Isaac Newton.
(1642-1727), matemático y físico británico, considerado uno de los más grandes científicos de la historia, que hizo importantes aportaciones en muchos campos de la ciencia. Sus descubrimientos y teorías sirvieron de base a la mayor parte de los avances científicos desarrollados desde su época. Newton fue junto al matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz uno de los inventores de la rama de las matemáticas denominada cálculo. También resolvió cuestiones relativas a la luz y la óptica, formuló las leyes del movimiento y dedujo a partir de ellas la ley de la gravitación universal. Véase Mecánica.
Newton nació el 25 de diciembre de 1642 (según el calendario juliano vigente entonces; el 4 de enero de 1643, según el calendario gregoriano vigente en la actualidad), en Woolsthorpe, Lincolnshire. Cuando tenía tres años, su madre viuda se volvió a casar y lo dejó al cuidado de su abuela. Con el tiempo, su madre, que se quedó viuda por segunda vez, decidió enviarle a una escuela primaria en Grantham. Más tarde, en el verano de 1661, ingresó en el Trinity College de la Universidad de Cambridge.
Newton recibió su título de bachiller en 1665. Después de una interrupción de casi dos años provocada por una epidemia de peste, volvió al Trinity College, donde le nombraron becario en 1667. Recibió el título de profesor en 1668. Durante esta época se dedicó al estudio e investigación de los últimos avances en matemáticas y a la filosofía natural que consideraba la naturaleza como un organismo cuyo mecanismo era bastante complejo. Casi inmediatamente realizó descubrimientos fundamentales que le fueron de gran utilidad en su carrera científica.
El método de las fluxiones Newton obtuvo en el campo de las matemáticas sus mayores logros. Generalizó los métodos que se habían utilizado para trazar líneas tangentes a curvas y para calcular el área encerrada bajo una curva, y descubrió que los dos procedimientos eran operaciones inversas. Uniéndolos en lo que él llamó el método de las fluxiones, Newton desarrolló en el otoño de 1666 lo que se conoce hoy como cálculo, un método nuevo y poderoso que situó a las matemáticas modernas por encima del nivel de la geometría griega.
Aunque Newton fue su inventor, no introdujo el cálculo en las matemáticas europeas. En 1675 Leibniz llegó de forma independiente al mismo método, al que llamó cálculo diferencial; su publicación hizo que Leibniz recibiera en exclusividad los elogios por el desarrollo de ese método, hasta 1704, año en que Newton publicó una exposición detallada del método de fluxiones, superando sus reticencias a divulgar sus investigaciones y descubrimientos por temor a ser criticado. Sin embargo, sus conocimientos trascendieron de manera que en 1669 obtuvo la cátedra Lucasiana de matemáticas en la Universidad de Cambridge.
Óptica
La óptica fue otro área por la que Newton demostró interés muy pronto. Al tratar de explicar la forma en que surgen los colores llegó a la idea de que la luz del Sol es una mezcla heterogénea de rayos diferentes —representando cada uno de ellos un color distinto— y que las reflexiones y refracciones hacen que los colores aparezcan al separar la mezcla en sus componentes. Newton demostró su teoría de los colores haciendo pasar un rayo de luz solar a través de un prisma, el cual dividió el rayo de luz en colores independientes.
En 1672 Newton envió una breve exposición de su teoría de los colores a la Sociedad Real de Londres. Su publicación provocó tantas críticas que confirmaron su recelo a las publicaciones por lo que se retiró a la soledad de su estudio en Cambridge. En 1704, sin embargo, publicó su obra Óptica, en donde explicaba detalladamente su teoría.
Isaac Newton
El matemático y físico británico Isaac Newton, personaje muy popular en su época, hizo importantes aportaciones en muchos campos de la ciencia. Las leyes del movimiento de los cuerpos y la ley de la gravitación universal, formulada en 1684, fueron dos de sus grandes logros científicos.
SU VIDA
Nació el 25 de diciembre de 1642 (el mismo año que murió Galileo, otro de los grandes personajes de la historia de la ciencia) en un pueblo del interior de Inglaterra. Su padre murió antes de que él naciera, con tres años quedó al cuidado de su abuela y más tarde fue enviado a una escuela primaria.
Aunque de niño no fue muy buen alumno, tenía una gran habilidad manual y mostró gran interés por los juguetes mecánicos.
En el verano de 1661 ingresó en el Trinity College de la Universidad de Cambridge, costeándose sus estudios trabajando como criado de otros estudiantes con más medios. En 1665 recibió su título de bachiller.
Después de una interrupción de casi dos años debida a una epidemia de peste, Newton volvió al Trinity College, donde en 1667 le nombraron becario y en 1668 recibió el título de profesor. Durante casi treinta años enseñó en dicha Universidad, hasta que en 1696 fue nombrado director de la Casa de la Moneda, situada en la Torre de Londres.
En 1703 fue elegido presidente de la Royal Society, cargo en el que fue reelegido cada año hasta su muerte. En 1705 fue nombrado caballero por la reina Ana, en recompensa a los servicios prestados a su patria.
Durante los últimos años de su vida se sintió atraído por el estudio de la alquimia, el misticismo y la teología. Aunque muchas páginas de sus notas y escritos están dedicadas a estos temas, los historiadores han encontrado poca relación entre estas inquietudes y sus trabajos científicos.
Después de una larga enfermedad, Newton murió el 20 de marzo de 1727, y fue enterrado en la abadía de Westminster, entre los grandes hombres de Inglaterra.
SU TRABAJO CIENTÍFICo
Sus descubrimientos y teorías sirvieron de base a la mayor parte de los avances científico desarrollados desde su época. Newton fue, junto al alemán Gottfried W. Leibniz (otro famoso matemático), uno de los inventores de una rama de las matemáticas llamada cálculo.
También resolvió cuestiones relativas a la luz y la óptica: demostró que la luz del Sol es una mezcla de rayos diferentes, cada uno de ellos de un color distinto, y que las reflexiones y refracciones de la luz hacen que aparezcan los colores al separar la mezcla en sus componentes. Demostró su teoría de los colores haciendo pasar un rayo de luz solar a través de un prisma, el cual separó el rayo de luz en colores independientes.
Pero probablemente su contribución más importante a la Física fue la formulación de las leyes del movimiento y, a partir de ellas, la de la ley de la gravitación universal.
La luz es una forma de energía que nos permite ver lo que nos rodea, y que se propaga desde unos cuerpos a otros. El Sol es la principal fuente de luz sobre la Tierra, pero hay otros cuerpos que también desprenden luz, como el filamento de una bombilla, una vela o una luciérnaga. A cualquier objeto capaz de producir y emitir su propia luz lo llamamos fuente luminosa.
La intensidad luminosa o brillo se mide en candelas (cd). Una candela es aproximadamente igual al brillo de una vela.
¿CÓMO SE PROPAGA LA LUZ?
Las fuentes luminosas emiten rayos de luz que se propagan en todas direcciones y en línea recta, a una gran velocidad: en el vacío recorre 300.000 kilómetros en un segundo. Cuando los rayos de luz atraviesan el aire, el agua o el vidrio, su velocidad es menor que en el vacío.
¿CÓMO SE COMPORTAN LOS CUERPOS ANTE LA LUZ?
Los cuerpos se comportan de manera diferente cuando la luz los ilumina. Así, hay cuerpos de tres tipos: opacos, traslúcidos y transparentes.
Opacos: no dejan pasar la luz, produciendo sombra tras ellos. Una piedra, un árbol o nuestro propio cuerpo son cuerpos opacos a la luz.
Traslúcidos: solo dejan pasar la luz en parte. Cuando la luz los ilumina, sobre su superficie se forman imágenes borrosas, poco nítidas.
Transparentes: dejan pasar toda la luz que les llega, como una lámina fina de cristal.
Cuando un cuerpo opaco se coloca delante de una fuente luminosa, se produce tras él una zona de sombra y una zona de penumbra, que es un borde de sombra suave alrededor de la sombra más oscura.
Los eclipses se producen cuando la Luna se coloca entre la Tierra y el Sol, tapando sus rayos de luz parcial o totalmente (eclipse de Sol), o cuando es la Tierra la que se coloca entre el Sol y la Luna, proyectando su sombra sobre esta última (eclipse de Luna).
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ
Cuando los rayos de luz, que se propagan en línea recta, chocan contra un cuerpo, pueden ocurrir estos fenómenos:
Que una parte de la luz rebote en la superficie del cuerpo y retroceda: la luz se refleja.
Si el cuerpo es transparente o traslúcido, una parte de la luz que le llega lo atraviesa: la luz se refracta.
Otra parte de la luz que le llega es absorbida por el cuerpo, pudiendo provocar diversos efectos, como que se caliente, una reacción química o una pequeña corriente eléctrica.
Generalmente, estos fenómenos se producen a la vez, aunque siempre predomina uno de ellos. Por ejemplo, al incidir los rayos del Sol en una ventana, predomina la refracción, mientras que sobre un espejo predomina la reflexión.
Gracias a la reflexión de la luz podemos ver los objetos que no tienen luz propia, pues los rayos de luz que inciden sobre el objeto se reflejan en él y llegan a nuestros ojos.
Los ejemplos más claros los tenemos cuando miramos la Luna, que no tiene luz propia, pero refleja la que le llega del Sol, o cuando nos miramos en un espejo: los rayos de luz se reflejan primero en nuestro cuerpo y después en el espejo, permitiendo que nos veamos. Sin embargo, a oscuras no vemos nada en el espejo, ya que no le llega ningún rayo de luz directa o reflejada.
La refracción es el cambio de dirección que experimentan los rayos de luz al pasar de un medio material a otro distinto, por ejemplo al pasar del aire al agua. Esto provoca que veamos imágenes distorsionadas, como cuando metemos una cuchara en un vaso de agua: la vemos como si tuviera dos partes, la de fuera y la de dentro del agua.
A principios del siglo XVII, el astrónomo y filósofo alemán Johannes Kepler escribió y verificó las tres leyes que rigen el movimiento de los planetas, conocidas como “leyes de Kepler”.
LAS TRES LEYES DE KEPLER.
Estudiando las observaciones que había hecho Brahe sobre el movimiento del planeta Marte, dedujo que su órbita tenía forma elíptica, y que el Sol estaba en uno de los focos de dicha elipse. Esta fue su primera ley, que se cumple no solo para Marte, sino para todos los planetas que giran alrededor del Sol.
También observó que Marte se movía más deprisa cuando estaba más cerca del Sol, y más despacio cuando estaba más lejos, de manera que la superficie que describe o que “barre” la línea recta que une el Sol con Marte, es siempre proporcional al tiempo transcurrido. Esta es su segunda ley.
Posteriormente descubrió su tercera ley, que es algo más complicada: el cubo de la distancia media de un planeta al Sol, es proporcional al cuadrado del tiempo que tarda dicho planeta en dar una vuelta completa alrededor del Sol (tiempo que en física se llama “período de revolución”). Este fue su mayor descubrimiento y el que más le alegró.
Estas tres leyes fueron la base sobre la cual posteriormente Isaac Newton formuló su teoría de la gravitación universal, que describe la fuerza con que se atraen dos cuerpos cualesquiera, fuerza que depende de sus masas y de la distancia que haya entre ellos.
Las leyes de Kepler son fundamentales para comprender la trayectoria de la Luna en su movimiento alrededor de la Tierra y las de los satélites artificiales.
OTRAS APORTACIONES.
Kepler también realizó aportaciones en el campo de la Óptica, interesado como estaba por su vista defectuosa. En sus trabajos explicaba cómo los anteojos ayudaban a los miopes y a las personas con vista cansada.
En Matemáticas desarrolló un sistema infinitesimal que fue un antecesor del Cálculo.
Murió el 15 de noviembre de 1630 en Regensburg (Alemania) mientras viajaba con su familia.
Si alguna noche has estado en el campo, lejos de las luces de la ciudad y a oscuras, te habrá maravillado el espectáculo que se nos presenta en el cielo: miles de estrellas se extienden por el espacio, puntos temblorosos de luz que hacen que nos hagamos preguntas sobre el Universo.
¿QUÉ ES LA ASTRONOMÍA?
La Astronomía es la ciencia que se ocupa de los cuerpos celestes del Universo, incluidos los planetas y sus satélites, los cometas y meteoroides, las estrellas y la materia interestelar, los sistemas de estrellas llamados galaxias y las agrupaciones (cúmulos) de galaxias.
Trata, en definitiva, de explorar y comprender el Universo. La astronomía moderna se divide en varias ramas:
La Astrometría, que estudia las posiciones de los cuerpos en el espacio.
La Mecánica celeste, que estudia sus movimientos.
La Astrofísica, que estudia su composición química y su condición física.
La Cosmología, que estudia el Universo como un todo.
No debes confundir la Astronomía con la Astrología. Mientras que la Astronomía es una ciencia, basada en la observación, la Astrología trata de relacionar el movimiento del Sol, la Luna, los planetas y las estrellas con el desarrollo de los acontecimientos que se producen en la Tierra, sin poder demostrar dicha relación.
No obstante, la Astrología propició el desarrollo de la Astronomía desde las primeras civilizaciones.
Durante miles de años, el ser humano ha observado el cielo a simple vista, sin ningún instrumento, hasta la invención del telescopio. Su curiosidad por entender por qué tras el día llega la noche, por qué el Sol sale todos los días por el este y se pone por el oeste, y las diferentes formas y posiciones en que aparece cada noche la Luna, le llevó a pensar que los cuerpos celestes se mueven de una forma regular.
De esta forma, en el pasado, la Astronomía solucionó problemas básicos del ser humano, como orientarse en las largas travesías comerciales o en los viajes y saber cuáles eran las épocas adecuadas para sembrar y recoger las cosechas.
LA ESFERA CELESTE
En la antigüedad se creía que la Tierra ocupaba el centro del Universo, y que las estrellas ocupaban posiciones sobre una gran esfera o bóveda celeste. Esta esfera no es real, pero como es útil para estudiar la posición de las estrellas en el cielo (estrellas que vemos repartidas por todas las direcciones del espacio), se sigue utilizando.
La esfera celeste tiene polo norte, polo sur y ecuador, situados sobre los de la Tierra, y una cuadrícula formada también por paralelos y meridianos. Si para fijar las coordenadas de un punto sobre la Tierra, usamos la longitud (ángulo que forma con respecto al meridiano de Greenwich) y la latitud (ángulo que forma respecto al ecuador), las coordenadas de una estrella sobre la esfera celeste vienen dadas por la ascensión recta (que equivale a la longitud) y la declinación (que equivale a la latitud).
Si desplegamos el mapa de la esfera celeste sobre una superficie plana, se forman a su vez seis mapas celestes, de los cuales dos son circulares, los que corresponden a los mapas polares, y de los otros cuatro, dos corresponden al hemisferio norte y dos al hemisferio sur.
Un planisferio es un mapa circular, con una capa transparente que puede girar sobre él, de forma que seleccionando el día y la hora, y colocándolo sobre nuestra cabeza, podemos identificar las estrellas que vemos en nuestro cielo. Los planisferios muestran el cielo para todos los puntos situados a la misma latitud con respecto al polo norte (o sur en el hemisferio sur), es decir, todos los puntos sobre un mismo paralelo terrestre.
Si compras uno, debes tenerlo en cuenta y confirmar que te va a servir.
Por la noche se pueden ver miles de estrellas que siguen una trayectoria similar, girando en agrupaciones permanentes llamados constelaciones. Hay 88 constelaciones repartidas por toda la bóveda celeste.
La Estrella Polar, que forma parte de la constelación conocida como Osa Menor, está situada sobre el polo norte de la Tierra, sirviéndonos de referencia de dicho punto cardinal. No hay ninguna estrella situada justo sobre el polo sur.
LA ASTRONOMÍA MODERNA
Tras la época de Isaac Newton (1642-1727), la Astronomía se ramificó en diversas direcciones. Con su ley de la gravitación, el estudio de los movimientos planetarios dio lugar al nacimiento de una nueva rama: la Mecánica celeste.
El perfeccionamiento del telescopio permitió la exploración de las superficies de los planetas, el descubrimiento de muchas estrellas débiles y la medición de distancias estelares. En el siglo XIX, un nuevo instrumento, llamado espectroscopio (que analiza la luz descomponiéndola en sus distintos componentes), aportó información sobre la composición química de los cuerpos celestes y nuevos datos sobre sus movimientos.
Durante el siglo XX se construyeron telescopios cada vez más potentes, con los que se han descubierto enormes y distantes galaxias, y cúmulos de galaxias. Los observatorios astronómicos en los que están montados los telescopios, suelen estar situados en la cima de montañas, a gran altura, y en zonas alejadas de cualquier ciudad o gran núcleo urbano para evitar la contaminación atmosférica y la lumínica, concretamente la producida por la luz eléctrica.
Los radiotelescopios captan las señales de radio procedentes de cualquier región del cielo y las transforman en mapas topográficos o imágenes en colores falsos.
Los telescopios espaciales, como el Hubble, permiten también observar tipos de radiaciones electromagnéticas que no llegan a la Tierra, al ser filtradas por la atmósfera, como los peligrosos rayos ultravioleta.
En ocasiones, se ha utilizado la expresión Siglo de las Luces para referirse a una época muy importante de la historia de Europa y América. ¿Sabes de qué estamos hablando? Por favor, sigue leyendo.
Telescopio reflector newtoniano.
El primer telescopio reflector fue construido por Isaac Newton en 1668. Este telescopio utiliza un espejo curvo para enfocar la luz. La luz de objetos lejanos como las estrellas entra en el tubo del telescopio en rayos paralelos, que se reflejan en el espejo cóncavo hacia un espejo plano colocado en diagonal. El espejo diagonal refleja la luz a través de una abertura en un lado del tubo del telescopio a una lente (ocular). Cuanto mayor sea el espejo, más luz puede recoger.
Evaluación:
