¡Preludio a la relatividad! -Las ecuaciones de Lorentz-Fitzgerald- Éste último pensaba y decía cosas comos estas:

              George FitzGerald

“… la telegrafía debe mucho a Euclides y otros geómetras puros, al griego y al árabe que fueron matemáticos magistrales que inventaron nuestra escala de numeración y el álgebra, de Galileo y Newton, que fundaron la dinámica, para que Newton y Leibniz inventaran el cálculo, para que Volta descubriera la galvánica bobina, a Oersted quien descubrió la acción magnética de las corrientes, que a Ampère descubriera las leyes de su acción, a Ohm que descubrió la ley de la resistencia de los cables, a Wheatstone, de Faraday, a Lord Kelvin, a Clerk Maxwell, Hertz a… Sin los descubrimientos, invenciones, y las teorías científicas resumen de estos hombres la telegrafía y otras maravillas y conocimientos…  ¡serían imposibles ahora!”

    Hendrik Antoon Lorentz

Se le deben importantes aportaciones en los campos de la termodinámica, la radiación, el magnetismo, la electricidad y la refracción de la luz.  Formuló conjuntamente con George Francis FitzGerald una teoría sobre el cambio de forma de un cuerpo como resultado de su movimiento; este efecto, conocido como “contracción de Lorentz-FitzGerald”, cuya representación matemática de ella es conocida con el de transformación de Lorentz,  fue una más de las numerosas contribuciones realizadas por Lorentz al desarrollo de la teoría de la relatividad.

Fue, al igual que Henri Poincaré,  uno de los primeros en formular las bases de la teoría de la relatividad (frecuentemente atribuida primaria o solamente a Albert Einstein).  Fue ganador del Premio Nobel de Física en 1902, junto con su pupilo Pieter Zeeman,  por su investigación conjunta sobre la influencia del magnetismo en la radiación, originando la radiación electromagnética.  fue premiado con la Medalla Rumford en 1908 y la Medalla Coplay en 1918. Lorentz era hombre humilde y sencillo y le gustaba resaltar los logros de los demás:

Michael Faraday

 

“Como es probable que sepas, gran parte de nuestro conocimiento sobre la electricidad y el magnetismo se basa en los experimentos ingeniosísimos realizados por Michael Faraday en la primera parte del siglo XIX. Faraday era un experimentador genial, y descubrió numerosos fenómenos desconocidos hasta entonces, como la mutua. Estableció diversas leyes, pero no pudo elaborar una teoría global acerca del electromagnetismo porque sus conocimientos matemáticos no iban más allá de la trigonometría: hacía falta un teórico capaz de amalgamar el conocimiento adquirido por Faraday y otros experimentadores, como Hans Christian Ørsted, en una teoría general”.

Ese teórico era otro genio, James Clerk Maxwell, que estableció un conjunto de cuatro ecuaciones diferenciales bellísimas que describían de una manera extraordinariamente precisa los resultados de casi todos los experimentos de Faraday, Ørsted y compañía. Lo más sorprendente, el propio Maxwell y sus contemporáneos, fue una de las consecuencias inevitables de sus ecuaciones: la existencia de perturbaciones del campo eléctrico y el magnético que se propagaban por el espacio.”

 

 

A la contracción, Einstein le dio un marco teórico en la teoría especial de la relatividad. En teoría, un objeto de longitud l₀ en reposo en un sistema de referencia parecerá, un observador en otro sistema de referencia que se mueve con velocidad relativa v con respecto al primero, tener longitud , donde c es la velocidad de la luz. La hipótesis original atribuía contracción a una contracción real que acompaña al movimiento absoluto del cuerpo. La contracción es en cualquier caso despreciable a no ser que v sea del mismo orden o cercana a c.

Un objeto que se moviera a 11,2 Km/s (la velocidad de escape de nuestro planeta) experimentaría sólo una contracción equivalente a 2 partes por cada 1.000 millones en el sentido del vuelo. Pero a velocidades realmente elevadas, tal contracción sería sustancial. A unos 150.000 Km/s (la mitad de la velocidad de la luz) sería del 15%; a 262.000 Km/s (7/8 de la velocidad de la luz), del 50%. Es decir, que una regla de 30 cm que pasara ante nuestra vista a 262.000 Km/s nos parecería que mide sólo 15’24 cm, siempre y cuando conociéramos alguna manera para medir su longitud en pleno vuelo. Y a la velocidad de la luz, es decir, 300.000 Km/s en números redondos, su longitud en la dirección del movimiento sería cero. Puesto que, presuntamente, no puede existir ninguna longitud inferior a cero, se deduce que la velocidad de la luz en el vacío es la mayor que puede imaginarse el universo.

                                                                                 experimento conocido de Michelson-Morley

Todo aquello fue posible gracia a que en 1893, el físico irlandés George Francis FitzGerald emitió una hipótesis explicar los resultados negativos del experimento conocido de Michelson-Morley.  Adujo que toda materia se contrae en la dirección del movimiento, y que esa contracción es directamente proporcional al ritmo (velocidad) del movimiento.

Según tal interpretación, el interferómetro se quedaba corto en la dirección del “verdadero” movimiento terrestre, y lo hacía precisamente en una cantidad que compensaba con toda exactitud la diferencia de distancias que debería recorrer el rayo luminoso.  Por añadidura, todos los aparatos medidores imaginables, incluyendo los órganos sensoriales humanos, experimentarían ese mismo fenómeno.

Parecía como si la explicación de FitzGerald insinuara que la Naturaleza conspiraba con objeto de impedir que el hombre midiera el movimiento absoluto, lo cual introducía un efecto que anulaba cualquier diferencia aprovechable para detectar dicho movimiento.

Este asombroso fenómeno recibió el de “contracción de FitzGerald”, y su autor formuló una ecuación para el mismo que, referido a la contracción de un cuerpo móvil, fue predicha igualmente, y de manera independiente, por H.A.Lorentz (1853-1928) de manera que, finalmente, se quedaron unidas como “Contracción de Lorentz-Fitz Gerald”.

El efecto Fitzgerald sobre longitudes y el efecto Lorentz sobre masas mantuvieron una conexión tan estrecha que aparecieron a menudo agrupadas como las ecuaciones Lorentz-Fitzgerald.

La dilatación del tiempo es el fenómeno predicho por la teorçia de la relatividad,  por el cual un observador observa que el reloj de otro (un reloj físicamente idéntico al suyo) está marcando el tiempo a un ritmo menor que el que mide su reloj. Esto se suele interpretar normalmente como que el tiempo se ha ralentizado para el otro reloj, pero eso es cierto solamente en el contexto del sistema de referencia del observador. Localmente, el tiempo siempre está pasando al mismo ritmo. El fenómeno de la dilatación del tiempo se aplica a cualquier proceso que manifieste cambios a través del tiempo.

Donde:

es el intervalo temporal entre dos eventos co-locales para un observador en algún sistema de referencia inercial. (por ejemplo el número de tic tacs que ha hecho su reloj)

es el intervalo temporal entre los dos mismos eventos, tal y como lo mediría otro observador moviéndose inercialmente con velocidad v, respecto al primer observador

es la velocidad relativa entre los dos observadores

la velocidad de la luz y

es el también conocido como factor de Lorentz

De esta manera la duración del un ciclo de reloj del reloj que se mueve se ha incrementado: esta “funcionando más despacio”. Según lo indicado las transformaciones de Lorentz  pueden ser utilizadas para casos más generales.

Postulados de la Relatividad Especial

• Primer postulado:  Principio especial de relatividad: Las leyes de la física son las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales. En otras palabras, no existe un sistema inercial de referencia privilegiado, que se pueda considerar como absoluto.

• Segundo postulado: Invariancia de c: La velocidad de la luz en el vacío es una constante universal, c, que es independiente del movimiento de la fuente de luz.

Einstein se quedó literalmente paralizado al leer la Conferencia de Riemann. Allí, delante de sus propios ojos tenía lo que Riemann denominaba Tensor métrico. Einstein se dio cuenta de que era exactamente lo que necesitaba para expresar de manera precisa y exacta sus ideas. Así  llegó a ser  posible la teoría de la relatividad general.

Gracias al Tensor de Rieman, Einstein pudo formular: 

Recordando aquellos años de búsqueda e incertidumbre, Einstein escribió:

“Los años de búsqueda en la oscuridad de una verdad que uno siente pero no puede expresar el deseo intenso y la alternancia de confianza y desazón hasta que uno encuentra el camino a la claridad y comprensión sólo son familiares a aquél que los ha experimentado. “

Einstein, con esa aparentemente sencilla ecuación que arriba podemos ver, le dijo al mundo mucho más, de lo que él mismo, en un principio pensaba. En ese momento, se podría decir, sin temor a equivocarnos que comenzó la historia de la cosmología moderna. Comprendidmos mejor el universo, supimos ver y comprender la implosión de las estrellas obligadas por la gravedad al salir de la secuencia principal, aprecieron los agujeros negros… y, en fin, pudimos acceder a “otro universo”.

  La Naturaleza, siempre asombrosa

                       Todo cambia en el universo, como si de la moda femenina se tratara

En temas científicos controvertidos de los que se tienen pocos datos empíricos, las opciones cambian constantemente, como si de la moda femenina se tratara. La falda se lleva larga durante una década y, ahora cambianmos a la falda corta, muy corta para las más jovencitas y, de esa manera se va de arriba abajo. De la misma manera pasa con los temas científicos cuando no se tienen nociones certeras sobre ellos y, hubo un tiempo en el que se creía que los planetas eran raros en el Universo. Para ello, los cientíicos se basaban en que la Tierra era el fruto de una colisión improbable o un acercamiento excesivo entre dos soles.

Cuando no se sabe, se especula y se emiten teorías que no siempre son las más acertadas. Con toda probabilidad (creían), la vida en el Cosmos estaba supeditada a nuestro Sistema solar, tal vez solamente a la Tierra -cosa que aún hoy, creen algunos “científicos” de pocas luces-. Sin embargo, las opiniones más autorizadas, se han decantado hacia el extremo contrario, es decir, que la vida, prolifera por el Cosmos al igual que los planetas, las estrellas y las galaxias.

Ahora sabemos que los planetas son comunes y su presencia alrededor de las estrellas es de lo más corriente y natural en el proceso de de los astros y los diversos objetos que los orbitan. Los planetas proliferan tanto y son tan comunes que se exhiben a  miles de millones -solamente en nuestra propia galaxia- alrededor de sus estrellas rutilantes que les envía luz y calor para que, en aquellos que tengan las precisas condiciones, pueda surgir alguna clase de vida y, en algunos casos, alcanzaran la consciencia como lo hicimos aquí en la Tierra.

Bajo esa hipótesis se inició el Proyecto Ozma y se instaló un  poderoso radiotelescopio en Green Bank, Virginia Occidental, apuntando hacia diversos soles de la Galaxia en una búsqueda sistemática  de mensajes de radio procedentes e otros mundos. Frank Drake, el radioastrónomo, fue, desde siempre un admirador de L. Frank Baum y sus de Oz. Bautizó el Proyecto con el nombre de Ozma, el soberano de la utopía mítica de Baum. La localización de Oz es desconocida. Sus habitantes son “humanoides”, pero no necesariamente “gente de carne y hueso” como nosotros (como el Leñador de Hojalata y el Espantapájaros), Además Oz está rodeado por el infranqueable Desierto de la Muerte, que destruye a todo aquel que intente tocar un solo grano de su arena.

Siempre hemos imaginados mundos ¿imposible?, o, seguramente intuitivos, toda vez que algo dentro de nuestras mentes nos decía que ahí fuera, podrían estar esos mundos imaginarios. La realidad es a veces mucho más compleja de lo que podamos imaginar. Uno de los personajes de Baum, el Rey Gnomo, tiene un sirviente llamado Oidor Orejudo. Las orejas de este “gnomo” miden metros. Si coloca una de ellas sobre el suelo puede oir sonidos que se producen a miles de kilómetros.

Antes imaginábamos Ciudades Esmeraldas con extraños personajes de comportamientos atípicos y fantásticas criaturas que vivían en un mundo mágico en el que cualquier cosa podría ser cierta y, para nuestro asombro, algunos incluso podían aparecer y desaparecer de nuestra vista como si de duendecillos se tratara. Esos mundos imaginados que están fuera de este y que viven en nuestras mentes, ¿quién sabe?, si en nuestro futuro deambular por esos mundos pedidos por el espacio interestelar, no podremos encontrarnos con alguno de esos extraños mundos en los que existan criaturas que nunca pudimos imaginar.

Las historias que nos contaba Baum, en cierta manera, parecen paradojas de lo que podría ser nuestra realidad de hoy. Aquel desierto que rodeaba el Mundo de Hoz podría ser el Interestelar que nosotros, a pesar de nuestros adelantos, no podemos dominar y la radiación del medio nos puede llevar a la muerte como aquellos granos de arena. Por otra parte, las Orejas descomunales del Oidor Orejudo, son los modernos radiotelescopios que escuchan el sonido de los mundos situados a miles de millones de kilómetros de nosotros.

llevamos muchos años a la espera de captar esas señales codificadas, quizá una repetición de una sencilla secuencia de números, procedente exclusivamente de una fuente inteligente que fuera capaz de comprender las leyes universales de las matemáticas. La posibilidad de oir dicha señal ¡coincide, sin duda, con la del Oziano! Es difícil calcular el asombroso efecto de tal señal en nuestras estructuras mentales, centradas en nosotros mismos y limitadas por los confines de la Tierra.

¿Qué haríamos si recibiéramos una señal de ese tipo? El Chen Ning Yang ha hecho una sugerencia: “!No contestar!” Tal respuesta parece inverosímil. Hace tiempo que matemáticos y lógicos están ocupados en obtener, paso a paso, procedimientos por los cuales los habitantes de dos planetas lejanos pudieran desarrollar lentamente un lenguaje común para poder hablar entre sí. Ya en 1962, el matemártico neerlandés Hans Freudenthal publicó la parte 1 de un ambicioso titulado Lincos: Diseño de un lenguaje para la cópula cósmica.

De todas las maneras, si esos seres inteligentes de otros mundos conocen las leyes fundamentales de la Naturaleza, sin importar que nombres les puedan haber dado, podrían entender pulsaciones codificadas para una comunicación fluida. Una vez establecido el contacto , sería sencillo transmitir dibujos detallados. En su forma más rudimentaria, sería solamente necesario dividir un rectángulo en miles de unidades cuadradas minúsculas, igual que una hoja de papel milimetrado, y trasmitir entonces un código binario, con unos y ceros que indicaran los cuadrados que deben sombrearse (contando los cuadrados de arriba abajo y de izquierda a derecha). Posteriormente, una vez conseguido ese primer mensaje, se podrían transmitir mejores dibujos, incluso, quizá, algunas películas que reflejen la vida terrestre y esperar una corrspondencia igual desde la otra parte.

Claro que, en todo esto hay un fallo que no hemos querido ver hasta el momento: ¡Las inconmensurables distancias! ¿De qué sirve nuestra avanzada tecnología que puede transmitir mensajes a la velocidad de la luz, si resulta que la fuente y el receptor, están separados por decenas de años-luz? En el hipotético caso de que algún día, se reciba esa señal, ese mensaje, ¿cuándo fue enviado? No podemos estar supeditados a un hipotético contacto en el que el mensaje y su respuesta, estén separados por unidades de tiempo que hagan imposible que los que enviaron el mensaje sigan vivos cuando nosotros les podamos contestar.

La única razón por la que no hemos podido contactar todavía con seres inteligentes es esa: ¡La distancia! El Universo es un lugar de distancias que no siempre podemos comprender, y, en nuestra propia Galaxia, la Vía Láctea que tiene 100.000 años-luz de diámetro, existen más de cien mil millones de estrellas que, si están rodeadas de planetas en una media de dos cada estrella… ¿Cuántos planetas existirán? Un inmenso número de mundos están ahí fuera, hemos podido localizar más de mil y, algunos, parecen tener las condiciones precisas para contener en ellos la vida pero, las distancias que nos separan hace imposible que podamos llegar a ellos en un tiempo prudencial que permita ese contacto del que tanto hemos hablado.

Nuestro Sol es sólo una estrella solitaria en la abundancia de 7×10²² estrellas en el universo observable. La Vía Láctea es tan sólo una de entre las 500.000.000.000 galaxias del Universo. Parece que debería haber una gran diversidad de vida ahí fuera. El primero en hacer una estimación inicial fue el astrónomo Frank Drake. Éste concibió una ecuación, ahora conocida como Ecuación de Drake, basada en parámetros:

La ecuación de Drake identifica los factores específicos que, se cree, tienen un papel importante en el desarrollo de las civilizaciones. Aunque en la actualidad no hay suficientes para resolver la ecuación, la comunidad científica ha aceptado su relevancia como primera aproximación teórica al problema, y varios científicos la han utilizado como herramienta para plantear distintas hipótesis.

• es el ritmo anual de estrellas “adecuadas” en la galaxia.
• es la fracción de estrellas que tienen planetas en su órbita.
• es el número de esos planetas orbitando dentro de la ecosfera de la estrella (las órbitas cuya distancia a la estrella no sea tan próxima como para ser demasiado calientes, ni tan lejana como para ser demasiado frías para poder albergar vida).
• es la fracción de esos planetas dentro de la ecosfera en los que la vida se ha desarrollado.
• es la fracción de esos planetas en los que la vida inteligente se ha desarrollado.
• es la fracción de esos planetas la vida inteligente ha desarrollado una tecnología e intenta comunicarse.
• es el lapso, medido en años, durante el que una civilización inteligente y comunicativa puede existir.

 (Es obligado decir que, esta especie de fórmula estadística, estaba bien en aquel momento. Sin embargo, hoy se tienen conocimientos más avanzados que nos llevan a una precisión mayor en el tema y a pronosticar con mucha más fiabilidad).

Sabiendo como ahora sabemos, el sin fin de mundos que pueblan las “infinitas” galaxias del Universo, ¿cómo podemos negar la existencia de vida en muchos de esos mundos y que, algunas de esas formas evolucionaran hasta alcanzar la conciencia de Ser? No creo que tengamos argumentos sólidos para poder negar la existencia de vida en muchos de los mundos que son. Otra cuestión es la de poder contactar con ellos, no pocas veces hemos oido decir que “la Naturaleza es sabia”, y no se aparta de mi mente la idea de que es, esa “sabiduría” precisamente, la que hasta el momento ha impedido el encuentro. En la Naturaleza todo tiene un tiempo, las estrellas pueden vivir miles de millones de años que son necesarios para “fabricar” los materiales de la vida, la vida evoluciona en los mundos durante miles de millones de años para poder alcanzar la consciencia, los seres vivos  están supeditados a un ciclo de vida limitado en el tiempo y, suplen su efímera existencia, mediante el “truco” de la replicación. De esa manera, se burla la destructiva Entropía y se consigue que la especie perdure.

           Para “ellos” las dificultades físicas y tecnológicas son las mismas que para nosotros

No ha llegado el momento de que podamos contactar con seres de otros mundos que, como nosotros, estarán confinados en sus planetas y también, como nosotros, estarán explorando los alrededores de su mundo. El camino seguido por otras clases de vida debe ser muy similar al que se ha dado aquí en la Tierra, los procesos habrán muy similares y, siendo posible que puedan existir algunas civilizaciones algo más avanzadas que la nuestra, no es probable que tengan la posibilidad de llegar hasta nosotros, porque de ser así… ¿Dónde están?

¿El primer contacto ? ¡Tendrá que esperar!

“La astrofísica Jocelyn Bell Burnell realizó unas sorprendentes declaraciones en la conferencia de Euroscience Open Fórum en Dublín, la humanidad tendrá un contacto con seres extraterrestres, y sugirió que los gobiernos se deben preparar ante tal situación.“Sospecho que próximamente recibiremos señales de vida de otros mundos, muy posiblemente de vida inteligente, antes del próximo siglo. ¿Estamos bien preparados? ¿Sabemos como vamos ha realizar el contacto con ellos? ¿Los pondremos en un parque zoológico, nos los comeremos, o enviaremos a los soldados para hacerles saber lo que es la democracia?”

La predicción científica la realizó delante de los mejores científicos, además añadió que la vida extraterrestre podría encontrarse en planetas rocosos con atmósferas de dióxido de carbono o con capas de ozono. Pero también reconoció que actualmente es difícil comunicarse con “ellos”, ya que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. Así que una comunicación estelar no seria posible hasta dentro de 50 o 100 años.”

 

Está claro que los términos empleados por Jocelyn Bel no fueron muy afortunados, dado que, si son “ellos” los primeros en hacer ese contacto, es que han logrado algo que nosotros no hemos podido conseguir, es decir, serían más inteligentes que nosotros y, “meterlos en un zoo…” ¡No parece probable.

emilio silvera