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Newton pensaba escribir una versión ampliada de De Motu, pero el proyecto fue creciendo hasta terminar en los famosos Principia. Pero para llegar a ellos, Newton tenía que resolver algunos problemas.

Uno, quizás el principal, es que en su deducción de las leyes del movimiento y la gravedad, había supuesto que el Sol, la Luna y la Tierra eran masas puntuales. Pero eso era claramente sólo una aproximación. ¿Seguirían siendo válidas sus deducciones con cuerpos que no fueran puntos? No era fácil encontrar una respuesta satisfactoria. Algunos especulan que fue éste problema el que motivó a Newton a abandonar sus anteriores investigaciones sobre la gravedad en 1679. Si consideraba el caso de la manzana, en lugar de la luna, el caso era peor: era evidente que una gran parte de la masa de la Tierra estaba mucho más cerca de la manzana que el radio que usaba para sus cálculos. ¿Esto no afectaría la atracción neta de la Tierra a la manzana? Herbert Hall Turner (1861-1930)´, astrónomo, describe así la lucha de Newton, en un artículo del 19 de marzo de 1927 publicado en el Times de Londres:

En aquella época se le ocurrió la idea general de la atracción variable como el cuadrado inverso de la distancia, pero vió graves obstáculos en su aplicación completa, obstáculos de los que otras mentes menos preclaras no eran conscientes. La más importante de estas dificultadas no pudo superarla hasta 1685… Se trataba de relacionar la atracción de la Tierra sobre un cuerpo tan lejano como la Luna y la atracción que ejerce sobre una manzana situada a corta distancia de la superficie. En el primer caso, las diversas partículas que componen la Tierra (a la que Newton esperaba ampliar su ley, haciéndola así universal) se encuentran a distancias no muy distintas de la Luna en cuanto a la magnitud o dirección; pero sus distancias con respecto a la manzana diferían de forma conspicua, tanto en tamaño como en dirección. ¿Cómo se podrían combinar o sumar las diversas atracciones del segundo caso para obtener una única resultante? ¿Y en qué "centro de gravedad", en su caso, se concentrarían?

Finalmente, en la primavera de 1685, Newton logró demostrar un teorema fundamental: tomando cuerpos esféricos, toda la fuerza que atrae una esfera hacia otra, es inversamente proporcional a la distancia de sus centros. Es decir, cuerpos esféricos se pueden considerar como puntuales, concentrados en sus centros. Leo al matemático James Whitbread Lee Glaisher (1848-1928):

En cuanto Newton pudo demostrar su soberbio teorema - y  con sus palabras sabemos que no tenía esperanzas de obtener un resultado tan bello hasta que éste surgió de su investigación matemática -, todo el mecanismo del universo se mostró de repente ante él. ¡Qué distintas debieron aparecer estas proposiciones a los ojos de Newton cuando se dió cuenta de que sus resultados, que había tomado por aproximados al aplicarlos al sistema solar, eran en realidad exactos! … Podemos imaginar el efecto que esta súbita transición de aproximación a exactitud tuvo para estimular la mente de Newton a la consecución de logros aún mayores. Ahora tenía en sus manos la capacidad de aplicar con total precisión el análisis matemático a las cuestiones reales de la astronomía.

Hubo otro problema que tuvo que encarar, a tratar en próximo post. Fuente consultada para los textos de arriba: el libro de Mario Livio, "¿Es Dios un Matemático?".

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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