Solucionarios de los problemas

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Problemas fisica moderna

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RELATIVIDAD VS CUANTICA

INTRODUCCION A LA PARADOJA DE LOS MUSICOS SIDERALES

En 1905 un desconocido físico alemán llamado Albert Einstein publicó un artículo que cambiaría radicalmente el significado de conceptos como “espacio” y “tiempo”. Lo conocemos como Teoría de la Relatividad Especial. Esta teoría se apoya en el principio de relatividad y en la constancia de la velocidad de la luz en cualquier sistema de referencia inercial.  Permitió establecer una equivalencia entre “masa” y “energía”,  y redefinir el concepto del “espacio-tiempo”. De ella se derivaron predicciones y, por supuesto, surgieron algunas curiosidades. Una de las más desconcertantes es que un observador vea que un cuerpo en movimiento posee una longitud más corta que la que tiene en reposo. Otra, que la duración de los eventos que afectan a un cuerpo en movimiento son más largos con respecto al mismo evento medido por un observador que se encuentra en el sistema de referencia del cuerpo en reposo. Dejando las matemáticas de lado, la Relatividad Especial nos dice que el tiempo se ralentiza con la velocidad.

Esto da lugar a la famosa “paradoja de los gemelos”

La paradoja de los gemelos (o paradoja de los relojes), propuesta por Albert Einstein, es un experimento mental que analiza la distinta percepción del tiempo entre dos observadores con diferentes estados de movimiento. Los protagonistas son dos gemelos, y el primero de ellos hace un viaje en una nave espacial a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. El otro se queda en la Tierra. Al regresar, el viajero es más joven que el gemelo terrestre debido a los efectos de la Teoría Especial de la Relatividad. Pero desde el punto de vista del viajero, el que se mueve alejándose es el que quedó en la Tierra, y el gemelo de la nave es quien tendría que envejecer más rápido. ¿Cómo se resuelve la paradoja?

    PARADOJA:   MÚSICOS SIDERALES

Marlon y Rocío son dos hermanos que forman un dúo de músicos muy talentosos que  tienen muchas cosas en común, entre otras, haber nacido el mismo día y el mismo año. Existe entre ellos un sentimiento fraternal que les ha permitido alcanzar un buen nivel de comprensión, tanto en el plano familiar como profesional.

El día en que ambos cumplen 20 años, Marlon recibe la noticia de haber sido contratado en excelentes condiciones económicas para tocar en una importante banda de rock universal. El detalle del contrato consiste en que el lugar de trabajo está ubicado en un planeta que se encuentra a 8 años luz de la tierra, motivo por el cual se produce una obligada separación entre los dos.

Rocío, que además de la música muestra mucho interés por temas referidos a la Física, ha conseguido la información de que la compañía de viajes interestelares “APOCALIPSIS”, que llevará de viaje a Marlon, atravesará el espacio a una velocidad de crucero igual a  0,8c ( “c” es la velocidad de la luz en el vacío) y que además el viaje durará 6 años.

Esto ha llamado poderosamente la atención de Rocío, pues sus conocimientos de Mecánica Clásica le han permitido calcular que este viaje debería durar 10 años.

El carácter inquieto de Rocío le ha llevado a consultar sus predicciones con el personal de vuelo, quienes le han ratificado en todas las formas que el viaje, efectivamente, durará 6 años.

¿Cómo se explica que este viaje emplee menos tiempo de lo que le corresponde?

Al despedirse, Marlon le propone a Rocío enviarse mutuamente señales de luz cuando cumplan años. Si al llegar al lejano planeta Marlon decide emprender el retorno de forma inmediata, el número de señales recibidas por ambos hasta el instante del reencuentro, ¿será  exactamente el mismo?

  FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:

En la enunciación más habitual de la paradoja, se toma como protagonistas a dos gemelos (de ahí el nombre); el primero de ellos hace un largo viaje a una estrella en una nave espacial a velocidades cercanas a la velocidad de la luz; el otro gemelo se queda en la Tierra. A la vuelta, el gemelo viajero es más joven que el gemelo terrestre.

De acuerdo con la teoría especial de la relatividad, y según su predicción de la dilatación del tiempo, el gemelo que se queda en la Tierra envejecerá más que el gemelo que viaja por el espacio a gran velocidad (más adelante se prueba esto mediante cálculo) porque el tiempo propio del gemelo de la nave espacial va más lento que el tiempo del que permanece en la Tierra y, por tanto, el de la Tierra envejece más rápido que su hermano.

Pero la paradoja surge cuando se hace la siguiente observación: visto desde la perspectiva del gemelo que va dentro de la nave, el que se está alejando, en realidad, es el gemelo en la Tierra (de acuerdo con la Invariancia galileana) y, por tanto, cabría esperar que, de acuerdo con los cálculos de este gemelo, su hermano en la Tierra fuese quien tendría que envejecer menos por moverse respecto de él a velocidades cercanas a la de la luz. Esto es, el gemelo de la nave es quien tendría que envejecer más rápido.

La paradoja quedaría dilucidada si se pudiese precisar quién envejece más rápido realmente y qué hay de erróneo en la suposición de que, de acuerdo con los cálculos del gemelo de la nave, es el gemelo terrestre quien envejece menos.

El Principio de Equivalencia Ya se están preparando experimentos en el espacio para poder determinar variaciones en el Principio de Equivalencia, uno de los pilares de la física.

Parado sobre la Luna, en 1971, el astronauta Dave Scott, del Apolo 15, tomó un martillo en una mano y una pluma en la otra y los colocó a la altura de sus hombros. Después, mientras el mundo veía la trasmisión en vivo a través de la televisión, los soltó. Fue una imagen inusual: la pluma no se balanceó al caer, sino que lo hizo abruptamente, tan rápido como el martillo. Sin la resistencia del aire para detener la pluma, ambos objetos llegaron al suelo lunar al mismo tiempo. "¡Vaya, vaya!", exclamó Scott. "El Sr. Galileo tenía razón". Derecha: El astronauta Dave Scott deja caer una pluma y un martillo en la Luna. [Video] [Transcripcción de la grabación] Scott se refería a un famoso experiemento del siglo XVI. Según quién cuente la historia, se dice que Galileo Galilei dejó caer balas desde la parte más alta de la Torre Inclinada de Pisa o que hizo rodar las balas sobre planos inclinados en su casa. De cualquier forma, el resultado fue el mismo: Aunque las balas estaban hechas de diferentes materiales, todas llegaron al piso al mismo tiempo. En la actualidad, a esto se lo conoce como el "Principio de Equivalencia". La gravedad acelera todos los objetos de igual manera, independientemente del valor de sus masas o de los materiales con los cuales están constituidos. A esto se lo considera una piedra angular de la física moderna. Pero, ¿qué tal si el Principio de Equivalencia (EP, por su sigla en inglés) está equivocado? Los experimentos de Galileo tenían una precisión de sólo el 1%, lo cual deja lugar a dudas. Desde entonces, algunos físicos escépticos han realizado experimentos para poner a prueba el EP. Los mejores límites modernos, basados, por ejemplo, en el cálculo con láser de la distancia Tierra-Luna, y destinados a medir la velocidad con la que dicho láser cae a la Tierra, muestran que el EP se mantiene dentro de un margen de unas pocas partes en un billón (1012). Esto es fantásticamente preciso; sin embargo, existe la posibilidad de que el Principio de Equivalencia pueda fallar en un nivel algo más imperceptible. "Es una posibilidad que debemos investigar", dice el físico Clifford Will, de la Universidad de Washington, en St. Louis, Missouri. "Descubrir siquiera la más mínima diferencia de cómo actúa la gravedad en objetos de diferentes materiales tendría grandes implicancias". De hecho, podría mostrar la primera evidencia sólida de la teoría de cuerdas. De manera elegante, la teoría de cuerdas presenta a las partículas fundamentales como diferentes tipos de vibración que pueden tener cuerdas infinitesimales, resolviendo de esta manera muchos problemas que persisten en la física moderna. Pero la teoría de cuerdas es muy controvertida, en parte porque la mayoría de sus predicciones son virtualmente imposibles de verificar con experimentos. Si no es posible poner algo a prueba, entonces no es ciencia. El Principio de Equivalencia podría ofrecer una manera de poner a prueba la teoría de cuerdas. "Algunas variantes de la teoría de cuerdas predicen la existencia de una fuerza muy débil que haría que la fuerza de gravedad fuera ligeramente distinta dependiendo de la composición del objeto sobre el que actuara", comenta Will. "Hallar una variación en la fuerza de gravedad para diferentes materiales no probaría inmediatamente que la teoría de cuerdas es correcta, pero proporcionaría una 'dosis' de evidencia a su favor". Derecha: Pruebas modernas del Principio de Equivalencia. La figura está basada en un diagrama similar de un artículo de revisión de Physics World. Esta nueva faceta de la gravedad, si es que existe, sería tan asombrosamente débil que tratar de detectarla representa un gran reto. La gravedad en sí es una fuerza relativamente débil -es un billón de billones de billones (1036) de veces más débil que la fuerza electromagnética. Los físicos teóricos piensan que la nueva fuerza sería, al menos, 10 billones (1013) de veces más débil que la gravedad. Así como el magnetismo actúa sobre objetos hechos de hierro pero no en aquellos de plástico, la nueva fuerza no afectaría a toda la materia de igual forma. La atracción de la fuerza variaría según el material con que esté hecho el objeto. Por ejemplo, algunas versiones de la teoría de cuerdas sugieren que esta nueva fuerza interactuaría con la energía electromagnética del material. Dos átomos que tienen la misma masa pueden tener diferentes cantidades de energía electromagnética si, por ejemplo, uno de ellos tiene más protones, los cuales poseen carga eléctrica, mientras que el otro tiene más neutrones, que no poseen carga eléctrica. La gravedad tradicional atraería a ambos átomos de igual forma, pero si la gravedad incluye esta nueva fuerza, la atracción sobre estos dos átomos sería levemente distinta. Hasta la fecha, ningún experimento ha detectado esta pequeña diferencia. Pero ahora tres grupos de científicos están proponiendo misiones espaciales que buscarían este efecto con una sensibilidad superior a cualquier otra que se haya registrado. "Lo que se quiere hacer es tomar dos masas de prueba compuestas por diferentes materiales y buscar pequeñas diferencias en la velocidad a la que caen", comenta Will. "En la Tierra, un objeto solamente puede caer por un periodo muy corto antes de llegar al suelo. Pero un objeto en órbita está cayendo literalmente alrededor de la Tierra, de manera que puede caer continuamente por un largo tiempo". Las pequeñas diferencias en la atracción de la gravedad se acumularían con el tiempo, tal vez aumentando lo suficiente como para que se las pueda detectar. Una misión de prueba, llamada Prueba Satelital del Principio de Equivalencia (STEP, por su sigla en inglés), está siendo desarrollada por la Universidad de Stanford y un grupo internacional de colaboradores. STEP sería capaz de detectar una desviación del Principio de Equivalencia de apenas una parte en un millón de billones (1018). Esto es 100.000 veces más sensible que las mejores mediciones disponibles en la actualidad. Derecha: Concepto artístico del proyecto STEP en órbita. [Más información] En el diseño de STEP se usan cuatro pares de masas en lugar de solamente un par. La redundancia sirve para asegurar que cualquier diferencia detectada en la forma en que caen las masas es realmente causada por una violación del Principio de Equivalencia, y no por alguna otra perturbación o imperfección en los equipos. "Al tratar de medir un efecto tan pequeño, es necesario eliminar tantas perturbaciones externas como sea posible", explica Will. En el diseño de STEP, las masas de prueba se ubican dentro de un gran tanque de helio líquido para aislarlas de fluctuaciones externas de temperatura y se las rodea con una armadura superconductora con el fin de protegerlas de interferencias eléctricas y magnéticas. Los microactivadores contrarrestan los efectos de arrastre atmosférico en la órbita del satélite, haciendo que la caída libre de las masas sea casi perfecta. En este ambiente tan bien regulado, cada par de masas de prueba debe permanecer perfectamente alineado con los demás mientras caen alrededor de la Tierra —esto siempre y cuando el Principio de Equivalencia se cumpla. Pero si este nuevo componente de la gravedad realmente existe, una masa caerá a una velocidad levemente distinta de la de su compañera, de modo que el par irá perdiendo ligeramente la alineación con el paso del tiempo. Actualmente, STEP se encuentra en fase de desarrollo. Además, investigadores franceses están desarrollando otro experimento satelital, el Microsatélite Adaptado para la Observación del Principio de Equivalencia (MICROSCOPE, por su sigla en francés), el cual planean lanzar en 2010. MICROSCOPE, tendrá dos pares de masas de prueba en lugar de cuatro y podrá detectar desviaciones del Principio de Equivalencia tan pequeñas como una parte en mil billones (1015). El tercer experimento es el satélite italiano Galileo Galilei ("GG", su nombre corto), que trabajará de manera muy similar a STEP y a MICROSCOPE, excepto que utilizará sólo un par de masas de prueba. Para mejorar su precisión, el satélite Galileo Galilei girará alrededor de su propio eje central con una velocidad de 2 rotaciones por segundo. De esta forma, si se produjeran alteraciones en el satélite, éstas actuarán en todas direcciones de igual manera, cancelándose entre sí. El experimento debe ser capaz de lograr una sensibilidad de una parte en cien mil billones (1017). Es difícil afirmar que alguna de estas misiones podrá detectar alguna violación del Principio de Equivalencia. Will comenta que espera que los experimentos no hallen ninguna desviación, en parte porque hallar alguna sería una gran revolución para la física moderna. La teoría de cuerdas propone un rango de predicciones acerca de qué tan fuerte sería esta nueva fuerza, entonces es posible que el efecto sea tan pequeño que no pueda ser detectado incluso con intrumentos espaciales como estos. Aun si no se encontrará desviación alguna, esto sería de gran ayuda: descartaría ciertas variantes de la teoría de cuerdas, lo que conduciría a los físicos hacia la correcta "Teoría del Todo". Sin embargo, encontrar una desviación, por pequeña que sea, sería un gran paso.

Energías Renovables

Las energías renovables son aquellas que se producen de forma continua y son inagotables. El sol está en el origen de la mayoría de ellas porque su energía provoca en la Tierra las diferencias de presión que generan los vientos, fuente de la energía eólica. El sol ordena el ciclo del agua que da origen a la energía hidráulica. Las plantas se sirven del sol para realizar la fotosíntesis, vivir y crecer. Toda esa materia vegetal es la biomasa. Por último, el sol se aprovecha directamente en dos formas térmica y fotovoltaica.
Las energías renovables son, además, fuentes de energía amigables con el medio ambiente. La generación y el consumo de las energías convencionales causan importantes efectos negativos en el entorno. Las energías renovables no producen emisiones de CO2 y otros gases contaminantes a la atmósfera, Asimismo las energías renovables son fuentes autóctonas, por lo que las renovables disminuyen la dependencia de la importación de combustibles.
Las fuentes renovables de energía que consideramos se pueden aprovechar en el país, son:

• Energía solar:
• Fotovoltaica 
• Térmica
• Energía eólica
• Energía hidráulica
• Energía de la biomasa (Bioenergía)
• Energía geotérmica

Como aprovechamos la energía del Sol

Básicamente, recogiendo de forma adecuada la radiación solar, podemos obtener calor y electricidad.

El calor se logra mediante los captadores o colectores térmicos, y la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación.
Hablemos primero de los sistemas de aprovechamiento térmico. El calor recogido en los colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc. Incluso podemos climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del año.
También, y aunque pueda parecer extraño, otra de las más prometedoras aplicaciones del calor solar será la refrigeración durante las épocas cálidas .precisamente cuando más soleamiento hay. En efecto, para obtener frío hace falta disponer de una «fuente cálida», la cual puede perfectamente tener su origen en unos colectores solares instalados en el tejado o azotea. En los países árabes ya funcionan acondicionadores de aire que utilizan eficazmente la energía solar.
Las aplicaciones agrícolas son muy amplias. Con invernaderos solares pueden obtenerse mayores y más tempranas cosechas; los secaderos agrícolas consumen mucha menos energía si se combinan con un sistema solar, y, por citar otro ejemplo, pueden funcionar plantas de purificación o desalinización de aguas sin consumir ningún tipo de combustible.
Las «células solares», dispuestas en paneles solares, ya producían electricidad en los primeros satélites espaciales. Actualmente se perfilan como la solución definitiva al problema de la electrificación rural, con clara ventaja sobre otras alternativas, pues, al carecer los paneles de partes móviles, resultan totalmente inalterables al paso del tiempo, no contaminan ni producen ningún ruido en absoluto, no consumen combustible y no necesitan mantenimiento. Además, y aunque con menos rendimiento, funcionan también en días nublados, puesto que captan la luz que se filtra a través de las nubes.

La electricidad que así se obtiene puede usarse de manera directa (por ejemplo para sacar agua de un pozo o para regar, mediante un motor eléctrico), o bien ser almacenada en acumuladores para usarse en las horas nocturnas. También es posible inyectar la electricidad generada en la red general, obteniendo un importante beneficio.
Si se consigue que el precio de las células solares siga disminuyendo, iniciándose su fabricación a gran escala, es muy probable que, para la segunda década del siglo, una buena parte de la electricidad consumida en los países ricos en sol tenga su origen en la conversión fotovoltaica.
La energía solar puede ser perfectamente complementada con otras energías convencionales, para evitar la necesidad de grandes y costosos sistemas de acumulación. Así, una casa bien aislada puede disponer de agua caliente y calefacción solares, con el apoyo de un sistema convencional a gas o eléctrico que únicamente funcionaría en los periodos sin sol. El coste de la «factura de la luz» sería sólo una fracción del que alcanzaría sin la existencia de la instalación solar.

La Convección y los Huracanes

La convección es un proceso por el cual se desarrollan las tormentas, las tormentas tropicales y huracanes. También es una parte importante de los monzones. Cuando la convección es intensa – el aire cálido y húmedo se eleva en la atmósfera a grandes alturas. Este aire que se eleva se enfría, formando nubes y lluvia. Sin embargo, permanece más cálido que el aire del entorno que lo rodea, así se calienta la atmósfera. Temperaturas más cálidas generan alta presión en la parte alta de la atmósfera y bajas presiones en niveles bajos de la atmósfera, que acelerará la entrada de más aire cálido y húmedo en la región y, posteriormente, realza el flujo saliente en la alta atmósfera, manteniendo la convección.



En la región de los monzones, la convección amplia y generalizada afecta a los sistemas de vientos, temperatura y presión del aire de la zona y de áreas limítrofes, incluso a grandes distancias. Los monzones más intensos realzan la convección con el incremento del flujo en niveles bajos de entrada en dichas regiones e incrementa el flujo saliente en niveles altos. Lo contrario ocurre con débiles monzones: débiles vientos en capas bajas entrantes que mantendrán escasas zonas convectivas.

EL CALOR

El calor representa la cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura entre ambos. El tipo de energía que se pone en juego en los fenómenos caloríficos se denomina energía térmica. El carácter energético del calor lleva consigo la posibilidad de transformarlo en trabajo mecánico. Sin embargo, la naturaleza impone ciertas limitaciones a este tipo de conversión, lo cual hace que sólo una fracción del calor disponible sea aprovechable en forma de trabajo útil.

EL CALOR NO SIEMPRE FUE CONSIDERADO UNA FORMA DE ENERGÍA

Las ideas acerca de la naturaleza del calor han variado apreciablemente en los dos últimos siglos. La teoría del calórico o fluido tenue que situado en los poros o intersticios de la materia pasaba de los cuerpos calientes -en los que supuestamente se hallaba en mayor cantidad- a los cuerpos fríos, había ocupado un lugar destacado en la física desde la época de los filósofos griegos. Sin embargo, y habiendo alcanzado a finales del siglo XVIII su pleno apogeo, fue perdiendo credibilidad al no poder explicar los resultados de los experimentos que científicos tales como Benjamín Thomson (1753-1814) o Humphrey Davy (1778-1829) realizaron.

Una vieja idea tímidamente aceptada por sabios del siglo XVII como Galileo Galilei o Robert Boyle resurgió de nuevo. El propio Thompson (conde de Rumford), según sus propias palabras, aceptó la vuelta a aquellas «viejas doctrinas que sostienen que el calor no es otra cosa que un movimiento vibratorio de las partículas del cuerpo».

Las experiencias de Joule (1818-1889) y Mayer (1814-1878) sobre la conservación de la energía, apuntaban hacia el calor como una forma más de energía. El calor no sólo era capaz de aumentar la temperatura o modificar el estado físico de los cuerpos, sino que además podía moverlos y realizar un trabajo. Las máquinas de vapor que tan espectacular desarrollo tuvieron a finales del siglo XVIII y comienzos del XIX eran buena muestra de ello. Desde entonces las nociones de calor y energía quedaron unidas y el progreso de la física permitió, a mediados del siglo pasado, encontrar una explicación detallada para la naturaleza de esa nueva forma de energía, que se pone de manifiesto en los fenómenos caloríficos.

Contaminación Acústica

La contaminación acústica es el conjunto de sonidos y ruidos que circulan por el aire en las calles de una población. Como generalmente las ciudades poseen gran cantidad de elementos generadores de ruido, se produce en conjunto un alto nivel sonoro que puede llegar a perjudicar la integridad física y psíquica de los habitantes.

El oído humano sólo puede soportar ciertos niveles máximos de ruido, pero el nivel que se acumula en algunas ciudades supera ese máximo. Algunos ruidos de la ciudad se encuentran por encima del "Umbral del dolor" (120 dB.)

Estos ruidos pasan a formar parte de la contaminación acústica de una ciudad y deben ser restringidos y controlados para mantener la salud de los ciudadanos.

En cuanto a los niveles racionales, las cifras medias de las legislaciones europeas, marcan como límite aceptable 65 dB durante el día y 55 dB durante la noche, ya que la capacidad auditiva se deteriora en la banda comprendida entre 75 dB y 125 dB y pasa a un nivel doloroso, cuando se superan los 125 dB, El umbral de dolor llega a los 140 dB.

• a) Efectos de la contaminación acústica en la salud

l efecto del ruido es similar al efecto del miedo y la tensión: aumento de pulsaciones, modificación del ritmo respiratorio, tensión muscular, presión arterial, resistencia de la piel, agudeza de visión y vasoconstricción periférica. Estos efectos no son permanentes, desparecen al cesar el ruido, aunque pueden presentar estados de nerviosismo asociados y no hay constancia de que puedan afectar a la salud mental. La pérdida de audición inducida por el ruido es irreversible por la incapacidad de regeneración de las células ciliares de la audición. La sordera podría aparecer en casos de soportar de forma continuada niveles superiores a 90 dB. Además, el ruido puede causar efectos sobre el sistema cardiovascular, con alteraciones del ritmo cardíaco, riesgo coronario, hipertensión arterial y excitabilidad vascular por efectos de carácter neurovegetativo. Sobre las glándulas endocrinas, con alteraciones hipofisiarias y aumento de la secreción de adrenalina. En el aparato digestivo puede generar un incremento de la enfermedad gastroduodenal por dificultar el descanso. En general puede ser negativo para otras afecciones, por incremento inductor de estrés, aumento de alteraciones mentales, tendencia a actitudes agresivas, dificultades de observación, concentración, rendimiento y facilita los accidentes.

El sueño, la atención y la percepción del lenguaje hablado son las actividades más perjudicadas. El sueño se altera a partir de 45 dB (fondo sonoro de una calle residencial sin tráfico rodado, de día). Y quien sufre alteraciones del sueño puede padecer efectos como la sensación de cansancio, el bajo rendimiento académico o profesional o los cambios de humor. De ahí la conveniencia de que durante las horas de descanso nocturno disfrutemos de ese silencio que evita las interrumpciones del sueño.

• b) Fuentes de la contaminación acústica

Las principales fuentes de contaminación acústica en la sociedad actual provienen de los vehículos de motor, que se calculan en casi un 80%; el 10% corresponde a las industrias; el 6% a ferrocarriles y el 4% a bares, locales públicos, pubs, talleres industriales, etc.

El parque automovilístico genera continuamente un ruido especialmente intenso (roce de neumáticos), y la construcción de autovías o circunvalaciones cercanas a diferentes núcleos de población han multiplicado el efecto del trafico rodado y el sonido que genera.

Si una zona está construida cerca de vías de ferrocarril o aeropuertos, la contaminación acústica allí aumenta considerablemente, que repercute en la salud personal dependiendo del tiempo que se sufre y la sensibilización de la persona que está expuesta al ruido.

La población comunitaria sufre niveles de ruido superiores al límite de tolerancia (65 dB). En una conversación normal se registran entre 50 dB y 60 dB, mientras que en una calle con mucho tráfico hay 70 dB. Casi la mitad de las ciudades españolas con población de 100.00 a 500.000 habitantes sufren contaminación acústica.

• c) Soluciones a la contaminación acústica

Una primera acción para combatir la contaminación acústica sería la de elaborar un mapa acústico (medida y análisis de los niveles sonoros de diversos puntos de la ciudad), centrándose en el tráfico rodado pero sin olvidar otros emisores de ruido. A partir del estudio, se podrían adoptar medidas defensivas y preventivas, a medio o largo plazo en función de la planificación urbanística de la ciudad.

Los expertos indican que la mejor solución contra este modo de contaminación sería incorporar un estudio de niveles acústicos a la planificación urbanística, con el fin de crear "islas sonoras" o insonorizar los edificios próximos a los "puntos negros" de ruido, pero ello conlleva un coste elevadísimo. Es más eficaz adoptar medidas preventivas, ya que, económica y socialmente, son más rentables. Hay que potenciar campañas de educación medio ambiental, para que todos contribuyan y exijan la disminución de los niveles de ruido.

Los métodos para contrarrestar los sonidos excesivos se clasifican en activos y pasivos, y actúan sobre la fuente que los produce. Son eficaces algunos métodos pasivos, como los absorbentes superficiales (pantallas acústicas), silenciadores reactivos, materiales porosos, soportes antivibratorios o resonadores. Estas técnicas son más bien defensivas, lo que limita su efectividad, y un ejemplo de esto lo encontramos en la arquitectura (sólo se insonorizan teatros, cines y auditorios) y en la planificación urbana (que abarca aspectos como el tipo de construcción de la calzada, cuya calidad incide en los niveles de ruido producido por el rozamiento de los vehículos, que pueden ser incluso superiores a las vibraciones del motor del coche).

• Planes De Solución

Describimos dos planes que podrían solucionar este problema con respecto a la contaminación acústica presente :

• El primer plan de solución es que se debe tratar en la descentralización, que significa que no toda la actividad económica, la población y en general todo el desarrollo del país debe ubicarse y desarrollarse en la Capital, ya que todo esto trae gente y la gente se moviliza y al movilizarse los transportes producen ruidos, convirtiéndose en uno de los principales contaminantes acústicos.
• La mejor distribución del país, ya que toda las principales fuentes de trabajo (industrias, fabricas, bancos, etc) están ubicados en Lima y esto también produce mucho ruido, osea lo principal es que debemos de tratar poco a poco de que la Capital no sea el único “motor” del Perú sino que todas las regiones.
• Proporcionar protectores auditivos a todos los trabajadores expuestos.
• Realizar un control médico inicial de la función auditiva de los trabajadores, así como posteriores controles periódicos, como mínimo quinquenales.

• El segundo plan de solución que presentamos es que la gente que vive en la R.M. debe tratar poco a poco de acostumbrarse a trasladarse por el metro, o si tiene las posibilidades algunos en bicicleta, también se debería empezar a enseñarle a la gente que no deben tocar tanto la bocina, solo cuando sea necesario y así, tomando en cuenta estas medidas, disminuiría el ruido por parte de los transportes.
• También las industrias deberían estar apartadas de la ciudad para así no contaminar acústicamente en la misma ciudad.
• En general para que estos planes funcionen tiene que aportar todos los habitantes, tanto como el Gobierno ayudando en la Descentralización y la gente en la disminución de ruido por parte de los transportes e industrias.

EL EFECTO DOPPLER

Todos hemos sido testigos del cambio de altura de un sonido cuando la fuente que lo emite se acerca o se aleja: el motor de un  carro, el pito de una locomotora, el paso de un avión en vuelo bajo, entre otros ejemplos. Cuando el origen de las ondas se desplaza en un sentido causa que el ancho de banda de la onda se acorte en la dirección hacia adonde se esta moviendo y se alargue en el sentido contrario. De esta manera el tono del sonido cambia haciéndose mas alto en la dirección hacia donde el origen de la onda se acerca y de tono bajo hacia adonde se aleja

Christian Doppler, profesor de matemáticas en Praga, en 1948 postuló que la luz al viajar en forma ondulatoria también debía manifestar el fenómeno que ahora se conoce como Efecto Doppler en su honor. En este caso la variación de la amplitud de las ondas se detecta por cambios de color, de esta manera, cuando la fuente de luz se acerca a un observador se torna de color azul, corrimiento al azul (blueshift) por un ancho de banda mas corto y cuando se aleja se torna de color rojo, corrimiento al rojo (redshift) por un ancho de banda mas largo.

En astronomía el efecto Doppler tiene una importancia capital puesto que es mediante su uso que se puede calcular la dirección y la velocidad a la que se mueve un objeto celeste lejano. 

Para realizar estas mediciones el objeto debe estar en el mismo plano del observador, si el objeto tiene un movimiento tangencial o perpendicular no se producirá efecto Doppler o su medición no será exacta. Una vez tomado el espectro del sujeto en estudio se compara con el del material conocido en reposo, así se puede determinar hacia adonde hay corrimiento de las líneas espectrales y de acuerdo a la magnitud del cambio, determinar la velocidad que poseen con respecto al observador.

La fórmula de Doppler relaciona la velocidad radial de un objeto astronómico (la velocidad en la línea de visión) con el corrimiento de sus líneas espectrales. 

∆λ/λ0 = v/c

• λ: Longitud de onda de línea espectral observada
• λ₀: Longitud de onda de línea espectral de un objeto en reposo
• ∆λ: Cambio en longitud de onda en reposo y observada
• v: Velocidad medida a lo largo de la línea de visión
• c: Velocidad de la Luz

Ej.: Si la Longitud de onda observada en el laboratorio para el Hα es de 656.285 nm Pero el observado en Vega es de 656.255 la diferencia es 

∆λ= λ - λ₀= 656.255 - 656.285 = -0.030 nm

El resultado negativo indica que la luz de Vega tiene longitudes de onda mas corta (corrimiento al azul), al utilizar la formula Doppler:

v= c(∆λ/λ₀) = 3x10⁵ Km.(-0.030 nm/656.285 nm) = -13-7 Km./s

El signo menos indica que vega se acerca a la tierra con una velocidad de 13.7 Km./seg.

Stephen Hawking

Físico teórico británico. Estudió matemáticas y física en el University College de Oxford, donde se licenció en 1962. En 1966 se doctoró en el Trinity Hall de Cambridge. A principios de los años sesenta tuvo los primeros síntomas de esclerosis lateral amiotrófica (ELA), enfermedad degenerativa neuromuscular que no le ha impedido progresar en su actividad intelectual.

Su interés científico se centró en el campo de la relatividad general, en particular en la física de los agujeros negros. En 1971 sugirió la formación, a continuación del big-bang, de numerosos objetos, denominados «miniagujeros negros», que contendrían alrededor de mil millones de toneladas métricas de masa, pero ocuparían solo el espacio de un protón, circunstancia que originaría enormes campos gravitatorios, regidos por las leyes de la relatividad.

En 1974 propuso, de acuerdo con las predicciones de la física cuántica, que los agujeros negros emiten partículas subatómicas hasta agotar su energía, para finalmente estallar. Ese mismo año fue elegido miembro de la Royal Society; tres años más tarde fue nombrado profesor de física gravitacional en Cambridge, donde dos años más tarde obtuvo la cátedra Lucasiana de matemáticas, la misma que ocupó Isaac Newton. 

Sus esfuerzos para describir desde un punto de vista teórico las propiedades de los agujeros negros, así como la relación que estas propiedades guardan con las leyes de la termodinámica clásica y de la mecánica cuántica, se recogen en sus obras The Large Scale Structure of Space-Time (1973, en colaboración con G.F.R. Ellis), Superspace and Supergravity (1981), The Very Early Universe (1983), y el best-seller Historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros (1988).

   

IMPORTANCIA DE LA EXPANSIÓN TÉRMICA DEL AGUA

A temperatura ambiente, el agua se dilata cuando la temperatura sube y se contrae cuando baja. Pero próximo al punto de congelación, a los 0 ºC ocurre lo contrario, lo cual es muy importante para la preservación de la vida.

El agua, en el intervalo de temperaturas de 0 a 4 °C se contrae al aumentar la temperatura .En este intervalo ,su coeficiente de expansión es negativo. Por arriba de 4 °C el agua se expande al calentarse. Por lo tanto , el agua tiene su mayor densidad a 4 °C.El agua también se expande al congelarse , en cambio, la mayoría de los materiales se contraen al congelarse.
Este comportamiento anómalo del agua tiene un efecto importante sobre la vida vegetal y animal en los lagos.Un lago se enfría de la superficie hacia abajo; por arriba de los 4°C , el agua enfriada en la superficie se hunde por su mayor densidad; sin embargo, cuando la temperatura superficial baja de 4° C , el agua en el fondo sigue a 4°C hasta que casi todo el lago se congela.Si el agua se comportara como la mayoría de las sustancias , contrayéndose continuamente al  enfriarse  y congelarse , los lagos  se helarían de abajo hacia arriba.La circulación por diferencias de densidad haría subir continuamente el agua mas caliente para un enfriamiento mas eficiente, y los lagos se congelarían por completo con mucha mayor facilidad. Esto destruiría
todas las plantas y animales que no resisten el congelamiento.Si el agua no tuviera esa propiedad especial ,la evolución de la vida habría seguido un curso muy diferente.

Einstein

Albert Einstein sigue siendo una figura mítica de nuestro tiempo; más, incluso, de lo que llegó a serlo en vida, si se tiene en cuenta que su imagen, en condición de póster y exhibiendo un insólito gesto de burla, se ha visto elevada a la dignidad de icono doméstico, junto a los ídolos de la canción y los astros de Hollywood.

Sin embargo, no son su genio científico ni su talla humana los que mejor lo explican como mito, sino, quizás, el cúmulo de paradojas que encierra su propia biografía, acentuadas con la perspectiva histórica. Al Einstein campeón del pacifismo se le recuerda aún como al «padre de la bomba»; y todavía es corriente que se le atribuya la demostración del principio de que «todo es relativo» a él, que luchó encarnizadamente contra la posibilidad de que conocer la realidad significara jugar con ella a la gallina ciega.

Albert Einstein nació en la ciudad bávara de Ulm el 14 de marzo de 1879. Fue el hijo primogénito de Hermann Einstein y de Pauline Koch, judíos ambos, cuyas familias procedían de Suabia. Al siguiente año se trasladaron a Munich, en donde el padre se estableció, junto con su hermano Jakob, como comerciante en las novedades electrotécnicas de la época.

El pequeño Albert fue un niño quieto y ensimismado, que tuvo un desarrollo intelectual lento. El propio Einstein atribuyó a esa lentitud el hecho de haber sido la única persona que elaborase una teoría como la de la relatividad: «un adulto normal no se inquieta por los problemas que plantean el espacio y el tiempo, pues considera que todo lo que hay que saber al respecto lo conoce ya desde su primera infancia. Yo, por el contrario, he tenido un desarrollo tan lento que no he empezado a plantearme preguntas sobre el espacio y el tiempo hasta que he sido mayor».

En 1894, las dificultades económicas hicieron que la familia (aumentada desde 1881, por el nacimiento de una hija, Maya) se trasladara a Milán; Einstein permaneció en Munich para terminar sus estudios secundarios, reuniéndose con sus padres al año siguiente. En el otoño de 1896, inició sus estudios superiores en la Eidgenossische Technische Hochschule de Zurich, en donde fue alumno del matemático Hermann Minkowski, quien posteriormente generalizó el formalismo cuatridimensional introducido por las teorías de su antiguo alumno. El 23 de junio de 1902, empezó a prestar sus servicios en la Oficina Confederal de la Propiedad Intelectual de Berna, donde trabajó hasta 1909. En 1903, contrajo matrimonio con Mileva Maric, antigua compañera de estudios en Zurich, con quien tuvo dos hijos: Hans Albert y Eduard, nacidos respectivamente en 1904 y en 1910. En 1919 se divorciaron, y Einstein se casó de nuevo con su prima Elsa.

Durante 1905, publicó cinco trabajos en los Annalen der Physik: el primero de ellos le valió el grado de doctor por la Universidad de Zurich, y los cuatro restantes acabaron por imponer un cambio radical en la imagen que la ciencia ofrece del universo. De éstos, el primero proporcionaba una explicación teórica, en términos estadísticos, del movimiento browniano, y el segundo daba una interpretación del efecto fotoeléctrico basada en la hipótesis de que la luz está integrada por cuantos individuales, más tarde denominados fotones; los dos trabajos restantes sentaban las bases de la teoría restringida de la relatividad, estableciendo la equivalencia entre la energía E de una cierta cantidad de materia y su masa m, en términos de la famosa ecuación E = mc², donde c es la velocidad de la luz, que se supone constante.
El esfuerzo de Einstein lo situó inmediatamente entre los más eminentes de los físicos europeos, pero el reconocimiento público del verdadero alcance de sus teorías tardó en llegar; el Premio Nobel de Física, que se le concedió en 1921 lo fue exclusivamente «por sus trabajos sobre el movimiento browniano y su interpretación del efecto fotoeléctrico». En 1909, inició su carrera de docente universitario en Zurich, pasando luego a Praga y regresando de nuevo a Zurich en 1912 para ser profesor del Politécnico, en donde había realizado sus estudios. En 1914 pasó a Berlín como miembro de la Academia de Ciencias prusiana. El estallido de la Primera Guerra Mundial le forzó a separarse de su familia, por entonces de vacaciones en Suiza y que ya no volvió a reunirse con él.

Contra el sentir generalizado de la comunidad académica berlinesa, Einstein se manifestó por entonces abiertamente antibelicista, influido en sus actitudes por las doctrinas pacifistas de Romain Rolland. En el plano científico, su actividad se centró, entre 1914 y 1916, en el perfeccionamiento de la teoría general de la relatividad, basada en el postulado de que la gravedad no es una fuerza sino un campo creado por la presencia de una masa en el continuum espacio-tiempo. La confirmación de sus previsiones llegó en 1919, al fotografiarse el eclipse solar del 29 de mayo; The Times lo presentó como el nuevo Newton y su fama internacional creció, forzándole a multiplicar sus conferencias de divulgación por todo el mundo y popularizando su imagen de viajero de la tercera clase de ferrocarril, con un estuche de violín bajo el brazo.

Durante la siguiente década, Einstein concentró sus esfuerzos en hallar una relación matemática entre el electromagnetismo y la atracción gravitatoria, empeñado en avanzar hacia el que, para él, debía ser el objetivo último de la física: descubrir las leyes comunes que, supuestamente, habían de regir el comportamiento de todos los objetos del universo, desde las partículas subatómicas hasta los cuerpos estelares. Tal investigación, que ocupó el resto de su vida, resultó infructuosa y acabó por acarrearle el extrañamiento respecto del resto de la comunidad científica.

A partir de 1933, con el acceso de Hitler al poder, su soledad se vio agravada por la necesidad de renunciar a la ciudadanía alemana y trasladarse a Estados Unidos, en donde pasó los últimos veinticinco años de su vida en el Instituto de Estudios Superiores de Princeton, ciudad en la que murió el 18 de abril de 1955.

Einstein dijo una vez que la política poseía un valor pasajero, mientras que una ecuación valía para toda la eternidad. En los últimos años de su vida, la amargura por no hallar la fórmula que revelase el secreto de la unidad del mundo hubo de acentuarse por la necesidad en que se sintió de intervenir dramáticamente en la esfera de lo político. En 1939, a instancias de los físicos Leo Szilard y Paul Wigner, y convencido de la posibilidad de que los alemanes estuvieran en condiciones de fabricar una bomba atómica, se dirigió al presidente Roosevelt instándole a emprender un programa de investigación sobre la energía atómica.

Luego de las explosiones de Hiroshima y Nagasaki, se unió a los científicos que buscaban la manera de impedir el uso futuro de la bomba y propuso la formación de un gobierno mundial a partir del embrión constituido por las Naciones Unidas. Pero sus propuestas en pro de que la humanidad evitara las amenazas de destrucción individual y colectiva, formuladas en nombre de una singular amalgama de ciencia, religión y socialismo, recibieron de los políticos un rechazo comparable a las críticas respetuosas que suscitaron entre los científicos sus sucesivas versiones de la idea de un campo unificado.

TEORIA DE LA CUERDAS : por Zwiebach Barton

Barton Zwiebach Cantor (Lima, 4 de octubre de 1954, 57 años) es un científico peruano, docente del Instituto Tecnológico de Massachusetts, donde es uno de los principales investigadores de la Teoría de supercuerdas. Zwiebach realizó sus estudios de pregrado en Perú, donde obtuvo el grado de Ingeniero Electrónico en la Universidad Nacional de Ingeniería en 1977. Realizó estudios de postgrado en Física en el Instituto Tecnológico de California. Obtuvo el grado de Ph.D. en 1983, trabajando bajo la supervisión de Murray Gell-Mann. Ha realizado también postgrados en la Universidad de California, Berkeley y en el MIT, donde pasó a ser Profesor Auxiliar de Física en 1987 y miembro permanente del cuerpo docente desde 1994. Es uno de los científicos más prominentes en cuanto a la Teoría de cuerdas, habiendo escrito el libro de texto A First Course in String Theory ("Introducción a la Teoría de Cuerdas") en 2004.

El año 2007 Bar­ton Zwiebach dictó en el Perú algu­nas Con­fer­en­cias en el marco de la entrega de un Doc­tor­ado Hon­oris Causa que le entregó la UTP. Varias de ellas fueron con costo de entrada. De todos modos, se hizo un hueco para hacer una versión exten­dida gratuita en el audi­to­rio de la UNI, por un per­cance con la filmación impidió que se tenga reg­istro de eso. Esta es la conferencia que se dicto en la UTP.

TEORÍA DE LAS CUERDAS

La Teoría de Cuerdas, como su nombre indica, basa sus postulados en la existencia de unos hilos vibrantes de energía que compondrían todas las partículas de la materia. Dichas cuerdas necesitarían de 11 dimensiones espaciales para “vibrar” y así dar lugar tanto a las fuerzas físicas (gravitatoria, electromagnética…) como a los componentes de la materia. Edward Witten con su revolucionaria teoría de unificación llamada Teoría M definió elementos que no sólo podían ser cuerdas vibrantes (abiertas o cerradas) sino objetos de una dimensionalidad mayor a los que se le dio el nombre de membranas o p-branas.

Al parecer nuestro universo podía ser una de esas membranas que flotan en un espacio de mayor dimensionalidad junto a otras membranas (que vendrían a representar a otros universos) y las cuales podrían estar chocando indefinidamente entre sí, generando no sólo el Big-Bang que creó nuestro universo, sino muchos otros Big-Bangs con una frecuencia impredecible.

Clerk Maxwell

El pasado 13 de junio (2011)se cumplieron 180 años del nacimiento del gran físico escocés Clerk Maxwell uno de los gigantes de la física de todos los tiempos.

A diferencia de gigantes como Copérnico, Kepler y Galileo, y del propio Newton, otro gigante que se trepó sobre las espaldas de los primeros para ver más lejos, su nombre apenas le dice nada al hombre común.

Sin embargo sus aportes, en pocos años, transformaron toda la Física del siglo XIX y la convirtieron en la ciencia que es hoy.

De aquella grandiosa transformación se habla muy poco.

Téngase en cuenta que, sobrepasando la primera mitad del siglo, la Física solo podía exhibir la mecánica como un cuerpo de ideas plenamente desarrolladas y matematizadas y una astronomía evolucionada sobre la ley de la gravitación universal.

Ramas tan importantes como la electricidad y el magnetismo, la física de los fenómenos térmicos y la óptica, aún experimentaban una evolución muy incipiente que reclamaba las ideas fundamentales, verdaderos principios físicos en qué sustentarse.

Pues bien, correspondió a Maxwell la gloria de legar a la ciencia tales principios o ideas a una edad muy temprana, pues murió cuando apenas contaba con 48 años.

Los estudiantes de ciencias naturales o ingeniería se familiarizan con su nombre al estudiar los principios del electromagnetismo moderno, dados por las famosas ECUACIONES DE MAXWELL, que vienen siendo a la electricidad como las tres ecuaciones de Newton a la mecánica. En esas cuatro ecuaciones, por cierto muy elegantemente planteadas, se encierren todos los secretos de los complejísimos fenómenos electromagnéticos. Un conocido profesor cubano de física, Manuel Grant, afirmaba escuchar una bella melodía cuando escribía dichas ecuaciones en el pizarrón.

Pero a veces se pasan por alto dos cosas muy importantes a propósito del tema. La primera es que Maxwell le dio expresión matemática a un concepto realmente revolucionario para toda la ciencia: las acciones se difunden por el espacio no instantáneamente, como lo presumía la acción a distancia, hasta entonces reinante en la Física, sino con una velocidad finita. Este concepto, conocido como CAMPO, fue tomado con entusiasmo por Einstein, quien expresó que era la idea más importante aportada a la Física, luego de la mecánica newtoniana.

La segunda es que Maxwell demostró que la luz no es más que una onda electromagnética, que se difunde a una velocidad finita. Así la óptica resultó integrada al electromagnetismo, del cual tomó sus principios, como resultó en su tiempo la integración de la astronomía con la mecánica.

En justicia, diremos que estos aportes se hicieron sobre la base de los geniales experimentos e ideas de Michael Faraday.

Pero quizá el aporte de mayor carga conceptual de Maxwell resultó la creación de la denominada física estadística. El comprendió que, para un estudio riguroso de los gases, era necesario considerarlos como compuestos por millones de millones de partículas cuyas velocidades se encontraban distribuidas al azar. Al mismo tiempo, pudo demostrar que, detrás del aparente “caos”, se escondía un “orden probabilístico”. Así, siempre existirá un número bien determinado de moléculas para diferentes intervalos de velocidades. Ello le permitió calcular los valores medios de esa y otras magnitudes.

Dichas ideas propinaron un golpe considerable a lo que se denomina DETERMINISMO MECÁNICO, pues dejó en claro que el estudio de sistemas muy complejos o formados por un gran número de entes, solo puede hacerse sobre la base del cálculo de probabilidades, careciendo de sentido el conocimiento de valores absolutos.

Teoria del Caos

El Matemático e ingeniero Juan Guillermo Lalinde Pulido habla sobre la Teoría del Caos,fractales y determinismo en el  Encuentro Internacional Fractal[09] sobre Arte, Ciencia y literatura Realizado En El Jardín Botánico de Medellín, Colombia.

PARTE 1

PARTE 2

Newton

Científico inglés (Woolsthorpe, Lincolnshire, 1642 - Londres, 1727). Hijo póstumo y prematuro, su madre preparó para él un destino de granjero; pero finalmente se convenció del talento del muchacho y le envió a la Universidad de Cambridge, en donde hubo de trabajar para pagarse los estudios. Allí Newton no destacó especialmente, pero asimiló los conocimientos y principios científicos de mediados del siglo XVII, con las innovaciones introducidas por Galileo, Bacon, Descartes, Kepler y otros.
Tras su graduación en 1665, Isaac Newton se orientó hacia la investigación en Física y Matemáticas, con tal acierto que a los 29 años ya había formulado teorías que señalarían el camino de la ciencia moderna hasta el siglo XX; por entonces ya había obtenido una cátedra en su universidad (1669).
Suele considerarse a Isaac Newton uno de los protagonistas principales de la llamada «Revolución científica» del siglo XVII y, en cualquier caso, el padre de la mecánica moderna. No obstante, siempre fue remiso a dar publicidad a sus descubrimientos, razón por la que muchos de ellos se conocieron con años de retraso.
Newton coincidiócon Leibniz en el descubrimiento del cálculo integral, que contribuiría a una profunda renovación de las Matemáticas; también formuló el teorema del binomio (binomio de Newton). Pero sus aportaciones esenciales se produjeron en el terreno de la Física.
Sus primeras investigaciones giraron en torno a la óptica: explicando la composición de la luz blanca como mezcla de los colores del arco iris, Isaac Newton formuló una teoría sobre la naturaleza corpuscular de la luz y diseñó en 1668 el primer telescopio de reflector, del tipo de los que se usan actualmente en la mayoría de los observatorios astronómicos; más tarde recogió su visión de esta materia en la obra Óptica (1703).
También trabajó en otras áreas, como la termodinámica y la acústica; pero su lugar en la historia de la ciencia se lo debe sobre todo a su refundación de la mecánica. En su obra más importante, Principios matemáticos de la filosofía natural (1687), formuló rigurosamente las tres leyes fundamentales del movimiento: la primera ley de Newton o ley de la inercia, según la cual todo cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme si no actúa sobre él ninguna fuerza; la segunda o principio fundamental de la dinámica, según el cual la aceleración que experimenta un cuerpo es igual a la fuerza ejercida sobre él dividida por su masa; y la tercera, que explica que por cada fuerza o acción ejercida sobre un cuerpo existe una reacción igual de sentido contrario.
De estas tres leyes dedujo una cuarta, que es la más conocida: la ley de la gravedad, que según la leyenda le fue sugerida por la observación de la caída de una manzana del árbol. Descubrió que la fuerza de atracción entre la Tierra y la Luna era directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, calculándose dicha fuerza mediante el producto de ese cociente por una constante G; al extender ese principio general a todos los cuerpos del Universo lo convirtió en la ley de gravitación universal.
La mayor parte de estas ideas circulaban ya en el ambiente científico de la época; pero Newton les dio el carácter sistemático de una teoría general, capaz de sustentar la concepción científica del Universo durante varios siglos. Hasta que terminó su trabajo científico propiamente dicho (hacia 1693), Newton se dedicó a aplicar sus principios generales a la resolución de problemas concretos, como la predicción de la posición exacta de los cuerpos celestes, convirtiéndose en el mayor astrónomo del siglo. Sobre todos estos temas mantuvo agrios debates con otros científicos (como Halley, Hooker, Leibniz o Flamsteed), en los que encajó mal las críticas y se mostró extremadamente celoso de sus posiciones.
Como profesor de Cambridge, Newton se enfrentó a los abusos de Jacobo II contra la universidad, lo cual le llevó a aceptar un escaño en el Parlamento surgido de la «Gloriosa Revolución» (1689-90). En 1696 el régimen le nombró director de la Casa de la Moneda, buscando en él un administrador inteligente y honrado para poner coto a las falsificaciones. Volvería a representar a su universidad en el Parlamento en 1701. En 1703 fue nombrado presidente de la Royal Society de Londres. Y en 1705 culminó la ascensión de su prestigio al ser nombrado caballero.

La Vida Secreta del Caos - Documental BBC

Se trata de un maravilloso documental de la BBC que habla del origen de la vida, del por qué somos lo qué somos, del cómo somos. El documental hilvana el caos y el orden y su relación con la vida. Nos revela la cara, a veces, oculta de la naturaleza. El tejido caótico de interacciones del que emergen las cosas y la vida, si bien caótico, posee principios o leyes básicas y sencillas aunque impredecibles. Se explora cómo la materia inanimada, sin propósito alguno o diseño, espontáneamente ha creado la exquisita belleza de lo viviente. Se trata de explorar cómo esa mismas leyes que hacen del Universo una existencia caótica e impredecible, pueden transformar el simple polvo en lo que somos: seres humanos. Se trata del descubrimiento de que hay una extraña e inesperada relación subyacente entre Orden y Caos del que emerge la belleza que creo expresa genialmente el documental.