Desde el peso de la Tierra hasta la descomposición de la luz. Asombrosos episodios producto de la mente humana han sembrado la semilla del avance.
Los experimentos más bellos de la historia: un recorrido histórico.
En el año 2002 la revista británica Physics World hizo una interesante pregunta a sus lectores: ¿cuáles son los experimentos más bellos de la historia?
Veamos las respuestas más votadas.
Los experimentos más bellos: El péndulo de Foucault
Si suspendemos un péndulo del techo de un edificio y lo hacemos oscilar sería lógico pensar que el plano de oscilación se mantiene estático en el tiempo.
Pero resulta que aunque no toquemos el péndulo ni ejerzamos presión alguna sobre él, observaremos cómo este plano gira lentamente.
Lo mejor es que no es el péndulo el que está rotando realmente: es la Tierra.
Este fue un experimento llevado a cabo por el físico francés León Foucault.
Es la demostración visual más bella de que la Tierra es una esfera en continuo movimiento.
Los experimentos más bellos: El núcleo atómico
En el año 1900 se suponía que el átomo era una bola maciza de carga positiva con electrones negativos incrustados en ella.
Pues en 1911 llega Ernest Rutherford y realiza un experimento.
Lanza partículas alfa, átomos de helio que han perdido dos electrones cada uno contra una lámina delgada de oro.
Sorprendentemente observó que la mayor parte de las partículas atravesaban la lámina sin desviarse y muy pocas rebotaban frontalmente.
La forma en la que las partículas positivas rebotaron indicaban que la mayor parte de la masa del átomo estaba concentrada en una pequeña región.
Rutherford dedujo correctamente que el resto del átomo, la mayor parte, era espacio vacío y no la gran bola maciza que se pensaba en un principio.
Los experimentos más bellos: El plano inclinado de Galileo
Si dejo algo caer cada vez va más rápido. Eso es obvio. ¿Pero cómo de rápido?
Aristóteles pensaba que la velocidad aumentaba linealmente con el tiempo transcurrido.
Es decir, el objeto tarda el doble de caer desde una mano hasta la mitad del recorrido de lo que demora en ir desde la mitad del camino hasta el suelo.
Galileo se propuso comprobarlo experimentalmente.
Estamos en el siglo XVI. Nada de cronómetros. Así que decidió simplificar el problema: usando un plano inclinado el objeto caería más lento y podría medirlo con precisión.
Este experimento profundamente bello no solo rompió con una tradición aristotélica que duraba casi dos mil años, sino que fue uno de los primeros usos de la moderna ciencia experimental.
Los experimentos más bellos: El radio de la Tierra
¿Puedes creer que los filósofos de la Grecia clásica. hace más de dos mil años, ya sabían que la Tierra no era plana?
Eratóstenes sabía que si colocaba un palo vertical en el suelo de Siena, en lo que sería el día 21 de junio a las doce del mediodía solar, este no proyectaría sombra.
Los rayos solares caerían perpendicularmente sobre el objeto.
Sin embargo, cuando colocó una vara el mismo día y a la misma hora en Alejandría descubrió que allí sí proyectaba sombra.
Conclusión: la superficie de la Tierra estaba curvada.
Conociendo la distancia entre las dos ciudades, Eratóstenes consiguió medir con gran precisión el radio de la Tierra.
El peso de la Tierra
¿Te imaginas poder pesar la tierra?
Dado que la fuerza de la gravedad depende de la constante de gravitación, solo hay que averiguar cuál es esta constante.
Henry Cavendish, en el siglo XVIII, utilizó su ingeniosa balanza de torsión.
Colocó dos masas en los extremos del brazo de la madera de la balanza y la atracción mutua sobre las pequeñas bolas hizo que el brazo girase.
Este dejaba de girar cuando alcanzaba un ángulo donde la fuerza de torsión del alambre equilibraba la fuerza gravitacional.
Midiendo el ángulo de giro de la varilla Cavendish fue capaz de deducir que la Tierra pesaba 6.600 trillones de toneladas.
Un resultado increíblemente aproximado a pesar de lo rudimentario del método.
La doble rendija de Young
¿Qué es la luz?
Para Aristóteles era una partícula, para Newton también.
Hasta que llegó Thomas Young y su experimento de la doble rendija.
Dispuso una fuente de luz que atravesaba dos finas rendijas separadas y colocó detrás una pantalla para ver lo qué sucedía.
Lo que pasó fue que la luz dejaba en esta pantalla un patrón de luz y sombra conocido como patrón de interferencia, típico de las ondas.
Y así fue como Young dio por cerrado el debate.
La descomposición de la luz
Cuando Newton se preguntó qué eran los colores nunca imaginó que obtendría la respuesta con algo tan sencillo como un prisma.
Lo que hizo fue colocarlo en una habitación completamente a oscuras a excepción de un rayo de luz que hizo pasar a través del prisma.
Cuando esto ocurrió el rayo de luz se descompuso en los colores del arcoiris.
La pregunta era ¿está el prisma coloreando la luz?
Para comprobarlo Newton seleccionó un color con una pantalla agujereada y lo hizo pasar por un segundo prisma, extrayendo una conclusión bella.
La luz blanca es en realidad una composición de todos los colores del arcoiris.
La gota de Millikan
Cuando Joseph Thompson descubrió el electrón, el causando de la electricidad, surgió la cuestión de medir su carga eléctrica.
¿Cómo hacerlo?
Robert Millikan dejó caer unas gotas de aceite desde cierta altura. Estas gotas se cargaban de electricidad estática en su contacto con el aire.
Millikan usó un potencial eléctrico para que se creara una fuerza opuesta a la gravedad.
Observó que ante el efecto de este potencial las gotas iban frenando hasta levitar, permitiendo medir la carga eléctrica del electrón.
El experimento de la torre de Pisa
Si se deja caer al suelo dos botellas, una llena y otra vacía, ¿cuál crees que ha caído primero?
¿La que está llena? Error.
Eso pensaba también Aristóteles: en una caída libre los objetos más pesados serían los que llegarían al suelo más rápido.
Durante casi dos mil años se aceptó como un hecho irrefutable sin que nadie lo pusiera a prueba.
Pero Galileo Galilei lo contradijo.
Se dice que cogió dos bolas de igual forma y tamaño pero distinto peso, una de madera y la otra de plomo, y subió con ellas a la torre de Pisa.
Abajo la gente esperaba a que las dejara caer. Según Galileo era la forma del objeto y no su masa lo que hacía que la resistencia al aire fuera diferente.
Galileo dejó caer las dos bombas y, ¡sorpresa!, llegaron a la vez.
Un precioso experimento que repitió la tripulación del Apolo 15 en la Luna, dándolo la razón al genio italiano.
Doble rendija de Young con electrones
La doble rendija de Young es el experimento más bello de la historia.
Aunque ya lo mencionamos, esta vez en lugar de usar luz se emplean electrones.
Con la llegada de la mecánica cuántica alrededor de 1920, se empezó a pensar que si la luz es onda y partícula al mismo tiempo podría ocurrir lo mismo con las partículas como el electrón.
Estas resultarían ser también ondas.
Este es un experimento mental: en la época no era realizable en la práctica.
Así que lo único que hubo que hacer fue repetir el experimento de la doble rendija pensando en electrones en lugar de luz.
El electrón pasaría por las dos rendijas interfiriendo consigo mismo a la pantalla, dando lugar a un precioso patrón de interferencia.
En 1961 se hizo el experimento realidad demostrándose su validez.
Ya ves que cuando la física intenta explicar lo que ocurre en la naturaleza el mundo acaba convirtiéndose en un gigantesco laboratorio que da como resultado experimentos extremadamente bellos.
Tomado de Date un Voltio.
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