¿Cómo llegamos a la física moderna?

¿Cómo llegamos a la física moderna?

Los físicos han dividido las fuerzas del universo en cuatro: gravedad, electromagnética, fuerza nuclear débil y fuerza nuclear fuerte. La idea de Albert Einstein de llegar a una ecuación o conjunto de ecuaciones que relacionara las cuatro fuerzas, fue su obsesión y tumba, como veremos en otro artículo.

La ecuación de la gravedad fue propuesta por Isaac Newton en 1657 y desde ese momento dominó la llamada Física Clásica. Es la que conocemos que se aplica a objetos grandes, la que predice el movimiento y la trayectoria de objetos grandes en cortas distancias. Por tanto, esa fuerza dejó muy pronto de tener misterio para los investigadores.

La fuerza electromagnética, al principio, se consideraban dos: la eléctrica y la magnética. Fue Hans Christian Orsted en 1820 que descubrió que una influenciaba a la otra y designó el fenómeno como electromagnetismo. Unos años después, 1831, Michael Faraday, cuya pantalla puede interesar a muchos políticos, razonó que si la corriente eléctrica puede crear un campo magnético, un campo debe producir una corriente eléctrica. Faraday fue un sabio interesante, no tenía educación formal, aprendió ciencias siendo mensajero de un encuadernador de libros pues leía los que llegaban al taller. Descubrió, además, una relación entre electromagnetismo y la luz, mostrando que el magnetismo intenso puede afectar la naturaleza de la luz polarizada.

Michael Faraday fue lo que hoy llamaríamos un físico experimental, de laboratorio, y como tal descubrió también el campo eléctrico. Siendo autodidacta, nunca aprendió mucho de las matemáticas, por lo que tuvo grandes dificultades para derivar las ecuaciones que describieran sus ideas, en consecuencia, los conocimientos del electromagnetismo permanecieron largos años empíricos.

En la década de 1860, un escocés James Clerk Maxwell volvió sobre las ideas de Faraday y les dio forma matemática. Nacen así las ecuaciones del electromagnetismo, que científicamente unifican la electricidad y el magnetismo como una fuerza. La segunda fuerza de la naturaleza. Maxwell logró, en base a sus ecuaciones, calcular la velocidad de la luz (300,000 Km/h) con una precisión del uno por ciento. Sin embargo, faltaba comprobarla.

Al calcular matemáticamente la velocidad, surge la pregunta ¿con relación a qué se mueve la luz a 300,000 Km/h? La respuesta más fácil y rápida era una idea que venía desde Aristóteles: con relación al éter. Así, el éter se convirtió en el marco de referencia del universo entero. Esa idea estaba tan arraigada en la mente humana que recuerdo, estando en el bachillerato, todavía algunos profesores no se habían enterado de que el éter no existía.

Bien, Maxwell sugirió un experimento: Si hay éter, la tierra debe estarse moviendo en él cuando se traslada alrededor del sol y como la tierra se mueve en diferentes direcciones en enero que en abril o junio, debe haber una pequeña diferencia en la velocidad de la luz medida en esos meses. En 1887, los estadounidenses Albert Michelson y Edgard Morley realizaron un experimento muy preciso para establecer las diferencias en la velocidad de la luz. Sus resultados la luz se mueve a igual velocidad.

La idea del éter estaba tan engravada en la mente humana que Michelson y Morley no miraron en esa dirección y el éter siguió. En 1905, un desconocido empleado de la oficina de patentes en Berna, Suiza, Albert Einstein, hizo la simple hipótesis: la velocidad de la luz debe ser la misma para cualquier observador moviéndose uniformemente. Esta idea revolucionó el concepto espacio-tiempo y la Física como se conocía hasta entonces. Nace  la Teoría Especial de la Relatividad y con ella la Física Moderna.

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