03 | RESPUESTAS AL TEMA 3

A ver, pensadlo un momento. ¿Cómo es posible que un secreto de la naturaleza, algo que está en el aire que respiramos, tarde más de 100 años en descubrirse? Pues hoy vamos a desenterrar la historia de una ley científica que estuvo olvidada durante un siglo y que al final cambió por completo cómo entendemos el calor y la presión. Y aquí está el enigma del que vamos a hablar. Entre que se descubrió la primera gran ley sobre cómo funciona el aire y se publicó la segunda, pasaron, ojo, 141 años. Es un vacío de tiempo enorme y en plena ebulición de la ciencia. Entonces, ¿por qué se tardó tanto en conectar dos cosas que hoy nos parecen superobias, como el calor y la presión del aire? ¿Qué pieza del rompecabezas se les estaba escapando? Para resolver este misterio vamos a seguir una ruta muy clara. Primero vamos a ver cómo se hacían las cosas en la ciencia de aquella época. Después nos meteremos de lleno en el experimento de un tipo genial, Guillema Muns. Luego veremos las teorías, a cada cual más curiosa, que intentaban explicar sus resultados. Y para terminar, veremos qué pasó cuando estas ideas de laboratorio se dieron de bruces con la realidad. Venga, pues empezamos. Nos situamos en un momento de cambio brutal para la ciencia. Se estaba pasando de simplemente describir la naturaleza de decir, "Mira, las hojas son verdes." A intentar predecirla con números. Los científicos se obsesionaron con encontrar las leyes del universo, o sea, fórmulas matemáticas que explicaran por qué todo funciona como funciona. Y esta nueva forma de trabajar la llamaron física experimental exacta. La idea era potentísima, ya no valía con medir y punto. El objetivo era encontrar la certeza matemática, pasar de la opinión del a mí me parece que a la evidencia numérica. La meta era sencilla. Si lo puedes medir y meter en una ecuación, entonces lo entiendes de verdad. Fijaos bien en esta cronología, porque aquí está la clave del asunto. En 1661, Robert Boy nos da la primera gran ley del aire, pero la siguiente no se publica hasta 1802. ¿Qué pasó en esos 141 años de silencio? Pues la respuesta, como vamos a ver, estaba expondida en un trabajo al que casi nadie hizo caso. La primera pieza del puzzle la puso Boile y descubrió algo que en el fondo es de sentido común. Si coges aire y lo comprimes, como cuando hinchas la rueda de una bici, cada vez te cuesta más. El aire hace más fuerza para volver a expandirse, como si fuera un muelle, un resorte invisible. Lo increíble es que Boile no se quedó ahí, sino que encontró la fórmula matemática exacta que relacionaba a esa fuerza de resorte, lo que llamamos presión, con cuánto lo habías comprimido. Vale, Boil se centró en apretar el aire, pero en París un científico llamado Guillem Mamontons se hizo otra pregunta igual de importante. Oye, ¿y si en vez de apretarlo, ¿qué pasa si simplemente lo calentamos? Y este es el dispositivo que se inventó para responder a esa pregunta. A lo mejor parece un poco simple, un trasto de vidrio y mercurio, pero que no nos engañe su aspecto. Cada curma, cada gota de metal estaba pensada al milímetro para conseguir una cosa, medir con exactitud el efecto del calor en el aire. El sistema era sencillo, pero muy muy ingenioso. Amons atrapaba una cantidad fija de aire en esas bolas de cristal usando mercurio. Luego metía las bolas en agua y la ponía a herbir. Al calentarse, el aire de dentro se expandía y empujaba el mercurio hacia arriba por el otro lado del tubo. Y aquí viene lo importante. La altura que subía esa columna de mercurio era la magnitud que se podía medir. Era un dato numérico, directo y cuantificable de cuánto había aumentado la presión. Y aquí está el corazón del asunto. Amontons no dijo, "Bueno, el mercurio sube." No, midió con una precisión increíble para la época cuánto subía, 9 pulgadas y 10 líneas. Esto es en Estado puro, la física experimental exacta. Es transformar una observación en un dato duro, en un número incontestable. Y con esa simple medición llegó a unas conclusiones que eran dinamita pura. Primero que la temperatura a la que hierve el agua es siempre la misma, un punto fijo perfecto para fabricar termómetros fiables. Pero lo más gordo fue que descubrió que había una relación matemática directa y proporcional entre la temperatura y la presión del aire. Estaba poniendo sobre la mesa la segunda ley de los gases, aunque el mundo de la ciencia tardaría un siglo entero en enterarse. Claro, una vez que a Montones te mostró qué pasaba, surgió la pregunta del millón. ¿Y por qué? cuál era el mecanismo invisible que hacía que el calor aumentara la presión del aire. Y aquí entramos en uno de los debates más fascinantes de la ciencia de la época. Había dos grandes teorías compitiendo. Por un lado, la del propio Amontons. Él se imaginaba el calor como una especie de lluvia de partículas de fuego diminutas que chocaban contra las partículas del aire y las empujaban, las ponían en movimiento. Una idea que si lo pensamos suena supermoderna. Y por otro lado estaba el modelo de Fontinel, que era mucho más mecánico. Él pensaba que el aire estaba hecho de resortes microscópicos y que el calor de alguna forma se metía entre las vueltas de esos muelles obligaba a estirarse. Dos formas de intentar visualizar lo invisible. Pero ojo, porque aunque parecían muy distintas, las dos teorías partían de una idea de base que era revolucionaria. El calor no era una cualidad, sino una sustancia física, algo material. formaba parte de lo que se conoció como fluidos sutiles, un nuevo concepto para explicar cosas invisibles como el calor o la electricidad, imaginándolos como una especie de líquido sin peso que se colaban dentro de la materia. De hecho, un colega de Amontons, Wilhelm Homberg, lo describió de una forma muy gráfica. Dijo que la materia del calor era como una infinidad de pequeños dardos muy punzantes que al golpearnos nos transmitían la sensación de calor. Es una imagen potentísima, ¿verdad? una forma de hacer tangible algo que no podemos ver. Pero claro, las leyes científicas están muy bien en el laboratorio donde todo está controlado. Su verdadera prueba de fuego llega cuando intentas aplicarlas al mundo real, que es mucho más caótico y desordenado. Y aquí es donde la historia da un giro y la famosa ley de Boy empieza a tener problemas. Porque estas leyes no eran un simple juego de intelectuales. La ley de Boile, por ejemplo, era crucial para cosas tan prácticas como hacer mapas precisos de las estrellas, corrigiendo como la atmósfera desvía la luz o para medir la altura de las montañas con un simple barómetro. La ciencia estaba cambiando la forma de medir y entender el mundo. Y para hacer todos esos cálculos, la referencia era la idea de Newton. Él se imaginaba la atmósfera como un océano de aire inmenso, un fluido que se podía comprimir. La gravedad atrae las partículas hacia la Tierra, así que las capas de aire de abajo están más aplastadas por el peso de las de arriba. En teoría, todo esto debería seguir la ley de Boil a la perfección. En teoría, pues resulta que no. Cuando los astrónomos como Casini se fueron a las montañas del sur de Francia a hacer mediciones reales, algo no cuadraba. Los datos eran tozudos. Al subir una montaña, el aire se expandía más, mucho más de lo que predecía la ley de Boil. La elegante matemática del laboratorio fallaba en el mundo real. ¿Qué narifas estaba pasando? El dilema era tremendo. Imaginaos el dolor de cabeza. Tienes una ley que funciona, que es precisa, pero la realidad te dice que está incompleta. La gran pregunta no era si la ley de Boil estaba mal, sino qué factor se nos está escapando? ¿Qué variable crucial estamos ignorando en la cima de esas montañas? Pues bien, esa pieza que faltaba en el rompecabezas, ese factor olvidado, era justo lo que Amontons había descubierto casi 100 años antes y que nadie había sabido ver, la temperatura. Claro, el aire en la cima de una montaña no solo tiene menos presión, es que también está más frío. Y ese cambio de temperatura que todos habían ignorado era la clave que explicaba por qué los números no cuadraban. La historia de Amontons nos deja una lección increíble. La ciencia no avanza solo por sus grandes aciertos, sino y quizás sobre todo cuando se enfrenta a sus fallos, a sus imperfecciones. Y eso nos lleva a preguntarnos hoy, de las leyes científicas que damos por sentadas, cuáles están ahora mismo chocando contra sus propios límites, esperando a que un nuevo factor olvidado nos abra la puerta una forma de entender el universo todavía más profunda. Ah.