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Dic

20

Número puro y adimensional: 137

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Sin categoría    ~    Comentarios Comments (33)

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Cuando surgen comentarios de números puros y adimensionales, de manera automática aparece en mi mente el número 137. Ese número encierra más de lo que estamos preparados para comprender; me hace pensar y mi imaginación se desboca en múltiples ideas y teorías.

Einstein era un campeón en esta clase de ejercicios mentales que él llamaba “libre invención de la mente”. El gran físico creía que no podríamos llegar a las verdades de la naturaleza sólo por la observación y la experimentación. Necesitamos crear conceptos, teorías y postulados de nuestra propia imaginación que posteriormente deben ser explorados para averiguar si existe algo de verdad en ellos.

Para poner un ejemplo de nuestra ignorancia poco tendríamos que buscar, tenemos a mano miles de millones.

Me acuerdo de León Lederman (premio Nobel de Física) que decía:

“Todos los físicos del mundo, deberían tener un letrero en el lugar más visible de sus casas, para que al mirarlo, les recordara lo que no saben. En el cartel sólo pondría esto: 137. Ciento treinta y siete es el inverso de algo que lleva el nombre de constante de estructura fina”.

Este número guarda relación con la posibilidad de que un electrón emita un fotón o lo absorba. La constante de estructura fina responde también al nombre de “alfa” y sale de dividir el cuadrado de la carga del electrón, por el producto de la velocidad de la luz y la constante de Planck. Tanta palabrería y numerología no significan otra cosa sino que ese solo número, 137, encierra los misterios del electromagnetismo (el electrón, e–), la relatividad (la velocidad de la luz, c), y la teoría cuántica (la constante de Planck, h).

Lo más notable de este número es su adimensionalidad. La velocidad de la luz, c, es bien conocida y su valor es de 299.792.458 m/segundo; la constante de Planck racionalizada, ћ, es h/2π = 1’054589×10 julios segundo; la altura de mi hijo, el peso de mi amigo, etc, todo viene con sus dimensiones.  Pero resulta que cuando uno combina las magnitudes que componen alfa ¡se borran todas las unidades! El 137 está solo: se exhibe desnudo a donde va.  Esto quiere decir que los científicos del undécimo planeta de una estrella lejana situada en un sistema solar de la galaxia Andrómeda, aunque utilicen Dios sabe qué unidades para la carga del electrón y la velocidad de la luz y qué versión utilicen para la constante de Planck, también les saldrá el 137.  Es un número puro. No lo inventaron los hombres. Está en la naturaleza, es una de sus constantes naturales, sin dimensiones.

La física se ha devanado los sesos con el 137 durante décadas. Werner Heisember (el que nos regaló el Principio de Incertidumbre en la Mecánica Cuántica), proclamó una vez que todas las fuentes de perplejidad que existen en la mecánica cuántica se secarían si alguien explicara de una vez el 137.

¿Por qué alfa es igual a 1 partido por 137?

Esperemos que algún día aparezca alguien que, con la intuición, el talento y el ingenio de Galileo, Newton o Einstein, nos pueda por fin aclarar el misterioso número y las verdades que encierra. Menos perturbador sería que la relación de todos estos importantes conceptos (e–, h y c) hubieran resultado ser 1 ó 3 o un múltiplo de pi… pero ¿137?

Arnold Sommerfeld percibió que la velocidad de los electrones en el átomo de hidrógeno es una fracción considerable de la velocidad de la luz, así que había que tratarlos conforme a la teoría de la relatividad. Vio que donde la teoría de Bohr predecía una órbita, la nueva teoría predecía dos muy próximas.

Esto explica el desdoblamiento de las líneas. Al efectuar sus cálculos, Sommerfeld introdujo una “nueva abreviatura” de algunas constantes. Se trataba de 2πe2 / hc, que abrevió con la letra griega “α” (alfa). No prestéis atención a la ecuación. Lo interesante es esto: cuando se meten los números conocidos de la carga del electrón, e–, la constante de Planck, h, y la velocidad de la luz, c, sale α = 1/137.  Otra vez 137 número puro.

Las constantes fundamentales (constantes universales) están referidas a los parámetros que no cambian a lo largo del universo. La carga de un electrón, la velocidad de la luz en el espacio vacío, la constante de Planck, la constante gravitacional, la constante eléctrica y magnética se piensa que son todos ejemplos de constantes fundamentales.

Las fuerzas de la naturaleza que gobiernan la electricidad, el magnetismo, la radiactividad y las reacciones nucleares están confinadas a un “mundobrana” tridimensional, mientras que la gravedad actúa en todas las dimensiones y es consecuentemente más débil. Quizá ese pudiera ser el motivo de que tengamos localizados a todos los bosones transmisores de las demás fuerzas: el fotón para el electromagnetismo, las W+, W- y Zº para la fuerza nuclear débil y los Gluones para la fuerza nuclear fuerte, sin embargo, el bosón intermediario de la Gravedad, el esquivo gravitón, aún no ha sido observado.

La búsqueda de los secretos de la Naturaleza no ha hecho más que empezar, y, en este punto en el que nos encontramos, al fin podemos tener las herramientas que, aparte de nuestra imaginación, nos ayudarán a “saber” sobre la conformación del mundo en el que vivímos y sobre el Universo que nos acoge.

emilio silvera

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Esta entrada fue publicada el lunes, 20 de diciembre de 2021 a las 8:40 y está clasificada bajo: Sin categoría. Puede hacer un seguimiento de los comentarios de esta entrada gracias al feed RSS 2.0. Puede dejar un comentario, o enviar un trackback desde su sitio.
 

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  1. 1
    Beatriz
    el 13 de septiembre del 2017 a las 19:45

    Interesante artículo! Este número me persigue desde hace décadas. De hecho una mañana me levanté con la siguiente revelación, nada relacionado con la física , pero si con la mística. El 1 simboliza la chispa divina de dónde toda creación parte. El 3 es el Dios en Trinidad, en creación, y el 7 Dios en perfección, el 3 creador dominando el 4 de la materia. Lo siento unico y perfecto, De hecho actualmente vivo en un portal 10, piso 3 pta 7. Gracias por el artículo, me ha gustado aprender de otras fuentes de conocimiento sobre este número mágico. :o)

    Responder
    • 1.1
      Emilio Silvera
      el 13 de septiembre del 2017 a las 21:43

      ¿Hola, Beatriz!

      Me alegra que tu paso por esta tu casa, te sea ameno, y, si has disfrutado con los contenidos… ¡Mucho mejor!

      Ya sabes, la magia de los números.

      Un cordial saludo.

      Responder
  2. 2
    chap
    el 21 de diciembre del 2017 a las 4:02

    Hola a todos. A lo que Emilio Silvera ha expuesto, me gustaría sumar algo que he averiguado respecto a la constante de estructura fina. No pongo el enlace donde está el documento porque no quiero hacerlo sin autorización de Emilio. Conceptualmente puedo anticipar que, según ese desarrollo, alfa depende únicamente de un cociente de cargas. Una es la carga del electrón y otra es la carga elemental Q sub cero, propia de la polarización del vacío. El cociente que resulta es e/Qo = (1/2) [ -3 + (raíz cuadrada de 13) ] . La constante queda expresada como alfa = [1/(4 pi] [ (e/Qo) al cuadrado ] . Ese valor es teórico y ligeramente diferente del valor experimental. La teoría no permite acomodar el valor a gusto y esa diferencia sólo puede significvar dos posibilidades. Una es que esa teoría nueva sea una aproximación y no 100% exacta. Otras es que sea exacta y que los métodos experimentales sean en verdad levemente más imprecisos que lo supuesto hasta hoy.

    Responder
    • 2.1
      Emilio Silvera
      el 21 de diciembre del 2017 a las 7:07

      Gracias, Chap, por tu interesante información que, como siempre, denota que, nuestras teorías son susceptibles de que vayamos afinándolas a medida que se vayan adquiriendo nuevos avances tecnológicos y también y sobre todo, nuevos conocimientos de la realidad que la Naturaleza nos ofrece para que la podamos desvelar.

      Ya nos decía Lederman que, todos los físicos del mundo, en el lugar más destacado de sus casas, deberían colgar un gran letrero con el número puro adimensional 137, para que les recordara lo que no sabían. Heisenberg también se refería a ésto mismo cuando dijo: “El día que sepamos lo que encierra el número puro adimensional 137, ese día, se habrán secado las fuentes de nuestra ignorancia.”

      Y, como se puede deducir de tu acertado comentario, vamos haciéndole el cerco al enigma que, cada vez, se encuentra más cerca de ser descubierto en su totalidad.

      Un cordial saludo amigo.

      Responder
  3. 3
    Josué Cruz
    el 16 de julio del 2018 a las 1:43

    En un supuesto, imagino el origen del universo, y en ese momento se origina otro universo paralelo adimensional, suponiendo van en la misma dirección, los dos ligados inseparablemente, pero algo en común, un enlace, quiero imaginar que existe una ecuación que unifique este universo dimensional, con otro adimensional, y el numero 137 podría ser la clave de ello. (Para un libro de ciencia ficción, el cual me encuentro diseñando) saludo fraterno

    Responder
    • 3.1
      Emilio Silvera
      el 16 de julio del 2018 a las 4:07

      ¡Hola, Josué!

      Metaverso o Universos paralelos circulan libremente por la ciencia-ficción y, también, por algunas mentes científicas en la creencia de que podrían existir otros universos además del nuestro, y, lo mismo que podemos contemplar en el nuestro los cúmulos de galaxias, en un más amplio panorama, podrían contemplarse universos como estrellas en la galaxia. Sin embargo, lo del universo adimensional es algo nuevo en este contexto.

      Si miramos por ahí, adimensional significa:

      “En ciencias, una magnitud adimensional o magnitud de dimensión uno es una cantidad sin una dimensión física asociada, siendo por tanto un número puro que permite describir una característica física sin dimensión ni unidad de expresión explícita, y que como tal, siempre tiene una dimensión de 1.1​ Las magnitudes adimensionales son ampliamente utilizadas en matemáticas, física, ingeniería o economía, y en la vida cotidiana (por ejemplo, en el conteo). Muchos números bien conocidos, como π, e y φ, son también adimensionales. Por el contrario, las magnitudes no adimensionales se miden en unidades de longitud, área, tiempo, etc.”

      ¿Dónde podremos colocar a tu universo adimensional?

      ¡Qué imaginación!

      Responder
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