El Origen de la Física Moderna Newton y los Principia

bien nos vamos ahora a la revolución científica del siglo XV el origen de la física moderna Newton y los principia Durante este siglo XV Europa experimenta algo más que una acumulación de descubrimiento se produce una auténtica transformación en la forma de entender el mundo lo que hasta entonces era explicado con especulaciones de tipo filosófico o de tipo religioso comienza a tratarse con instrumentos matemáticas y alimentación por ejemplo Galileo lanza bolas desde la torre de Pisa para estudiar la caída libre y Descartes intenta reducir el universo a geometría pura pero será Isaac Newton quien dé el paso decisivo cuando publica los principia matemática en 1687 lo hace tras años de silencio casi escondido en Cambridge en plena peste y sin embargo este retiro forzoso cambiará la historia con esa obra nacerá la física moderna René Descartes tenía una idea muy clara no debía haber acción a distancia en la naturaleza todo debía de explicarse por contacto por eso propuso que los planetas eran arrastrados por remolinos de éter como hojas llevadas por un torbellino de agua la imagen Era vistosa pero no se ajustaba a los datos su universo era como un reloj sin engranajes sin embargo no logró explicar ni por qué los cuerpos caen ni cómo se mantienen los planetas en órbita además su idea de que la materia era solo extensión es decir lo que ocupa espacio no le permitió desarrollar conceptos como masa o peso fue un intento brillante pero insuficiente y aquí viene higgin que fue coetáneo de Newton era un gran observador y también un excelente matemático analizó con detalle las colisiones entre cuerpos y descubrió algo clave en ciertas condiciones la energía cinética se conserva pero sobre todo al estudiar el movimiento de objetos en círculos dedujo que tenía que haber una fuerza que los empujara hacia el centro Lo curioso es que llegó a esta fórmula sin saber nada de gravitación y sin embargo su fórmula F = a m por V cuad parido de r ya apuntaba a lo que Newton demostraría después de hecho hay quien dice que si Newton hubiera existido hugens podría haber llegado a resultados similares Aunque sin Esa visión unificadora tan potente cuando uno Gea los principia no encuentra párrafos explicativos o largas reflexiones lo que hay son definiciones axiomas teoremas y demostraciones como si Newton hubiera querido escribir una segunda geometría Pero esta vez de la naturaleza la obra está dividida en tres libros y emplea un estilo casi espartano sin embargo detrás de Esa frialdad formal hay una ambición colosal que es la de explicar desde las mareas hasta las órbitas pasando por los cometas y la caída de los cuerpos para ello Newton también tuvo que inventar una nueva fórmula de cálculo lo que hoy llamamos cálculo diferencial Aunque más tarde leiz y él se enzarzaron de la física clásica Newton plantea que si conocemos una fuerza podemos deducir Cómo se moverá un cuerpo y si observamos Cómo se mueve deducir qué fuerza actúa las tres leyes que formula siguen enseñándose en todas las escuelas del mundo una anécdota Newton ya había formulado estas leyes en 1666 pero no las publicó hasta más de 20 años después era muy reservado y solo se decidió a escribir los principia cuando hali Sí el del Cometa lo visitó y lo animó a hacerlo incluso pagándole la publicación de su propio bolsillo el libro dos eh que se llama movimiento con resistencia o no es que se llama así sino que habla de eso del movimiento con una resistencia eh Newton lo que hace es descender al mundo más cotidiano los cuerpos que caen eh en el aire objetos que se mueven por ejemplo en el agua analiza Cómo la resistencia del medio frena el movimiento y muestra con experimentos que ningún tipo de resistencia da lugar a órbitas como las planetarias de hecho esta parte es un ataque directo a Descartes Newton demuestra con rigor que los remolinos de éter de Descartes no se ajustan a los hechos años después la propia comunidad científica abandonaría también esta teoría en parte Gracias a este segundo libro como curiosidad algunos pensaban que Newton exageraba al refutar a Descartes con tanto énfasis Pero él consider que era su deber desmontar ideas erróneas con argumentos matemáticos en el libro tercero que es sin duda el libro más famoso Newton se atreve a aplicar sus leyes al Cosmos eterno cómo explicar que la tierra atraiga una manzana pero también a la luna y Cómo hacer que todo encaje en una fórmula sencilla la ley de gravitación universal lo consigue una fuerza que actúa entre todos los cuerpos del universo el detalle curioso es que Newton no conocía el valor de la constante G mayúscula como la usamos hoy simplemente dedujo la proporción matemática el resultado fue tan impactante que muchos contemporáneos tardaron años en aceptar que una fuerza pudiera actuar Sin contacto directo a través del vacío Kepler décadas Antes había notado Que los planetas no se movían a velocidad constante pero que recorrían áreas iguales en tiempos iguales Newton demuestra que esto ocurre siempre que haya una fuerza Central es decir que tire del cuerpo hacia un punto fijo como puede ser por ejemplo el sol esta deducción no dependía aún de la ley de la gravedad solo del tipo de dirección de la fuerza es un ejemplo claro de cómo Newton convierte observaciones empíricas En teoremas geométricos el propio Newton decía que su objetivo era poner orden donde Antes había solo regularidades empíricas aquí llega lo verdaderamente curioso y espectacular Por decirlo así las trayectorias cónicas y dice que si la fuerza no solo es central sino que además de crece con el cuadrado de la distancia Entonces la trayectoria es una cónica ya bien sea una elipse una parábola o una hipérbola esto permite explicar no solo los planetas sino también los cometas que a veces entran al sistema solar y no vuelven de hecho Halley el mismo que impulsó la publicación de los principi usó esta teoría para predecir el regreso de un cometa y Obviamente acertó fue la primera vez que se anticipó el comportamiento de un cuerpo celeste con tanta precisión Newton había demostrado que todo el sistema solar obedecía una única ley uno de los logros más profundos de Newton fue acabar con la vieja separación entre el mundo terrestre y el mundo Celeste hasta entonces se pensaba que lo que pasaba en el cielo era perfecto distinto de lo que ocurría en la la tierra Newton demostró que no que la manzana que cae y la luna que orbitan responden al mismo principio él gestó lo que es la unificación de la física terrestre y extraterrestre Galileo había demostrado que todos los cuerpos caen con la misma aceleración y ahora Newton explicaba el porqué y esto era debido a que la aceleración depende de una fuerza que actúa igual sobre todas las masas la naturaleza se mostraba como un todo coherente Esta es la imagen que todos recordamos Newton bajo un Manzano viendo caer una fruta aunque no está claro si realmente llegó a ocurrir así lo importante es la pregunta que formuló si la manzana cae Por qué no cae la luna Su respuesta fue que la luna sí cae Pero como se mueve muy rápido siempre falla el suelo es decir no llega nunca a tocar el suelo su trayectoria se curva al mismo ritmo que la curvatura de la tierra de hecho Newton imaginó lanzar una bala de cañón desde una montaña con la suficiente velocidad que nunca llegaría a caer sino que entraría en órbita este pensamiento unió lo intuitivo con lo abstracto y lo cotidiano con lo cósmico a pesar de su genio Newton fue muy cauto cuando le preguntaron por la causa de la gravedad respondió hipóteses Non fingo es decir no invento hipótesis él sabía que no podía explicar qué era la gravedad en sí misma lo que sí podía y lo hizo bastante bien era Describir su comportamiento con exactitud Este cambio marca una ruptura con Aristóteles que buscaba siempre las causas esenciales a partir de ahora la física se concentra en establecer el Cómo ocurren las cosas y no Por qué ocurren las cosas es un enfoque más Modesto pero mucho más eficaz con Newton se cierra una etapa y se abre también otra lo que comenzó con Copérnico siguió después con Kepler Y tomó fuerza con Galileo y hugens alcanza su su madurez con los principia por primera vez el universo entero parece ordenado comprensible y Regido por leyes que podemos escribir en papel la física deja de ser una parte de la filosofía Natural y se convierte en una ciencia con entidad propia el mundo ya no es un misterio opaco sino una estructura matemática que podemos explorar es el nacimiento de la ciencia moderna tal como la entendemos a día de hoy al