Posts Tagged 'Gravitación'

GRAVEDAD

El pasado día 1 de abril falleció Pierre Binétruy en un hospital de París. Desde que me he enterado por un correo electrónico masivo me acuerdo de él con frecuencia y, cada vez que lo hago, siento una especie de vértigo que me arrastra a sentir pena por una pendiente suave. Quizá su vínculo con la fuerza de la gravedad era tan estrecho que perdura más allá de la muerte. En cualquier caso, sigo sorprendido del efecto que ha producido en mí la desaparición de alguien a quien nunca conocí en persona.

Supongo que Pierre Binétruy es poco conocido fuera de determinados círculos (como, por otra parte, le ocurre al quiosquero del barrio o al camarero del bar de enfrente). Era un físico teórico, profesor en la Universidad Paris Diderot, donde llevaba a cabo estudios sobre cosmología y gravitación y, en particular, sobre los primeros instantes del universo en relación con las interacciones fundamentales.

Fue el organizador de un curso gratuito a través de Internet en el que, junto con el Premio Nobel George Smoot y otros colaboradores nos sirvió de guía a unas cien mil personas repartidas por todo el mundo en un recorrido que arrancaba con Galileo observando las leves oscilaciones de una lámpara en la catedral (en vez de estar nutriéndose de las sabias palabras del cura) y terminaba con la búsqueda de la materia y de la energía oscura, pasando por los primeros instantes del universo, en que una fluctuación cuántica de eso que en la vida cotidiana llamamos “vacío”, hace 13.000 millones de años, pudo dar lugar a todo lo que podemos ver (y no) a nuestro alrededor: http://gravity.paris/.

Su curso nos hizo accesible a muchos el prodigio de que, conceptos que a lo largo de la Historia de la Humanidad sólo han podido ser objeto de especulación filosófica, sean hoy en día susceptibles de formulación matemática y de verificación experimental. Es un triunfo incontestable del pensamiento.

Ante ello, uno toma conciencia de la grandeza del ser humano, cuya mente contiene la semilla de sí misma y del universo entero. Eso es un brevísimo instante antes de darse cuenta de que ni las leyes de la mecánica cuántica ni la lógica matemática pueden ni podrán dar nunca razón de su propia existencia y, ante ello, por mucho que uno trate de seguir mirando hacia otro lado surge La Pregunta: ¿por qué hay algo en lugar de no haber nada? Y ahí nos sentimos tan insignificantes que enmudecemos.

Tal vez la forma de convertir ese aparente fracaso en victoria es descubrir que la dignidad de cualquier persona está simplemente en nuestra capacidad de trascender lo inmenso y lo minúsculo aceptando que somos las dos cosas a la vez.

Probablemente gran parte del magnetismo del curso lo aportaba la personalidad de Binétruy que, puede que por haber llegado a esa aceptación, parecía bien vacunado contra toda posible arrogancia. Quizás por eso, a un alumno que en un foro le consultó sobre un artículo científico que aquél había localizado en Internet le contestó: “me parece que es un poco técnico, pero prueba a leerlo”. Más allá de los párrafos introductorios, el artículo no es que fuera “un poco técnico”, sino que entraba de lleno en el arcano de lo incognoscible. Y es que cuando a un francés le da por salir encantador, no suele haber quien se le resista.

Descanse en paz o, mejor, que explore el universo ya sin trabas y luego vuelva y de alguna forma nos lo cuente.

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Resulta intuitivo pensar que los cuerpos caen más deprisa cuanto más pesan y, de hecho, así se creyó durante muchos siglos. Lo cierto es que hasta hace muy poco nuestra experiencia se ha reducido a lo que tiene lugar dentro de la atmósfera y la resistencia del aire influye decisivamente en la caída de los objetos en función de su forma.

Sin embargo un hombre del s. XVI fue capaz de ver más allá y ayudó a la humanidad a entrar en la era de lo que hoy entendemos por Ciencia.

pISA2

La ciudad de pisa sufrió un terremoto y Galileo, que se encontraba en ese momento en el interior de la Catedral de Pisa, reparó en que todas las lámparas que colgaban a la misma distancia del techo tardaban el mismo tiempo en completar una oscilación, de lado a lado del templo, independientemente de su peso.

Se dio cuenta de que, en el fondo, la oscilación de un péndulo podía asimilarse a la trayectoria de una bola que desciende y luego asciende por dos planos inclinados enfrentados entre sí.

planos

Este planteamiento estaba ya muy próximo al problema de la velocidad de caída de los graves; la inclinación del plano tan sólo retardaba la caída de los objetos (que, con la tecnología de la época, resultaba casi imposible de medir si aquélla era vertical, por su velocidad), pero más allá de eso – y del rozamiento – no alteraba los efectos del campo gravitatorio sobre aquéllos; si el período de oscilación de las lámparas no dependía de su peso, la velocidad de descenso de dos cuerpos a lo largo de un plano inclinado tampoco y, por tanto, la rapidez con que caía un grave no dependía de su peso, en contra de lo que se había creído hasta entonces.

Galileo experimentó con bolas de distintos pesos sobre diferentes planos inclinados, trató de minimizar el efecto del rozamiento pulimentando lo mejor posible las superficies en contacto y confirmó con suficiente aproximación que la velocidad de caída de un cuerpo es independiente de su peso.

Ya en pleno s. XX el comandante David Scott, durante una misión del
Apolo 15, dejó caer un martillo y una pluma en la Luna a la vista de toda la humanidad:

Supongo que este experimento fue, más que otra cosa, un homenaje al sabio renacentista que supo ver más allá sin salir de aquí.

Un día un amigo me hizo ver que en la Ciencia, al menos tan importante como el descubrimiento histórico es el descubrimiento personal y desde entonces así lo creo a pies juntillas con absoluta fe científica. Cinco siglos después de Galileo nosotros también podemos ver más allá sin salir de aquí y comprobar que todos los cuerpos caen a la misma velocidad independientemente de su peso. Hace falta un libro y una hoja de papel cuyas dimensiones no excedan de las de las tapas del libro.

Para irnos poniendo en situación en cuanto al estado de la ciencia antes de Galileo, se sujetan el libro y la hoja, cada uno con una mano, se ponen los brazos en cruz y se dejan caer ambos objetos al mismo tiempo. ¿Qué sucede? Lo que todos ya sabemos.

A continuación, situamos la hoja debajo del libro, sin que sobresalga, y los soltamos. ¿Qué pasa ahora? También es bastante intuitivo, ¿no?

Ahora, quien piense que el peso del libro ha podido arrastrar al papel, que haga lo contrario, que ponga la hoja encima de la tapa superior del libro y que los deje caer. ¿Qué ocurre ahora? ¿Por qué?

Si alguien duda de la razón de este fenómeno, la solución está al final. ¡Que aproveche!

Fuente: Futurelearn.com; ¡Gravity! From black holes to big bang.

Fotos:

viajesfotos.com

Laplace.us.es

El libro protege a la hoja de papel del flujo de aire que genera la caída y, sí, sin la resistencia del aire ambos caen a la misma velocidad. Me alegro de no haber perdido aún la capacidad de maravillarme, no sé si con la Física o con la simplicidad.

Por cierto, ¿qué pasa si se deja caer un taco de hojas de papel sin encuadernar…?

THE RIVER OF TIME

Dos hormigas se pasean por la piel de una manzana. Parten del mismo punto y, caminando por la línea más corta sobre la piel de la fruta (línea geodésica) se separan, aparentemente para siempre. Pero llegan al hoyuelo del tallo y, no sólo se juntan de nuevo, sino que se cruzan y cada una emerge por el lado contrario. Con este ejemplo, The river of time (Navikov, Cambridge University Press, 1998) trata de presentar un modelo visual que ayude a entender de un modo intuitivo las ideas de Einstein sobre la relación entre espacio, tiempo y gravitación. Conclusión: el espacio-tiempo enseña a la materia cómo moverse, y la materia enseña al espacio-tiempo cómo curvarse. Difícilmente se puede condensar más contenido en menos palabras, ¿no? Estirando la metáfora, se trata de un verdadero agujero negro conceptual.

Este modelo del pensamiento occidental, que aproxima tanto la materia corpórea y el espacio, el hueco, en que ésta se mueve, hace que resulte menos duro aceptar la noción oriental de que la esencia última de todo, por más sólido que parezca, es la nada, entendida como hueco que deja espacio al cambio.

Da vértigo pensar en la magnitud, el poder y la complejidad del Universo, pero más vértigo da aún pensar que, tal vez, todo lo que la mente humana llega a alcanzar cabe dentro de ella.

Si miráis las estrellas por la noche, no os dé pena pensar que nunca las veréis de cerca. Ya estamos allí.

Libro: http://books.google.es/books?id=HiGUJMt01GMC&lpg=PR1&ots=yDi_8kJcBp&dq=the%20river%20of%20time&pg=PR1#v=onepage&q&f=false

Foto: astroseti.org


Una frase:

"El tiempo es lo que impide que todo suceda de golpe."

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