De la ley de la gravedad a la teoría de la relatividad general y a la mecánica cuántica.
La gravedad es una fuerza constante que nos obliga a permanecer sobre la tierra, y es tán común para nosotros como comer, respirar y pensar. A pesar de ser una fuerza tan evidente, durante siglos fué imposible explicar la mecánica de dicha fuerza y la relación que existe entre ella y las estrellas.
Gracias a un científico llamado Sir Isaac Newton, los misterios de cómo actúa la gravedad fueron desvelados mediante una sencilla y elegante fórmula: F= m . a. En este caso la fuerza F es el peso. El peso es la fuerza de atracción que ejerce la masa de la tierra sobre los objetos. Al incrementar la masa consecuentemente la fuerza de atracción es superior, por lo que la fuerza de atracción ejercida sobre objetos de menor masa es equivalente a la multiplicación de la masa de dicho objeto por la aceleración gravitacional.
Newton fué el primero en darse cuenta de que la fuerza que hace que los objetos caigan con aceleración en la tierra y la fuerza que mantiene en movimiento los planetas y las estrellas es la misma. Gracias a esta observación formuló una serie de leyes conocidas como las leyes de Newton, que son la base de la mecánica clásica, y la ley de la gravitación universal. Mediante estas leyes logró hacer predicciones exactas de los movimientos de las estrellas comprobados mediante la observación.
A pesar de todo lo que logró demostrar matemáticamente, Sir Isaac Newton no tenía idea de cómo funcionaba la gravedad.
Pasados 400 años del éxito de Newton aún nadie podía explicar a qué se debía éste fenómeno, hasta que cerca de los años 20 apareció el científico Albert Einstein con su revisión de la ley gravitacional de Newton, y posteriormente con sus estudios sobre la naturaleza de la luz y finalmente revolucionó todo el mundo de la física con su teoría de la relatividad general.
Según la teoría de Einstein, el universo está compuesto por 3 dimensiones que interactúan constantemente. Arriba y abajo, derecha e izquierda y el tiempo se unen en una sola entidad espacio-temporal a la que Einstein llamó ¨la fábrica del cosmos¨.
Cuando un objeto cuya masa es considerablemente grande ocupa un lugar en el espacio, genera lo que se conoce como curvatura espacio-temporal, la cual es responsable del fenómeno gravitacional. Tomemos por ejemplo el Sol, cuya masa ocupa el 99% del sistema solar. Al ocupar su lugar en el espacio crea una curvatura de la membrana espacio-temporal ocasionando una fuerza de atracción a su alrededor, lo que consecuentemente mantiene a los planetas orbitando en torno a dicha curvatura.
Además de explicar satisfactoriamente las razones de el fenómeno gravitacional, la obra maestra de Albert Einstein es la ecuación mas conocida de la física: E= mc2. Ésta ecuación expresa la relación entre la energía y la masa. La energía es el producto de la masa por la velocidad de la luz al cuadrado, por lo que toda partícula con masa es capaz de producir energía. Ésta ecuación es el principio fundamental de la fisión y fusión nuclear, y gracias a ella fué creada la bomba atómica. Las bombas atómicas generan catastróficas cantidades de energía producto de la fisión nuclear.
Ésta ecuación fué también la precursora de la mecánica cuántica. Ésta rama de la Física estudia el universo sub-atómico. Los movimientos orbitales de los electrones, la naturaleza de las partículas, los niveles de radiación de los diferentes elementos, etc.
A pesar de ser una ciencia, sus fundamentos no están basados en leyes que demuestren que cada experimento tendrá el mismo resultado. Ésta es la principal diferencia entre la mecánica clásica y la cuántica. La segunda está basada en la predicción de acontecimientos mediante la estadística, por lo que el resultado de un experimento se limita a las probabilidades de éxito que podría tener. Según la mecánica cuántica todos resultados de un experimento se cumplirán, pero en diferentes dimensiones. Por ejemplo,según la mecánica cuántica si tratamos de atravesar una pared empujándola con nuestras manos, las probabilidades indican que efectivamente lo lograremos, pero tendremos que empujar durante millones de años.-
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