Cómo Isaac Newton cambió nuestro mundo

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Acreditado como una de las grandes mentes de la revolución científica, los hallazgos de Newton en el siglo XVII han moldeado nuestro mundo moderno

Uno de los científicos más influyentes de la historia. Las contribuciones de Isaac Newton a los campos de la física, las matemáticas, la astronomía y la química ayudaron inmensamente a la revolución científica. Y mientras que la historia tan contada de una manzana cayendo sobre su cabeza es probablemente apócrifa, sus contribuciones cambiaron la forma en que vemos y entendemos el mundo que nos rodea.

Creó el telescopio moderno

Antes de Newton, los telescopios estándar proporcionaban ampliación, pero con inconvenientes. Conocidos como telescopios refractarios, usaban lentes de vidrio que cambiaban la dirección de diferentes colores en diferentes ángulos. Esto causaba «aberraciones cromáticas», o áreas borrosas, lo que producía desenfoque de los objetos que se veían a través del telescopio.

Después de mucho trastear y probar, Newton encontró una solución. Substituyó las lentes refractarias por un espejo grande, cóncavo, para captar la imagen primaria y uno más pequeño, plano, para mostrar esa imagen al ojo. El nuevo «telescopio reflectante» de Newton era más poderoso que las versiones anteriores, y podía ser mucho más pequeño y práctico. De hecho, su primer modelo, que él construyó en 1668 y donó a la Sociedad Real de Inglaterra, medía apenas quince centímetros de largo (diez veces más pequeño que otros telescopios de la época), pero podría aumentar objetos por 40x.

Newton ayudó a desarrollar el análisis espectral

La próxima vez que mires a un arco iris en el cielo, puedes agradecer a Newton que nos ayudara a entender e identificar el porqué de sus siete colores. Comenzó a trabajar en sus estudios de luz y color incluso antes de crear el telescopio reflectante, aunque presentó gran parte de su evidencias varios años después, en su libro de 1704, Opticks.

Antes de Newton, los científicos se adherían principalmente a las teorías antiguas sobre el color, incluyendo las de Aristóteles, que creían que todos los colores procedían de la ligereza (blanca) y la oscuridad (negro). Algunos incluso creían que los colores del arco iris estaban formados por el agua de lluvia que coloreaba los rayos del cielo. Newton no estaba de acuerdo. Realizó una serie de experimentos aparentemente interminables para probar sus teorías.

En su oscura habitación, dirigió una luz blanca a través de un prisma de cristal hacia una pared, y esta se separaba en los siete colores que ahora conocemos como el espectro visible (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, cian y violeta). Los científicos ya sabían que muchos de estos colores existían, pero creían que era el prisma lo que transformaba la luz blanca en estos colores. Pero cuando Newton refractó estos mismos colores en otro prisma, se fusionaron en una luz blanca, demostrando que la luz blanca (y la luz solar) era en realidad una combinación de todos los colores del arco iris.

Las leyes del movimiento de Newton sentaron las bases para la mecánica clásica

En 1687, Newton publicó uno de los libros científicos más importantes de la historia, el Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, comúnmente conocido como Principia. Fue en este trabajo donde expuso sus tres leyes del movimiento.

La Ley de la inercia nos dice que un cuerpo en reposo o en movimiento permanecerá en reposo o en movimiento siempre y cuando una fuerza externa neta no actúe sobre él. Por lo tanto, con esta ley, Newton nos ayuda a explicar por qué un coche se detendrá cuando llegue a una pared, pero los cuerpos humanos dentro del coche se mantendrán en movimiento a la misma velocidad constante que llevaban hasta que los cuerpos golpeen una fuerza externa, como un salpicadero o un airbag. También explica por qué es probable que un objeto lanzado al espacio continúe a la misma velocidad en el mismo camino para el infinito, a menos que otro objeto ejerza fuerza para ralentizarlo o hacerlo cambiar de dirección.

Podemos ver un ejemplo de su segunda Ley de la aceleración cuando montamos una bicicleta. En su ecuación esa fuerza equivale a masa por aceleración, o F = MA, el pedaleo de una bicicleta crea la fuerza necesaria para acelerar. La ley de Newton también explica por qué los objetos más grandes o más pesados requieren más fuerza para moverlos o alterarlos, y por qué golpear un objeto pequeño con un bate de béisbol produciría más daño que golpear un objeto grande con ese mismo objeto.

Su tercera Ley de Acción y Reacción afirma que si un cuerpo A ejerce una fuerza ( llamada acción) sobre otro B, éste último B ejerce otra fuerza ( llamadareacción) de igual magnitud (valor) y dirección pero de sentido contrario sobre el primero A. Cuando te sientas en una silla, estás ejerciendo una fuerza hacia abajo sobre la silla, pero la silla está ejerciendo una fuerza igual para mantenerle vertical. Y cuando un cohete se lanza al espacio, es gracias a la fuerza de retroceso del cohete sobre el gas y el empuje hacia adelante del gas en el cohete.

Formuló la Ley de Gravitación Universal

«Principia» también contenía algunas de las primeras obras publicadas de Newton sobre el movimiento de los planetas y la gravedad. Según una leyenda popular, un joven Newton estaba sentado bajo un árbol en la granja de su familia cuando la caída de una manzana inspiró una de sus teorías más famosas. Es imposible saber si esto es cierto (y el mismo Newton sólo comenzó a contar la historia cuando era anciano), pero es una historia útil para explicar la ciencia detrás de la gravedad. Fue la base de la mecánica clásica hasta la teoría de la relatividad de Albert Einstein.

Newton resolvió que si la fuerza de la gravedad tiraba de la manzana del árbol, entonces también era posible que la gravedad ejerciera su tracción en los objetos mucho, mucho más lejanos. La teoría de Newton ayudó a demostrar que todos los objetos, tan pequeños como una manzana y tan grandes como un planeta, están sujetos a la gravedad. La gravedad ayuda a mantener los planetas girando alrededor del sol y crea las reflujos y flujos de ríos y mareas. La ley de Newton también afirma que los cuerpos más grandes con masas más pesadas ejercen más fuerza gravitacional, por lo que los que caminaron en la luna experimentaban sensación de ingravidez, ya que tenía una menor atracción gravitacional.

Para ayudar a explicar sus teorías de la gravedad y el movimiento, Newton ayudó a crear una nueva forma especializada de las matemáticas. Conocida como «cálculo», ayudaba a mostrar el estado cambiante y variable de la naturaleza (como la fuerza y la aceleración), de una forma que el álgebra y la geometría existentes no podían. El cálculo puede haber sido la perdición de muchos estudiantes de secundaria y universitarios, pero ha demostrado ser de gran valor durante siglos para matemáticos, ingenieros y científicos.