Albert Einstein

Albert Einstein

La teoría de la relatividad, desarrollada fundamentalmente por Albert Einstein, pretendía originalmente explicar ciertas anomalías en el concepto de movimiento relativo, pero en su evolución se ha convertido en una de las teorías más importantes en las ciencias físicas y ha sido la base para que los físicos demostraran la unidad esencial de la materia y la energía, el espacio y el tiempo, y la equivalencia entre las fuerzas de la gravitación y los efectos de la aceleración de un sistema.

La teoría de la relatividad, tal como la desarrolló Einstein, tuvo dos formulaciones diferentes. La primera es la que corresponde a dos trabajos publicados en 1906 en los Annalen der Physik. Es conocida como la Teoría de la relatividad especial y se ocupa de sistemas que se mueven uno respecto del otro con velocidad constante (pudiendo ser igual incluso a cero). La segunda, llamada Teoría de la relatividad general (así se titula la obra de 1916 en que la formuló), se ocupa de sistemas que se mueven a velocidad variable.

Teoría de la relatividad especial
Los postulados de la relatividad especial son dos. El primero afirma que todo movimiento es relativo a cualquier otra cosa, y por lo tanto el éter, que se había considerado durante todo el siglo XIX como medio propagador de la luz y como la única cosa absolutamente firme del Universo, con movimiento absoluto y no determinable, quedaba fuera de lugar en la física, que no necesitaba de un concepto semejante (el cual, además, no podía determinarse por ningún experimento).

El segundo postulado afirma que la velocidad de la luz es siempre constante con respecto a cualquier observador. De sus premisas teóricas obtuvo una serie de ecuaciones que tuvieron consecuencias importantes e incluso algunas desconcertantes, como el aumento de la masa con la velocidad. Uno de sus resultados más importantes fue la equivalencia entre masa y energía, según la conocida fórmula E=mc², en la que c es la velocidad de la luz y E representa la energía obtenible por un cuerpo de masa m cuando toda su masa sea convertida en energía.
Dicha equivalencia entre masa y energía fue demostrada en el laboratorio en el año 1932, y dio lugar a impresionantes aplicaciones concretas en el campo de la física (tanto la fisión nuclear como la fusión termonuclear son procesos en los que una parte de la masa de los átomos se transforma en energía). Los aceleradores de partículas donde se obtiene un incremento de masa son un ejemplo experimental clarísimo de la teoría de la relatividad especial.

Teoría de la relatividad general
La teoría de la relatividad general se refiere al caso de movimientos que se producen con velocidad variable y tiene como postulado fundamental el principio de equivalencia, según el cual los efectos producidos por un campo gravitacional equivalen a los producidos por el movimiento acelerado.



La revolucionaria hipótesis tomada por Einstein fue provocada por el hecho de que la teoría de la relatividad especial, basada en el principio de la constancia de la velocidad de la luz sea cual sea el movimiento del sistema de referencia en el que se mide (tal y como se demostró en el experimento de Michelson y Morley), no concuerda con la teoría de la gravitación newtoniana: si la fuerza con que dos cuerpos se atraen depende de la distancia entre ellos, al moverse uno tendría que cambiar al instante la fuerza sentida por el otro, es decir, la interacción tendría una velocidad de propagación infinita, violando la teoría especial de la relatividad que señala que nada puede superar la velocidad de la luz.

Otra sorprendente deducción de la teoría de Einstein es el fenómeno de colapso gravitacional que da origen a la creación de los agujeros negros. Dado que el potencial gravitatorio es no lineal, al llegar a ser del orden del cuadrado de la velocidad de la luz puede crecer indefinidamente, apareciendo una singularidad en las soluciones. El estudio de los agujeros negros se ha convertido en pocos años en una de las áreas de estudio de mayor actividad en el campo de la cosmología.

Isaac Newton

Isaac Newton

Desde el punto de vista de la historia de la ciencia, Newton logra explicar el movimiento de los cuerpos celestes con los mismos principios del movimiento con que caen los cuerpos: la órbita elíptica de los cuerpos celestes (según la primera ley de Kepler) es la resultante de un movimiento de inercia (principio formulado por Galileo) y la fuerza de atracción del Sol, cuyo valor establece de acuerdo con la tercera ley de Kepler (directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia). Los planetas caen hacia el Sol -o la Luna hacia la Tierra- igual como la manzana sobre la superficie terrestre: todo cae. Este sistema del mundo, que unifica bajo las mismas leyes todo el universo, resulta posible gracias a la descripción ideal matemática que de él ha hecho Newton, juzgada como la más cercana a la realidad hasta el momento.

El método que sigue Newton es el método galileano de análisis y síntesis, en el que hay que distinguir el momento de la observación, el experimento y la inducción o generalización de lo observado (análisis), mediante el cual se llega a los principios, esto es, a las causas y a las fuerzas a que se atribuyen los fenómenos, y el momento en que se explican desde los principios y causas los fenómenos observados. Él mismo afirma, en su Reglas del filosofar, con las que inicia el libro III de los Principia, que las hipótesis no pueden «debilitar» los razonamientos fundados en la inducción.



El método mejor y más seguro de filosofar parece consistir, en primer lugar, en inquirir con diligencia las propiedades de las cosas, estableciendo dichas propiedades con experimentos, para proceder luego más lentamente a formular hipótesis para explicarlas. Porque las hipótesis deberían estar orientadas exclusivamente a explicar las propiedades de las cosas, pero no han de asumirse para determinarlas; excepto en la medida en que puedan suministrar experimentos. Pues, si la posibilidad de las hipótesis ha de ser la prueba de la verdad y realidad de las cosas, no veo el modo de alcanzar la certeza en ninguna ciencia, pues es imposible ingeniar varias hipótesis que parezcan superar nuevas dificultades. Por tanto, hemos estimado aquí necesario dejar de lado cualquier hipótesis, por ser ajena a nuestro objetivo de considerar en abstracto la fuerza de la objeción, para que pueda recibir una solución más plena y general.



Sus leyes consisten en:

La primera ley de Newton o ley de la inercia.
Todo cuerpo permanecerá en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado por fuerzas impresas a cambiar su estado.

La segunda ley de Newton o ley de la interacción y la fuerza
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

La tercera ley de Newton o ley de acción-reacción
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos.

Isaac Newton ha sido probablemente el científico mas grande que ha dado la historia o el que mas ha logrado aportar o enlazar y expresar ideas que se fueron dando en la historia.

Leonardo Da Vinci

Leonardo Da Vinci

Leonardo se ofrecía como pintor, escultor, arquitecto, además de ingeniero, inventor e hidráulico y afirmaba que podía construir puentes portátiles, que conocía las técnicas para realizar bombardeos y el cañón, que podía hacer barcos así como vehículos acorazados, catapultas y otras máquinas de guerra y que incluso podía realizar esculturas en mármol, bronce y terracota. De hecho, sirvió al duque como ingeniero en sus numerosas empresas militares y también como arquitecto. Además, ayudó al matemático italiano Luca Pacioli en su célebre obra La divina proporción.



A causa de que ninguno de los proyectos escultóricos de Leonardo fue finalizado, el conocimiento de su arte tridimensional sólo puede hacerse a través de sus dibujos. Idénticas consideraciones pueden aplicarse a su arquitectura. Sin embargo, en sus dibujos arquitectónicos, demuestra maestría en la composición de masas, claridad de expresión y fundamentalmente, un profundo conocimiento de la antigüedad romana. Un creador en todas las ramas del arte, un descubridor en la mayoría de los campos de la ciencia, un innovador en el terreno tecnológico, Leonardo merece por ello, quizá más que ningún otro, el título de Homo Universalis.

Johannes Kepler

Johannes Kepler

Astrónomo que estudió las observaciones del planeta Marte hechas por Tycho Brahe, llegando a deducir la forma de su órbita. Después de innumerables tanteos y de interminables cálculos realizados durante muchos años, llegó a deducir sus famosas tres leyes, que revolucionaron la astronomía. Sus contribuciones más importantes incluyen sus comentarios sobre el movimiento de Marte, un tratado sobre los cometas, otro sobre una nueva estrella (nova), un tercero sobre óptica, y sus famosas Tablas Rudolfinas, donde compila los resultados obtenidos a partir de las observaciones de Tycho Brahe y sus propias teorías.

Estudiando el problema del movimiento del planeta Marte, Kepler llegó a la conclusión de que su órbita debía ser algún tipo de óvalo, y de inmediato demostró que la más simple de las curvas en forma de óvalo, la elipse, satisfacía las observaciones del mejor modo posible siempre que se asumiese que el Sol estaba en uno de sus focos. También se dio cuenta de que el planeta se movía más rápido cuando estaba más cerca del Sol y más lento cuando estaba más alejado, de tal modo que la superficie descrita (barrida) por la línea recta que conecta al Sol con Marte es siempre proporcional al tiempo. De ese modo llegó a formular su segunda ley.

A semejanza de Copérnico, Kepler era un pitagórico por excelencia, el último gran adepto del matemático de Samos. La idea de que Dios, supremo geómetra, había creado el mundo conforme a una armonía geométrica preconcebida, le sirvió a Kepler como brújula en todas sus búsquedas teóricas sobre la estructura del universo. Por ello, en oposición a su maestro Tycho Braher, aceptó sin dudar la imagen copernicana del mundo, cuya majestuosa simplicidad le seducía. Publica su primer libro, el Mysterium cosmographicum. En él adopta el sistema heliocéntrico. La idea central que desarrolla es que entre las seis esferas de los planetas se pueden insertar los cinco poliedros regulares: el cubo, el tetraedro, el dodecaedro, el icosaedro y el octaedro. Tycho Brahe al leer su libro lo invita a trabajar en Praga. Kepler quiere recalcular las dimensiones de las órbitas para demostrar su modelo de los poliedros. Llega a Praga en octubre de 1600. Tycho muere un año más tarde, con lo cual hereda las observaciones planetarias del gran astrónomo danés y el puesto de matemático imperial en Praga.



Sin embargo, las dos leyes, publicadas en 1609 en la Astronomía Nova, no satisficieron a su descubridor, convencido de que debía existir una simple relación entre los tiempos de revolución y las distancias de los planetas. Con la voluntad y constancia que siempre deben primar en el espíritu de un científico investigador buscó esa ley que, en su opinión, debía garantizar la intrínseca armonía del universo. Adoptó un centenar de suposiciones y las rechazó después de interminables cálculos; continuó durante nueve años la ardua tarea, sin tablas logarítmicas, sin máquinas de calcular, sin otra ayuda que su incansable actitud que dominaba su condición de hombre de ciencia, hasta el día en que, obedeciendo a una súbita inspiración, formuló la hipótesis que se convertiría en su tercera ley, encadenando con una relación constante los cubos de los semiejes de las órbitas y los cuadrados de los tiempos que emplean los planetas para recorrerlas.
Este hallazgo, el mayor de Kepler, publicado en su obra Harmonice Mundi, en 1619, ocupa privilegiada categoría en la historia: con este descubrimiento, y por primera vez, el hombre logra establecer la ley matemática que rige el cielo. Para Kepler, el descubrimiento de la tercera ley fue el que más lo regocijó de entre los otros anteriores. Una muestra de lo anterior se encuentra, justamente, en el prólogo del libro que hemos señalado: "Hace 18 meses he visto el primer rayo de luz, hace tres meses he visto el alba, y por último hace pocos días el Sol, más radiante que nunca, se mostró sin velos ante mis ojos... mi libro será leído por la gente de hoy o por la posteridad".

Las tres leyes básicas que permitieron a Newton formular la ley de la gravitación universal, están lejos de ser los únicos aportes dados por Kepler a la ciencia. Este hombre extraordinario, voluntarioso científico y agudo investigador, también enriqueció la óptica con importantes investigaciones: encontró la ley fundamental de la fotometría, descubrió el fenómeno de la reflexión total, y creó la primera teoría moderna de la visión, explicando cómo los rayos que pasan por medios refringentes del ojo forman sobre la retina una minúscula imagen invertida.
El carácter esotérico de sus obras lo hizo ser poco conocido en su tiempo. Recién el siglo XIX vino a reparar la injusticia histórica cometida con Kepler. Francisco Arago, astrónomo francés, escribió: "La gloria de Kepler está escrita en los cielos y ningún progreso de la ciencia puede oscurecerla. Los planetas en la sempiterna sucesión de sus movimientos lo proclamarán siglo tras siglo."

Galileo Galilei

Galileo Galilei

Galileo desarrolló el telescopio consiguiendo gracias a ello una posición permanente con un buen sueldo en Padua. Presentó sus asombrosos descubrimientos: montañas en la luna, lunas en Júpiter, fases en Venus. Astutamente, dio el nombre de la familia Medici a las lunas de Júpiter logrando así el puesto de Matemático y Filósofo del Gran Duque de la Toscana.

Los descubrimientos astronómicos de Galileo favorecían dramáticamente al sistema copernicano, lo que presagiaba serios problemas con la Iglesia. En 1611, Galileo fue a Roma para hablar con el padre Clavius, artífice del calendario Gregoriano y líder indiscutible de la astronomía entre los jesuitas. Clavius era reacio a creer en la existencia de montañas en la luna, actitud que dejo de defender tras observarlas a través del telescopio.



Pero, poco a poco, nuevos descubrimientos como el de las manchas solares añadidos a la inusitada contundencia de Galileo para refutar y ridiculizar a sus oponentes le fueron granjeando enemistades. La complejidad de la situación se acentuó y Galileo fue reconvenido a no defender sus ideas. El cambio de Papa, ahora Urbano VIII, inicialmente admirador de Galileo, le llevaron a aumentar el nivel de defensa de sus ideas.

Galileo publicó su el Sidereus Nuncius donde su defensa acérrima del sistema heliocéntrico viene acompañada de vejaciones e insultos hacia sus enemigos. La Inquisición tomó cartas en el asunto más por desobediencia de las directivas eclesiásticas que por el propio contenido de su obra. Un largo proceso inquisitorial llevó a un viejo y decrepito Galileo a abdicar de sus ideas y verse confinado a una villa en Florencia hasta su muerte en 1642.
Galileo, padre de la ciencia moderna, defendió la matematización de la naturaleza, asentó el procedimiento científico y propició, para bien o para mal, el divorcio iglesia-ciencia.

Nicolás Copérnico

Nicolás Copérnico

Astrónomo el cual constituyo la teoría Heliocéntrica que había sido descrita ya por Aristarco de Samos, según la cual el Sol se encontraba en el centro del Universo y la Tierra, que giraba una vez al día sobre su eje, completaba cada año una vuelta alrededor de él.

Copérnico demostró que el movimiento hacia atrás de los planetas es una ilusión. Ocurre porque los planetas giran alrededor del Sol a distintas distancias. Como
consecuencia, a menudo la Tierra adelanta a un planeta más alejado, que entonces da la sensación de retroceder, exactamente igual que el tren de cercanías que traquetea dirigiéndose hacia el campo parece, sin embargo, estar regresando a la ciudad cuando el tren expreso en que va uno avanza más deprisa por las vías de al lado.

Del mismo modo, un planeta interior que se mueva más deprisa, como Mercurio, que recorre una órbita más corta, puede dar la impresión de mo¬verse hacia atrás porque da varias vueltas alrededor del Sol durante el año terrestre. De modo que da la impresión de cambiar de dirección repetidas ve¬ces cuando adelanta a la Tierra y luego se aleja de nosotros. En realidad lleva en todo momento la misma dirección.

Santo Tomas De Aquino

Santo Tomas de Aquino

Sus pensamientos fueron más filosóficos que teóricos y se decía que Dios le concedió una sabiduría e inteligencia extraordinarias, en las que profundizó portentosamente y comunicó luego con generosidad.

Los monjes le enseñaron a meditar en silencio. Es el más piadoso, meditabundo y silencioso de todos los alumnos del convento. Lo que lee o estudia lo aprende de memoria con una facilidad portentosa.

Continúa sus estudios por cinco años en la Universidad de Nápoles. Allí supera a todos sus compañeros en memoria e inteligencia.

Colonia, Alemania, a estudiar con el más sabio Padre Dominico de ese tiempo: San Alberto Magno. Al principio los compañeros no imaginaban la inteligencia que tenía Tomás, y al verlo tan robusto y siempre tan silencioso en las discusiones le pusieron de apodo: "El buey mudo". Pero un día uno de sus compañeros leyó los apuntes de este joven estudiante y se los presentó al sabio profesor. San Alberto al leerlos les dijo a los demás estudiantes: "Ustedes lo llaman el buey mudo. Pero este buey llenará un día con sus mugidos el mundo entero". Y así sucedió en verdad después.



Sus compañeros de ese tiempo dejaron este comentario: "La ciencia de Tomás es muy grande, pero su piedad es más grande todavía. Pasa horas y horas rezando, y en la Misa, después de la elevación, parece que estuviera en el Paraíso. Y hasta se le llena el rostro de resplandores de vez en cuando mientras celebra la Eucaristía.
A los 27 años, en 1252, ya es profesor de la famosísima Universidad de París. Sus clases de teología y filosofía son las más concurridas de la Universidad. El rey San Luis lo estima tanto que lo consulta en todos los asuntos de importancia. Y en la Universidad es tan grande el prestigio que tiene y su ascendiente sobre los demás, que cuando se traba una enorme discusión acerca de la Eucaristía y no logran ponerse de acuerdo, al fin los bandos aceptan que sea Tomás de Aquino el que haga de árbitro y diga la última palabra, y lo que él dice es aceptado por todos sin excepción.
En 1259 el Sumo Pontífice lo llama a Italia y por siete años recorre el país predicando y enseñando, y es encargado de dirigir el colegio Pontificio de Roma para jóvenes que se preparan para puestos de importancia especial.
En 4 años escribe su obra más famosa: "La Suma Teológica", obra portentosa en 14 tomos, donde a base de Sagrada Escritura, de filosofía y teología y doctrina de los santos va explicando todas las enseñanzas católicas. Es lo más profundo que se haya escrito en la Iglesia Católica.

Arquimides

Arquímedes

Considerado como el científico y matemático más importante de la Edad Antigua, y uno de los más grandes de toda la historia. Su padre Fidias fue astrónomo e influyó de forma notable en su educación. En aquella época, Alejandría estaba considerada como el centro de investigación y estudio más importante del mundo conocido. Arquímedes viajó hasta esta ciudad y estudió con los discípulos de Euclides, lo cual representó una influencia importante en su forma de entender las matemáticas.

En Física descubrió el principio hidrostático que lleva su nombre, después generalizado a todos los fluidos, que se enuncia así: Todo cuerpo sumergido en un líquido pierde una parte de su peso, o sufre un empuje de abajo arriba, igual al del volumen de agua que desaloja. Si el peso del objeto es menor que el del agua que ocupa el mismo volumen, el cuerpo flota. Si es igual, permanece en equilibrio hundido en el líquido, y si es mayor se hunde. Se cuenta que dio con este principio cuando el rey de Siracusa le ordenó descubrir si una corona que había encargado estaba realmente hecha de oro macizo, sin romperla ni destruirla. Preocupado por el problema, Arquímedes se sumergió con ella en el baño, y cuando notó que el agua de la bañera desbordaba, se le ocurrió la idea y corrió desnudo por las calles de Siracusa, mientras gritaba: Eureka (lo encontré).
Se le atribuyen unos cuarenta inventos mecánicos, entre los que destacan la rueda dentada y el tornillo de Arquímedes o tornillo sin fin, una máquina para elevar agua que se supone ideó para extraer agua de la sentina de los barcos, de la que existen varias formas. La más sencilla es una tubería helicoidal que gira mediante una manivela y está inclinado un ángulo de 45 grados.
También experimentó con la palanca (se le atribuye la frase: Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo). Cuando los romanos sitiaron Siracusa, construyó una serie de máquinas y catapultas que arrojaban una lluvia de proyectiles de gran peso y sembraron el espanto en los ejércitos de Marcelo, y así logró defender la ciudad durante tres años.




También se ha dicho que empleó grandes espejos cóncavos para incendiar las naves, aunque esto puede ser una leyenda posterior. Cuando cayó la ciudad, Marcelo ordenó que se respetara a Arquímedes, pero se cuenta que un soldado le mató porque le reprendió por estropear sus dibujos en la arena, donde estaba resolviendo un problema de Geometría.
Descubrió que el volumen de la esfera es igual a dos tercios del volumen del cilindro circunscrito y que la superficie de la esfera es cuatro veces mayor que su círculo máximo.

De sus muchos libros se han conservado nueve: De la esfera y del cilindro, donde realiza los descubrimientos mencionados anteriormente; Sobre la medida del círculo, obra corta en la que halla una aproximación de la longitud de la circunferencia (y por tanto del valor de ), calculando el perímetro de dos polígonos de 96 lados inscrito y circunscrito; Conoides y esferoides; Sobre las hélices; Equilibrio de los planos; Sobre la cuadratura de la parábola; El arenario, donde inventa un sistema de numeración que le permita expresar números muy grandes, que utiliza para calcular el número de granos de arena que podrían llenar la esfera celeste, cuyo diámetro estima en un valor próximo a un año-luz; Equilibro de los cuerpos flotantes; en el que describe sus trabajos sobre hidrostática y el principio de Arquímedes; Y Método respecto a los teoremas mecánicos, descubierto en el siglo XIX.

Descubrió que el volumen de la esfera es igual a dos tercios del volumen del cilindro circunscrito y que la superficie de la esfera es cuatro veces mayor que su círculo máximo.

Fisica