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Algunas aclaraciones


newton

I deduced that the forces which keep the Planets in their Orbs must be reciprocally as the squares of their distances from the centres about which they revolve.

Deduje que las fuerzas que mantienen los planetas en sus órbitas deben ser inversamente proporcionales a los cuadrados de las distancias de los centros alrededor de los que giran.

— Isaac Newton

En el segundo post de la serie “Cayendo bajo su propio peso” habíamos visto como Newton, partiendo del trabajo realizado por Galileo y las leyes formuladas por Kepler había deducido su Ley de la Gravitación Universal. Sin embargo, en la explicación que en su momento proporcioné no me parece completa. ¿Cómo llega a deducir Newton que la fuerza de la gravitación es universal, ¿cómo determina que es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia?

Todos conocemos la leyenda de que Newton determinó la ley de la gravitación universal observando la caída de una manzana pero eso no deja de ser, como dije, una leyenda urbana. Sin embargo, al observar la caída de la manzana (y de otros objetos) Newton no se queda en el hecho puntual de la caída. Para Newton está claro que la manzana antes de caer se mantiene a una altura del suelo porque está sujeta a la rama y, en cuanto esta sujeción desaparece, la manzana cae.

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Cayendo por su propio peso (Corolario)


crackpot_defEsencialmente, todos los modelos son erróneos, sin embargo, algunos son útiles.

George E. P. Box

A lo largo de esta serie de posts hemos ido viendo cómo ha evolucionado la teoría de la gravitación a lo largo de la historia. Esta evolución constituye una secuencia de modelos que proporcionan una explicación a fenómenos observados y que es capaz de realizar predicciones verificables.

En ciencia, cuando aparecen nuevos fenómenos que no encajan en la teoría se hace necesario plantear un nuevo modelo que, de alguna forma reemplaza al anterior proporcionando nuevas y más precisas predicciones de  los fenómenos. Como dice el estadístico George E. P. Box en la cita que abre este post, todos los modelos son erróneos, esto es, no hay un modelo perfecto pero, los modelos científicos son, sin embargo, útiles.

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Cayendo por su propio peso (IV)


251825_407484095954689_627690832_n-940x705Me encontraba sentado en una silla en la oficina de patentes de Berna cuando de repente se me ocurrió una idea: “Cuando una persona cae no siente su propio peso”. Me quedé anonadado. Este pensamiento tan simple me causó una profunda impresión. Me impulsó hacia una teoría de la gravitación.

— Albert Einstein

En el primer post de esta serie repasamos la teoría de la gravedad de Galileo, con toda probabilidad la primera teoría científica capaz de realizar predicciones de determinados fenómenos, en el segundo post vimos como Newton combina la teoría de la gravedad de Galileo, aplicable a la caída de objetos en la superficie de la Tierra con la dinámica de los astros del sistema solar en una única teoría unificada de la gravitación. En el tercer post vimos como Cavendish, partiendo de la teoría de la gravitación de Newton y, a través de un diseño experimental era capaz de, como él decía, “pesar la Tierra”. El objetivo de este cuarto post en la serie es proporcionar una visión general de la teoría de la gravitación de Einstein que es parte de su Teoría de la Relatividad General.

Como vimos, la teoría de Newton es uno de los mayores logros en la historia de la ciencia. La verificación de las predicciones realizadas por la teoría fueron, durante mucho tiempo, uno de los puntos de soporte del modelo newtoniano. De esta forma, las observaciones de la órbita de Urano permitieron a  Le Verrier y Adams la predicción de la existencia de Neptuno hacia la mitad del siglo XIX. Sin embargo, como ocurre con todos los modelos y, en particular, con las teorías científicas, éstas funcionan en un determinado rango de valores. Fuera de ese rango, sus predicciones ya no son tan buenas. Un efecto que llamó la atención a Le Verrier fue la anómala precesión de la órbita de Mercurio (que estimó en 38 segundos de arco por siglo). Le Verrier concluyó, de forma errónea, que era debida a la existencia de un número de objetos o quizás otro planeta en el interior de la órbita de Mercurio.

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Cayendo por su propio peso (III)


Henry_Cavendish01[Henry Cavendish] determinó el peso de la tierra, estableció las proporciones de los constituyentes del aire, se ocupó con el estudio cuantitativo de las leyes del calor y, por último,  demostró la naturaleza del agua y determinó su composición volumétrica. Tierra, aire, fuego y agua, todos y cada uno de ellos formaron parte del rango de sus observaciones.

— Sir Thomas Edward Thorpe

En la primera parte de este post tratamos las observaciones realizadas por Galileo y Kepler en relación con la caída de los cuerpos el primero y la dinámica de los objetos celestes el segundo. En la entrada que continuaba ese primer post vimos como Isaac Newton combinó la caída de los cuerpos con la dinámica de los objetos celestes en una única ley de gravitación universal que afirmaba que entre dos masas cualquiera se establece una fuerza de atracción que es proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Newton no determinó el valor de la constante de proporcionalidad que regía su ley de gravitación. Esta constante se conoce como constante de gravitación universal y lo que si llegó a afirmar Newton sobre ella era que su valor debería ser muy bajo. El objeto de este post es contar cómo se descubrió ese valor y algunas peculiaridades que tiene dicha constante.

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El príncipe de las mareas


Saturn-cassini-March-27-2004

He de reconocer que últimamente me ha dado por desmontar las idioteces de Nano. La realidad es que nuestro payaso cuántico diferencial está desaparecido (esperemos que de forma definitiva) y he de agradecer a Nano la posibilidad de investigar cosas que, de otro modo, no hubiera perseguido.

Nano, demostrando como siempre su ignorancia, ataca con saña, en los comentarios de uno de sus infumables posts, a algunos de sus lectores que se empeñan en desasnarle. Él, con su falta de autocrítica habitual, prefiere encerrarse en la conspiración mundial multinivel para tapar su absoluta ignorancia, falta de información y ganas de buscar la verdad. Los comentarios tienen relación con la dinámica de las mareas en la Tierra, asunto que él se empeña en utilizar, equivocadamente, en contra la teoría de la gravitación.

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Cayendo por su propio peso (II)


494px-Sir_Isaac_Newton_by_Sir_Godfrey_Kneller,_BtPlatón es mi amigo, Aristóteles es mi amigo pero mi mejor amigo es la verdad.

— Isaac Newton

En el post anterior de la serie nos quedábamos a comienzos del siglo XVII, Galileo había afirmado y demostrado que la caída de los objetos seguía un movimiento uniformemente acelerado y que la velocidad de caída de los objetos no depende de la masa de éstos. Asimismo, habíamos visto que, partiendo de las observaciones realizadas por Tycho Brahe, Johannes Kepler formula sus famosas tres leyes que están relacionadas con el movimiento de los objetos celestes.

Tenemos, por lo tanto, dos tipos de fenómenos distintos. Por una parte, la dinámica de la caída de objetos en la Tierra que fue estudiada por Galileo y, por otra parte, los movimientos de los planetas que fueron estudiados por Brahe y Kepler. ¿Se trata de fenómenos distintos o están relacionados? Quien establece esta correlación, quien postula que la caída de objetos sobre la superficie de la Tierra y el movimiento de los planetas alrededor del sol están causados por la misma interacción no es otro que Isaac Newton.

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Cayendo por su propio peso (I)


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Creo que en la discusión de los problemas naturales, deberíamos comenzar no con las escrituras, sino con experimentos y demostraciones.

— Galileo Galilei

Como tuvo a bien indicarme New Zealander en este comentario, Narayana es una mina, por eso se me ha ocurrido la idea de ir aprovechando el filón que representa para mostrar cómo avanza la ciencia y la realidad del conocimiento científico frente a las idioteces del ignorante con apellido de ser supremo hindú. No es, por lo tanto el objetivo de este post y, de otros que probablemente le sigan el darle caña a Nano sino, más bien, usar la producción literaria de Nano como referente para ver cómo ha ido avanzando el conocimiento científico, de forma incremental, a lo largo de la historia.

Este primer post que, dividiré en varias partes por razones de longitud, tiene que ver con el avance en la teoría de la gravitación y en él iremos siguiendo elavance en el  conocimiento científico que se ha tenido de la misma a lo largo de los siglos. Nano nos ayudará contribuyendo con la sabiduría que demuestra en el aspecto y que está recogida en un post que publicó a lo largo de 2012 (sus posts son interminables ya que los va actualizando continuamente) y que tiene como título “Los agujeros negros están verdes” (Nano escribe “están” sin tilde).

Por ir introduciendo un poco el tema, Nano, cuya formación en ciencia tiene evidentes lagunas (casi, en lugar de hablar de lagunas podríamos decir que contiene algunas islas de conocimiento en medio de un mar de ignorancia) parte de una preconcepción: la ciencia es dogmática y es un instrumento del sistema que nos oprime. Nano se martiriza leyendo libros de ciencia y como carece de la mínima base no es capaz de entender lo que está escrito y, entonces, utilizando sus preconcepciones y un mucho de cherry picking interpreta, de lo leído, lo que le sale del apéndice nasal. El post que criticamos está, aparentemente, dedicado a “demostrar” que la ley de la gravitación universal es falsa y lo escribe en tercera persona.

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