de reducción a la mitad) es muy largo, 4.479 años.
Las desintegraciones más frecuentes consisten en la emisión de una partícula alfa
(2 protones y 2 neutrones, núcleo de He) o beta (emisión de un electrón
o un positrón). Tanto la una como la otra conllevan en muchos casos la emisión
de radiación gamma.
(*) radiación
electromagnética de gran poder penetrante, que se observa en los procesos de
radiactividad natural .
(**) elemento químico que posee
las mismas propiedades que otro, del cual sólo difiere en el número de
neutrones de su núcleo (el deuterio y el tritio son, como ejemplo, isótopos del
hidrógeno).
Michelson (n.1852) y Morley
(n.1838), sugestionados por lo que había escrito Maxwell sobre el éter,
el único fluido imponderable todavía vigente que se consideraba fijo:
"la posibilidad de determinar su velocidad una vez determinada la
velocidad de la luz midiendo lo que ésta tarda entre dos estaciones
terrestres", diseñaron un experimento con el que iban a medir el "viento
del éter", algo así como la brisa del éter en el rostro de
quien se mueve en su seno, y, con respecto a él, el movimiento "absoluto
" de la Tierra.... Y sucedió lo imprevisto, siendo el resultado siempre el
mismo: que no había éter o que, si lo había, no afectaba en absoluto a
la velocidad de la luz, ni ésta obedecía al esquema newtoniano de composición
de velocidades. Habían logrado así plantear dudas, no sólo sobre la existencia
del éter, sino también sobre el concepto total de reposo absoluto y de
movimiento absoluto. Respecto a la Tierra, parecía como si estuviera inmóvil en
el éter. No se encontraba explicación al fracaso.
... La explicación más famosa para
justificar el experimento de Michelson vino por separado de Fitzgerald
y Lorentz. El primero sugirió que todos los objetos sufren una reducción
de la longitud en la dirección del movimiento", a través del éter.
Es decir, que ninguna velocidad mayor que la de la luz es posible, porque
aparecería una longitud negativa, lo cual carece de sentido en nuestro mundo
físico... Lorentz elaboró una teoría según la cual, cuanto más pequeño
era el volumen en que una partícula concentraba su carga, mayor era su masa.
Pasados los años, Bilaniuk y Sudarshan iniciarían en 1962 unos trabajos
especulativos sobre las consecuencias de las velocidades superiores a la de la
luz ("velocidades superlumínicas") de donde resultarían dos universos
distintos. Uno, el nuestro, donde todas las partículas marchan a velocidades
sublumínicas y pueden acelerar hasta alcanzar casi la velocidad de la luz
cuando se incrementa su energía. El otro, donde todas las partículas alcanzan
velocidades superlumínicas que pueden decelerar hasta igualar casi la velocidad
de la luz cuando aumenta su energía.
Ostwald (n.1853) contrapuso
al atomismo de Dalton y al mecanicismo de Newton su teoría basada
en la energía. Fundó el energetismo: no existe la materia, sólo
la energía, que consideraba como sustancia única, "realidad
última"... Ostwald e igualmente Mach (n.1836), como buenos
mecanicistas e idealistas subjetivos, afirmaban que todos los fenómenos de la
naturaleza se pueden representar como procesos entre energías, haciendo
desaparecer de la ciencia el concepto de materia; no consideraban necesario,
por ejemplo, recurrir a modelos físico-matemáticos para explicar que el calor
fluye de un cuerpo caliente a otro frío.
Lorentz, (n.1853) consideró y
así lo propuso, que la luz emitida por los cuerpos podía proceder del movimiento
oscilatorio de los electrones del átomo (jóvenes del CSIC lo han hecho
visible en nuestros días). Coincidió con Fitzgerald en la búsqueda de
explicación al fracaso del experimento de Michelson y Morley, en 1887,
que intentaba medir el "viento del éter". Lorentz había
obtenido de sus cálculos una dilatación del tiempo, y, ambos, una contracción
de la longitud, lo que ponía en cuestión el cosmos newtoniano donde el espacio
y el tiempo son absolutos, y la simultaneidad y el "ahora",
coincidentes para cualquier punto del universo.
Poincaré (n.1854), que en
filosofía se aproximó a las teoría de Mach y
negaba la existencia objetiva de la materia, aprovechando el Congreso
Internacional de Paris de 1900 planteó preguntarse: "¿Existe de verdad
nuestro éter?". Poco más tarde, hablando en 1904 del Principio
de relatividad situó casi al mismo tiempo que Einstein las bases
de la teoría: "es imposible disponer de medio alguno para distinguir quién
se mueve cuando se trata de movimientos relativos de traslación
uniformes". Lo que suponía renunciar a cualquier referencia absoluta, éter
incluido. Así, quedaba sentenciado el resto último de los fluidos
imponderables, entendido el éter como la posibilidad de ser un sistema de
referencia privilegiado..
Thompson. Kelvin (n.1856) ). Propuso un primer modelo del átomo; estableció
la hipótesis de que los átomos consistían en una esfera eléctrica de carga
positiva, en cuyo interior los electrones se arracimaban como uvas, en número
que compensaba la carga total de la esfera. Demostró experimentalmente que era
posible extraer de un átomo pequeños corpúsculos ("partículas")
cargadas (-) que dejaban tras de sí una carga (+), con lo cual pudo determinar
que la electricidad consistía en partículas de carga negativa. La cámara de
niebla de Wilson (n.1869) le permitió descubrir que las partículas con
carga negativa emitidas por una placa metálica al ser incidida por radiaciones
ultravioleta (el llamado "efecto fotoeléctrico"), eran idénticas a
los electrones de los "rayos catódicos": las unidades elementales de
carga eléctrica negativa bautizadas años antes como electrones
por Stoney (n.1826)
...Esta nueva e importantísima indagación
aunque incompleta sobre la naturaleza y comportamiento de la materia permitía descubrir
que los átomos no eran exactamente las unidades últimas indivisibles de la
materia descritas por Demócrito y reconocidas veinte siglos después por
Gassendi, Sennert, Boyle y Dalton. Lo delató un resplandor verde aparecido
al producir descargas eléctricas en un tubo al vacío ("tubo de Geissler").
Goldstein dio a la radiación el nombre de "rayos catódicos".
Crookes, con un tubo mejorado ("tubo de Crookes") experimentó
que las radiaciones originadas en el "cátodo" eran desviadas por un
imán. La demostración de Thompson de que podían ser también desviadas
por cargas eléctricas permitió aceptarlas definitivamente como partículas
elementales de electricidad, reconocibles como subpartículas del átomo:
los "electrones", con una masa 1.837 veces menor que la del
átomo de hidrógeno.
... Finalmente, Rutherford en 1911 y Bohr
a continuación abrirían el conocimiento a los inmensos espacios
"vacíos" internos del átomo, existentes entre sus componentes, el
electrón y el núcleo, y entre los componentes del núcleo, el protón y el
neutrón. Los átomos escrutados venían a añadir nuevas e inimaginables
dimensiones al vacío espacial microcósmico, se imponía interpretarlos
semejantes a una esfera hueca prácticamente vacía: en un átomo, comparado con
la esfera de la Tierra, el núcleo equivaldría a una naranja y el electrón a una
cereza.... Después resultaría lo imprevisto, que el núcleo y su satélite no
eran tampoco partículas macizas, corpusculares, sino también de propiedades
ondulatorias. El vacío, por tanto, se hacía más y más inmensurable, es
decir, la aparente ausencia de materia, motivo de controversia desde los
griegos, se mostraría presente, una vez más, no sólo en los espacios
interatómicos sino también en los espacios internucleares, pues el electrón y
el núcleo (protón más neutrón) no parecían ser otra cosa que energía
material...
Hertz (n.1857) emprendió en
1887-88 la tarea de experimentar el punto de vista de Maxwell, según el
cual una corriente eléctrica oscilante emite ondas electromagnéticas que tienen
todas las características de la luz, excepto la visibilidad. Colocó dos esferas
pulimentadas conectadas a una carga eléctrica, de signos opuestos, separadas
por un pequeño espacio. Y observó que la diferencia de potencial entre las
mismas era suficiente para que la zona de separación se ionizase,
proporcionando un medio conductor para que saltase la chispa. El aire conductor
entre las esferas permitía que las cargas oscilasen de una esfera a la otra
hasta alcanzar el equilibrio. Entonces, cuando el aire se hacía de nuevo no
conductor, se cargaban otra vez las esferas y se producía otra serie de
oscilaciones por el mismo proceso. Había demostrado, finalmente, la
existencia de ondas electromagnéticas idénticas a los "rayos
luminosos", que se transmitían a través del espacio, las "ondas
hertzianas". Asimismo, confirmó que el magnetismo, la electricidad y la
luz podían integrarse en una teoría única. Pero lo más importante resultó al
advertir que cuando brillaba la luz violeta en el terminal negativo la chispa oscilante
saltaba más fácilmente..., era la primera observación que se hacía en 1887 del efecto
fotoeléctrico (*), cuyo descubrimiento e investigación jugarían un papel
importante en la argumentación experimental de la teoría cuántica.
(*) lo constituye la
expulsión cuantificada de electrones de átomos o moléculas por radiación
electromagnética, cuya teoría desarrollaría Einstein en 1905.
A finales del XIX no se dudaba que la materia
era de naturaleza corpuscular (discontinua); pero tampoco se dudaba de la
naturaleza ondulatoria (continua) de la radiación.
Planck (n.1858), hombre
persuadido del mundo físico objetivo, de la causalidad y del razonamiento, investigando
sobre la radiación negra (*) propuso la hipótesis de que los electrones oscilan
alrededor de una posición de equilibrio bajo la acción de una fuerza elástica,
es decir, proporcional a la elongación. Desarrolló una fórmula semiempírica
para la densidad de la energía radiante y, poco después (14-12-1900: nacimiento
de la teoría cuántica), dio a conocer su celebre y revolucionaria
fórmula (constante de Planck, a que condujo la "catástrofe
ultravioleta"), postulando que la materia no puede emitir energía mas que
por cantidades finitas (por saltos, cuantos, de manera sorprendentemente
discontinua) proporcionales a la frecuencia. No obstante, Planck
intentó casi desesperadamente recuperar la continuidad de la radiación,
porque sólo así podía mantenerse el carácter ondulatorio de la misma.
... Planck había llegado a la teoría
del cuanto aplicando la formulación estadística de la entropía y
postulando lo dicho anteriormente: que la materia no puede emitir energía
radiante más que por cantidades finitas proporcionales a la frecuencia
(**). Esta cantidad venía dada por una constante universal que tiene la
dimensión de una acción mecánica (energía X tiempo). "La idea
-escribió de Broglie- estaba destinada a conmover todas las
concepciones clásicas de la física. Los teóricos advirtieron que la discontinuidad
traducida por la hipótesis de los cuantos es incompatible con las ideas
generales de la física clásica y exigía una revisión completa de estas ideas".
... La mecánica cuántica se abriría camino
asistida por la interpretación cuantificada del efecto fotoeléctrico de
Einstein y por la interpretación probabilística implícita en las palabras de Eddington
y Schrödinger, que, por otro lado, darían lugar a las posiciones
conservaduristas de Heisenberg, Bohr y otros, basadas en la
incertidumbre o indeterminación y la complementaridad (***),
etc..
Había ocurrido que las partículas subatómicas
recién descubiertas no se podían explicar con la mecánica clásica, sólo
se podían definir a juicio de algunos como la relación sujeto-objeto, como un
conjunto de relaciones entre su estado "actual" y
"virtual". Es decir, las propiedades "fijas", la
descripción puramente objetiva de los objetos, estaban en cuestión con la
aparición de las probabilidades intrínsecas. Mas lo peor de todo vendría
del aprovechamiento que hicieron del grado de incertidumbre e
indeterminación (no poder medir sin actuar sobre la situación del objeto,
debido a la interactuación mediante el sujeto, que impedía indagar las causas).
Ello movió a declarar apresuradamente la no existencia en general de la causalidad.
Según ellos ya no podíamos estar seguros de nada.... Era, pues, imposible
explicar nada (una partícula que se mueve a 8.000 km. por segundo y en
diferentes direcciones, dirían que es imposible saber de ella nada). Lo que Einstein
rechazó con su célebre frase: dios no juega a los dados. La paradoja del
"gato de Schrödinger" (colapso de la función de onda)
expresaría irónicamente el grado de incertidumbre e indeterminación absoluto
introducido por Bohr y Heisenberg. En la física de los
cuantos, se había dicho: las partículas no son así y así con estas o aquellas
propiedades, se dice que "hay tal o cual probabilidad de que una partícula
sea así o así y tenga estas o aquellas propiedades". Pero había otra
razón, que basada sobre los dos conceptos, materia y campo,
resultaba una teoría dualista.
... Además de Bohr y Heisenberg,
físicos como Pauli y Jordan (****), a los que se unió Born llegaron
a pensar que con la formulación de la cuántica se había creado un cierto
espacio al espiritualismo y a la parasicología. Heisenberg,
llegó a decir: "la vida es un misterio..., después de la experiencia de la
física moderna nuestra actitud hacia conceptos tales como los de inteligencia,
alma humana, o vida o Dios, serán diferentes de los del siglo XIX y, por
consiguiente, tienen una relación inmediata con la realidad". Sobre este
último, Isaac Asimov escribió: "planteó una cuestión que
proyectó las partículas, y la propia física, prácticamente al reino de lo incognoscible".
... Se denominó de la "escuela de
Copenhague", al grupo acorde con las teoría de Bohr (Heisenberg, Born,
Jordan) que construiría en 1925 la mecánica de matrices (*****)
dando por hecho la discontinuidad absoluta de los procesos físicos y del
electrón, y en abierta discrepancia incluso con Schrödinger quien,
adoptando la dualidad establecida por de Broglie en 1924, daría a
conocer en 1926 su formulación de la mecánica ondulatoria: forma
diferente de un mismo esquema conceptual: la mecánica cuántica.
(*) llamaron radiación
negra a la radiación de equilibrio o estado en que se compensan los cambios
de energía entre materia y radiación, dependientes de la temperatura en una
cavidad, pero independientes de las dimensiones, forma y materiales que la componen.
Para la cavidad se ideó un objeto hueco isotérmico, con un solo y pequeño
agujero por donde entra la radiación que por sucesivas reflexiones queda
prácticamente atrapada. Se entiende por cuerpo negro el formado por una
sustancia ideal capaz de absorber toda la radiación electromagnética que incida
sobre él y, recíprocamente, capaz de emitir más radiación que cualquier otro a
igual temperatura.
(**) quedó bautizada
como "catástrofe ultravioleta" (y originaría la constante de Planck)
la confirmación de que la fórmula propuesta en 1900 por Rayleigth
(n.1842) y Jeans (n.1877) basada en que la irradiación térmica es tanto más
intensa cuanto más corta es la longitud de onda, llevaba a valores casi
infinitos, necesariamente corregibles, en las longitudes de onda muy pequeñas.
La historia venía de la comprobación de que la irradiación de los cuerpos varía
con la temperatura (longitud de onda): el color del hierro calentado va del
rojo (600º C) hasta el blanco (2000ºC). Rayleigh había completado una
ley al respecto, formulada por Paschen y Wiem en 1893..
(***)"incertidumbre o
indeterminación" es la imposibilidad de medir simultáneamente y con
idéntica y total precisión magnitudes conjugadas tales como la posición y el
momento o la energía y el tiempo en que sucede un proceso microfísico.
"Complementaridad" significaba para Niels Bohr aceptar el lado
"físico y el aspecto dominado por una causalidad teleológica o
finalista".Sin embargo, el principio de incertidumbre no conmovió al
científico ante la investigación, pues, en muchas observaciones es tan
insignificante en comparación con la escala correspondiente de medidas, que se
la puede descartar para todos los propósitos prácticos, en la posición y el
movimiento de una estrella, o un planeta, e incluso un grano de arena. Respecto
a las partículas subatómicas, cabe decir que no representa un obstáculo, sino
al contrario, una verdadera ayuda cuando se interpreta como lo que en realidad
significa, que el Universo es más complejo de lo que los físicos suponían.
(****) para Jordan
"la naturaleza de la mecánica cuántica permitía considerar la vida y la
conciencia como algo primario, que no puede explicarse mediante las leyes
científicas", algo parecido a la opinión de Heisenberg, para quien
la vida es un misterio que ninguna ley física puede explicar por completo...
(*****) tablas (como
las usuales, cruzadas) puramente matemáticas, no conmutativas, para
"predecir" la irradiación proveniente de la región en la que se
supone que se encuentra el átomo, y que fueron base del "principio de
incertidumbre" enunciado por Heisenberg en 1927.
Lenard (n.1862) demostró en
1895 que una corriente de rayos catódicos (electrones) penetraba fácilmente a
través de láminas de distintos materiales, por lo que era lógico pensar que los
átomos de que estaban compuestas no eran impenetrables, semejantes a una bola
sólida, sino más bien una estructura abierta, porosa.
...Apenas un años después (1896), Becquerel
descubriría que los átomos de los elementos más pesados como el uranio, el
torio y el radio se desintegraban espontáneamente por la emisión de una
partícula alfa. Pocos años más tarde, en 1909 y 1911, Rutherford,
bombardeando con rayos alfa una lámina de oro estructurada por unas 10 elevado
a 3 capas de átomos, observó el retroceso de algunas partículas y llegó a la
conclusión de que debía ser el resultado de una simple colisión. "Fue
entonces cuando tuve la idea del átomo formado por un núcleo masivo como
centro y con carga. Desarrollé matemáticamente las leyes de la difusión y
encontré que el número de partículas difundidas en un determinado ángulo debía
ser proporcional al espesor de la lámina". Sería el nacimiento del átomo
nuclear.
Curie (María Sklodowska,
n. 1867, y Pierre Curie, n. 1859) descubrieron la "radiactividad"
(término propuesto por Marie) del torio y aislaron el radio en estado metálico.
Antes, María había descubierto el radio y el polonio.
... La inestabilidad del radio y el polonio,
ambos de radiación tan intensa y por tanto vida tan corta que no debiera quedar
ya ni rastro, llevó a conocer que todavía existen porque se van formando
continuamente en el curso de la desintegración del uranio y el torio, para
acabar transformándose en plomo. ... En 1930, dos años antes de
conocerse los trabajos de la pareja Curie, Bothe y Becker habían
conseguido liberar del núcleo una misteriosa radiación de poder penetrante
inmenso, equivalente por su masa al protón, pero sin carga alguna,
neutra: el neutrón.
A finales del siglo XIX y comienzos del XX se
hicieron descubrimientos que trajeron consigo transformaciones nuevas, profundas y
revolucionarias en la física. Se descubrió el fenómeno de la radiactividad y de
la desintegración de átomos pesados; se descubrió la existencia del electrón,
que acabó con la inmutabilidad del átomo, y se demostró que su masa podía
variar en función de la velocidad; quedaba patente la profunda conexión
recíproca interna de la masa y del movimiento. La demostración de que la
radiación posee propiedades tanto ondulatorias como corpusculares planteó en
forma nueva el problema de lo continuo y lo discontinuo, de su interconexión. Y
ocurrió que un grupo de idealistas "físicos" -Mach y sus
partidarios, Poincaré en Francia, Duhem en Bélgica, Pearson
y Poyinting en Inglaterra- comenzaron a considerar los nuevos descubrimientos
como una "hecatombe general de los principios" de la física,
preocupados por la dependencia entre la masa del electrón y su velocidad, así
como por la "quiebra de la conservación de la masa", por la
"quiebra del principio de la conservación de la energía" y por la
aparente desmaterialización o desaparición de la materia... Y todo significaba
lo contrario: que desaparecían el límite de los conocimientos y las barreras
infranqueables, empezando a hacer ver la unidad de la materia. Lenin
demostró que los nuevos descubrimientos eran casualmente testimonio de los
éxitos gigantescos de los conocimientos científicos y de la dialéctica del
tránsito entre los siglos XIX y XX, y no de ninguna manera una
"hecatombe" resultante de la catástrofe de las anteriores teorías de
la física.
Después, con la aparición de la mecánica
cuántica ("síntesis que terminaría siendo de lo continuo y lo
discontinuo") y de la teoría de la relatividad, los idealistas de turno
pretendieron identificar el materialismo dialéctico con la concepción
cuántico-mecánica de la "Escuela de Copenhague" y con los primeros
puntos de vista de Einstein: "La materia es la síntesis de espacio y
tiempo". Para mayor escarnio se dedicaban a adulterar la verdad al afirmar
que el sujeto y el objeto adquieren "verdadera realidad" únicamente
durante el proceso de interacción, fundamento de la tesis de Mach.
Sommerfeld (n.1868) aplica la
teoría de la relatividad al modelo atómico de Bohr. Estudia los rayos X
y la propagación de las ondas electromagnéticas. Supera la concepción
corpuscular, explicando que un electrón se desplaza a la manera de una onda,
para la cual los átomos dejan de ser un obstáculo, y postula que sólo puede
haber un electrón en un determinado estado de movimiento (asociado a una cierta
onda): los demás electrones –dice- son excluidos de dicho estado.,
Millikan (n.1868) calculó la carga
eléctrica elemental, o carga del electrón, observando la velocidad
controlada de caída de finísimas gotas de aceite entre dos placas horizontales
conectadas a una batería. Como cada gotita se cargaba de electricidad estática,
se podía controlar la velocidad de su descenso alterando el voltaje de las
placas Llegó a la conclusión de que la carga sólo podía asumir determinados
valores fijos. El más pequeño era la cargal del electrón. En 1915 estudia
experimentalmente la energía cinética de los electrones emitidos por un metal
iluminado por irradiaciones monocromáticas diferentes y ¡confirma la hipótesis
de Einstein! cuyo valor numérico es idéntico al de la constante de Planck.
Es decir, la luz está formada por "granos" de energía, "fotones"
(como se llamarían a partir de 1923). Hasta entones, desde Huygens en el
XVII, se conjeturaba que la luz era un fenómeno ondulatorio análogo al de las
ondas en el agua, comprobado por Fresnel al explicar las interferencias
y el hecho de que dos rayos pudiesen atravesarse sin deformarse ni desviar sus
trayectorias.. Millikan demuestra el origen externo de
los rayos cósmicos, que llenan toda la Galaxia: galácticos de energías
muy altas (10/21 eV) y solares de energías moderadas (10/10 eV). .
Rutherford (n.1871), padre del
átomo moderno, formuló definitivamente un nuevo modelo del átomo (que
perfeccionaría Niels Bohr): un pequeño y pesado núcleo cargado
positivamente circundado por un electrón con carga negativa. Hasta entonces
dominaba la idea de que cada átomo estaba formado por miríadas de fragmentos.
Se aceptaba que la masa positiva del átomo era como una esfera homogéneamente
distribuida. Pero, bombardeando en 1906 con partículas alfa (núcleos de
átomos de helio) una hoja de oro, observó que tropezaban, eso sí en muy rara
ocasión, con algún centro duro, que resultaría ser el "núcleo atómico"
(una cienmilésima del volumen del átomo, neutro), alrededor del cual giraban
los electrones: "fue entonces -escribió Rutherford- cuando tuve la idea
del átomo formado por un núcleo masivo como centro y con carga". Significó
el nacimiento del átomo nuclear: ¡había descubierto la naturaleza de la
materia! Sin embargo, lo sería a costa de proponer un átomo eléctricamente
sostenido, cuyo modelo condenaba a los electrones a caer sobre el núcleo...,
aunque en realidad esto no ocurría... Fue aquí donde intervendría Bohr,
introduciendo a su vez la discontinuidad en el seno del átomo: el
electrón puede mantenerse, subir o descender ganando o perdiendo un fotón
("saltos cuánticos"), pero no estar nunca entre dos órbitas o capas
(*) ni caer por debajo de una llamada "fundamental". Rutherford
identificó y dio nombre, protón (*), a una nueva partícula o radiación,
que formaba parte del átomo... Realizó por primera vez la transmutación
artificial del átomo al bombardear nitrógeno con cargas positivas
(partículas alfa (**)).
(*) Wolfgang Pauli explicaría en 1925
la forma en que los electrones estaban distribuidos en cada capa (uno en la
interior para el hidrógeno, dos en la segunda para el helio, tres en la tercera
para el litio y así sucesivamente). Sin embargo, Bury había sugerido en
1921 que el número de electrones en cada capa podía no estar limitado necesariamente
a la cantidad asignada, que una capa podía tener más si no estaba en el
exterior. Lo que confirmó Bohr demostrando que las más internas podían
absorber más en "subcapas" de niveles de energía ligeramente
distintos. Así, pudieron imaginar la estructura planetaria del átomo:
una vez conocida la cantidad de energía necesaria para la separación de un
electrón (distinta para cada capa y mayor cuanto más internas), igual a la
necesaria para la ocupación, pudieron calcular las capas del átomo..(K.L.M.N.O.P.). Los números atómicos de los elementos
serían el número de electrones de sus átomos.
(**) Goldstein detectó en 1886
una partícula que fluía por los orificios de un cátodo perforado en un tubo
catódico, que podía atravesar fácilmente la materia, deduciendo que era
positiva, contrapuesta al electrón, pero que era mil ochocientas treinta y seis
veces mayor, a la que llamó "rayos canales" y que sirvió en 1902 para
detectar el efecto Doppler-Fizeau,
similar al de una locomotora
cuyo tono aumenta cuando se acerca y, en cambio, disminuye al alejarse.
(**) Rutherford y Schrödinger
dieron nombre a las radiaciones corpusculares: alfa (positiva:
núcleos de helio, protones; la emisión va acompañada por la transformación de
los elementos químicos), beta (negativa: con emisión de un
electrón, positrón o con captura de un electrón orbital) y gamma
(normalmente ligadas a los procesos de emisión de protones y neutrones como
resultado de transiciones electromagnéticas entre distintos estados cuánticos
de un mismo núcleo)..
Einstein (n.1879), bajo
la influencia de Leibniz -que tardaría en superar-, puso de relieve con
su teoría de la relatividad especial, la dependencia existente del continuo
espacio-temporal respecto a la velocidad de su movimiento. Andando
el camino trazado por otros, daría pasos de gigante siguiendo las huellas de Newton,
Faraday y Maxwell. Revisó la teoría del campo (donde no hay
materia aparente), y, al mismo tiempo que negaba la simultaneidad establecida
por Newton (para quien el tiempo no intervenía en las acciones, sólo
dependían de las distancias) dedujo que lo que viaja por el espacio es una onda
electromagnética, en definitiva, una transferencia de energía que, según él,
(como en el caso de la luz) hacía innecesario el éter. Pero
después, pasados los años, prácticamente en nuestros días, resultaría lo
impensable: que no saldrían las cuentas... No saldrían porque, según los
cálculos recientes, falta materia espacial -llámesele vacío o éter- para
frenar la expansión, si no es que existe otra cosa extraña que la acelera,
pendiente de investigar, pero que en cualesquiera de
los casos nunca sería inmaterial...
... Digamos de Einstein que su
intuición física o sentido para entender el modo en que funciona el universo no
cedía ante nadie. Llegó a preguntarse cómo vería él el mundo si cabalgara en un
rayo de luz... Un día escribió: "lo que el mundo tiene de eternamente
incomprensible es su comprensibilidad". No creía en el éter, como
antes escribimos; había llegado a la conclusión de que la electricidad y el
magnetismo podían definirse como el movimiento de masas eléctricas
"verdaderas" poseedoras de una realidad física dentro del vacío...
En su famosa publicación de 1905, "Sobre la electrodinámica de los
cuerpos en movimiento", pretende dar solución a una asimetría (*)
detectada en la teoría de Maxwell cuando se aplicaba al movimiento
relativo entre espiras e imanes, que tiene que ver con las teorías de
campos.
... Conocidos por él los trabajos de Ruark
en 1945 y de Deustch en 1951 sobre la "neutralización
recíproca", el "aniquilamiento mutuo" de un electrón y un
positrón, sin dejar rastro de materia, sólo energía en forma de radiación
"gamma", o, la inversa, la desaparición súbita de los rayos gamma,
para dar origen a una pareja electrón-positrón..., creyó reconocida su primera
sugerencia de que "la materia puede convertirse en energía, y
viceversa".
-La Teoría de la Relatividad especial
(1905). Einstein añadiría al Principio una ley universal: que la
velocidad de la luz es constante e igual a c en todos los sistemas
inerciales, y la máxima con que puede transmitirse información. Así, recibían
un serio golpe la simultaneidad y el "ahora" newtonianos coincidentes
para cualquier punto del universo. Einstein puso de relieve el papel de
la velocidad no contemplado por Newton en su teoría, según la
cual la fuerza gravitatoria entre dos cuerpos depende de la masa y de la
distancia entre ellos; en la relatividad las masa y la distancia varían con la
velocidad de modo que la fuerza de la gravitación universal no es constante.
Fue un revulsivo para físicos, matemáticos y filósofos, incluso para muchos
políticos e interesados en los movimientos sociales. Desaparecían
conceptos trabajosamente elaborados durante años, como el reposo absoluto y por
tanto la posibilidad de un sistema de referencia privilegiado. Curiosamente, la
idea del éter, el socorrido fluido imponderable, parecía desaparecer
como medio hipotético elástico, mientras cobraba autoridad el concepto
fundamental de campo como una realidad física primaria.
Fotones (efecto fotoeléctrico, definido como
un quanto de radiación visible sin masa aparente). En principio,
Einstein señaló que el fotón sólo era concebible como un chorro de
partículas sobre el que no actúan las fuerzas gravitatorias, lo que produjo
cierto revuelo... Lo explicó así en 1905, porque el fotón era capaz de arrancar
electrones de la superficie de un metal, lo que era equivalente a los
corpúsculos de Newton. Pero eso no explicaba que una onda fuera capaz de
provocar tal efecto. Habría que entender, después, que toda onda que parte de
un foco incandescente ha de considerarse como una superficie tachonada de
fotones, algo así como pequeños puntos sobre un globo que se estuviera
hinchando con la velocidad de la luz. Einstein proponía que la energía
de la luz no estaba distribuida de un modo uniforme sobre el frente de onda,
sino que estaba concentrada o localizada en pequeñas regiones discretas (como
en "bolsas", "paquetes" o "fotones") Su propuesta
desembocó en la demoledora conclusión de que los fenómenos luminosos solamente
son explicables si la luz se comporta a la vez como una onda y como un chorro
de partículas. De su revisión, hoy aplicada a todas las entidades, resulto
la dualidad onda-partícula.
-La Teoría de la Relatividad General
(1915) se basa en el hecho experimental de la igualdad entre la masa de inercia
(que entra en la segunda ley de Newton) y la masa gravitatoria (que entra en la
ley de la gravitación) para cualquier cuerpo, lo que conduce al principio de
equivalencia: La Física o aceleración g en un ascensor es
indistinguible de la Física de la caída de los cuerpos, o, lo que es decir, la
masa gravitatoria es igual a la masa inerte. Conjeturó, además, que una masa (o
cantidad de energía) localizada en un lugar, produce una "incurvación"
del espacio que la rodea cuya métrica deja de ser euclídea y las
geodésicas no son rectilíneas: la elipse de la Tierra es la geodésica del
espacio "incurvado" por la presencia del Sol. Lo que también
resultaba contrario a la teoría de Newton: ya no eran las acciones
gravitacionales a distancia lo que conformaba la geometría del espacio, eran
los campos gravitacionales lo que decidía la geometría del espacio
(espacio curvo de Riemann).
-La teoría de la Cuántica: Einstein
verificó la existencia del "cuanto" de Planck y desarrollo su
interpretación cuantificada del "efecto fotoeléctrico" descubierto
por Lenard (fotón: cuanto de radiación visible sin masa aparente),
que probaría definitivamente Compton en 1923 dando naturaleza a la
existencia del fotón y a la cuantificación de la energía y las órbitas
de la teoría atómica de Bohr de 1913 (**). Pero su mayor desazón le
llegó con la aparente acausalidad de la teoría, que se resistió a
aceptar, rebelado, hasta que cayó en las virtudes completamente contrarias
(profundamente causales, aunque dialécticamente determinadas) de la nueva
visión de la física que aportaba el mundo de la cuántica. Pero su mayor
desacuerdo se haría evidente con Bohr (octubre de 1927, 5ª conferencia
de Solvay, Bruxelas). Einstein se niega a abandonar la idea de una realidad
física independiente: "La teoría -señaló- nos aporta muchas cosas, pero no
nos acerca al secreto del Viejo (Dios). Estoy convencido de que por lo menos él
no juega a los dados". Pionero, no obstante, de la cuántica no puede
aceptar que los físicos deban contentarse con "probabilidades".
Piensa que lo que hoy no podamos ver "se debe a que nuestros medios son
aún insuficientes (estaba hablando de las "variables ocultas")".
Bohr y Heisenberg (representativos de la Escuela de Copenhague)
piensan que la cuántica permite prever los resultados de las experiencias, pero
sólo en términos de probabilidades seleccionables. En mayo de 1935, Einstein y
sus colegas Podolsky y Rosen (EPR) quisieron probar que la teoría
cuántica era un artefacto, y plantearon un problema, el de dos cuantones
ligados por un pasado común que, según ellos, probaba el carácter incompleto de
la física cuántica. Trataron de demostrar que la velocidad y posición
existentes antes de una medición estaban determinadas por parámetros
suplementarios (las "variables ocultas") que, según ellos, la física
cuántica no tiene en cuenta.
(*) Para Maxwell existe asimetría
en el fenómeno, él piensa que cuando es la bobina lo que está en movimiento, la
carga que contiene sufre una fuerza debida al campo magnético estático, y
cuando es el imán el que se mueve el campo magnético variable produce un campo
eléctrico que hace circular la carga a lo largo de la bobina. Einstein,
por lo contrario, ve simetría en el fenómeno: "un imán que aproximamos a
una bobina produce una corriente que no podemos distinguir de la corriente
generada cuando acercamos la bobina o el imán"..El
problema, y muy importante que señala Einstein, era el siguiente: que se había
prestado una atención insuficiente al hecho de que la eletrodinámica depende
siempre de un punto de vista cinemático.. Para ello, Einstein
extendió la equivalencia entre sistemas inerciales en mecánica -lo que se
considera el principio clásico de relatividad- al electromagnetismo. Con esta
generalización postulaba que todas las leyes de la Física eran idénticas en
todos los sistemas inerciales de referencia, lo que constituye el principio
de la relatividad restringida o especial. Al que añadió una ley universal:
que la velocidad de la luz es constante e igual a c en todos los
sistemas inerciales y "nada puede viajar a mayor velocidad que la
luz". Aspecto éste que asestaría un serio golpe al planteamiento
newtoniano basado en la teoría de acciones instantáneas a distancia -la simultaneidad,
el "ahora"- en un universo donde el espacio y el tiempo
son absolutos, es decir, transcurren con independencia de objetos
externos y de que sean o no medidos (Nature, 20 de julio de 2000,
publico una demostración del Instituto NEC, en Princeton, EEUU, de que "un
pulso de luz puede superar en más de 300 veces el límite teórico de la
velocidad de la luz")... Pero lo más revolucionario, en abierto contraste
con la mecánica newtoniana sería la dependencia de la masa con la velocidad,
y la relación entre masa y energía. Bastaba observar que si actuaban dos
fuerzas iguales sobre dos masas en reposo y las velocidades resultaban
distintas, era que las masas eran distintas, en la misma proporción que las
velocidades resultantes. Había descubierto que las entidades físicas (su masa)
eran depositarias de una energía colosal, deducible de la fórmula. E = m c2
(masa: medida de la cantidad de materia que compone un cuerpo y
determina sus propiedades inerciales y gravitatorias).
(**) Bohr propuso que los electrones
no irradian en sus estados estacionarios, pero era posible la transición entre
estados con la consiguiente emisión cuantificada de energía radiante.
Einstein, la expansión cósmica y la teoría de
la relatividad general: Einstein, al aplicar su teoría, que contemplaba la
distribución de materia en el universo y la denominada "curvatura"
(*) en un espacio finito (considerado por él, estático, permanente, sin centro
ni límites), observó que la gravitación aparecía como un factor pronto a
colapsar las galaxias, por lo que se aventuró a teorizar que debía existir
alguna fuerza que mantuviera separados los componentes del universo, e
introdujo en 1917 una "constante cosmológica" (expresión
matemática de una hipotética forma de energía que penetra el espacio y contrarresta
la fuerza de gravedad), de manera que el Universo resultaba estacionario
(**).
Friedman, sin embargo, demostró
en 1922 que las ecuaciones de Einstein permitían un Universo en expansión
(el R crece con el tiempo). Pues bien, para cuando Edwin Hubble concluyó
en 1929 que el efecto Doppler (***) demostraba que la expansión
era cierta (aunque cada vez menor debido a la atracción gravitatoria que
servía de freno), Einstein ya había calificado su famosa constante como
su "mayor error". En 1927 concebía un mundo como formado por
entidades localizables en el espacio-tiempo provistas de propiedades que
constituían su realidad física, contrariamente a Niels Bohr que
se negaba a admitir todo razonamiento sobre la realidad misma de las cosas.
Ahora, sin embargo, acaban de descubrir que
la expansión cósmica ¡se acelera! Pues, según últimas
observaciones "dichas galaxias están entre un 10% y un 15% aún más lejos
de lo esperado" (****)... Lo que quiere decir, que "algo" real
está actuando contra la gravitación universal, algo que no puede
resolverse sin la explicación del éter, la quintaesencia, el vacío,
en fin, esa nada aparente que "puede ser lo más misterioso y fundamental
de la ciencia básica". Estamos, nos están diciendo los físicos, ante
"otro habitante extraño del espacio vacío que está alejando
a las galaxias unas de otras"..., al mismo tiempo que otras galaxias
colapsan (como acaba de observar el Hubble), mientras en otras regiones brotan
nubes galácticas, criaderos de estrellas, galaxias, conglomerados galácticos
(*****).
(*) El valor obtenido de la
"curvatura" es doble del pronosticado por Newton y efectuad
por Johan Soldner en 1801, partiendo de la hipótesis de que la luz era
un chorro de partículas. Un Universo, ¿cómo? esférico, plano,
medio euclídeo, toral... Si hay curvatura igual o mayor que 1 habrá Gran
Contracción, mientras que si fuese igual o menor que uno el destino sería el
llamado por los energetistas "Gran Frío". Otra última sugerencia
sitúa el universo en forma de sacacorchos. Nodlan y Ralston,
de Rochester y Kansas, afirman que la luz, a medida que atraviesa el universo,
es retorcida en un ligero movimiento de sacacorchos, con un mayor retorcimiento
en una dirección que en otras. El proyecto Boomerang, cuyos análisis aportó
EEUU, pretendió que el universo es prácticamente "plano: su expansión será
eterna pero se irá frenando indefinidamente".
(**)Hoyle, con Bondi y Gold
propusieron un modelo estacionario del Universo en expansión continua, sin
principio ni fin, con una densidad de materia constantemente reinyectada. Para
permitir la expansión.
(***) Alejamiento galáctico a velocidad
proporcional a su distancia de nosotros, concebido a partir de observar que la
frecuencia de las líneas espectrales derivaba "hacia el rojo".
(****) Dos grupos de astrónomos, uno liderado
por Perlmutter (EEUU) y otro por Smith (Australia) y docenas de
confirmaciones, han podido medir última y sorprendentemente la distancia entre
la Tierra y galaxias lejanas utilizando la luz procedente de explosiones
estelares (El País 29-12-99)
(*****) Una galaxia bebé. Hablan de un
bloque de construcción galáctico, que vemos ahora, tal como era hace
13.400 millones de años, con un diámetro de 500 años luz (100.000 a.l. la Vía
Láctea) y una masa cien mil veces menor, que contiene un millón de estrellas,
conformado a un ritmo de una masa solar por año.
Lo acaban de observar en el Observatorio
Midi-Pyrenees. Lo publica la revista Astrophysica Journal Letters (El
País 06-10-01).
... "Las estrellas nacen (*) del
hundimiento gravitatorio de grandes nubes interestelares, en rotación sobre sí mismas, donde el gas
está suficientemente frío para que las partículas puedan existir en forma de
hielo sólido. El que una parte de la nube no caiga directamente sobre su centro
lo origina el que las estrellas no tengan velocidades de rotación superiores a
las observadas. Fenómeno éste en alguna medida similar al del proceso de
conformación de galaxias, frenadas sus rotaciones por las prolongaciones
estelares de su brazos. (Resumido de Caroline T. y Jhon
C.B. M.C.231.48).
En la dirección del centro galáctico, a 400
años luz se encuentra "Barnard 68", una nube interestelar
en proceso de condensación para formar estrellas. Podría ser el resto de una
nube mucho más vasta barrida por los violentos vientos estelares de estrellas
masivas cercanas. (Resumido de J.F. Alves. Nature. 409.159)
Algunas de las regiones más bellas del cielo,
como la nebulosa del Aguila, son auténticos criaderos de estrellas. Una
galaxia donde se observa luz azul en abundancia es necesariamente rica en
estrellas jóvenes. La mayor parte de las estrellas jóvenes no viven en los
centros de las galaxias
La nebulosa de Orión está compuesta por polvo
de 5 um, mucho más grueso que el de las nebulosas estelares. Estos discos
protoplanetarios, de menos de un millón de años, dependen de ser o no
barrido por potentes vientos de 100.000 km/h. (Resumido de Science Express
Report 1059093)
(*) en la evolución
cósmica, muchas estrellas nacen de los desechos de explosión de
supernovas. Tycho Brave en 1572 y Kepler en 1604 observaron las
primeras Son estrellas primarias de gas que quemaron en su núcleo todo el
hidrógeno, convirtiéndolo en helio (mientras liberaban cantidad de energía), y
utilizaron después otros elementos como combustible convirtiéndolos en
elementos cada vez más pesados, hasta que no quedó nada por quemar y su propia
fuerza gravitatoria la hizo colapsar y morir como una supernova. Tras la explosión
se formó un agujero negro y de los desechos esparcidos se formarían
nuevas estrellas.
"Encontramos -nos dice Rafael Rebolo,
de Tenerife- que la atmósfera de la estrella tiene diez veces más oxígeno,
magnesio, silicio y azufre que el Sol, y estos son elementos pesados que solo
se forman a miles de millones de grados en el núcleo de estrellas muy masivas
que acaban su vida como supernovas". El 24 de febrero de 1987, Ian
Shelton, en el Observatorios de Las Campas (Chile) observó a simple
vista una explosión en la Gran Nube de Magallanes, era una supernova, la 1987A.
El hecho vino precedido del registro en la
Tierra de un total de 19 neutrinos, casi consecutivos, que fueron
detectados a las 7h 56m del día 23 de febrero, horas antes de la explosión. Era
la primera vez que la búsqueda de neutrinos iniciada en 1956 se saldaba con un
incremento notable.
Born (n.1882) construyó
en 1925 con Heisenberg y Jordan la mecánica de matrices,
destacando así por sus importantes investigaciones en la mecánica de los cuantos
y especialmente por su interpretación estadística de la función ondular.
En 1926 propuso la interpretación probabilística, adecuada para
relacionar la intensidad de la oda en cada punto con la probabilidad de
localización del fotón en ese punto. La conclusión era, tanto para la luz como
para la materia, que "el cuadrado del módulo de la función de onda es
capaz de medir en cada punto y en cada instante la probabilidad para que el
corpúsculo asociado sea observado en este punto y en ese instante". Sin
embargo, insistió con Heisenberg en la idead de que la "naturaleza
ondulatoria de la materia" no significa más que el comportamiento
aleatorio de las entidades que son realmente partículas.
Eddington (n.1882) formuló en
1920 la hipótesis de que el brillo y calor del Sol provienen de una reacción
nuclear: el hidrógeno se une produciendo helio, y la pequeña diferencia de masa
se libera como una gran cantidad de energía, dando además, por cada átomo de
helio la liberación de dos partículas evanescentes, después llamadas neutrinos
(*), de tales propiedades que podrían atravesar 100 años luz de plomo sin
que sus posibilidades de ser absorbidos superaran el 50%..
... Eddington, refiriéndose a la
aparente desaparición de la materia debido a la aparición del fenómeno
ondulatorio, escribió lo siguiente: "Hemos hallado una sorprendente
huella de pisadas en la ribera de lo desconocido. Hemos ensayado una tras otra,
profundas teorías para explicar el origen de aquellas huellas. Finalmente hemos
conseguido reconstruir el ser que las había producido. Y resulta que las
huellas eran nuestras"... Estaba queriendo expresar su posición
filosófica. En sus palabras, y en las de Schrödinger también, como
veremos, estaban implícitos la interpretación probabilística de la mecánica
cuántica y el papel que desempeña el propio observador en el análisis y
descripción de los fenómenos naturales, sin duda lo más revolucionario de la
Física moderna.
En1887 se producen dos hechos decisivos, que
representan respectivamente la apoteosis final del clasicismo y el comienzo de
la Física novísima desde que Newton publicara en 1687 los Principia: los
fundamentos mecánicos que fueron pilares inamovibles de la Física durante 200
años: Hertz consigue que un generador emita oscilaciones,
es decir, ondas hertzianas (**) del mismo tipo que predijo Maxwell en su
unificadora teoría electromagnética. Con la producción de estas ondas
comenzaría la transmisión de información a distancia: teléfono, telégrafo,
radio, televisión, radar, etc... El mismo año 1887, Michelson y
Morley -como ya explicamos antes- puestos a medir con rayos luminosos la
velocidad de la Tierra respecto al éter, se encontraron con un
imprevisto, de tal magnitud que hubieron de concluir o que no había éter
o que, si lo había, la Tierra debía permanecer inmóvil respecto a él. El éter,
que venía siendo el único fluido imponderable todavía vigente que se
consideraba fijo y en el que se bañaban todos los cuerpos celestes, no
dio señales de vida.
(*) Neutrino: En 1922, Lise Meitne
se preguntaría por qué la partícula beta desprendida al decaer el
núcleo carecía a menudo de la suficiente energía para explicar la
cantidad de masa que pierde el núcleo. La falta de respuesta situó a Niels
Bohr, en 1930, en trance de abandonar el gran principio de la conservación
de la energía..., hasta que Wolfgang Pauli dedujo en 1931, que junto con
la partícula beta del núcleo se desprendía otra que se llevaba la
energía desaparecida..
Esa misteriosa segunda partícula tenía
propiedades bastante extrañas, no poseía carga ni masa aparente, parecía un
cuerpo ficticio; lo único que llevaba mientras se movía a la velocidad de la
luz era cierta cantidad de energía. Pese a su rareza, los físicos creyeron en
ella a pies juntillas. Y esta certeza se intensificó al descubrirse el neutrón
y saber que éste se desintegraba en un protón y se liberaba un electrón, que,
como en la decadencia beta, portaba insuficientes cantidades de energía. Enrico
Fermi dio a esta partícula el nombre de "neutrino"
(pequeño neutro). Surgen de la conversión protón-neutron, en las reacciones
nucleares que se desarrollan en el Sol y en otros astros, que pierden a causa
de esto el 6 u 8% de su energía. En 1956 se logró capturar lo que algunas
revistas especializadas llamaron un "neutrino", pero que era un "antineutrino",
producto de la desintegración de un neutrón, en un protón, un electrón y un antineutrino
o antipartícula, como luego se demostró con la suma de partículas. En 1961, Hong
Yee Chiu manifestaría que cuando una estrella mayor que el Sol evoluciona,
la creación de neutrinos le arrebatarían su energía en
proporción creciente. Formados en el centro del Sol, alcanzan sin
interferencias su superficie en menos de tres segundos. En 1969 se detectaron
los neutrinos solares, pero en una cantidad la mitad inferior a lo que se había
supuesto. Se calcula que el neutrino corriente puede atravesar 100 años luz de
plomo sin que sus propiedades de resultar absorbido superaran el 50%. En 1968
se detectaron los primeros neutrinos solares.
(**) Con este hallazgo de las "ondas
hertzianas" no sólo se confirmó que el magnetismo, la electricidad y la
luz podían integrarse en una teoría única, sino que se inicia un proceso
social, el de la comunicación a distancia, tan trascendente como lo fueron el
fuego en la Prehistoria, la máquina de vapor en el XVII o la asociación
electricidad y magnetismo a principios del XIX.
Bohr (n.1885) formuló una
hipótesis para explicar el comportamiento del átomo: 1º) los electrones sólo
giran en las órbitas que cumplen las condiciones de cuantificación. 2º) Estas
órbitas son estados estacionarios del electrón, en las que éste no emite
energía. 3º Al saltar de una órbita a otra más cercana al núcleo, emite un
fotón; y, a la inversa, cuando lo absorbe, salta a otra más alejada del núcleo.
Explicó su "modelo de gota líquida" en la que los
protones y los neutrones se mezclaban de modo homogéneo: la partícula que
penetra el núcleo, distribuye su energía por igual, hasta que, en una
cuatrillonésima de segundo, una acumula energía y salta fuera del núcleo.
Propuso el principio de complementariedad, según el cual pueden aparecer
dos modos de descripción de un sistema determinado como mutuamente exclusivos,
aunque ambos sean necesarios para la completa comprensión del sistema. Bohr
sostiene que cada descripción ofrece una visión parcial de la
"verdad". Ponía como ejemplo las teorías corpuscular y ondulatoria
que eran modos complementarios de descripción.
Similar al modelo de "gota líquida",
Robert Hofstadter descubrió que el núcleo consiste en un
"corazón" muy denso, rodeado por una "piel", en la que
decrece gradualmente la densidad.
Schrödinger (n.1887) estableció
en 1926 la ecuación de ondas que lleva su nombre: todas las partículas
existentes están provistas también de propiedades ondulatorias.. Contribuyó con de Broglie (y en cierta medida
aunque de modo indirecto con Heisenberg) a crear la "mecánica
ondulatoria", a la que añadiría su hipótesis basada en la existencia
objetiva de ondas con un comportamiento comprensible y causal. Su
ecuación básica de la mecánica cuántica permitía describir el comportamiento de
un electrón, considerándolo como una vibración eléctrica distribuida alrededor
del núcleo (*), y resolvía definitivamente el antagonismo onda-corpúsculo a
favor de la onda, pues las partículas serían ondas agrupadas en
"paquetes" (como propuso de Broglie) que parecen puntuales
en nuestra escala (**) y permitían evaluar las posibilidades de encontrarlas en
una determinada porción del espacio..
... Es "pasmosa" -diría Einstein-
la simplicidad matemática de la teoría (de Scrödinger) que permite medir
la longitud de onda de un corpúsculo luminoso, de un fotón, de una onda
electrónica". Se estaba refiriendo a cómo tanto para la radiación como
para la materia "el cuadrado del módulo de la función de onda mide en
cada punto y en cada instante la probabilidad (***) para que el
corpúsculo asociado sea observado en este punto y en ese instante".
Resultaba cierto que la función de onda a pesar de que no podía representar una
vibración física por su carácter imaginario, necesariamente tenía relación con
alguna magnitud real.
... En una conferencia en Munich (6-5-1930)
titulada "La transformación del concepto físico del mundo" , Schrödinger expresó rotundamente su posición
científico-filosófica: "nuestros signos y fórmulas -diría- no
constituyen un objeto con existencia independiente del observador, sino que tan
sólo representan la relación sujeto-objeto"... La interpretación
probabilística de la mecánica cuántica y el papel que desempeña el propio
observador en el análisis y descripción de los fenómenos naturales (que jamás
admitió Einstein), estaban implícitos en sus palabras, fruto de su
hipótesis basada en la objetividad de las ondas y su comportamiento causal.
... Opinando sobre la "indeterminación o
incertidumbre" y los escritos, sobre todo, de Heisenberg, que
además de extrapolar los efectos, por otra parte lógicos, de que toda operación
de medición de un sistema provoca automáticamente una alteración de ese
sistema, llegaban a adjetivar de "repugnante la parte física de la teoría
de Schrödinger", éste llegó a su vez a decir: "La lectura de
los escritos de Heisenberg me ha repelido si no ya asqueado".
(*) de
Broglie propuso interpretar el corpúsculo (partícula) como un grupo o
"paquete de ondas" (con las crestas agregadas hasta formar un
abultamiento limitado en el espacio) cuyo máximo de amplitud se desplaza a la
velocidad del mismo.
(**) Schrödinger venía coincidiendo
con Einstein y de Broglie en la visión asombrosa que éstos tenían
de que: "un corpúsculo que se mueve no es otra cosa sino una burbuja (material,
habría que añadir) sobre la onda de radiación en el sustrato básico (material)
del universo".
(***) La interpretación probabilística de la
función de onda fue propuesta por Max Born en 1926, como una
consecuencia de la naturaleza ondulatoria de las partículas conducente a la
imposibilidad de medir simultáneamente y con idéntica y total precisión
magnitudes conjugadas tales como la posición y el momento o la energía y el
tiempo en que sucede un proceso, lo que coincidiría con las reglas de indeterminación
dadas por Heisenberg en 1927, quien llegó a escribir: "se
llegará a la clausura del reducido campo que supone la física de las partículas
elementales".
Sin embargo, con el paso del tiempo, la disponibilidad
cada vez mayor de fuentes productoras de altas energías permitiría aumentar
considerablemente lo que algunos han calificado como el "zoo" de
las partículas elementales, cuya vida se alarga casi indefinidamente, con
ejemplos como el del protón: de unos 10 elevado a 32 años, o el de las últimas
teorías, que sustituyen las partículas, los objetos básicos de la materia, por
unos objetos extendidos unidimensionales: las cuerdas y las supercuerdas. Así,
quedaría desprestigiada la extraña pregunta que se planteó Heisenberg:
"¿Se ha llegado al cierre definitivo de la Física?
Stern (n.1888) estudió la
materialización de los fotones.
Friedman (n.1888) fue el primero en
demostrar, en 1922, que las ecuaciones de Einstein, sobre la distribución de
materia, permitían la posibilidad de un Universo en expansión, donde el radio
crece con el tiempo, en un Universo donde todas las posiciones en él serían
equivalentes y ninguna podría tomarse como "centro" o como
"límite".
Compton (n.1892) constató
experimentalmente la discontinuidad de la radiación
electromagnética, que venía a ser la prueba definitiva de la existencia del fotón
(cuanto de radiación visible). El hecho favorecía la idea existente de la
discontinuidad de la materia dados los éxitos de la teoría atómica y los
descubrimientos sobre las emisiones radiactivas. "Había que admitir de
buen o mal grado -escribió- que la imagen de las ondas y la imagen de los
corpúsculos debían ser, alternativamente, utilizadas para la descripción
completa de las radiaciones".
... Planck -recordemos- había
intentado desesperadamente recuperar la continuidad de la radiación
porque sólo así podría mantenerse el carácter ondulatorio de la misma, que
estaba plenamente verificado. Pero resultaban incontrovertibles la
interpretación cuantificada del efecto fotoeléctrico por Einstein y la
cuantificación de la energía y las órbitas en la teoría atómica propuesta por Bohr
en 1913 (*). Mas, de ponerlo todo patas arriba se
encargarían Davisson, Germer y Thompson (hijo) dando a
conocer en 1927 un hecho sorprendente aunque previsto teóricamente por de
Broglie en 1924: la difracción de los electrones, cuyo
descubrimiento hizo tambalearse la discontinuidad, porque el fenómeno es
específicamente ondulatorio. De manera que tampoco podía dudarse a partir de
entonces de que la materia tiene un comportamiento continuo.
(*) Bohr, superando la teoría de Maxwell-Lorentz,
que de algún modo aceptaba la inestabilidad permanente del modelo atómico
dejando margen a pensar que los electrones acabarían por precipitarse sobre el
núcleo, propuso que los electrones no irradian en sus estados estacionarios,
pero era posible la transición entre estados con la consiguiente emisión
cuantificada de energía radiante.
Broglie (n.1892), pensando
que las ondas de los fotones podían considerarse corpúsculos, propuso en 1923
asociar a todo corpúsculo material una onda. Y creó, con Schrödinger, la
llamada mecánica ondulatoria: toda partícula, fotones, electrones,
átomos, moléculas lleva una onda asociada (*) reflejo de su naturaleza
cuántica y de la dualidad continuidad-discontinuidad, corpúsculo-onda (**),. En 1924 predijo la difracción de los electrones
(***), prueba inequívoca que sería de su naturaleza ondulatoria, y estableció
así la dualidad onda-corpúsculo, a partir de la continuidad de los procesos
físicos y del electrón como partícula. Desde entonces el electrón ya no se
representaría girando en una órbita (****), sino como una vibración, es decir,
disuelto como una onda esférica o nube electrónica envolvente sobre el núcleo,
sin saber su trayectoria ni donde se encuentra, salvo la probabilidad de
encontrarlo a cierta distancia del núcleo.
(*) de
Broglie proponía interpretar el corpúsculo (partícula) como un grupo o
"paquete de ondas" , con las crestas agregadas hasta formar un
abultamiento limitado en el espacio, cuyo máximo de amplitud se desplaza a la velocidad
del mismo.
(**)...Un caso curioso, que volvemos
recordar, sería el de los Thompson, padre e hijo, el primero, Premio
Nobel en 1906, por establecer la naturaleza corpuscular (discontinuidad) del
electrón, y el segundo, Premio Nobel en 1937, por descubrir la naturaleza
ondulatoria (continuidad) del electrón.
(***) difracción:
fenómeno que pone de manifiesto las propiedades ondulatorias de la luz, cuando
ésta contornea los cuerpos opacos y, por consiguiente, penetra en la región de
la sombra geométrica. De otro lado, hacia 1803 Young había realizado los
experimentos denominados de "doble rendija", que se convirtieron en
la norma para determinar la naturaleza ondulatoria de la luz radiante. Haría
falta la teoría cuántica desarrollada durante las dos décadas siguientes, para
reconciliar la forma en que las dos cualidades: onda, corpúsculo, podían ser
verdaderas. ... En 1927, Davisson y Germer, en EEUU, y Thompson
(hijo) en Inglaterra darían a conocer, felizmente para la predicción de de
Broglie la experiencia de la
difracción de los electrones, que resultaría
sorprendente, porque en realidad haría tambalearse las corrientes de
pensamiento ganadas por la idea absoluta de la discontinuidad de la materia. Luis
de Broglie cuenta cómo a partir del descubrimiento del efecto "Compton"
y la interpretación cuántica del efecto fotoeléctrico "había que admitir
de buen o mal grado que la imagen de las ondas y la imagen de los corpúsculos
debían ser, alternativamente, utilizadas para la descripción completa de las radiaciones".La
experiencia más rigurosa de interferencia con electrones se haría en
1961. El autor sería Claus Jönsson, de Tubinga, Alemania.
(****) hasta el
modelo atómico de de Broglie existían los planetarios de Thompson
y Rutherford, y el de Bohr (con órbitas radiales determinadas
salvo una fundamental, y toma de fotones o emisión en su caso mediante
"saltos cuánticos").
A finales del siglo XIX faltaba por resolver
un primer enigma ¿qué cosa es ésa que se comporta por la mañana como un corpúsculo
y por la tarde como una onda? De su resolución dependerían adelantos futuros
tan espectaculares como la supraconducción, los transitores, los
semiconductores y hasta la energía nuclear.
Cierto que, por entonces, todas las personas
dedicadas a la ciencia estaban pugnando entre interpretaciones distintas, no
exentas de condicionamientos sociales: fondo material, dual, o de naturaleza
divina, etc.. El propio Einstein se había
planteado si podían preguntarse por separado qué es el electrón (una partícula
o una onda), qué es la luz (corpúsculo u onda), qué es la materia... ; incluso llegó a preguntarse "cómo reconciliar
las dos imágenes contradictorias de materia y onda". Sucedía,
además, que la vieja afirmación de la mecánica clásica del punto material: con
tal y tal posición y velocidad en tal y tal instante, base del razonamiento vía
del dominio de los fenómenos físicos..., no era igualmente aplicable a los cuantos
elementales de materia (los electrones) ni a los cuantos de energía (los
fotones). Con la mecánica clásica se hacía inexplicable el efecto del
movimiento de un fotón y un electrón que atraviesan los dos
orificios hechos con un alfiler... Sin embargo, el efecto se haría inteligible
ocupándonos no de lo que sucede a uno, sino de lo que sucede a
una multitud compuesta de individuos con un comportamiento particular imposible
de pronosticar, debido al enorme número de individuos o partículas, por lo cual
la recurrencia al método estadístico nos permitiría medir con cierta
exactitud valores medios que caractericen al conjunto; aunque ahora ya, para el
caso particular de uno en concreto de los componentes sólo se pudiera predecir
la probabilidad del comportamiento propuesta por Schrödinger.
1899: Piotr Nikolaievich Lebedev demuestra
experimentalmente la existencia de la presión de radiación o de la luz como una
fuerza impulsadora que había sido predicha por Maxwell.
Pauli (n.1900),
investigador de la estructura del átomo y sus electrones, formuló el principio
de exclusión: dos partículas idénticas y de espín (*) semientero no
pueden existir en el mismo estado de donde derivan los efectos de repulsión que
explican la estructura de los átomos y moléculas. En 1930 conjeturó una
solución para el fenómeno de la aparente desaparición de energía, que ocurría
"cuando la partícula beta desprendida al decaer el núcleo, carecía
normalmente de la suficiente energía para explicar la cantidad de masa que
perdía el núcleo". Según Pauli , sucedía
que junto con la partícula beta del núcleo se desprendía otra que se
llevaba la energía "desaparecida". Esta "misteriosa"
partícula, que Enrico Fermi llamó neutrino (en italiano
"pequeño neutro"), tenía propiedades bastante extrañas. No poseía
carga ni masa aparente. Lo único que llevaba mientras se movía a la velocidad
de la luz era cierta cantidad de energía.
(*) En 1925, Uhlembeck y Goudsmit
sugieren una nueva propiedad del electrón: el "spin": giro
sobre sí mismo como un trompo. Pero esta imagen del electrón fue abandonada y
considerado el "spin" como una propiedad cuántica atribuible a todas
las partículas, y mensurable como la masa o la carga eléctrica (el spin no
puede ser sino un múltiplo entero o semientero de la constante de Planck
por 2pi).
Enrico Fermi (n.1901) investigó y
dio nombre al neutrino y estudió la posibilidad de producción de átomos
radiactivos por el bombardeo con neutrones. Comprobó que cuando bombardeaba un
elemento con un neutrón, éste se transformaba a menudo en otro con el
número atómico superior más próximo. Bombardeando uranio con neutrones obtuvo
un producto que, al parecer, era realmente el elemento 93. Se le dio el nombre
de "uranio X".
Fermi ni sospechar pudo las consecuencias que
tendría su descubrimiento para la Humanidad: no había creado un nuevo elemento,
había escindido el átomo en dos partes casi iguales.. Sugirió además que el calor extremo desprendido por una
bomba atómica podría provocar la fusión de átomos de hidrógeno,
liberando así otra fuente de energía.
Heisenberg (n.1901) construyó
con Jordan y Born la mecánica de matrices (*), partiendo de los
procesos de la discontinuidad y acorde con los planteamientos conservaduristas
de la "escuela de Copenhague". Anunció el principio de incertidumbre
o indeterminación (**), según el cual no se puede conocer exacta y
simultáneamente la trayectoria de una partícula elemental y su impulso.
Presentó la mecánica cuántica en forma de la llamada mecánica de matrices, cuya
equivalencia con la mecánica ondulatoria fue demostrada por Schrödinger.
Respecto al núcleo del átomo, que hasta entonces se explicaba sostenido por la
mutua atracción de cargas eléctricas opuestas, señaló en 1932 que se mantenía
unido debido a un "intercambio" de fuerzas nucleares (130 veces más
potentes, pero de menor alcance) superiores a las electromagnéticas, entre los
protones y neutrones. Y describió a estos desenvolviéndose en el núcleo como un
continuo intercambio de identidades: primero fueron protones, luego neutrones;
más tarde protones nuevamente, etc; una forma de conservar la estabilidad del
núcleo. Conjeturó que todas las fuerzas de atracción y repulsión derivan de las
partículas intercambiables.
(*) su carácter no
conmutativo expresa que el orden en el cual se realicen las mediciones de una
partícula puede cambiar fundamentalmente el resultado, según se sitúen antes o
después respectivamente los factores velocidad y posición.
(**) es la imposibilidad de medir
simultáneamente y con idéntica y total precisión magnitudes conjugadas tales
como, la posición y el momento, o la energía y el tiempo en que sucede un
proceso.
Jordan (n.1902), en 1925,
construyó con Born y Heisenberg la mecánica de matrices, siguiendo las
directrices de la "escuela de Copenhague".
Dirac (n.1902), uno de los
fundadores de la mecánica cuántica, formuló en 1926 la ecuación que describe el
movimiento de un electrón en el campo exterior de fuerzas. En 1930 previó la
existencia de un electrón positivo (positrón), llegando a la conclusión
de que todas las partículas y objetos resultantes existentes en la naturaleza
tienen que existir por parejas, y expone su teoría matemática de que las
propiedades inherentes a las partículas subatómicas muestran que cada partícula
debe tener su "antipartícula", lo que, después, se pudo experimentar.
Gamow (n.1904), alumno de Friedman, el padre
del primer modelo del Universo en expansión, propuso añadir, 2.400 años después
de Aristóteles, una quinta dimensión (quintaesencia, éter) a las
cuatro habituales de espacio y tiempo, como un modo audaz de interpretar la
función de onda de la ecuación de Schrödinger. Dio su primera gran contribución
a la física al explicar el mecanismo de la radiactividad (*). Formuló
erróneamente la hipótesis de que el origen de los elementos químicos se produjo
durante la primera fase caliente del Universo de Lemaître. Se supo
después que los más pesados son más recientes, ya que proceden de las
estrellas. Es conocido como un gran divulgador de la física del siglo XX. Debe
su notoriedad a las cómicas Aventuras del señor Tompkins.
(*) Es la emisión espontánea, para ciertos
núcleos atómicos, de partículas formadas por dos neutrones y dos protones,
llamadas partículas alfa.
Oppenheimer (n.1904) contribuyó
activamente a la construcción de la bomba atómica.
Mejorana (1906-1938) construyó
un modelo del átomo, que le "pisaría" Heisenberg en 1932. En
1937 propone partículas neutras sin recurrir a los estados de energía negativa,
en la cual las partículas son sus propias antipartículas. Esta sería el neutrino,
la única partícula que es, a la vez elemental y eléctricamente neutra. Mejorana
demostró cómo el momento magnético de un átomo puede invertirse si atraviesa un
campo magnético rápidamente variable.
Lewis, Gilbert Newton, determinó en 1916 las
similitudes de las propiedades y el comportamiento químico de algunos de los
elementos más simples en base a la estructura de sus capas. Por ejemplo, dos
átomos de hidrógeno, que sólo tiene un electrón, pueden compartir sus
respectivos electrones y completar así mutuamente sus capas.
...Irving Langmuir pudo llevar a cabo
una demostración práctica de la tendencia de los átomos incompletos al
mantener completa su capa de electrones y fuertemente cohesionados los átomos.
Los electrones pueden ser compartidos o cedidos. De este modo, por ejemplo, el
flúor, el oxigeno y el nitrógeno forman moléculas de átomos. El átomo de carbono,
con sólo cuatro electrones en su capa L, compartirá cada uno de ellos con un
átomo distinto de H, para completar así las capas K de los cuatro átomos de H.
En 1921 Bury sugirió que el número de e. de cada capa no estaba limitado
necesariamente. Una capa podía tener un mayor número de e. si no estaban en el
exterior. Las más internas podían absorber más electrones. Bohr demostró
que cada capa estaba constituida por subcapas de niveles de energía ligeramente
distintos. En 1932 Linus Pauling estudió la facilidad con que los
electrones podían separarse de los distintos elementos, y observó que sin
excepción, incluso todos los gases inertes (lo que sorprendió), podían ser
desprovistos de electrones. La cantidad de energía requerida disminuye al
aumentar el peso atómico.
Chandrasekhar (n.----) postuló,
con la oposición enconada de Eddington y la aprobación de Landau,
que las enanas blancas habían de tener masas menores que 1,4 veces la
del Sol.
Pacini, Franco (n.----)
enunció que una estrella ordinaria colapsada forma una estrella de neutrones
(*), y que su giro acelerado le hará lanzar radiaciones electromagnéticas
por los polos magnéticos, provocando destellos similares a los de un faro.
(*) A 200 años luz de nosotros, una estrella
de neutrones reciente (RXJ1856.5-3754) se desplaza en la constelación de
Sagitario a más de 100 kms/s, con una temperatura superficial de 700.000 K
(European Southern Observatory. MC 2002).
Gödel, Kurt (n.1906),
matemático físico de la "incompletitud", planteó en 1949 que
la tendencia natural de la gravitación a reunir todas las partes del Universo y
provocar un colapso podría hallarse contrarrestada por una fuerza centrífuga si
el Universo entero estuviera en rotación.
Los efectos de la gravitación, de largo
alcance como la atracción y repulsión electromagnéticas, pero mucho más
débiles, pierden intensidad con el cuadrado de la distancia, e implican, según
algunos físicos, un continuo intercambio de partículas, denominadas
gravitación, que consideran sin masa. En 1957, Josep Weber intentó, sin
resultado aparente, detectar los "gravitones", ondas gravitacionales.
Pues bien, el 9 de enero de 2003, Kopeikin y Ed Fomalont anunciaban
haber medido y comprobado "que la velocidad de la gravedad es
probablemente igual a la velocidad de la luz".
Chadwick (n.----) descubriría
finalmente la tercera "partícula elemental", el neutrón. El
"antineutrón" sería un neutrón cuyo movimiento rotatorio (o
polo magnético) se ha invertido. El protón y el neutrón permitirían conocer una
fuerza de atracción nueva en la naturaleza, cien veces más fuerte que la
eléctrica, y que los dos constituían los estados de una sola entidad, el nucleón..
Hoyle (n.1915), con Hermann
Bondi y Thomas Gold propusieron un modelo de "Estado
Estacionario" del Universo, en expansión continua, sin principio ni
fin, con una densidad de materia constantemente reinyectada para permitir la
expansión.
Feynman (n.1918),
considerado por muchos el más grande físico teórico, trabajó en el proyecto de
la bomba atómica
Hubble (n.----) calculó en
1928 una velocidad de expansión universalmente puntual de 500 km/seg.
(Constante de Hubble) por megaparsec (Mcp: un megaparsec es una
distancia equivalente a unos 3 millones de años luz). Dando marcha atrás con
esta medida se descubría que el universo no tenía más de 2.000 millones de
años, algo claramente incorrecto, ya que sabemos que la Tierra dobla más de dos
veces esa edad... Para corregir el error, los partidarios de la teoría de Lemaitre
(*), el Big Bang, resucitarían en 1945 el "factor fudge" que Einstein
introdujo en 1915 para mantener el universo en estado constante de
no-expansión. Pero los datos nunca han cuadrado, desde los años cincuenta la
constante de Hubble ha sido revisada a la baja continuamente. En los noventa,
unos mantienen la constante de 30-50 km por segundo, otros le dan 80-100, de
donde resultarían 12.000 millones de años, tiempo todavía insuficiente para sus
estrellas más viejas observadas..
(*) en 1931 la
publicación Revue des Questions Scientifiques incluyó la noticia de la
descripción sui géneris que hacía el jesuita Lemaitre del
principio del mundo, de la que extraemos la simple explicación -de suyo
inconcebible en boca de un científico- de lo que se daría en llamar
irónicamente Big Bang, dice así: "El mundo atómico se rompió en
fragmentos y cada uno de estos en pedacitos aún más pequeños. Suponiendo, para
simplificar las cosas, que esta fragmentación se hizo en trozos iguales
hallamos que se necesitaron doscientas sesenta fragmentaciones sucesivas
para alcanzar la pulverización actual de la materia en nuestros pobres y
pequeños átomos, tan pequeños que apenas permiten que se les divida más. La
evolución del mundo puede compararse a unos fuegos artificiales que acabaran de
finalizar: unos cuantos fuegos fatuos rojos, cenizas y humo. Frente una brasa
ya fría, observamos el lento declinar de los soles y tratas de recordar la
brillantez desvanecida del origen de los mundos"
Según la teoría del Big Bang el universo
empezó siendo muy denso y caliente y se fue enfriando al expandirse,
transportando estrellas y galaxias hacia un final que parecía incierto en el
espacio y en el tiempo (magnitud estadística que representa la agitación
térmica media). Pero, todavía nadie ha contestado a una pregunta muy
embarazosa: en el supuesto del Big Bang ¿De donde vivieron las dimensiones
espacio-temporales? ¿Hubo antes un tiempo y un espacio?
Yukawa (n.----) conjeturaría
en 1935 que todas las cargas eléctricas emiten radiaciones electromagnéticas al
ser aceleradas. Propuso la hipótesis de que existen unos objetos semejantes a
los fotones, los llamados mesones, partículas de masa intermedia entre
la del electrón y la del nucleón emitidas por nucleones acelerados. En 1947,
E. C. Powell anunciaría el descubrimiento de los mesones en los
rayos cósmicos.
Weinberg (n.1936) formuló la
posibilidad de que los quarks sean divisibles. "Cabe la
posibilidad -diría- de un Universo eterno, donde el nuestro es una fluctuación
local". Según él pueden haber otros big bang
que se producen antes, después y al mismo tiempo.
En 1995, las palabras "sopa de quarks"
aparecerían relacionadas con la pretensión de Edward Witten de unificar
en una sola versión las cinco teorías existentes de la llamada teoría de las
cuerdas, infinitesimales filamentos, "spartículas", que vibran...,
sin que por ello se hubiera logrado otra cosa que mantener el
"misterio" de la materia no luminosa, invisible, oscura o masa
oculta (éter, vacío, quintaesencia), cuyos efectos, ahora sí, ya
se están registrando debido a su influencia en la supuesta expansión del
Universo, que trae de cabeza a físicos y astrofísicos. A Eisntein le
preocupó ese habitante extraño, el éter (hoy llamado masa oculta); llegó a
pensar que "sería -vino a decir- tan diferente de la materia y la energía
normales que tendría el efecto gravitatorio contrario, produciendo repulsión
en vez de atracción". El problema quedaría sin resolver hasta preguntarse
ahora algunos científicos, ¿cuánto pesa el vacío? sin cuyo dato piensan
correctamente que no tenemos una teoría completa sobre el universo... Pero,
tampoco probablemente tenemos todavía una teoría completa sobre el objeto más
cercano: el núcleo atómico...
Éste, que como hemos explicado fue descubierto
en 1911 por Ernest Rutherford, se consideró en principio que estaba
conformado por un agregado relativamente homogéneo de electrones, protones y
neutrones más o menos ordenados como un sistema solar. Pero el estudio que se
hizo en 1980 de miles de millones de radiactividades modificaría
sorprendentemente la imagen que teníamos del núcleo atómico y sus reacciones,
permitiendo comprobar que éste puede emitir "espontáneamente"
corpúsculos de distintos tamaños, que a priori no contiene aparentemente, y
que los centros de protones y neutrones están constituidos por mesones. Recientemente,
aparece como un objeto "abollado" que se aleja de la visión simple
propuesta por el modelo de capas, cada vez menos adaptado a una descripción
global. Se observa que si una capa está llena, el núcleo es esférico, y si no
está llena aparecen deformaciones de dos veces más el largo que el ancho. Con
el modelo atómico estamos todavía como en los tiempos de los epiciclos de
Tolomeo que precedieron a la aceptación del modelo heliocéntrico. Por si fuera
poco, no hace quince años que se han descubierto núcleos (que parecen formados
por una materia homogénea) rodeados de un amplio halo de neutrones (Tanihata,
en Berkeley). Desde los años 90 se investiga el fenómeno, en Francia, Alemania,
Estados Unidos y Japón, persiguiendo una estructura nuclear donde uno o varios
neutrones formarían una nube difusa, un halo, lejos de un núcleo que contendría
las demás partículas...
Por otro lado...
Apenas descubierto el neutrón por Chadwick
en 1932, los físicos comprendieron que con él se les ofrecía una llave maestra
para desentrañar el núcleo atómico. Puesto que el neutrón no tenía carga
eléctrica, podría penetrar fácilmente en el núcleo cargado. Y empezaron a
bombardear diversos núcleos para observar las posibles reacciones nucleares
resultantes. Así, entre 1938/39, Hans y Strassman
descubren que el bario adquiere radiactividad al agregarle uranio bombardeado, .. Supusieron que la radiactividad debería pertenecer al
radio. La conclusión fue que el bombardeo del uranio con neutrones cambiaba una
parte de aquél en radio. Pero este radio tan peculiar no hubo manera de
separarlo del bario... Entonces, Meitner divulgó una conjetura de Hans
en la revista Nature de enero de 1939: que si no se podía separar el bario
del radio era porque allí no había ningún radio, el presunto radio sólo tenía
un nombre: bario radiactivo, que se había formado mediante el bombardeo del
uranio con neutrones. Y tuvo la audacia de afirmar que el núcleo de uranio
se había dividido en dos. La absorción de un neutrón había ocasionado lo que
ella denominaba "fisión". Pero al decir que el bombardeo consumiría
apenas seis millones de electronvoltios, chocaba con la idea generalizada de un
gasto necesario superior a centenares de millones.... Un sobrino de Meitner
y Frisch corrieron a verse en Dinamarca con Bohr. (Pocos años
después la "gota líquida" explicaría la fisión nuclear). Bohr
en una conferencia en Wasington lo hizo saber, y todos los asistentes
regresaron a sus laboratorios a comprobar la hipótesis. Dos meses después
cundía la noticia estremecedora de la posibilidad de una "reacción nuclear
en cadena": un neutrón desintegra un átomo de uranio; éste libera dos
neutrones que ocasionan dos nuevas fisiones de las que se desprenderán cuatro,
que ocasionarán a su vez cuatro fusiones, y así sucesivamente ... Una onza de
uranio rendiría la potencia de 600 Tm de TNT. Szilard, Wigner, Teller
y Einstein escribieron a Franklin Delano (agosto 1939) una carta
que llegó el 11 de octubre, mientras estallaba la II Guerra. Y todo se aceleró.
Bajo la supervisión de Fermi empezaron a trabajar. El 6 de noviembre comenzó el
proyecto "Manhattan Engineer District"..Al
día siguiente los japoneses atacaban Pearl Harbor.. En
agosto de 1945 EEUU hizo explotar sobre Hiroshima y Nagasaki, sendas bombas
atómicas de exterminación masiva, murieron calcinados más de doscientos
cincuenta mil seres humanos...
:Hawking y Bekenstein,
en 1971 y 1972 respectivamente, han mostrado sorprendente e independientemente,
el primero, que un agujero negro (*) puede no tener rotación, y, el
segundo, que la temperatura de un agujero negro podría ser efectivamente
cero absoluto.
(*) Schwarzschild dio su nombre al radio
gravitacional representado por una esfera en la que la fuerza de la
gravedad tiende al infinito, con la "implosión" gravitatoria de la
estrella en trance de crear un agujero negro. Es decir, si se llega a
acumular la suficiente cantidad de masa en una de radio menor que el
correspondiente radio de "S", el espacio se curvará tantísimo que la
masa quedará segregada del universo exterior. Nada podrá escapar, ni siquiera
la luz.
Zeldovich y Starobinsky, mientras tanto, nos
han sorprendido con su descubrimiento, igualmente extraordinario, de que los
agujeros negros emiten partículas...
Horst Störmer (Premio Nobel de
Física 1998) observó que lo que se dio en llamar vacío, "ese
momento o estado de las cosas que permite pensar que allí no hay nada", lo
compone "un fluido cuántico, donde los electrones están en todas
partes en un nuevo estado de condensación, interaccionando entre ellos: se
encuentran a un nivel de energía menor del que podrían tener sin
interaccionar". Störmer explica que las famosas cuasipartículas
-de carga confirmada igual a una fracción de la del electrón- surgen
repentinamente por doquier de excitaciones producidas en el fluido cuántico, pero
como si desde el exterior se modificase la intensidad del campo magnético.
... Y así hasta un sin fin de avances,
retrocesos y nuevos pasos adelante dados por el hombre en circunstancias histórico-sociales,
tremendas demasiadas veces, que rebelan el entendimiento humano, ante tanto
freno, sangre, sufrimiento y destrucción de energías provocados por un lastre
primitivo horrendo, materializado en una ciega concepción del mundo, que
excluye a la inmensa mayoría y destruye las inmensas posibilidades creadoras
del hombre.
Por nuestra parte, en una segunda edición,
corregida con la crítica y los aportes de todos -que esperaremos
impacientes-, iremos ampliando y recogiendo esa lección memorable de
experiencias válidas realizadas por una lista interminable de individuos y
gentes anónimos, trabajadores del intelecto, equipos y colaboradores, y
críticos rigurosos como lo fueran en tiempos los creadores mismos del
materialismo dialéctico (Marx, Engels, Lenin) apoyados en las Ciencias
Naturales.
Ellos han sido avanzadas del pensamiento,
ejemplos de trabajo dignos de reconocer, e incluso de criticar desde la
realidad de nuestras vidas y conocimientos, sobre todo, cuanto más interés
pongamos por saber aquello a que tenemos derecho: cuanto del mundo se
sepa en nuestros días y de las hipótesis de futuro. Única forma de poder ser
cuanto más efectivos en la lucha por la transformación de la sociedad y la
seguridad.
Proponemos al respecto entender tiempo y
espacio fluyendo eternamente sin principio ni fin, y, espacio, en
particular, como el sustrato material único constantemente generador del
nacimiento, movimiento, cambio, desarrollo y muerte de la diversidad de formas
y fenómenos: ondas, campos, plasma, partículas, subpartículas, cuasipartículas
y sus antis; nebulosas, cuerpos en general, planetas (naturaleza, sociedad,
pensamiento), astros, galaxias, cúmulos y universos galácticos. Desde este
punto de vista, la lección tradicional: todos los cuerpos ocupan un lugar en el
espacio, quedaría traducida por la de: todos los cuerpos son parte del espacio
mismo. De igual forma, proponemos entender el fenómeno cósmico (con su
centro situado en todas partes) como la suma inacabable de procesos parciales
espacio-temporales, materialmente cohesionados, dados desde siempre, y que van,
cíclicamente, desde un estado singular de la materia, pasando por la infinitud
de estructuras, fruto del movimiento propio y su evolución, hasta su
desconformación final, vía probable de un agujero negro, para volver a empezar.
Entendemos que el destino de la humanidad
seguirá dependiendo, cada vez con más celeridad, de la capacidad consciente de
lucha y de los medios que el hombre alcance a generar para erradicar el
primitivismo, virar el curso de las cosas y construir definitivamente una
sociedad que sitúe al ser humano como único fin de toda actividad
Por un Pacto Social por la Ciencia: Ignacio Bravo,
periodista científico, nos informa en páginas de Mundo Científico sobre el
manifiesto de la Fundación Independiente, por un Pacto Social por la Ciencia
(2-8-96), que fue firmado por cerca de quinientos científicos españoles, y que
resumimos: "... la capacidad de entender y aplicar las leyes de la
naturaleza es esencial para el progreso y la prosperidad... La situación exige
cambiar hábitos y actitudes característicos de la cultura española, lo que
puede y debe hacerse manteniendo y potenciando el gran legado humanístico...
Pues creemos que insertar efectivamente la ciencia en nuestro mundo cultural,
es una necesidad histórica que debe considerarse como el gran reto español del
momento.... ya que ni la opinión pública ni muchos dirigentes políticos y
económicos son conscientes de esta raíz de muchos de nuestros males. Es preciso
abrir un debate nacional en el que los medios de comunicación deben jugar un papel
muy importante... Todo ello exige un cambio de mentalidad... que debe ser
impulsado mediante todos los estímulos que sean necesarios".
(1) Este cuaderno de
aproximación a la física fue elaborado con las notas, apuntes, fragmentos de
textos, lecturas y comentarios e incluso noticias y datos documentales que
sirvieron para nutrir los debates semanales del Taller realizado en el Caum
durante casi dos años. Sin embargo, correspondió a sus redactores dar
libremente al cuaderno el carácter que tiene. Una segunda edición permitiría
recoger cuantas críticas y correcciones merezca a propósito de mejorarlo e
incluso y si fuera necesario modificarlo. (Diciembre 2002)
Fuente:
www.caum.es/CARPETAS/cuadernos/cuadernospdf/libro5/vacio.pdf