Angel "Java" Lopez en Blog

Publicado el 25 de Julio, 2010, 12:30

Hay un punto importante sobre el electromagnetismo, en particular sobre la teoría electromagnética completada por James Clerk Maxwell en el siglo XIX (consolidó de forma coherente resultados anteriores, y agregó lo suyo, muy importante, como veremos ahora). Lo encuentro mencionado al comienzo del capítulo 28 del volumen 1 de las Feynman Lectures on Physics de Richard Feynman (ya comenté algún pasaje del libro en Las cosas de la ciencia, por Richard Feynman). Leo ahí:

Los momentos más espectaculares en el desarrollo de la física son aquellos en los cuales se producen grandes síntesis, donde se descubre súbitamente que fenómenos que antes habían parecido diferentes no son sino aspectos diferentes de la misma cosa. La historia de la física es la historia de tales síntesis y la base del éxito de la ciencia física está principalmente en que somos capaces de sintetizar.

Aún hoy estamos persiguiendo la "gran unificación" de las fuerzas. Veremos hasta dónde nos lleva ese camino. Casos de síntesis: la unificación del calor y otras formas en energía; las distintas reacciones químicas explicadas desde las uniones de átomos, compartiendo electrones de distintas formas, etc..

Quizás el momento más espectacular en el desarrollo de la física durante el siglo XIX se le presentó a J.C.Maxwell un día alrededor de 1860 cuando combinó las leyes de la electricidad y del magnetismo con las leyes del comportamiento de la luz. Como resultado, las propiedades de la luz fueron desenredadas parcialmente -esa antigua y sutil materia que es tan importante y misteriosa que se creyó necesario arreglar una creación especial para ella al escribir el Génesis-. Maxwell pudo decir, al terminar su descubrimiento: "Que haya electricidad y magnetismo y allí está la luz!"

Pasaron milenios desde el asombro inicial del hombre ante el magnetismo, las propiedades del ámbar, y esta unificación de Maxwell con la luz. Nada que no fuera la actividad científica, nos hubiera dado ese conocimiento.

Para este momento culminante hubo una larga preparación en el descubrimiento y el desarrollo gradual de las leyes de la electricidad y del magnetismo...

Como escribía arriba, Maxwell fue el último (y muy importante) eslabón en la cadena de científicos que nos llevó al electromagnetismo, destacaría a Faraday, también. La actividad científica es una actividad que se desarrolla en la historia, con varios protagonistas.

.. la historia es, brevemente, como sigue. Las propiedades de la electricidad y el magnetismo, de las fuerzas eléctricas de atracción y repulsión y de las fuerzas magnéticas descubiertas gradualmente, mostraron que, aunque estas fuerzas eran bastante complejas, todas disminuían con el cuadrado de la distancia. Sabemos, por ejemplo, que la sencilla ley de Coulomb para cargas eléctricas es que el campo de fuerza eléctrica varía inversamente con el cuadrado de la distancia. Como consecuencia para distancias suficientemente grandes hay poca influencia de un sistema de cargas sobre otro.

Los físicos ya estaban acostumbrados a la disminución de la fuerza con el cuadrado de la distancia, desde Newton y su modelo de la gravedad. Acá vienen un punto nuevo e importante:

 Maxwell notó que las ecuaciones o leyes que se habían descubierto hasta ese momento eran incompatibles entre sí cuando trató de juntarlas, y para que todo el sistema fuera compatible tuvo que agregar otro término a sus ecuaciones. Con este nuevo término surgió una predicción asombrosa que fue que una parte de los campos eléctricos y magnéticos disminuiría mucho más lentamente con la distancia que la inversa del cuadrado, a saber, inversamente con la primera potencia de la distancia! Y así se dio cuenta que las corrientes eléctricas en un lugar pueden afectar a otras cargas lejanas y predijo los efectos básicos con los que estamos familiarizados hoy día -transmisión de radio, radar, etc.

No es posible exagerar lo que ha provocado en nuestra vida ese avance, "pequeño paso" de descubrimiento de Maxwell.

Parece un milagro que alguien hablando en Europa pueda, con simples influencias eléctricas, ser oído a miles de kilómetros en Los Angeles. ¿Cómo es posible? Lo es porque los campos no varían con la inversa del cuadrado, sino que sólo inversamente con la primera potencia de la distancia.

Y ahora viene otro punto importante:

Finalmente, entonces, se reconoció que incluso la luz consistía en influencias eléctricas y magnéticas, que se extienden sobre las grandes distancias, generadas por una oscilación increíblemente rápida de los electrones en los átomos. Todos estos fenómenos los resumimos mediante la palabra radiación o más específicamente radiación electromagnética, habiendo también uno o dos tipos más de radiación. Casi siempre radiación significa radiación electromagnética.

Esto no sólo ha sido importante para nuestro avance en tecnología. Explica una de las maravillas del universo. Leamos a Feynman:

Y así está enlazado el universo. Los movimientos atómicos de una estrella distante todavía tienen suficiente influencia a esta gran distancia para poner los electrones de nuestro ojo en movimiento y así sabemos de las estrellas. Si esta ley no existiera estaríamos literalmente a oscuras con respecto al mundo exterior! Y los oleajes eléctricos en una galaxia distante cinco mil millones de años luz -que es el objeto más lejano que hemos encontrado hasta ahora- puede influenciar todavía de una manera significativa y detectable las corrientes en el gran "plato" frente a un radiotelescopio. Y así es cómo vemos las estrellas y galaxias.

Hoy seguimos buscando otros tipos de relaciones a distancia, por ejemplo, en el entrelazamiento cuántico, y el universo holográfico. Pero es interesante notar que hay algo de todos los días, la luz desde las lejanías del universo, que nos muestra una notable propiedad del electromagnetismo.

Es notable lo que hemos avanzado en el conocimiento del universo. Parece igual que lo más asombroso está por venir.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Por ajlopez, en: Ciencia