Para hablar de diversos temas de Física, a un nivel básico para que cualquiera pueda entender, disfrutar o sorprenderse con las leyes que gobiernan nuestro Universo
Un error muy común en general es confundir el concepto de masa y peso. Expresiones como "mi peso es de 70 Kg" en realidad están mal dichas, porque la masa se refiere a la cantidad de materia que tiene un cuerpo y el peso es la fuerza con que la Tierra atrae a dicha masa. Para los que sepan más de matemáticas, la masa es una magnitud escalar y el peso es una magnitud vectorial, y la relación entre peso y masa es la siguiente:
Peso = masa*g
donde "g" es la aceleración de la gravedad en el caso de nuestro planeta, 9,8 m/s2. Así, deberíamos decir: "mi masa es de 70 Kg y mi peso es de 686 Newtons". ¡En las viñetas a continuación el Sr. Cloud está realmente indignado con la confusión!
Para los alumnos de 2º de Bachillerato: si leéis este chiste y os produce una sonrisa, significará que habréis entendido las explicaciones de Relatividad de vuestro profesor. ¡BIEN!
Según la Relatividad Especial de Einstein, no todos los sujetos miden lo mismo en sus relojes, sino que el tiempo que marca el reloj de la liebre depende de la velocidad que lleva respecto a las tortugas que están tomándose un refresco tranquilamente sentadas. (!!!!!!!) Este efecto es tanto mayor cuanto más rápido se mueve la liebre respecto a las relajadísimas tortugas, y además sólo es realmente apreciable a velocidades relativas próximas a la de la luz (300000 Km/s). Por tanto, la liebre resulta un poco "chulita" ya que cree poder correr cerca de dicha velocidad y poder por tanto ralentizar apreciablemente el paso del tiempo en su reloj respecto a los relojes de las tortugas.
Según la Relatividad de Einstein, la energía y la materia están relacionadas siguiendo la siguiente ley:
donde "E" es la energía, "m" es la masa de un determinado cuerpo, y "c" es la velocidad de la luz (300000000 m/s). Esta ley establece la equivalencia entre Energía y Masa, de manera que si tengo un objeto cualquiera, pongamos una pelota de tenis, al menos teóricamente podríamos convertirla en Energía pura.
Puede que os preguntéis si eso se puede hacer realmente, y si esa energía que tiene la pelota de tenis es mucha o poca. Empecemos por la segunda pregunta: Una pelota de tenis pesa unos 50 gramos, que si se convirtieran en Energía pura podrían suministrar a 50 millones de personas electricidad durante 2 días aproximadamente. Y una mesa plegable de unos 10 Kg podría suministrarles energía a todos ellos durante un año completo. ¿no es increíble? ¡la masa tiene realmente muchísima energía!
Y la segunda pregunta: ¿se puede sacar la energía de la pelota de tenis? ¿y de una mesa plegable o cualquier otra cosa? ¡a ver si ahora va a ser peligroso tener una pelota en casa! la respuesta es que quizás no sepamos cómo sacar de manera eficiente la Energía de una pelota, pero sí que conocemos materiales de los cuales es más fácil su extracción, como por ejemplo el Uranio o el Plutonio: es el principio que hace funcionar las centrales nucleares, y desgraciadamente es la causa de la existencia de las bombas atómicas: pensad que la bomba que cayó en Nagashaki tenía una potencia equivalente a 20.000 toneladas de explosivo, y eso que sólo se convirtió en Energía una masa inferior a 1 gramo de material. La bomba nuclear más letal jamás explotada, "Tsar bomb", liberó una potencia equivalente a 50.000.000 de toneladas de explosivo. Se alcanzaron temperaturas de más de 1000000 de grados, y se pudo ver el resplandor a una distancia de 1000 kilómetros. A cien kilómetros de distancia pudo producir quemaduras de 3er grado.
Por otra parte, la equivalencia masa-energía es nuestra mayor esperanza para conseguir una fuente de energía limpia e inagotable, llamada fusión nuclear. Y también es la causa del funcionamiento de las estrellas, en particular de nuestro Sol, que nos proporcina la luz y el calor que necesitamos para vivir.
Cuando pensamos en cualquier objeto, está en principio muy claro que para describirlo tenemos que hablar de lo largo, ancho y alto que es. En el mundo de las Matemáticas se diría por tanto que necesitamos 3 Dimensiones para describir el objeto. (3-D). Pero si además consideramos el tiempo como una dimensión adicional, entonces nuestro Universo sería 4-D o 4-dimensional.
Hasta aquí, todo parece más o menos normal y coincidente con nuestro sentido común...hasta que llegaron algunos físicos y empezaron a hablar de una teoría física muy compleja conocida como Teoría de Cuerdas. Se trata de una Teoría que intenta explicar el Universo tal y como lo conocemos, y parece que de manera bastante exitosa. Pero si esa Teoría es cierta, entonces...nuestro universo debería tener 11 DIMENSIONES. (!!!!!!!!!) ¿11 dimensiones? ¿pero nosotros sólo podemos "notar" 4 de ellas, no? ¿qué hay en las 7 dimensiones que no vemos? ¿cómo nos podemos imaginar algo que viva en más de 4 dimensiones?
Os propongo un ejemplo para tratar de intuir cómo funciona: imaginad una civilización que viviera en Planilandia, es decir, un país muy lejano y exótico en el que todo es plano, y por tanto las cosas tienen largo y ancho pero no altura. ¿qué pasaría si cualquiera de nosotros llegara a Planilandia? ¿cómo nos verían sus habitantes?¿cómo los veríamos a ellos? En este vídeo del Dr. Quantum se describe semejante país. Cuando lo hayáis visto, pensad lo siguiente: ¿no podría ser que nosotros viviéramos en nuestras 4 dimensiones conocidas, en nuestra "Planilandia" particular, y que mientras tanto hubiera un ser de 5 o más dimensiones que nos estuviera viendo tranquilamente? ¿es esto posible? Pues nada, ¡a pensar en ello!
También os propongo un vídeo maravilloso de Carl Sagan en el que también se describe una manera muy sencilla y entretenida lo que ocurre más allá de la 3ª dimensión espacial. En fin, espero que os guste y os haga pensar sobre lo diferente que podría ser la realidad respecto a lo que creíamos conocer.
NOTA: la Teoría de Cuerdas no está demostrada, quizás todo esto sea una ilusión...¿o no?
Hemos visto en clase de 2º de Bachillerato que la luz (y también cualquier tipo de materia) se comporta dualmente. Esto quiere decir que, por extraño que parezca, unas veces la luz se comporta como si estuviera compuesta de partículas y otras veces se comporta como una onda: entramos en el poco intuitivo, sorprendente y maravilloso mundo de la Física Cuántica, el Reino de lo Muy Pequeño.
Uno de los experimentos clave de esta rama de la Física es el experimento de la doble rendija (double-slit experiment). Lo mejor que he visto nunca para entenderlo es el siguiente vídeo que he encontrado en youtube. La descripción del fenómeno que nos proporciona el "Dr. Quantum" es realmente buena... aunque creo que es posible que no haya NADIE en todo nuestro planeta que pueda explicar hoy por hoy cómo ocurre semejante hecho, o que es realmente lo que pasa. Increíble.
