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lunes, 29 de septiembre de 2025
EL AGUA EN TU CUERPO......
sábado, 4 de enero de 2025
ISAAC NEWTON
La nochebuena de 1642, un frágil bebé prematuro cuyo padre había muerto meses antes de su nacimiento, fue recibido en el pequeño poblado de Lincolnshire con pocas esperanzas de vida. Aquel infante sería nombrado Isaac Newton en memoria de su padre.
En un intento de tener una mejor calidad de vida, su madre Hannah Ayscough, se casa con el reverendo Barnabás Smith. Lo cual resulta contraproducente, pues él no pensaba hacerse cargo de un pequeño ajeno de tres años. Isaac, es enviado con su abuela para su crianza y manutención. Pasaría ahí los primeros once años de su vida hasta la muerte de su padrastro.
A la muerte del padrastro, la madre tenía ya dos hijos producto de aquella relación e intento reunir a la familia junto con Isaac, pero sus hermanastros, al igual que casi cualquier persona ajena a sus abuelos, le resultaban desagradables. La madre de Isaac, ahora con mayor soltura económica tras enviudar, quiso dar a su primogénito la educación de un caballero, y lo envió a The King's School en Grantham, cumplidos doce años.
Fue en esta etapa su primer acercamiento a las matemáticas mediante la aritmética. En este lapso el pequeño Newton aprendió griego y latín, maravillándose con las lenguas. A pesar de ello, era un estudiante introvertido y al parecer de sus profesores, sin interés alguno en los estudios.
Isaac se hospedó en la casa del Dr. Clark, un farmacéutico, compartiéndola con tres pequeños de edad inferior y la esposa de este. La habitación de Isaac pronto se vio repleta de herramientas costeadas con el dinero que su madre le enviaba para la escuela y la manutención.
Construía juguetes mecánicos, entre ellos la réplica a escala de un molino de viento, cuyo mecanismo fue igualmente optimizado por Newton. Clark notó la curiosidad del joven y le brindó acceso a sus materiales de trabajo, pócimas, calderos, botellas, esencias, etc. Además de darle acceso a los libros de alquimia que utilizaba, de los cuales un ejemplar de Los Misterios de la Naturaleza y el Arte, de John Bate, se convertiría en su inspiración.
Al cumplir 17 años, su madre le ordenó volver a casa para hacerse cargo de la granja con los abuelos, pero su profesor Henry, quien veía el genio del muchacho, suplico a la madre que le dejara quedarse y postularse para la universidad, ella terminó aceptando de muy mala gana, De ese modo, Isaac, fue aceptado en el Trinity College de Cambridge. Sin embargo, jamás fue un alumno dedicado a los ojos de sus profesores. Prestaba más atención a sus estudios autodidactas y a la biblioteca que a sus clases.
Atendía las obras de los grandes de su tiempo, Fermat, Kepler, Descartes, Viéte etc. El resto de su tiempo lo tuvo que emplear para trabajar a fin de pagar sus estudios, ya que su madre dejó de apoyarlo económicamente. Rara vez socializaba, su mundo era él y los libros. Se graduó como un estudiante mediocre.
Newton conocería a Isaac Barrow, quien habría de ser su profesor de matemáticas y le introduciría en las ideas de Galileo sobre el movimiento y la gravedad. Tras leer el ejemplar Geometría de Descartes por Van Schoote, superó a su maestro y ocasionalmente era Barrow quien solicitaba la ayuda de Newton para abordar cuestiones matemáticas. En el lapso de un año, de 1663 a 1664, mismo año en que se graduó como Bachiller en Artes, Newton aprendió toda la matemática moderna existente en su tiempo. Barrow ya no tenía que enseñarle al muchacho, que obtuvo una beca para continuar sus estudios en Cambridge.
Al año siguiente una plaga invadió la universidad y Newton se vio obligado a regresar a casa de sus abuelos, lo que le conduciría a pasar los siguientes 18 meses trabajando en su casa completamente solo.
El interés de Newton por la geometría y la óptica aumentó, con ello comenzó a enviar sus primeros trabajos y un gran telescopio que él mismo había diseñado a la Royal Society, manteniendo así una activa correspondencia. Pero no recibió las mejores criticas precisamente, en especial por parte de Robert Hooke. Esto no desalentó a Isaac y continuó con sus estudios sobre la luz, determinando a raíz del famoso fenómeno de refracción de la luz en un prisma, que el color es una propiedad de la luz, no de los objetos.
En base a este descubrimiento elaboró un segundo telescopio que le valió su admisión en la Royal Society. La manera de adjudicarse un descubrimiento en aquel entonces era publicándolo. Newton jamás buscó el reconocimiento público, él se enfrentaba a retos intelectuales, su simple solución constituían la mayor satisfacción en sí misma.
Sin embargo, años después Newton lamentaría no haber hecho públicos sus hallazgos, en especial sus gigantes avances en cálculo. Cuando volvió a Cambridge en 1667 mostro una copia de sus trabajos matemáticos a Barrow, y tras dos años de persuasión, este consiguió que Newton se animase a publicar su obra, el resultado fue su majestuoso ejemplar de Análisis.
Newton pidió a la Royal Society la publicación de un trabajo suyo sobre la luz, pero ante tal publicación Hooke lo acusó de haber plagiado parte de las observaciones que él mismo había hecho con anterioridad, también publicadas en su ejemplar Micrografía. Newton indignado y decepcionado, se prometió a sí mismo no volver a publicar.
En 1669 Newton reemplazó a Isaac Barrow como profesor de matemáticas, para ello tenia que ser ministro de la Iglesia Anglicana. Adentrado en sus estudios, llegó a la conclusión de que la doctrina de la trinidad, era un simple fraude perpetrado por el Imperio Romano durante los siglos III y IV. Por supuesto, esto no lo admitiría públicamente. El dios de Newton era un dios personal, un creador que no solo estaba sobre el mundo, sino que estaba también apartado del mismo, no un dios caprichoso con defectos humanos, sino un dios racional, que se revelaba a través de la naturaleza y las matemáticas.
Newton creía que debía utilizar la inteligencia superior que le había dado dios para recuperar este conocimiento perdido. En ese mismo año, Newton compró dos hornos e hizo parte de su habitación en Cambridge un laboratorio. Se concentraba tanto en sus experimentos que comía y dormía muy poco-
A menudo olvidaba incluso alimentarse, rara vez se iba a dormir antes de las tres de la mañana. Newton vivía concentrado en sus experimentos sobre física, alquimia y teología. Creía firmemente que otras civilizaciones antiguas ya conocían los descubrimientos que él había realizado, pero que se habían perdido en el tiempo. Newton siempre tuvo una alta estima por su madre, a pesar de que ésta jamás comprendió su genio. Su muerte en 1679 lo privó de su única relación humana, todo lo que le quedaba era su trabajo.
En aquellos tiempo se creía que los astros eran atraídos por una especie de onda marina que los rodeaba, constituida de una materia invisible desconocida. Eso era lo que ponía orden en el universo. Los cometas eran signo de presagios y superstición, pero para Newton existía una fuerza responsable de todos esos fenómenos. A partir de una carta de su mas acérrimo rival, Hooke, comenzó a interesarse enormemente por la astronomía.
En 1684 Robert Hooke, Edmund Halley y otros colegas, se reunieron para tratar posibles soluciones matemáticas al movimiento de los cuerpos celestes. En un punto de la discusión Halley recordó a un profesor reservado es Cambridge, de cuyo genio se rumoreaban proezas sobrehumanas, un hombre tímido y reservado de apellido Newton. Halley acudió personalmente hasta Newton, quien sin mucho ánimo le recibió. Halley planteó la interrogante "si un planeta se mueve en forma elíptica, ¿Qué tipo de fuerza estaría operando?. Y Newton respondió, "una fuerza inversa al cuadrado". A lo que Halley contesto "¿Cómo sabes eso?" e Isaac afirmó "yo mismo lo he probado".
Poco meses después Newton le envió un trabajo titulado "Del Movimiento de Los Cuerpos" y Halley se dio cuenta que esa era la solución que todos habían estado buscando. El problema fundamental, según Newton, era que las matemáticas actuales de ese entonces no eran suficientemente poderosas para lograr tal explicación, por ello él tuvo que preparar un nuevo modo de concebir las relaciones en la naturaleza: el cálculo diferencial e integral.
Maravillado, Halley insistió a Newton a que publicase su trabajo con mayor detalle para preservarlo como una de las grandes obras científicas de la humanidad, Newton tenía muchas reservas sobre ello, pero Halley logro convencerlo. En ese entonces La Royal Society estaba carente de fondos, pero era tal la fe que Halley tenía en la obra de Newton que él mismo financio la producción del ejemplar. Un acto por el que futuras generaciones de científicos le estarían agradecidos siempre.
Newton conocía el potencial de su trabajo, tenía la absoluta certeza de qué podría ser empleado en infinidad de aplicaciones prácticas. Recopiló datos astronómicos sobre el movimiento de cuerpos celestes que él mismo verificó de manera experimental. El texto fue presentado no como una hipótesis, sino como una fehaciente demostración matemática.
Utilizando sus leyes de gravedad y herramientas matemáticas creadas por él mismo, describió la estructura del universo, mostró cómo determinar la masa de los planetas, el motivo de que la Tierra esté achatada en los polos y sea más ancha en el Ecuador, cómo funcionaban las mareas, la sucesión de equinoccios y el movimiento de los cometas.
Newton se había convertido en el científico más famoso de Inglaterra y pronto de todo el mundo. Haciéndose conocido de los personajes políticos influyentes de su sociedad comenzó a tener discípulos de todas partes del mundo. En 1696 se le confió el puesto de Directos de la Casa de la Moneda. Convirtió a la institución en la más eficiente de Londres. Sería promovido a Gobernador de la Casa de Moneda en 1699.Años más terde Newton propuso que se acuñara una moneda conmemorativa para la Reina Ana. En 1705, ella viajó a Cambridge para nombrarlo caballero por su excepcional trabajo en ciencias. Sir Isaac Newton.
A pesar de la fama y la fortuna, Newton continuaba con su problema de toda la vida, el socializar con seres humanos. Jamás se casó y no se le conoce otro romance que el que tuvo con una joven a los diecinueve años. La única relación que tuvo, fuera de la ciencia fue la de su madre.
A la muerte de Robert Hooke, en 1705 fue nombrado Presidente de la Royal Society. Su primer acto fue desaparecer todo registró de su mas grande rival y moldear la sociedad a su imagen. Al año siguiente publicó su trabajo dentro de la Royal Society titulado Ópticos. El libro era una refinación acerca de sus trabajos anteriores sobre la luz, en contraste a su primer trabajo, éste fue admitido sin una sola palabra de crítica.
En su vejez, al igual que en su juventud halló refugio en sus trabajos de cálculo. En sus últimos años Newton recibió un sinfín de elogios y reconocimientos en Europa y sus discípulos lo idolatraban.
Cuando Newton falleció en 1727, los ritos funerarios tuvieron el esplendor digno de un rey, Fue enterrado entre la realeza, en la Abadía de Westminster, El poeta Alexander Pope compuso el epitafio "La naturaleza y sus leyes yacían envueltas en la noche. Dios dijo "¡hágase Newton!" y todo fue luz".
Newton ha sido y seguirá siendo modelo de inspiración para incontables generaciones. Es uno de los mayores ejemplos del poder del genio humano. Sus aportaciones revolucionaron al mundo y continúan haciéndolo. Es sin lugar s duda uno de los grandes personajes que moldearon el mundo.
miércoles, 26 de junio de 2024
VIAJE AL PASADO
EXPERIMENTAR
UN VIAJE AL PASADO
Un equipo
de científicos ha demostrado que los bucles de tiempo permiten un salto al
pasado, por lo que han diseñado un experimento para hacer retroceder una
partícula a través del tiempo cuántico y tal vez influir en su propio pasado.
La idea se basa en los trabajos del físico Seth Lloyd, de la universidad de Massachusetts, que ha desarrollado teorías sobre bucles de tiempo cuánticos, aunque sin considerar las implicaciones prácticas.
Sin embargo, Lloyd y otros físicos han revisado estos conceptos con nuevos conocimientos y comprensión del reino cuántico, lo que los ha llevado al diseño de un experimento que, por primera vez, podría enviar una partícula al pasado.
Curvas de tiempo cerradas
Los físicos consideran que esos bucles de tiempo son como curvas de tiempo cerradas (CTCs), surgidas de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein: son trayectorias ´hipotéticas en el espacio-tiempo que permitirían a una partícula regresar al mismo estado del que partió en el tiempo.
Inicialmente, las CTCs se consideraron imposibles debido a su naturaleza paradójica. Sin embargo, Lloyd y otros físicos barajan la posibilidad de utilizar las CTCs para enviar partículas al pasado lo que abriría la puesta a la exploración de viajes en el tiempo.
Entorno cuántico
Según las teorías de Lloyd y su equipo, se podría utilizar la estructura de las CTCs para crear un entorno en el que una partícula pueda regresar a un punto anterior en el tiempo valiéndose del entrelazamiento cuántico entre partículas: en ese estado, cualquier variación que experimente una de ellas se reflejará instantáneamente en la otra, incluso si están separadas entre sí por grandes distancias (incluso temporales, no solo físicas).
Esto implica la manipulación de la geometría del espacio-tiempo de manera que se genere una trayectoria cerrada a través de la cual una partícula pueda volver a su estado inicial en el pasado.
Además, el estudio de este
fenómeno podría aportar luz sobre la naturaleza fundamental de la causalidad y
el significado de la teoría cuántica. Eventualmente, podría contribuir asimismo
al desarrollo de una teoría más completa que abarque mejor la esencia de la
realidad.
En sentido más práctico, el envío de señales cuánticas al pasado podría tener implicaciones en criptografía y computación cuánticas, lo que permitiría la creación de sistemas más seguros y eficientes para la transmisión de información.
¿Cambiar el pasado?
Sin embargo, el envío de señales cuánticas al pasado también podría generar paradojas y problemas, como la posibilidad de crear bucles de tiempo cerrados (CTCs) que permitirían cambiar el pasado.
Se ha comprobado que el orden
temporal de los eventos puede ser alterado mediante el entrelazamiento cuántico,
por lo que el futuro puede influir en el pasado. Esta constatación ha estado
presente en el diseño del experimento de Lloyd y su equipo.
Sin embargo, aunque ese
experimento salga bien, no significaría que sea posible viajar al pasado en la
realidad, sino que solo demostraría que es posible simular este proceso
imposible en un entorno cuántico.
En cualquier caso, el mero anuncio del experimento aumenta la fantasiosa promesa de un viaje en el tiempo.
jueves, 31 de marzo de 2022
LAS LUPAS DE NUESTRO UNIVERSO
La
teoría de la relatividad general describe la interacción gravitatoria entre
distintos cuerpos con masa. Einstein llegó a la conclusión de que la gravedad
no es una fuerza, como formuló Newton, sino una consecuencia de la geometría del
espacio-tiempo (el modelo matemático que combina el espacio y el tiempo en un
único concepto). Un cuerpo con masa deforma el espacio-tiempo formando una
curvatura que es mayor cuanto más cerca estamos del objeto. Esta deformación es
lo que atrae a los cuerpos entre ellos y provoca que otros objetos tales como
planetas, satélites, cometas…..que pasen cerca sigan trayectorias curvas.
Ahora
bien, ¿Qué ocurre con la luz? ¿También se puede curvar? Aunque pensemos que la
luz viaja en línea recta, no siempre es así. La luz procedente de astros
brillantes también se curva alrededor de un objeto con masa. Este objeto masivo
que curva la trayectoria de la luz se conoce como lente gravitacional.
Recibe
este nombre por tener un comportamiento análogo a una lente óptica, que también
desvía los rayos de luz. Como consecuencia, la imagen del astro que observamos
en el telescopio está desplazada y distorsionada en comparación a como la
veríamos en ausencia de la lente, es decir, si la luz hubiera viajado en línea
recta. Por otra parte, se observa también un aumento de la luminosidad de la
fuente, dicho de otro modo, vemos el objeto más brillante de lo que realmente
es. Esto se debe a que la lente gravitacional también focaliza los rayos de luz
al igual que una lupa.
Explorando la parte invisible de nuestro universo
Utilizando
las lentes gravitacionales, podemos estudiar las estructuras a gran escala de
materia del universo a partir de las distribuciones de galaxias que observamos
con los telescopios. Sin embargo, la mayoría de la materia del universo está
hecha de materia oscura, un tipo de materia que no emite luz y por lo tanto, no
podemos observar directamente. Solamente conocemos su existencia gracias a los
efectos gravitacionales que ésta ejerce en la materia visible.
Por
este motivo, es muy importante conocer la relación entre la distribución de
materia oscura y la distribución de galaxias. Las zonas con mayor densidad de
materia oscura atraerán gravitacionalmente materia visible como por ejemplo
estrellas, polvo y gas cósmico los cuales formarán galaxias en el futuro. Por
el contrario, las zonas con menor densidad de materia oscura podrían no
contener galaxias.
Una de las cuestiones más abiertas en la ciencia moderna es el de la naturaleza de la materia oscura. Al tratarse de materia, se pensaba que ésta estaría hecha de partículas. Sin embargo, debido a la ausencia de detecciones directas, los cosmólogos empezaron a buscar alternativas a este problema: la posibilidad de que la materia oscura esté hecha, o al menos parcialmente, de objetos compactos tales como agujeros negros. Las lentes gravitacionales son una herramienta poderosa para corroborar esta teoría. En particular la desviación de los rayos de luz será diferente si éstos atraviesan una zona de materia oscura hecha de objetos compactos o una zona de materia oscura difusa, es decir, hecha de partículas
Determinando la velocidad de expansión
del universo
Desde
que se formó el espacio y el tiempo con el Big Bang, el universo no ha dejado
de expandirse. De hecho, son muchas las observaciones que demuestran que éste
se expande de forma acelerada. La ley de Hubble establece que la velocidad a la
que se aleja una galaxia es proporcional a la distancia a la que está, es
decir, cuanto más lejos se encuentra una galaxia de otra, más rápido se aleja
Durante el
siglo XX una de las preguntas fundamentales de la cosmología fue el valor de la
constante de proporcionalidad de la ley de Hubble, o lo que es lo mismo, la
velocidad de expansión del universo. Esta constante se conoce como constante
de Hubble. Actualmente se estima que el valor está entre 67 y 73
(km/s)/Mpc, es decir, las galaxias se alejan de nosotros a unos 70 km/s por
cada megapársec (el pársec es la unidad de longitud que se usa en astronomía.
Equivale a unos 3 años luz; un megapársec es un millón de pársecs).
Uno de los métodos para determinar el valor de la constante de Hubble utiliza las lentes gravitacionales. Como se ha explicado anteriormente, una lente fuerte puede producir imágenes múltiples que aparecen de una única fuente de luz. En comparación con una trayectoria de luz recta, las trayectorias de luz en presencia de una lente gravitacional son curvas y por tanto más largas. Esto da lugar a un retraso en el tiempo.
Dicho de otro modo, las imágenes múltiples que
observamos no aparecerán simultáneamente sino que aparecerá una detrás de la
otra. Pues bien, se puede demostrar que el retraso en el tiempo de aparición de
estas imágenes es inversamente proporcional a la constante de Hubble. Por lo
tanto, la velocidad de expansión del universo se puede hallar utilizando lentes
gravitacionales.
En resumen,
las lentes gravitacionales son uno de los fenómenos más espectaculares
predichos por la teoría de la relatividad de Einstein. Su evidencia
experimental fue el impulso de esta teoría para ser aceptada por la comunidad
científica. Las aplicaciones de este efecto son innumerables ya que no necesita
luz para ser observado: desde la observación de materia oscura hasta la
detección de exoplanetas, y determinación de la velocidad de expansión del
universo. Las lentes gravitaciones se postulan como un campo independiente de
la cosmología que se utilizará para responder cuestiones fundamentales sobre
nuestro universo.
miércoles, 2 de marzo de 2022
CREAN UN NUEVO METAMATERIAL QUE PUEDE SENTIR.......
Crean un metamaterial que puede
sentir y adaptarse al entorno
Investigadores
estadounidenses han desarrollado un metamaterial que puede responder a su
entorno, tomar una decisión de forma independiente y realizar una acción no
dirigida por un ser humano.
Un grupo de ingenieros de la Universidad de Missouri y la
Universidad de Chicago, en Estados Unidos, han creado un metamaterial capaz de
tomar decisiones independientes evaluando el entorno, para luego concretar una
acción que no requiere dirección o supervisión humana. El material artificial
usa un chip para controlar el procesamiento de la información que se necesita
para realizar las acciones luego invierte la energía eléctrica en energía mecánica
para conseguir sus movimientos.
Materiales
artificiales e inteligentes.
Un metamaterial es
un material inteligente que presenta una variada gama de propiedades: los
metamateriales pueden ser muy diferentes entre ellos y no existe una definición
concreta, aunque todos tienen en común que son de origen artificial. Destacan
por sus propiedades electromagnéticas inusuales, que provienen de la estructura
diseñada y no de su composición. Esto significa que alcanzan propiedades
distintas y superiores a las de sus elementos constituyentes.
En función de estas posibilidades, poseen un gran futuro
en múltiples campos y aplicaciones. Según determinadas visiones, se cree que
pueden llevar la ciencia ficción a la realidad: materiales capaces de moldearse por su cuenta para adaptarse a los
requerimientos del contexto o que trabajan en conjunto con algoritmos y
soluciones de inteligencia Artificial son algunas de las posibles expresiones
de este nuevo escenario.
Inspirados
en la naturaleza
De acuerdo a una nota de prensa, el metamaterial creado
en el marco de la nueva investigación publicada en la revista Nature
Communications incorpora tres funciones
principales, “inspiradas” en ciertos materiales que se encuentran en la
naturaleza: capacidad de detección del entorno, procesamiento inteligente de
información y actuación o movimiento a partir de esos estímulos.
Los ingenieros destacaron que uno de los ejemplos de
estos materiales naturales tomados como inspiración para desarrollar el nuevo
metamaterial lo ofrece la planta carnívora
Venus atrapamoscas (Dionaea muscipula): la misma presenta frondosas
mandíbulas que utiliza de forma “inteligente” para capturar un insecto. Detecta
su presencia en función de determinados datos que recibe del ambiente y de su
propia “memoria”, que le permite elegir adecuadamente sus presas cuando otros
nutrientes escasean.
En el mismo sentido, los ingenieros también “copiaron” características
de los camaleones, reptiles que cambian
el color de su piel para mezclarse con su
entorno y evitar posibles amenazas. Además, estudiaron a las piñas, que son
plantas que ajustan sus formas en respuesta a los cambios en la humedad del
aire. Todas estas propiedades de los materiales naturales pudieron integrarse
en el nuevo metamaterial.
En
el aire y en el espacio
De esta forma, si por ejemplo el material artificial se incorporara a un dron que debe cumplir una
tarea específica, la pequeña nave autónoma sería capaz de identificar el
entorno sobre el cual está soplando el viento. A partir de esos parámetros,
podría modificar la orientación de su viaje y realizar su misión con éxito, sin
requerir la intervención de un operador humano.
Un metametal que puede adaptarse a los cambios en los
estímulos externos que se encuentran en su entorno puede ser también muy útil
en la industria aeroespacial. Al
unirlo a estructuras aeroespaciales, podría ayudar a controlar y disminuir los ruidos
provenientes de las aeronaves, como por ejemplo las vibraciones del motor,
incrementando notablemente sus capacidades multifuncionales.
Teniendo en cuenta que el siguiente paso de los
investigadores es implementar su idea en un entorno del mundo real, se trata
sin dudas de una alternativa muy prometedora y con variadas aplicaciones. Pensando
en las misiones espaciales que se esperan para los próximos años, es fácil
pensar que podría integrarse a los rovers
y otros vehículos de reconocimiento, aumentando en forma considerable su
versatilidad y habilidades.
Autor: Pablo Javier Piacente



