El “gigante”de gigantes; Newton.

El 25 de diciembre de 1642, nacía  el físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés Isaac Newton (Woolsthorpe, Lincolnshire; 25 de diciembre de 1642jul./ 4 de enero de 1643greg.-Kensington, Londres; 20 de marzojul./ 31 de marzo de 1727greg.), una de las mentes mas brillantes de todos los tiempos.

El físico y matemático Joseph Louis Lagrange (1736-1813), dijo que “Newton fue el más grande genio que ha existido y también el más afortunado dado que sólo se puede encontrar una vez un sistema que rija el mundo”.

¿Qué se newtonpuede decir de Newton que no se hubiese dicho ya?. Nada. Posiblemente sea una de las personas más estudiadas de todos los tiempos. No es para menos…Un buen resumen de la vida y obra de  Newton sería simplemente decir, cambió la Historia.

Asombra pensar, que un sólo hombre realizase tantas y tan magníficas contribuciones a la Ciencia.

Se ha hablado de su mal genio (sus enfrentamientos con Leibiniz , Huygens y Hooke, son legendarios). Se ha rumoreado que se aprovechaba del trabajo de otros, de su enorme ego y de su inmenso rencor. Pero lo que es incuestionable, que aún a día de hoy, en el siglo XXI, su figura es imponente.

Cuando el 5 de julio de 1687, Isaac Newton publica Philosophiæ naturalis principia mathematica (Principios matemáticos de la filosofía natural) el mundo y nuestro conocimiento del mismo, simplemente cambió. Se trataba de el libro científico mas importante de todos los tiempos. Y nadie, todavía, ha conseguido cuestionar semejante honor. Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas, casi nada.

Newton comenzó sus estudios en la King’s School de Grantham.

En 1661 ingresó con dieciocho años en la Universidad de Cambridge . Se graduó en el Trinity College en 1665 con mas pena que gloria. No fue un estudiante modélico, ni mucho menos. No asistía de forma regular a clases, prefiriendo la formación autodidácta. Su ego parecía empezar a manifestarse.

A mediados del verano de 1665, la Gran Peste apareció en Londres. En otoño se cerró la Universidad de Cambridge y todos los estudiantes fueron enviados a sus casas.

Newton comentaría con posterioridad que, precisamente, sus años de “exilio” universitario, los comprendidos entre 1665 y 1666 serían los más fructiferos de su carrera, lo que nos da una pequeña idea de su gran espiritu autodidácta. Así escribiría:

“A comienzos de 1665 encontré la… regla para reducir cualquier dignidad
(poder) de los binomios a serie. El mismo año en 1 de mayo descubrí el método de las tangentes… y en noviembre el método directo de las fluxiones (es decir, los elementos de lo que ahora se llama cálculo diferencial) y al año siguiente, en enero, la teoría de los colores, y en el siguiente el método inverso de las fluxiones (es decir, el cálculo integral) y en el mismo año comencé a pensar en la gravedad extendiéndola a la órbita de la Luna… y…comparé la fuerza requerida para mantener la Luna en su órbita con la fuerza de la gravedad en la superficie de la Tierra”.

Tras numerosas  vicisitudes, en octubre de 1667 Newton fue elegido miembro becario del Trinity College. De 1667 a 1669 emprendió investigaciones sobre óptica. En 1669 sucedería al teólogo y matemático inglés Isaac Barrow Barrow (Londres, octubre, 1630 – id., 4 de mayo, 1677) en la cátedra lucasiana en la que se mantendría hasta 1696.

newton3El 5 de julio de 1687, Isaac Newton publica Philosophiæ naturalis principia mathematica (Principios matemáticos de la filosofía natural). El libro científico mas importante de todos los tiempos, donde describe la ley de la gravitación universal y estableció las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre.

El libro que se publicaría a instancias de su amigo Edmond Halley, recoge sus descubrimientos en mecánica y cálculo matemático. Esta obra marcó un punto de inflexión en la historia de la ciencia y es considerada, por muchos, como la obra científica más importante de la Historia.

Su publicación se había demorado enormemente dado el temor de Newton a que otros intentaran apropiarse de sus descubrimientos. Sin embargo Edmond Halley presionó a Newton hasta que publicara, Newton se lo agradece en las primeras páginas del libro. Los tres libros de esta obra contienen los fundamentos de la física y la astronomía escritos en el lenguaje de la geometría pura. El Libro I contiene el método de las “primeras y últimas razones” y, bajo la forma de notas o escollos, se encuentra como anexo del Libro III la teoría de las fluxiones.

Newton trata el programa de la llamada interpretación mecanicista de los fenómenos físicos, un punto de vista que ha dominado la física hasta principios de este siglo y sólo fue corregida con la aparición de la teoría de la relatividad y de la mecánica cuántica.

Llegó a desarrollar  el tratamiento matemático de los fenómenos mecánicos de forma tan  precisa que pueden ser empleados sin alteración en cualquier libro moderno de mecánica clásica.

En el campo de la mecánica recopiló en su obra los hallazgos de Galileo y enunció sus tres famosas leyes del movimiento.

La parte de axiomas o leyes del movimiento comienza indicándonos las famosas tres leyes de Newton.

Entre otras muchas cosas, Newton explicaba el fenómeno de las mareas como debidas a la desigual fuerza gravitatoria ejercida por el Sol sobre los hemisferios terrestres al girar hacia él y lejos de él.

newton4Entre 1670 y 1672, Newton,  trabajó intensamente en problemas relacionados con la óptica y la naturaleza de la luz.

El 8 de de febrero de 1672, Isaac Newton, lee su primer escrito relativo a la óptica delante de la Royal Society en Londres; “Nueva teoría sobre la luz y los colores ” Newton demostró que cualquier telescopio refractor sufriría de un tipo de aberración conocida en la actualidad como aberración cromática, que consiste en la dispersión de la luz en diferentes colores al atravesar una lente. Para evitar este problema había inventado un telescopio reflector.  El telescopio de Newton constaba de un espejo primario cóncavo y un espejo secundario de plano diagonal. Eligió una aleación (espéculo de metal) de estaño y cobre como los materiales más adecuados para su espejo objetivo. El primer telescopio de este tipo estaba finalizado a finales de 1968.

Newton demostró, además,  que la luz blanca estaba formada por una banda de colores (rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta) que podían separarse por medio de un prisma.  Hizo pasar un haz de luz solar a través de un prisma de cristal de forma triangular, y comprobó que el haz originaba una banda constituida por luz roja, naranja, amarilla, verde, azul y violeta, y que cada color pasaba al próximo mediante una transición suave.

Lo que Newton demostró fue que la luz solar, o “luz blanca”, era realmente una mezcla de muchas radiaciones específicas (que hoy reconocemos como formas ondulatorias, de diversa longitud de onda), las cuales excitan el ojo humano, determinando la percepción de los citados colores. El prisma los separa, debido a que, al pasar del aire al cristal y de éste a aquél, la luz es desviada en su trayectoria o “refractada”, y cada longitud de onda experimenta cierto grado de refracción, la cual es mayor cuanto más corta es la longitud de onda

En base a los experimentos realizados sobre la naturaleza de la luz Newton formuló su teoría general. Para Newton la luz estaba formada por corpúsculos y se propagaba en línea recta y no por medio de ondas. A raíz de estas conclusiones comenzaría su disputa con Hooke  y Huygens, firmes defensores de la la naturaleza ondulatoria de la luz, y  que se prolongaría durante años. Ahora sabemos que la luz tiene una naturaleza dual: es onda y corpúsculo al mismo tiempo. Pero para esta conclusión  haría falta el surgimiento de un nuevo tipo de física, la mecánica cuántica, hecho que no se produciría hasta el siglo XX.

En 1704, Newton escribiría su obra más importante sobre óptica, Opticks, “Un tratado de las reflexiones, refracciones, inflexiones y colores de la luz”, en la que exponía sus teorías anteriores y la naturaleza corpuscular de la luz, así como un estudio detallado sobre fenómenos como la refracción, la reflexión y la dispersión de la luz.

En la parte de definiciones comienza con rayo de luz, refrangibilidad y reflexibilidad, ángulo de incidencia, ángulo de reflexión, luz simple, senos de incidencia, reflexión y refracción. En la parte de Axiomas describe como se comportan los rayos de luz y describe las propiedades de los ángulos ya mencionados.

También expone lo que se conoce como la ley de Snell para distintos casos, como son espejo plano, espejo esférico, superficie plana, superficie, esférica, lentes y prismas. Además introduce una sencilla explicación del funcionamiento del ojo humano.

newton2En  1701 Newton s enunció definitivamente a su cátedra y a su condición de investigador del Trinity College. En 1703, tras la muerte de Hooke y, Newton fue elegido presidente de la Royal Society, cargo que conservó hasta su muerte. En 1705 se le otorgó el título de sir.

El “gigante” finalmente moriría la noche del 20 de marzo de 1727 (calendario gregoriano).

Fue enterrado en la abadía de Westminster. Un honor resevado a los grandes hombres de Inglaterra.

Como colofón, destacar que Isaac Newton en una carta remitida el 15 de febrero de 1676 (el 5 de febrero de 1675 en el calendario juliano de la época) a Robert Hooke, escribió: “Si he visto más lejos es porque estoy sentado sobre los hombros de gigantes” (nos esse quasi nanos, gigantium humeris incidentes). La cita pertenecía en realidad a Bernardo de Chartres, pero ha quedado ligada para siempre a Newton. 

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Publicado el 25 diciembre, 2015 en Astronomía, Física, Matemáticas. Añade a favoritos el enlace permanente. 1 comentario.

  1. Inmenso articulo, muy ilustrativo

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