Fórmulas que mueven el mundo

Blog de Javier Sampedro

Sobre el blog

El mundo lo mueven las fórmulas y las metáforas, pero las fórmulas son las metáforas por antonomasia. Una ecuación es una pauta oculta en la naturaleza. Las cosas ya eran así, al parecer, pero nadie se había enterado hasta que llegó el tipo de la fórmula. Por ejemplo, v=e/t. La velocidad (v) es el espacio (e) partido por el tiempo (t). Si la velocidad de la luz (c) es una constante, lo que tal vez explique su nombre (c), el espacio (e) y el tiempo (t) no pueden serlo. Haciendo un par de cuentas, de ahí se llega a E=mc2 en dos semanas. Ésa es la fórmula que transformó el Big Bang en ese cielo nocturno que se ve ahí fuera, y la que lleva 14.000 millones de años alimentando el cosmos de energía, si es que eso tiene algún mérito. Imagínense la factura. La fórmula es la metáfora por antonomasia: F=ma. Como queríamos demostrar .

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El autor

Javier Sampedro nació en Madrid en 1960. Entre 1983 y 1993 se dedicó profesionalmente a la investigación genética, primero en Madrid y después en Cambridge. Desde 1995 es redactor de El País, donde actualmente escribe sobre sanidad, ciencia y tecnología. Asegura ser un dibujante con aptitudes (y sin paciencia) y un guitarrista de jazz solvente (aunque sin audiencia), pero ninguna de las dos cosas ha podido ser contrastada.

agosto 2007

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03 agosto, 2007 - 08:44

Cosas que caen al suelo

El tema de la manzana de Newton huele a sermón del News of the World desde 20 metros de distancia, pero el caso es que muchos historiadores de la ciencia lo consideran verosímil. Hombre, no que le diera en la cabeza, por el amor de Dios, pero sí que la viera caer en un atardecer de 1666 desde un manzano próximo a su ventana en Woolsthorpe Manor, que suena muy bien pero no era más que la casa de su madre en Lincolnshire. En ese momento, como en casi cualquier otro, el joven Isaac estaba pensando en la Luna, y lo que cayó sobre su cabeza no fue un objeto. Fue una iluminación: que lo que tiraba las manzanas abajo era la misma cosa que sujetaba a la Luna en su órbita alrededor de la Tierra. Newton le contó esa historia a tres personas de confianza, empezando por su ayudante, yerno segundo y biógrafo primero, John Conduitt. Yo me la creo porque volvió a ocurrir 250 años después.

Tú puedes ir jugando al ping-pong en un barco (supongo), o tirando una pelota al aire en el AVE. Aunque el tren se esté moviendo, la pelota no se queda atrás cuando abandona tu mano. Si llevas bien atornillado el iPod con los 50 cent, no tienes forma de saber si el tren está parado en la estación o a medio camino entre Ciudad Real y Córdoba. Hasta ahí habían llegado entre Galileo y Einstein en 1905.

Pero fíjate en que no he dicho "saliendo de Ciudad Real", ni "llegando a Córdoba", porque ahí sí que no hay iPod de 50 dólares que te pueda ocultar el hecho evidente de que el AVE está acelerando (o frenando, que es acelerar con signo menos). Ésa era la Luna de Einstein en 1906, y su manzana fue un ascensor.

Lo que tienen de particular los movimientos acelerados -lo que los diferencia de todas las demás situaciones: estar parado o moviéndose a velocidad constante- es que se notan. El tipo que va al volante ve el semáforo en ámbar, pisa a fondo para saltárselo y tú sientes que te haces uno con el respaldo de tu asiento. En ese momento aparece un guardia y del frenazo te comes el parabrisas, el salpicadero y hasta el guardabarros (se han dado casos). Los volantazos son otra forma de acelerar, porque acelerar es apartar al coche de su abulia, y ésta no sólo consiste en ir a 80 kilómetros por hora, sino también en ir siempre al frente. De ahí que los volantazos también se noten.

Es chocante que fuera Einstein la primera persona en darse cuenta -"la idea más feliz de mi vida", según su propia descripción- de que hay una notabilísima excepción a esa regla de que las aceleraciones se sienten. Si te subes a un ascensor montado en una báscula de baño y le das al cuarto piso, te verás engordar 10 o 12 kilos mientras el ascensor acelera (recuperarás la línea a la altura del segundo, o por ahí). Más agradable es el arranque del viaje de vuelta, desde luego, cuando pierdes esa docena de kilos, también durante un piso. Pero si te cortan el cable, la báscula no marca tu peso, ni 10 kilos más ni 10 kilos menos ni mitad de cuarto: marca exactamente cero. Y tú no sientes nada. En caída libre, la situación es exactamente como si un duende verde hubiera desconectado la fuerza de la gravedad por arte de magia. La tasa de reconexión, naturalmente, te espera unas docenas de metros más abajo.

Einstein escribió mucho más tarde: "Estaba sentado en la oficina de patentes de Berna, en 1907, cuando de repente me vino una idea: si una persona cae en caída libre no sentirá su propio peso. Quedé sorprendido. Esa sencilla idea me causó una profunda impresión y me impulsó hacia una teoría de la gravitación". ¿Por qué todas las aceleraciones se sienten menos la que imprime la gravedad? La respuesta debía ser, se dijo Einstein, que la aceleración y la gravedad son lo mismo en algún sentido profundo. La expresión formal de esa idea -que las leyes de la naturaleza son equivalentes en un sistema de referencia acelerado y en un campo gravitatorio- se conoce como "principio de equivalencia", y es el germen de la más fundamental de las teorías de la física contemporánea, la relatividad general. Formalizar matemáticamente esa teoría le llevaría aún a Einstein 10 años de desesperación. Y contratar a su amigo Marcel Grossmann para que desempolvara los cruciales hallazgos geométricos que el gran Bernhard Riemann había logrado 60 años antes. Según la relatividad general que salió de todo ello, los objetos deforman el espacio y el tiempo (el espacio-tiempo) de su entorno, como una bola de petanca deforma una cama elástica. Si hay otra bola de petanca rodando por las proximidades, la deformación hará que caiga en espiral hacia la primera (y viceversa). Esas danzas geométricas de los objetos -manzanas, planetas, galaxias- abandonados a una caída libre perpetua por las sinuosas pendientes del espacio-tiempo, esa coreografía cósmica es lo que los mortales habían percibido torpemente como "gravedad" hasta 1916.

Por favor, ¿a alguien se le ocurre una pregunta tonta? Pero realmente tonta, ¿eh?

Comentarios

¡Qué horrror!

El blog de hoy es de traca.

Nuestro querido Sampedro nos confunde el Principio de Inercia de Galileo con el Principio de Ralatividad General de Einstein.

Sampedro: ¿Quiere usted una pregunta tonta?

Expliquenos la diferencia entre:

(1) El Principio de Inercia.

(2) El Principio de Relatividad Especial.

(3) El Principio de Relatividad General.

Puede usted visitar mi Re-Blog para aprender la diferencia:


http://formuladivina.blogspot.com/

¿por qué la 'gashinita' cruzó la carretera?

Ejem, Galoisiano, creo que has promocionado tu Re-Blog N veces - cuando N tiende a infiniiiiiito.

Queee si, que ya sabemos que tienes un blog y que ahi la ciencia se trata con rigor y objetividad - teniendote como Blogmaster, kein Zweifel.

Pero ahora a ver si podemos divagar aqui como el Crack manda, que para eso es viernes y agosto...

Quien deposito gashinas, recibira gashinas [Eduardo Duhalde, enero 2002].

«Por favor, ¿a alguien se le ocurre una pregunta tonta? Pero "realmente" tonta, ¿eh?»

Javier ten cuidado no te caiga el juez Juan del Olmo ese.

La grafiosis.

quise decir que no te caiga encima el juez.

No le pidas peras al olmo.

peso luego existo?

¿Es la gashinita siega? ¿No quería el Maestro una pregunta tonta?

Joker: Estoy haciendo una gran labor social de forma gratuita. No creo que ello sea malo. Cada cual es libre de leer mi blog o no, o creerse lo que cuenta Sampedro o no.

No entiendo porqué Sampedro no tiene algún científico que le corrija los textos antes de publicarlos.

Os aseguro que se puede escribir un blog científico sin escribir barbaridades.

¿Qué os parecería si se confundiese a Goya con Picasso?

A mí.
(Y a ti también, por lo visto...)

Para aceleración la de nuestros abuelos que a principios de siglo pasado en las zonas rurales vivian no muy distinto a como vivieron ocho siglos atras y que en el ínfima lapso de una vida llegaron a ver Tv, inalàmbrico, inyecciones de silicona y más.
Para aceleración "vital", la del subsahariano que sale de una barraca hecha de boñigas de vaca y en un viaje en patera ( si no muere en el intent)compra 35 años más de vida si puede quedarse a vivir en la europa espléndida, y seguridad social y tal vez una hipoteca de por vida. Esto es aceleración histórica. Lo demás, Samp, danza de planetas, belly dance galáctico.

Esto es lo que un Newton de hoy en Canarias puede ver y sentir. Vértigo por la manzana que cae del árbol de Senegal al parterre de la Casa de campo.

Galoisiano-Abeliano te he dejado un nuevo comentario en tu bitácora.

Yo me voy a sobar. Luego más.

Procedo con mucho gusto y la debida disciplina académica a responder a la pregunta tonta de galoisiano-abeliano, que no sé si sabéis que tiene un blog:
>El principio de inercia de Galileo va de bolas de billar: dice que si le das a una con el taco y nada la estorba, hará lo que todos sabemos: seguir rodando en línea recta y a velocidad constante.
>La relatividad especial va de correr casi tan deprisa como una onda de luz, hasta casi verla parada a tu lado, como ves parado al tren de al lado cuando te mueves a la par que él. Como la velocidad de la luz (c) es una ley de la naturaleza (de hecho, se desprende de las ecuaciones del electromagnetismo de Maxwell sin si quiera precisar respecto a qué hay que medirla!), la única solución posible a esta paradoja es la que propuso Einstein en 1905: que si c es una constante, el tiempo y el espacio no pueden serlo. La relatividad especial es la formalización matemática de esta simple idea, y una de sus derivaciones (también trivial una vez que se ha aceptado el asombroso hecho fundamental) es E=mc2.
>Y la relatividad general es lo que yo explico ahí arriba: una teoría de la gravedad. Como ya habrás adivinado a estas alturas, su relación con el principio de inercia de Galileo es nula. La verdad es que, como pregunta tonta, no estaba mal. No me ha dado tiempo todavía a mirar tu blog, prometo hacerlo más tarde

GA, parece que te empeñas en encontrar errores a toda costa.

JS equipara el principio de la relatividad especial (lo que sabía Einstein en 1905) con el de Galileo, y eso es razonable ya que puede verse como una extensión de aquel.

Luego explica el principio de equivalencia y lo presenta como el germen de la TGR, lo que también parece correcto.

He estado en tu blog y tampoco es que aporte mucho, interpretas mal el artículo de JS y dices algunas cosas que son medias verdades, por ejemplo: "El buen ejemplo sería decir que el viajero del tren, con las ventanas cerradas, no sabría distinguir una aceleración o deceleración del tren con que este se inclinase hacia adelante o hacia atrás respectivamente"

Querido Javier,

Gracias por tu respuesta. Creo que nuestra interacción te resultará beneficiosa. Sinceramente te aconsejaría que alguien con formación matemática o física te leyese tus artículos antes de publicarlos.

Por favor, lee mi blog para darte cuenta de la diferencia entre el principio de inercia y el de relatividad general.

El fenómeno que describes (darse cuenta cuando el tren frena) es el principio de inercia. El frenado del tren nos transmite una fuerza que sentimos y sin la cual continuaríamos nuestro movimiento rectilineo y uniforme (de acuerdo con el principio de inercia).

Siento decirte que viendo tu explicación tampoco entiendes bien lo que es la Relatividad Especial. Escribes:

"La relatividad especial va de correr casi tan deprisa como una onda de luz, hasta casi verla parada a tu lado, como ves parado al tren de al lado cuando te mueves a la par que él."

Pues va a ser que no. Precisamente en el origen de la Relatividad Especial están los experimentos de Michelson-Morley que precisamente comprobaban que por mucho que corramos tras la luz, esta tiene siempre la misma velocidad.

Además, no respondes a mi pregunta "tonta": No te he preguntado sobre la "Teoría de la Relatividad Especial" sinó sobre el "Principio de Relatividad Especial" que es uno de los principios (el fundamental) en que se basa la teoría. Lo tienes en mi blog, y tiene relación con lo que dices después.

Para más señas soy Físico Teórico de formación (sin que sirva de argumento de autoridad, pues en ciencia no hay autoridad, sólo teoremas correctos o incorrectos y teorías correctas o incorrectas).

Saludos, y encantado con tu interacción.

Sampedro, has recuperado un "fans". Te leeré en la playa. Todo es relativo, creo...

mi teoría es que GA-el-del-blog es un invento de Javier para parecer que sabe más. Y de paso promoverse un blog paralelo para independizarse de la tiranía del periódico de tener que hacer articulitos en pleno verano, con lo que a él le gustaría esta misma sección en octubre. Una vez enganchados pondrán una tarifa de acceso (en ese caso hay que ir mejorando los contenidos eh?) Mi segunda pregunta tonta del día, y cuidado que amenazo con más, es: (trrrr..- mm, no sé como hacer ruido de tambores...tururú?-tototón?)


Dr. Sampedro, Mr. GA-el-que-tiene-un blog, señores blogeros, es esta teoría real?

caracola ¿quieres decir que es una suerte de Jekill y Mr. Hide? un alter ego. Me parece plausible la teoria.

Saludos queequeg:

No veo por ningún sitio que Sampedro hable de Relatividad Especial. ¿Me lo puedes explicar?

Mi ejemplo del tren es correcto para explicar el Principio de Relatividad General (salvo que atrás y delante estaban cambiados. Gracias por la corrección).

Sin embargo el ejemplo de Sampedro no lo es. En el ejemplo clásico de Einstein el ascensor está uniformemente acelerado. No conozco ninguna explicación del principio mediante el cambio de movimiento rectilineo uniforma a acelerado como propone Sampedro.

¿Cuanto tardaría una nave en llegar (más o menos) a Alfa Centauro si se lanzara digamos en el año 2152? Damos por hecho que en unos años ya han descubierto "frentes de onda gravitacionales", y para esas fechas alguna manera de anularlas puntualmente: la aceleración que se consiga inicialmente no tiene que vencer la velocidad de escape de la Tierra. ¿Habría una diferencia significativa?.¡Ah! En la nave irían fotos con desnudos integrales y explícitos, por el qué dirán.

Estimado GA,

La verdad es que no había caído en que atrás y adelante estaban cambiados, me refería a que, siendo puristas, en el caso de la inclinación el pasajero del autobús ejercerá menor presión sobre el asiento. Quizás me digas que es un detalle sin importancia, pero lo saqué o colación para mostrar que es fácil encontrar errores en los textos de divulgación.

Por otro lado, yo entiendo que JS se refiere a la relatividad especial y al principio de relatividad de Galileo en la frase: "Hasta ahí habían llegado entre Galileo y Einstein en 1905".

Caracola, peso ¿luego existo? no vale como pregunta tonta. Es más yo creo que es una pregunta muy inteligente. De hecho una pregunta semejante a dado 'La insoportable levedad del Ser'.

Y nuestro amigo quiza tiene una teoría al respecto que, aunque no esté totalmente de acuerdo con ella, es, como siempre, muy interesante de leer. Así que preguntadle, anda.

JS, me alegro de leerte... aunque me temo que no me va a dar tiempo a repasar todo lo que habeis escrito. Tengo que cubrir una rueda de prensa en 15 minutos. Espero poder entrar antes de comer.

Hasta ahora

principio de inercia: si uno tiene un blog, yo me monto otro.

principio de relatividad especial: la incapacidad de determinar si el principio de autoridad de un físico teórico afecta a un blog en reposo o que se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme.

principio de relatividad general: el dilema de me creo especial y los demás no lo perciben, aunque tenga un blog y un título. La importancia del sistema de referencia (en este caso, los blogeros).

(GA-el-que-tiene-un blog, esto no pretende ser ofensivo, eh?)

La tercera pregunta tonta (tostadora, como me digas que esta no es tonta llegaremos a las manos), he ido elaborando y he caído. No estará el Sr. Sampedro intentando justificar la necesidad de contratar a un asesor científico?

Principio de Incertidumbre "GA-der-ein-Blog-hat": Es imposible despreciar la ciencia de Sampedro y simultaneamente montar un Re-Blog exclusivamente para criticar la mencionada ciencia Sampedriana.

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