En esta ocasión hablaremos de Sir Isaac Newton, matématico, físico y alquimista inglés del Siglo XVII, considerado uno de los científicos mas completos de la historia.
Nació el 24 de diciembre del 1642 en Woolsthorpe, y murió el 31 de marzo del 1727 a la edad de 84 años. Es posible que algún lector este pensando que la fecha de nacimiento de Newton es el 4 de enero del 1643 y que hemos cometido un error, pero en realidad ambas fechas son correctas. El porqué es simple: debido a las correcciones realizadas al calendario gregoriano, que no fue adoptado en Inglaterra hasta 1752 hay un desplazamiento en las fechas que causa esa diferencia. Dejando de lado la controversia gregoriana, hablar de Newton es hablar de un genio, pero un genio con no muy buen carácter. Desde pequeño, con traumas infantiles y sin estabilidad familiar, se crió en un ambiente duro. Sin embargo, en el que probablemente fuera uno de los pocos arranques de humildad que tuvo en su vida nos deleitó una de las citas más recordadas de la historia: Si he visto más lejos es porque estoy sentado sobre los hombros de gigantes, refiriéndose a científicos anteriores a él, principalmente a Galileo Galilei. Esta cita se considera suya, pero al parecer realmente la usó por primera vez Bernardo de Chartres, un filósofo neoplatónico del siglo XII. Volviendo un poco atrás, pienso que Aristóteles se merece una pequeña mención, ya que sus ideas predominaron en Europa hasta que Copérnico entró en escena. Por ejemplo, según la visión aristotélica del universo todo giraba en torno a la tierra y esta se hallaba en el centro de todo, ademas afirmaba que el universo era finito, pero Copérnico se opuso y defendió la idea del sol como centro de todo, y la existencia de los movimientos de rotación y traslación. Estas imágenes ilustran ambas teorías:
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| Teoría geocéntrica de Aristóteles, según la cual un planeta tierra de dimensiones muy superiores a las de cualquier otro astro se situaba en el centro del universo. |
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| Teoría heliocéntrica de Copérnico, que situaba al sol en el centro del universo y al resto de planetas incluyendo la tierra orbitando a su alrededor. |
Hemos de recordar que en época de Aristóteles se creía que la tierra estaba compuesta por cuatro elementos y que cada uno tendía a ocupar su lugar natural en el mundo, la tierra debajo luego el agua, el aire y sobre ellos el fuego. La razón de estas ideas se debía en gran medida por la fuerza de la gravedad, era ella la que les hacía creer esto, ademas del principio de Arquímedes. Todo esto junto a la falta de instrumentos de precisión les hacia tener una visión incorrecta de la realidad. Por lo que consideraron que la tierra era el centro del universo y que todo giraba en torno a ella. Además de esto consideraban que había dos lugares en el cosmos:
La tierra donde todo era imperfecto y no había ningún orden, y la zona supralunar un lugar donde todo estaba formado por éter, un material que otorga al espacio una perfección sin igual. Según Aristóteles el universo es finito, una esfera en la que están encerradas las estrellas, la luna, la tierra y todos los demás astros que ellos podían ver. Si quieren conocer más del universo Aristotélico visiten esta página web de la que hemos tomado la información, ya que nuestra explicación podría contener fallos u omitir datos.
Para los que estén interesados en conocer la historia del universo y todas las teorías surgidas en torno a él les recomendamos el documental "El universo Mas allá del Big Bang" que lo pueden encontrar en Youtube les dejo los links en el siguiente spoiler.
Son diez videos espero que os gusten.
Y este link os enviará a una linea del tiempo en la que aparecen los científicos más importantes mencionados en el documental y sus principales aportaciones a la ciencia.
http://www.dipity.com/Hannival/Cientificos/
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Bueno es esta parte hablaremos de los fenómenos de refracción y reflexión de la luz. La primera se refiere al cambio de dirección de la luz al cambiar de estado este fenómeno es fácilmente observable basta con coger una pajita, una cuchara da igual el objeto y sumergirlo hasta la mitad en un vaso con agua.
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| Esquema del telescopio reflector por fuera |
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| Esquema del telescopio reflector por dentro |
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| Esquema del telescopio refractor por fuera |
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| Esquema del telescopio refractor por dentro |
Como se puede observar entr los dos telescopios hay una gran diferencia en el primero se usan espejos para dirigir la luz por tanto la imagen no se altera mientras que en la segunda se usan lentes para dirigirla por lo que aquí si que se hace
Relacionado en gran medida con la dispersión de la luz se encuentra el enigma del arco iris. Si en la actualidad muchos de nosotros aún nos preguntamos qué es en realidad, en aquellos tiempos la duda acerca de por qué se originaba era todavía mayor. Si bien pocos saben la verdadera explicación al origen de tal fenómeno, menos aún conocen de la existencia de dos tipos de arco iris: el primario y el secundario.¿Y qué tiene que ver el arco iris con Newton? Pues que el físico inglés publicó en 1704 un libro llamado Opticks en el que se explicaba este junto a otros tantos experimentos, fenómenos y demás explicaciones relacionadas con el tema de la luz. En él, se explica la formación del arco iris al reflejarse la luz del sol contra las gotas de lluvia y producir un espectro luminoso en el otro lado del cielo. En algunos casos aparece otro espectro luminoso, llamado arco iris secundario, con los colores completamente al revés y mucho más lejos del observador. Este se produce cuando suceden cuando son al menos dos refracciones y tres reflexiones las que experimenta la luz sobre la gota de agua. A continuación, unas cuantas imágenes relacionadas con lo explicado:
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| Descomposición de la luz, el prisma realiza la función de la gota de agua. |
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| Imagen del experimento de Newton, en el cual usó un prisma como el de la ilustración anterior para realizar la descomposición del haz de luz. |
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| Probablemente todos nosotros hemos podido contemplar un espectáculo como este alguna vez. |
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| En esta imagen se aprecia el arco iris secundario y sus colores invertidos, un fenómeno algo mas difícil de ver. |
Y tras tantas vueltas por la vida y obra de Isaac Newton llegamos a lo que puede ser considerado como su clímax, pero también el clímax de la física y muy probablemente de la historia: Los Principia. En ellos Newton explica y razona lo que serían las 3 Leyes de Newton del Movimiento y la Ley de Gravitación Universal entre otros temas. Y para entrar más en detalle sobre todo esto comenzaremos explicando lo que es el concepto momento lineal y desde ahí iremos pasando punto a punto hasta la Ley de Gravitación. Este momento lineal o cantidad de movimiento es considerado como el producto de la masa por la velocidad, es decir, P=m·v. Y a partir de ahí comienza una transformación que deriva en la Segunda Ley de Newton:
Momento lineal: P=m·v
La variación del momento lineal: P=m·(v-vo)
Y conociendo que el impulso es igual a la variación del momento lineal, es decir: F·(t-to)=m·(v-vo)
F=m·(v-vo)/(t-to) --> F=m·a (Segunda Ley de Newton, que dicta que la masa es la proporción del cambio).
En el caso de que el impulso sea 0: F·(t-to)=0
m·(v-vo)=0, siendo la masa una constante.
El momento lineal es siempre el mismo, no existe variación y así se llega a la Primera Ley de Newton. Esta dicta que todo cuerpo en estado de reposo o MRU (en equilibrio) no experimenta ningún cambio mientras ninguna fuerza resultante sea imprimida en él.
Por último, escojamos un ejemplo de momento lineal. Este ejemplo bien puede ser el de una partida de billar en la que dos bolas chocan. En este caso, se ha de producir un caso de acción y reacción, Tercera Ley de Newton, que dicta que un cuerpo que realiza una fuerza llamada acción sobre otro recibe una idéntica y contraria llamada reacción. Y con esto se puede deducir el movimiento que tomará una bola de billar por ejemplo tras chocarse, ya que solo es una cuestión de vectores en la que ha de sumarse la fuerza de acción o reacción y el impulso que llevaba.
Y por fin llega la hora de hablar de la famosa Ley de Gravitación Universal, la cual formaliza y demuestra la atracción entre todos los objetos existentes en el universo, es decir, unifica en una todas las posibles fórmulas de la gravitación en una. Esta ley dicta que la fuerza de atracción entre dos objetos cualesquiera (Planetas, estrellas, manzanas o lo que fuera) es igual a una constante llamada G (que posteriormente calcularía su valor el científico Henry Cavendish) directamente proporcional a la masa de ambos objetos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que les separa.
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| Fórmula correspondiente a la LGU, en la cual G es la constante de gravitación, ``m1´´ y ``m2´´ las masas de los objetos implicados y ``r´´ la distancia entre ambos. Por último, ``F´´ correspondería a la fuerza que dichos objetos se ejercen mutuamente. |
Esta Ley es sin duda uno de los cambios más bruscos de la historia de la física y, por tanto, de la ciencia. Y no fue proceso de un día precisamente... Para llegar a ella, Newton necesitó dos años en solitario, tras los cuales se convirtió en el mayor genio del planeta tanto por descubrir esta Ley como por muchas otras proezas que le convierten en el mayor genio de toda la historia. ¿Y cuales fueron esos dos años? Pues concretamente 1665 y 1666. En aquella época Newton no era más que un estudiante de Cambridge que prometía llegar a ser algo, pero no alguien excesivamente destacado. Sin embargo, en esos dos años, mientras todo el mundo huía, se refugiaba y pasaba los dos peores años de su vida por culpa de la horrorosa peste, el joven Isaac continuaba la majestuosa estirpe formada por sus predecesores: Copérnico, Galileo y Kepler. Pero lo importante de la Ley de Gravitación Universal no es la llegada a ella, sino sus consecuencias a corto y sobretodo a largo plazo. Hicieron falta 300 años para que este legado que nos dejó Newton fuera utilizado para llegar a la Luna y así dar el primer paso para que el hombre surcase el espacio.
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| La Luna y su órbita alrededor de la tierra, acerca de lo cual escribimos a continuación |
Por otro lado, esta Ley también descarta que haya una fuerza centrífuga que haga que la Luna no se abalance sobre la Tierra, estableciendo en su lugar la existencia de una fuerza atractiva y central que mantiene a ambos cuerpos a la misma distancia eternamente. Esta fuerza de atracción es igual y contraria a la que produce la Luna sobre la Tierra, de tal modo que se produce un par de acción y reacción. Todo esto produce que la Luna gire a una velocidad inconmensurable alrededor de la Tierra llamada velocidad orbital. Y esta velocidad orbital también existe en todos los satélites que tenemos alrededor de la Tierra, los cuales 300 años más tarde permiten saber donde estamos en cada momento por llevar un móvil encima gracias en gran medida al señor Albert Einstein, que es uno de los científicos que se apoyarán en Newton para hacer sus descubrimientos. Sin embargo, eso ya es parte de otra historia...
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