La energía del vapor

Es asombroso que toda la revolución industrial tuvo su comienzo en la necesidad de contar con carbón para obtener calor en un país cuyo clima es frío en todo el año, Inglaterra.
El problema era que a principios del siglo XVIII la madera era escasa y era reservada para los astilleros (la poderosa flota naval inglesa).

Lo único que quedaba era la explotación de la minas subterráneas de hulla ( carbón mineral).
El problema a que se enfrentaba dicha explotación es que el agua se filtraba en los túneles dificultando la extracción del carbón a ciertas profundidades.

La solución vino de la mano de un tal marqués de Worcester quien ideó una bomba que utilizaba la presión del aire para bombear al exterior el agua de las minas. La máquina que dominaba el agua estaba compuesta por dos depósitos que actúan en forma alternativa condensando el aire al enfriar , aspirando el agua , mientras el otro llevaba vapor.

Más adelante otro pionero llamado Thomas Newcomen diseñó otro dispositivo más eficaz introduciendo el pistón dentro de un cilindro hueco que se deslizaba hacia arriba y hacia abajo en su interior.
De esta manera la presión ejercida por el vapor y por el agua condensada movía el pistón y podía trabajar la máquina extrayendo e agua de las profundidades.

En 1765 se dio un salto con James Watt perfeccionado la máquina de Newcomen que consumía demasiado combustible.
Proveyó de dos piezas separadas: un pistón accionado a vapor y un condensador aparte, que transforma este vapor en agua.
De este modo el cilindro se mantenía siempre caliente y el condensador siempre frío.
Este principio sirvió inicialmente para resolver un problema con las minas , pero insospechadamente dio inicio a inventos que cambiaron el mundo para siempre.

El movimiento ascendente y descendente del émbolo se convirtió en movimiento de rotación , mediante el empleo de un cigueñal y un vástago de conexión usado para impulsar las locomotoras de vapor, Patentado por James Pickard.
El carro de vapor de Nicolás Cugnot considerado el primer vehículo del mundo desplazado a vapor , parecida a una cafetera fue modelo para los automóviles que más adelante usarían combustible líquido pero siempre manteniendo el émbolo que se mueve a base de vapor de combustible líquido dentro de una cámara cerrada ( motor de combustión interna).

La tecnología progresa a través de caminos insospechados,quien podría imaginar que a principios del siglo XVIII que la máquina de James Watt podría convertirse en un Ferrari hoy día?
Todas las máquinas que impulsaron el progreso tomaron como modelo la máquina a vapor de James Watt y su mecanismo de automatización que hizo posible que se autorregulara sin la intervencion del hombre.

Problemas ecológicos

La naturaleza está viva y debemos respetarla
Si la guerra nuclear no llegara a producirse , si moderáramos nuestra locura demográfica y redujéramos nuestras desigualdades , podríamos enfrentar los siguientes grandes problemas ecológicos:

1. La erosión de los suelos y la expansión de los desiertos.
2. La desaparición masiva de los bosques tropicales y las lluvias ácidas sobre los bosques templados.
3. El adelgazamiento y la proliferación de agujeros en la capa de ozono de la estratósfera.
4. Los cambios climáticos imputables a la acumulación de gases que provocan el efecto invernadero en la atmósfera.
5. El derrumbe de la diversidad genética de las especies y la desaparición de miles de especies animales y vegetales.
6. Los riesgos ligados a la biotecnología , como la liberación de virus o de bacterias patógenas o el impacto ecológico de la modificación de especies domésticas.
7. Los efectos del saqueo y de la contaminación de los océanos como la sobreexplotación de los peces , mareas negras etc.
8. Los riesgos ligados a la escalada nuclear, accidentes en los reactores, manejo de desechos etc.
9. Los efectos de nuevas fuentes de energía sobre el ambiente, tales como los gases de carbón, la energía producida por el mar, la energía de la biomasa, la fisión nuclear etc.
10. Los efectos de las radiaciones no ionizantes como las de los cables eléctricos, de las pantallas de televisión , de los mocroondas.
11. Los efectos perversos de las grandes represas hidroeléctricas y de regadío , especialmente en los países tropicales.
12. La contaminación de las aguas dulces por metales pesados, pesticidas y abonos , principalmente los nitratos.
13. La contaminación en los lugares de trabajo.
14. La acumulación monstruosa de los desechos domésticos e industriales y el retraso en las técnicas de reciclaje.

Debemos encontrar soluciones a corto plazo para estos grandes problemas , de lo contrario nuestra casa , es decir, muestro planeta dejará de ser nuestro hogar y será nuestro ataúd.

Nuestro mundo es grande

Desde tiempos inmemoriales el hombre ha creído que la tierra era el centro del Universo y con ello podía sentirse seguro y privilegiado.
Como un infante que es rodeado por sus mayores y encuentra su seguridad en lo conocido.
Sin embardo Copérnico y Galileo habían demostrado que era la tierra la que giraba y no el Sol, esto molestó mucho a la autoestima de la época y a regañadientes fue aceptado.

De acuerdo dijeron algunos, pero aunque la tierra no se encuentra en el centro del Universo el Sol sí, el Sol es nuestro Sol . Así pues la tierra se halla cerca del centro del Universo. Quizá de esta manera pudiera salvarse parte de nuestro orgullo.

Sin embargo las observaciones astronómicas habían comprobado que el Sol no era más que una estrella entre miles que recibe el nombre de Vía Láctea, estamos a 30.000 años luz del centro de nuestra galaxia.

Bueno entonces dijeron nuevamente, nuestra Vía Láctea es la única galaxia, pero se ha comprobado la existencia de muchas galaxias, y lejos está nuestra galaxia de ser el centro del Universo.
Nuevamente se dijo, está bien que nuestra galaxia no sea la única y no ocupe el centro del Universo , pero es la única que tiene planetas.

Pero a la fecha se han descubierto varios planetas en otras galaxias que echan por tierra esta afirmación.
En cada época los prejuicios autocomplacientes son puestos en tela de juicio en distintos ámbitos del debate científico, hoy por hoy, es aceptado por todos en la comunidad científica que el Universo se está expandiendo continuamente a partir de un punto cero llamado Big Bang, todas las galaxias se alejan unas de otras, no hay centro , no hay privilegios.
Los hechos confirman nuestra humilde posición en el Universo, que contrasta con la arrogancia cósmica compartida hasta hace apenas unos siglos.

Pero hubo un hombre, un profeta del desierto quien predicó algo diferente al orden establecido, y ello le costó la vida.
Un individuo extraordinario que prefirió morir antes que retractarse, que predicó que nuestro planeta no era más que uno en millones, ( Galileo que fue más práctico y no se arriesgó hasta el punto de morir por la ciencia).

Este hombre llamado Giordano Bruno pasará a la historia como uno de los mártires de la ciencia, víctima de una Institución quien se creía depositaria de la verdad y cuyo temor fue más grande que su convicción que no dudaron en silenciar en la hoguera aún estando vivo !
Un ejemplo de la conciencia y compasión de mensajeros de Cristo.
Para el resto de los mortales tenemos el legado de un hombre que aún no teniendo pruebas fue capaz de ser testigo de la verdad y luego morir.
El siguiente vídeo nos habla acerca de este hombre.

Referencias
CARL SAGAN, Un punto azul pálido, las grandes degradaciones, Planeta , Cap.3 , pgs 24-30

Principio de las cosas

Todo comenzó en la antigua Grecia cuando alguien llamado Heráclito de Éfeso por el año 500 a.C. se preguntó acerca del cambio en la naturaleza , este cambio o devenir de las cosas fue resumido por él de siguiente modo, admitiendo que todo cambia y lo ejemplifica con el río que corre continuamente , afirma que existe un principio de orden o logos.

Por otro lado Parménides de Elea ( fines del siglo VI). se apoya en la razón y establece al ser como principio de todo, afirma que todas las cosas tienen algo en común y es que son , es decir, son seres, o las cosas son o no son , de la nada nada es. Los sentidos no nos sirven para percibir la realidad de las cosas, sólo la razón.
Por lo tanto se opone a Heráclito quien decía que nada es constante en la naturaleza, sólo el cambio es la constante.
Quien tiene la razón ?

Otros pensadores se dieron cuenta que el cambio en la naturaleza debía explicarse sólo si había algo por debajo que siempre permanece , mientras que lo externo es lo que cambia de lo contrario sería una sustitución.
Más tarde Empédocles (495-455) afirmó que todas las cosas se resumen en cuatro elementos indestructibles : El agua, el aire, el fuego y la tierra, y que de estos elementos se hacen todas las cosas por mera mezcla mecánica y que los mismos permanecen siempre.
El principio o la causa eficiente de esta mezcla lo constituían el amor y el odio, como principios de atracción y repulsión respectivamente.
Fue el primero en establecer una idea clara de elemento.

Anaxágoras ( 500 a.C.) Concibe una infinidad de elementos llamados homeomerías que son cualitativamente distintos e inmutables como las semillas de todas las cosas.
Incluye un principio organizador llamado Noús o inteligencia.

Demócrito de Abdera ( 470 a.C.) . Afirma como otros que toda realidad es eterna e inmutable pero formadas por corpúsculos llamados átomos, es decir, indivisibles, los últimos elementos son lo lleno y lo vacío.
Su concepción es la que más se acercó a los descubrimientos científicos a principios del siglo XX con respecto a la constitución última de la materia.

Pero lo que más llama la atención es que hasta hace apenas 50 años se creía que los protones y los neutrones eran los últimos corpúsculos indivisibles , pero con el descubrimiento de los quarks, los protones fueron divididos a su vez en otros corpúsculos más diminutos.
Será divisible la materia hasta el infinito ?
Estamos resucitando a Anaxágoras ?

Con el principio de no localidad probado matemáticamente por J.S.Bell y comprobado con los experimentos de Alan Aspect en Francia (1.982), aparentemente existe una conexión cósmica entre todos los elementos de la naturaleza , que es esto ?
El noús Anaxagórico ? el logos de Heráclito ?

Demócrito habló de lo lleno y lo vacío, pero ... que es lo lleno y lo vacío ?
Según los últimos descubrimientos no existe lo vacío, sino que todo está lleno de energía, lo que aparentemente es espacio vacío está repleto de partículas virtuales que aparecen y desaparecen constantemente.
Lo que permite la unión entre protones, neutrones y electrones están gobernadas por cuatro fuerzas, la interacción fuerte, débil, electromagnetismo y el gravitón.
Empédocles habló de amor y odio, término poético pero muy cercano a las cargas eléctricas.

A partir de Descartes, el dualismo se puso de moda y todo era concebido como materia y espíritu separados e inconciliables. Por un lado el hombre como señor (res cogitans) y por otro lado las cosas como posesión (res extensa). Adiós al respeto por la naturaleza, licencia para saquear todo.
Esto produjo divisiones entre los pensadores quienes tomaron la posta defendiendo a la res cogitans ( racionalistas) y a la res extensa ( empiristas).

Por una lado los racionalistas como Baruch Spinoza y George Berkeley quienes toman en cuenta al espíritu y la capacidad de llegar a la verdad con el uso de la razón.
Esta concepción heredada en parte de los Pitagóricos llevó a concebir las matemáticas como un instrumento para conocer la realidad . Se preocuparon por recuperar al espíritu del materialismo imperante.
Berkeley llegó incluso a negar la realidad sensible señalando que todo era una ilusión de los sentidos, una proyección de nuestra mente. Una locura ?
Cuando el empirismo de John Locke afirmó que sólo los sentidos nos permiten conocer la realidad , parecía razonable y se llegó a creer que la realidad era determinista, un mecanismo de relojería inaugurado por la revolución newtoniana.

Sin embargo el racionalismo fue justificado con el desarrollo de las matemáticas, muchos hombres de ciencia incluyendo a Kepler , Galileo , Newton , Einstein etc. llegaron a postular verdades usando sólo la razón , es decir, las matemáticas y más tarde fueron confirmados mediantes experimentos cuidadosos.
Hoy día existen teóricos que sólo con las ecuaciones pueden predecir fenómenos aún no observados pero que existen en la naturaleza ( como los agujeros negros, los quarks, las cuerdas, etc. ) .
Que se puede decir del idealista Berkeley quien decía que la realidad existe porque la proyectamos ( solipsismo).
Con la física cuántica se llegó a confirmar que no existe fenómeno hasta que el mismo sea observado.
Tremenda paradoja !
El observador y lo observado están unidos y son inseparables, con ello se refuta al dualismo para siempre.
Por otro lado el empirismo permitió la Revolución Industrial con sus luces y sombras.
Manuel Kant con su criticismo preconizó que el conocimiento de la realidad estaba condicionada por nuestra manera de percibirla , nuestra mente utiliza presupuestos mentales o categorías por el que resulta imposible percibir la realidad en sí (noumeno) , sólo podemos percibir los fenómenos. Imposibilidad de hacer metafísica, la realidad íntima existe pero no se puede conocer.
Que nos dice la física cuántica al respecto ?
Según la interpretación de Copenhague no existe una realidad profunda o noúmeno, sólo los fenómenos observados.
Pero que hay debajo ?
Sólo existen ondas pero las mismas no constituyen una realidad concreta sino que son probabilidades , todas las posibles cualidades de una partícula dada una vez que sea observada.
Por otro lado con el principio de indeterminación de Heisenberg se hace imposible conocer con exactitud la posición y el impulso de una partícula al mismo tiempo, es imposible visualizar el átomo, no por falta de instrumentos sino porque las ondas que nos permiten ver son más grandes que un átomo dado, ello imposibilita su visualización, sólo las matemáticas permiten saber sobre los mismos ( los racionalistas estarían contentos). El empirismo no alcanza las partículas elementales.

Colapso de la función de onda.

El gato de la caja explica que mientras no haya observación sólo existen probabilidades de que esté vivo o muerto , pero una vez que observamos la caja , sólo queda una posibilidad , gato vivo o muerto.
Universos paralelos en donde se realicen todas las posibilidades ?
A fin de cuentas , que es la materia ?
Lo que se sabe es que la realidad es más bien vacía , hay espacio vacío por todos lados, pero ese vacío está repleto de energía , el fuego divino de Heráclito ?