Entrada nº
42 del: ensayocosmologico.blogspot.com
bayodjose@gmail.com
TEMA
8- Aptdº. 3 - ESPACIO ABSOLUTO Y/O -
NEWTONIANO-FÍSICO
A partir de
Newton, el desarrollo del telescopio descubrió un universo que no se
correspondía con el concepto que se tenía de él. Nuevas
e importantes observaciones, mostraron un espacio, en el que el Sistema
Solar (Universo newtoniano), se
quedaba muy pequeño. Éste
dejó de ser el único sistema físico y material, en un universo invariable, o
absoluto y finito (Según Newton).
Estos
avances, obligaron a replantearse los conceptos de espacio y tiempo. Las preguntas que
surgieron fueron muchas, pero las más importantes eran:
-El espacio y
el tiempo eran:
-¿Absoluto,
como afirmaba Newton, o relativos? -¿Finitos o infinitos? -¿Tenían
naturaleza propia?
-¿Cómo
surgieron? -¿Tuvieron
un principio? -¿Tendrán un final? -¿El
universo es estático o evoluciona, tal como parece ser, según las nuevas
observaciones?
Iremos
tratando estos temas a lo largo de los siguientes capítulos.
ESPACIO
ABSOLUTO
Veamos una
representación de lo que puede ser un “espacio absoluto total”
Fig. 8-11
Espacio
totalmente absoluto.
e) Definición de
absoluto.
Según la RAE (Real Academia Española) es:
e) Lo Ilimitado; independiente; Que excluye cualquier relación con otros
entes; Que no depende de una voluntad ni acción externa a él. Es decir
imperturbable y eterno
El espacio
representado en la figura 8-11 es pues un espacio puramente imaginario e
inmaterial, pues de ser material, habría interacciones entre la materia
(Gravedad y demás Leyes de Newton).
Podemos pues
considerarlo como “Un inmenso vacío” o “lleno de nada”.
Nota: Conviene recordar esta cita, pues será causa de
gran controversia cuando hablemos del “Origen del Universo”
Dicho
espacio rigurosamente absoluto, sería
-El conjunto de infinitos puntos, sin
dimensión ni materia, que llenan el espacio infinito. Concebible solo por la mente humana
como idea o producto de nuestra capacidad de imaginación, inherente al ser
humano por Naturaleza.
Pero
inabordable e inconcebible para nuestros sentidos. (También debido a la naturaleza
humana y sus limitaciones)
NOTA: Así lo concebía ya Giordano Bruno en el siglo XVI.
Infinito e inabordable por el ser humano, en contra de la opinión de la época y
de Newton en particular.
En Él,
nuestra imaginación puede concebir infinitas
líneas, figuras, objetos (inmateriales)
Pero nada interferiría ni modificaría lo demás. Nada existiría realmente,
salvo en nuestra mente. Es decir: Sería virtual.
-Ahora bien, los infinitos puntos, inmateriales, que lo forman, los podemos suponer situados
en un “sistema imaginario” y aleatorio de coordenadas cartesianas de referencia:
XYZ, cuyo origen puede estar en
cualquier punto elegido como tal.
En un
universo como el nuestro, nuestros sentidos nos dan testimonio
continuamente de objetos, luces,
movimientos e infinidad de fenómenos, que ocurren en nuestro entorno vital.
-El
Espacio podía ser virtual; Existente por sí mismo; Independiente de
cualquier otra entidad.
-Pero el universo que observábamos
era (o parecía ser) real.
Si asociamos
la idea de “espacio” a la de “universo conocido” no se corresponde la idea de
“finito” con la de “infinito”. El espacio era o finito o infinito, pero no
ambas cosas. (Recordemos que estamos hablando de la época de Newton)
Así pues, el
espacio absoluto al que se refiere
Newton, debe de ser otra cosa, que, o además, de la que hemos definido en (e)
-“por ser ésta incompatible con la idea de “finito”
Lo que si
podríamos afirmar, es que:
-El Universo real-material-finito”
está ubicado dentro del “absoluto, o ideal e infinito”
Así, podemos
reconciliar la idea de finito e infinito en esta exposición que estamos
haciendo.
ESPACIO Y
TIEMPO ABSOLUTOS DE NEWTON
Ver fig.
8-12
Imaginemos,
que en el espacio absoluto y vacío que hemos descrito, colocamos:
- “El Sistema
Solar” o “Universo real newtoniano”.
Tal como
hemos querido representar en la fig. 8-12
En él (Espacio-Universo-Newtoniano, insertado en
el absoluto total) suceden cosas.
Vemos
planetas, sol, luna estrellas y un sinfín de fenómenos. Todo ello real para
nuestros sentidos.
Salvo
la cúpula celeste, no conocida y considerada como estática e invariable, todo
lo demás que observamos, es cambiante. Los cuerpos se mueven. Son tangibles, es
decir materiales. Así pues:
-Las cosas y fenómenos observados, no eran inmutables en el” universo físico real”.
El hecho
distintivo de la no inmutabilidad, nos obliga a hacer distinciones entre dos
conceptos de “espacio absoluto”
1) El imaginario (inmutable-ideal-inmaterial-infinito)
2) El real, que
llamaremos “newtoniano y/o físico”,
finito según Newton y sometido a leyes inmutables.
En
este (2) ocurren fenómenos mutables
que se producen dentro del anterior (1).
Es decir: El
universo (2) está dentro del (1)
Podemos ya
pues, compatibilizar y trabajar con ambos, siguiendo y aceptando unas reglas
convenidas
Cuando
Newton habla de un “espacio y tiempo absolutos”
sabía perfectamente lo que decía.
-“Podemos concebir un “espacio-universo absoluto, físico, real “y por tanto:
- Acorde con Newton”, que esté situado dentro
del absoluto, imaginario total y vacío.
Dicho Espacio-Absoluto, físico, real, finito, era para Newton:
“El Sistema Solar” por ser éste el
único existente para él y para los físicos y astrónomos de su época.
Según otros sabios, como Giordano Bruno (Siglo XVI), el universo era infinito, absoluto,
inmutable, eterno e inabordable.
El universo
era pues solamente perceptible por nuestros sentidos, principalmente el de la
vista. Es decir: Observable por el fenómeno “luz, de
origen natural”. Por
lo que a ésta, deberíamos:
- “aplicarle el
axioma de inmutable y absoluta”
Por origen
divino, si hablamos en sentido religioso o bien, existente por “sí
misma, en sentido profano”.
El Génesis dice: Dios
creó la luz y el firmamento, o cielo”
Si la
inteligencia de Newton afirmaba lo absoluto del Espacio-Tiempo-Universo
¿A qué se refería exactamente?
Hasta la 3ª
revolución científica de La Relatividad (Einstein)) y la Física Cuántica
(Plank…) a principios del 1.900, podíamos desarrollar la ciencia, mediante la
física y la matemática, como si el “espacio y el tiempo” fueran absolutos, o
existentes por sí mismos. Es decir: Con naturaleza propia e independiente. Y
vinculados, para su medida, a un sistema de coordenadas cartesianas de
referencia XYZ.
Volviendo a lo
dicho:
-“El universo de Newton era el sistema
solar”, más el firmamento inmutable, dentro de un espacio absoluto, también
inmutable.
NOTA: Los pequeños desplazamientos que se observaban
en estrellas cercanas, con los aparatos de aquel tiempo, eran efecto de una
ilusión óptica, debida a la traslación de la tierra en su eclíptica. Según su
posición, el ángulo de observación y por tanto la figura (virtual) que veíamos
proyectada en el fondo obscuro eran distintos. Respecto a
cometas y otros fenómenos anómalos, se suponía que se producían dentro del
Sistema Solar.
Tras
descubrirse sus leyes (Las del universo que estamos considerando) las cuales, en
aquellos tiempos, eran rigurosas, demostradas e infalibles, podíamos ya
concebir un Mundo que obedecía imperturbablemente
a estas leyes.
Así podemos reconciliar las ideas de universo perturbable
(O cambiante) con la de imperturbable (O no cambiante-leyes)
Mediante las
ecuaciones de su mecánica, podíamos calcular trayectorias, posiciones, fuerzas y
cualquier otro fenómeno físico, tomando como referencia el sistema de
coordenadas XYZ con origen “O”, centro del sol.
Los
cálculos de los movimientos de astros, planetas y objetos en general, dentro de
este sistema, podían ser (y de hecho lo son) muy complicados, pero siempre se
podrían resolver acudiendo a dichas ecuaciones, por complejas que estas fueran,
con la inteligencia y conocimientos para ello requeridos.
- El Universo-Espacio, se
había vuelto predecible y sometido a leyes inmutables.
-En este contexto, ya podemos
reconciliar los conceptos: Mutable e inmutable.
A este
universo se le definió: “Universo mecanicista”.
Esto significa
que sus leyes estaban trazadas de antemano. Nadie las podía cambiar. Eran así,
aunque no supiéramos el por qué de ellas.
Así pues, dicho
universo, se comportaba como una compleja
máquina, pero “máquina al fin”
Esta
concepción del universo trajo duros conflictos con las instituciones religiosas. Dicho conflicto surgía, al reparar éstas en “la libre determinación y/o
albedrío, y la soberbia humana, que
quería equiparar el hombre a Dios”.
La religión
siempre defendió “el libre albedrío”,
por tanto no podía aceptar que todo estuviera determinado y pudiera ser
comprendido y/o controlado, por las leyes humanas. Dios era imprevisible e
inabordable para la inteligencia humana, por lo que, el universo creado por Él,
debería de serlo también. Además,
estas leyes humanas, demostraban que El Universo no respondía al “concepto de perfección” que la religión daba a la obra de Dios. No había
rectas, ni círculos ni figuras regulares consideradas como perfectas y
obligadas a ser copiadas por la naturaleza. Más bien sucedía todo lo
contrario. No aceptaron pues este nuevo
universo. Se opusieron a él, cómo había ocurrido siempre con los
descubrimientos de la ciencia teórica-experimental de todos los tiempos.
Según los sabios
agnósticos y/o ateos, el universo era así y siempre lo había sido. Estaba ahí, aunque no supiéramos cómo, desde
cuándo y por qué existía, ni cuál era su misión.
-Se comportaba como una máquina perfecta.
La Mecánica
celeste seguiría su curso indefinidamente y cualquier fenómeno que sucediese,
podía ser predecible (Eclipses, órbitas etc.)
Todo era
calculable y por tanto predecible, tomando unos patrones de medida y un sistema
de referencia fijo. Ya René Descartes, había desarrollado la teoría geometría-
analítica, que simplificaba enormemente los cálculos.
Resumiendo:
En el universo
físico-newtoniano, finito y situado en un espacio absoluto:
-Todo punto, movimiento, fuerza o
fenómeno físico, se podía definir y calcular perfectamente, respecto a un
sistema de coordenadas XYZ, y mediante
leyes determinadas por un cuerpo teórico de
ecuaciones matemáticas comprobadas.
Lo único que
cambiaba, era la forma de verlo, percibirlo y medirlo por distintos
observadores, lo cual era un asunto subjetivo.
Ya lo hemos
visto en la figura 8-11 del capítulo anterior, con el ejemplo de los dos
observadores midiendo la trayectoria de un punto en un cilindro giratorio.
Respecto
al “TIEMPO”
-Era la medida del cambio. Simplemente
transcurría y siempre hacia adelante.
-Todo era cambio en el espacio. El
tiempo no podía detenerse.
No podía
imaginarse que fuera hacia atrás. Moverse hacia el pasado era sencillamente un
dislate.
Su medida se
podía hacer mediante máquinas que con movimiento uniforme, nos indicaran su
transcurrir (Relojes de infinidad de tipos, péndulos, objetos con pasos
capilares y sustancias fluidas….etc) El
Paso del tiempo se percibía por los cambios de los sucesos o viceversa. Los
objetos podían moverse y cambiar su posición, a lo largo de un trayecto:
-En un tiempo determinado.
Así
transcurría todo en la vida. Así se comportaban los astros y las estrellas.
Estos
cambios, podían medirse mediante criterios de medida adoptados por acuerdos de
las comunidades científicas y/o los estados de cada país. Para
ello, se establecieron patrones de medida, llamados “unidades básicas” ya
comentadas anteriormente, que poco a poco fueron haciéndose universales. Así, los científicos, físicos,
ingenieros y el mundo en general, podíamos hablar en un idioma
técnico-científico-matemático común.
ENIGMAS Y
PREGUNTAS
¿EL
UNIVERSO ES FINITO O INFINITO?.
Que yo sepa,
dicha pregunta aún no tiene respuesta de la ciencia.
Newton afirma
que:
d)-El universo/espacio era finito.
Su argumento
era que, caso de ser infinito, la vista siempre encontraría una luz (estrella)
en el camino, por lo que de noche, “se
vería todo blanco” y no negro y salpicado de luces. Todo sería una luz,
aunque más pálida y tenue que la del día.
Este
argumento tiene un punto débil. Podía haber objetos (astros) en el universo que
no emitieran la suficiente luz para poderlos percibir. O que estuvieran tan lejanos
que la luz llegaba tan débil que era imperceptible a nuestra vista.
NOTA: El invento del telescopio demostró estos hechos.
La ciencia moderna, posteriormente, descubriría la “materia obscura”,
imperceptible a la vista, e incluso a los telescopios.
Esta última
afirmación (d), me lleva a una
reflexión basada en sus propias teorías y que parece contradecirle.
Por ejemplo:
Decíamos en
el apartado anterior, que si un objeto es lanzado hacia el exterior de la
tierra a una velocidad igual o mayor que la de escape (40.230Km/h) el objeto
viajaría perdiéndose en el espacio. Mis preguntas son:
-¿Hasta dónde viajaría dicho objeto?
-¿Dónde acabaría su periplo por el universo vacío?
Si el
universo era finito, el objeto acabaría parado en su límite.
-Su velocidad final sería “0”.
Pero: Hemos
dicho que el objeto en movimiento tiene una energía cinética (Ec)
adquirida en su impulso de lanzamiento. Esta energía es: (1/2)mv2. La tierra se oponía a este movimiento, por su
atracción gravitatoria, de forma que al alejarse el objeto, ésta energía sería
cada vez menor, pues “v” se iría frenado a causa de ella.
Las masas
intervinientes en el proceso: M de la tierra y m
del objeto, no varían. Tampoco lo hace la constante universal k.
Tenemos pues, las mismas masas en juego más una distancia (d) cada vez mayor.
Sabemos que
la energía cinética del objeto (Ec), es la mitad de la potencial (Ep)
respecto a la Tierra y su gravedad.
Su valor es
kMm/d Pues bién:
Igualando ambas energías tenemos:
(1/2)mv2 = kMm/d o (1/2)mv2
-
kMm/d = 0
Si hemos
dicho que el objeto se tiene que parar al final de su trayecto, por ser éste finito, v=0
Luego
tenemos, que ambos términos de la ecuación, deben de ser 0:
- kMm/d = 0
para lo cual, d tiene que ser infinito, luego,
según este planeamiento, del propio Newton:
-El universo
tendría que ser infinito.
Este
razonamiento puede ser muy controvertido, por tanto, me sería muy útil una
discusión al respecto. La pregunta es la misma de siempre:
Recopilatorio
EL
UNIVERSO ERA CAMBIANTE, PERO SOMETIDO A LEYES INVARIABLES (Mutable e inmutable)
Era
cambiante (Mutable), pero con leyes definidas e invariables (Inmutable). Todo estaba predeterminado. Nada
cambiaba en Él (Sistema solar), que no fuera susceptible de medida y
predicción. Para ello teníamos las medidas de longitud (L), de tiempo (T) más
la materia y/o masa (M) que se admitía como la componente de los objetos del
universo. De
estas tres medidas, llamadas fundamentales, se deducirían un compendio de leyes,
desde Ptolomeo a Newton, pasando por Copérnico, Kepler y muchos más, que
formarían un “cuerpo de teoría” prácticamente perfecto para aquel tiempo.
El triedro
cartesiano XYZ de referencia más
idóneo para realizar cálculos era, el que tenía como punto origen el sol. Esta elección es aleatoria, pero es la más práctica,
por considerar al sol como único
referente fijo (Eso se suponía entonces) y por tanto el más adecuado para estudiar
todo cambio que se produjese en el espacio conocido, en relación a Él.
La invención
y posterior perfeccionamiento del telescopio, cambiaría drásticamente el
universo descrito hasta ahora (Época de Newton) mostrándonos la gran cantidad
de sorpresas que nos faltaban por descubrir.
Pero esto lo trataremos en próximos capítulos.
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