LAS LEYES QUE CAMBIARON AL MUNDO

Si observas las siguientes fórmulas, seguramente no te imaginarías que solamente con estas cuatro líneas se puede explicar cómo se transmite la información para la televisión, internet y los teléfonos, cuánto tarda en llegar la luz de las estrellas, cuál es la base del funcionamiento de las neuronas o como opera cualquier central eléctrica, además de otros miles de fenómenos que experimentamos en nuestra vida cotidiana.

Ecuaciones de Maxwell

… Pocos hechos históricos han tenido tantas consecuencias para toda la humanidad como el descubrimiento de la electricidad y el magnetismo.

A continuación vamos a exponer brevemente algunas de las leyes que más han influenciado en la historia de la humanidad.

1.  La teoría de gravitación de Newton, porque unificó en una sola ecuación fenómenos en apariencia tan diferentes como la caída de una manzana y las órbitas de los planetas. La ley de gravitación universal es una ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Ésta fue presentada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado en 1687, donde establece por primera vez una relación cuantitativa (deducida empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. La ley de la Gravitación Universal predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas m1 y m2 separados una distancia r, es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, es decir:

Donde F es la fuerza ejercida entre ambos cuerpos y G es la constante de Gravitación Universal.

Con sus principios de gravitación universal Newton había encontrado una ley igual para todos los cuerpos del universo. La barrera entre el cielo y la tierra estaba rota, ahora podíamos suponer que todos los cuerpos del universo estaban sujetos a las mismas leyes físicas.

Gracias al principio de gravitación universal podíamos llegar a conocer características de los cuerpos celestes que nunca antes el hombre había pensado llegar a conocer. De esta manera, hemos llegado a conocer la masa de los planetas, soles y galaxias, su velocidad y tamaño, así como poder calcular el peso de los cuerpos en sus superficies.

2.  La ecuación de onda, es una importante ecuación diferencial en derivadas parciales lineal de segundo orden que describe la propagación de una variedad de ondas, como las ondas sonoras, las ondas de luz y las ondas en el agua. Es importante en varios campos como la acústica, el electromagnetismo y la dinámica de fluidos. Históricamente, el problema de una cuerda vibrante como las que están en los instrumentos musicales fue estudiado por Jean le Rond d’Alembert en 1746 por primera vez, seguido de Leonhard Euler en 1748, Daniel Bernoulli en 1753 y Joseph-Louis Lagrangeen 1759.

3.  La teoría de la relatividad, incluye tanto a la teoría de la relatividad especial como a la relatividad general, formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo. La equivalencia entre la masa y la energía dada por la expresión de la teoría de la relatividad de Einstein, E = mc², indica que la masa conlleva una cierta cantidad de energía aunque la primera se encuentre en reposo, concepto ausente en mecánica clásica, esto es, que la energía en reposo de un cuerpo es el producto de su masa por su factor de conversión (velocidad de la luz al cuadrado), o que cierta cantidad de energía de un objeto en reposo por unidad de su propia masa es equivalente a la velocidad de la luz al cuadrado.

4.      La tierra da vueltas alrededor del sol y no al contrario, Copérnico no fue el primero en señalar la centralidad del Sol. A este respecto, basta nombrar a Aristarco de Samos, quien ya en la antigua Grecia enseñaba que la Tierra y todos los demás planetas giraban alrededor del Sol. De todos modos, el modelo que imperaba en su tiempo era el de Claudio Ptolomeo, que afirmaba que la tierra se hallaba estática y que tanto el Sol como los planetas giraban a su alrededor. Al realizar sus observaciones astronómicas, Copérnico descubrió anomalías en el sistema ptolemaico y comenzó a dudar de sus postulados básicos. En su obra principal dice:  […] cuando un barco navega sin sacudidas, los viajeros ven moverse, a imagen de su movimiento, todas las cosas que les son externas y, a la inversa, creen estar inmóviles con todo lo que está con ellos. Ahora, en lo referente al movimiento de la Tierra, de manera totalmente similar, se cree que es todo el Universo íntegro el que se mueve alrededor de ella […]" Copérnico llegó a la conclusión de que la Tierra se movía, girando sobre sí misma (un giro completo equivalía a un día) y alrededor del sol (un giro completo equivalía a un año). También sostenía que el eje de la Tierra se hallaba inclinado. A su vez, mantenía la concepción tradicional de una esfera exterior donde se encontraban inmóviles las estrellas. Se debe tener en cuenta que Copérnico realizaba sus observaciones sin contar con el aporte invalorable del telescopio, que por entonces no había sido aún inventado. Para observar los cuerpos celestes, pasaba las noches en la torre de su casa de las montañas. Complementaba estas observaciones con la lectura de las obras antiguas y clásicas y con sus propias anotaciones y cálculos. Si bien éstos últimos no eran del todo precisos, todas sus observaciones respondían a necesidades de orden teórico y se realizaban según un plan preestablecido.

Copérnico tuvo la “osadía” de desafiar la cosmología de Aristóteles y Ptolomeo, inamovible desde la edad media y así sentó las bases de la Astronomía Moderna, que sería desarrollada luego por Galileo, Brahe, Kepler y Newton, entre otros.

TALLER No. 3

1.      Realizar un organizador gráfico del tema.

2.      Consultar otras cinco leyes físicas que cambiaron el mundo.

3.      Investiga y contesta las siguientes curiosidades:

a)      ¿Por qué no hay premio Nobel de matemática?

b)     ¿Cómo apareció el signo igual “=”?

c)      ¿Cómo puedo medir un árbol sin tocarlo?

d)     ¿Cuál es el número de oro?

e)      ¿Cuál es el número pi?

f)       ¿Cuál es el número e?

g)      ¿Qué es el cero absoluto?

h)     ¿Cuál es el número de Graham?

i)        ¿Cuál es el número Gúgol?

j)       ¿Qué representa el número 43.252.003.274.489.856.000?

Nota: el taller se entregará la primera clase de la semana del 27 al 30 de abril de 2015.