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Discurso de "Nubes" de Kelvin

Discurso de "Nubes" de Kelvin

El viernes 27 de abril de 1900, el físico británico Lord Kelvin dio un discurso titulado "Nubes del siglo XIX sobre la teoría dinámica del calor y la luz", que comenzó:

La belleza y la claridad de la teoría dinámica, que afirma que el calor y la luz son modos de movimiento, está actualmente oscurecida por dos nubes.

Kelvin continuó explicando que las "nubes" eran dos fenómenos inexplicables, que describió como el par final de agujeros que debían rellenarse antes de tener una comprensión completa de las propiedades termodinámicas y energéticas del universo, explicadas en términos clásicos de El movimiento de las partículas.

Este discurso, junto con otros comentarios atribuidos a Kelvin, como los del físico Albert Michelson en un discurso de 1894, indican que él creía firmemente que el papel principal de la física en ese día era medir cantidades conocidas con gran precisión. muchos decimales de precisión.

Significado de "nubes"

Las "nubes" a las que Kelvin se refería eran:

  1. La incapacidad para detectar el éter luminoso, específicamente el fracaso del experimento de Michelson-Morley
  2. El efecto de radiación del cuerpo negro, conocido como la catástrofe ultravioleta

Importancia

Las referencias a este discurso se han vuelto algo populares por una razón muy simple: Lord Kelvin estaba tan equivocado como podría haber estado. En lugar de detalles menores que tuvieron que ser resueltos, las dos "nubes" de Kelvin representaron límites fundamentales para un enfoque clásico para entender el universo. Su resolución introdujo reinos de física completamente nuevos e inesperados, conocidos colectivamente como "física moderna".

Física cuántica

De hecho, Max Planck resolvió el problema de la radiación del cuerpo negro en 1900, presumiblemente, después de que Kelvin dio su discurso) Al hacerlo, tuvo que invocar el concepto de limitaciones en la energía permitida de la luz emitida. Este concepto de "cuantos ligeros" fue visto como un simple truco matemático en ese momento, necesario para resolver el problema, pero funcionó. El enfoque de Planck explicó con precisión la evidencia experimental resultante de los objetos calentados en el problema de la radiación del cuerpo negro.

Sin embargo, en 1905, Einstein llevó la idea más allá y utilizó el concepto para explicar también el efecto fotoeléctrico. Entre estas dos soluciones, quedó claro que la luz parecía existir como pequeños paquetes, o cuantos, de fotones de energía, como luego se llamarían.

Una vez que quedó claro que la luz existía en los paquetes, los físicos comenzaron a descubrir que existían todo tipo de materia y energía en estos paquetes, y comenzó la era de la física cuántica.

Relatividad

La otra "nube" que Kelvin mencionó fue el fracaso de los experimentos de Michelson-Morley para discutir el éter luminoso. Esta era la sustancia teórica que los físicos de la época creían que impregnaba el universo, para que la luz pudiera moverse como una onda. Los experimentos de Michelson-Morley habían sido un conjunto de experimentos bastante ingenioso, basado en la idea de que la luz se movería a diferentes velocidades a través del éter dependiendo de cómo se moviera la Tierra a través de él. Construyeron un método para medir esta diferencia ... pero no funcionó. Parecía que la dirección del movimiento de la luz no tenía relación con la velocidad, lo que no encajaba con la idea de que se moviera a través de una sustancia como el éter.

Sin embargo, una vez más, en 1905, Einstein llegó y puso la pelota en marcha sobre este. Expuso la premisa de la relatividad especial, invocando un postulado de que la luz siempre se movía a una velocidad constante. A medida que desarrolló la teoría de la relatividad, se hizo evidente que el concepto del éter luminoso ya no era particularmente útil, por lo que los científicos lo descartaron.

Referencias de otros físicos

Los libros de física populares han hecho referencia a este evento con frecuencia porque deja en claro que incluso los físicos muy bien informados pueden ser superados por el exceso de confianza en la medida de la aplicabilidad de su campo.

En su libro El problema con la física, el físico teórico Lee Smolin dice lo siguiente sobre el discurso:

William Thomson (Lord Kelvin), un influyente físico británico, proclamó que la física había terminado, excepto por dos pequeñas nubes en el horizonte. Estas "nubes" resultaron ser las pistas que nos llevaron a la teoría cuántica y la teoría de la relatividad.

El físico Brian Greene también hace referencia al discurso de Kelvin en La tela del cosmos:

En 1900, el propio Kelvin notó que "dos nubes" flotaban en el horizonte, una relacionada con las propiedades del movimiento de la luz y la otra con aspectos de los objetos de radiación emitidos cuando se calientan, pero había una sensación general de que estos eran meros detalles. , que, sin duda, pronto se abordaría
En una década, todo cambió. Como se anticipó, los dos problemas que Kelvin había planteado se abordaron rápidamente, pero probaron cualquier cosa menos menor. Cada uno encendió una revolución, y cada uno requiere una reescritura fundamental de las leyes de la naturaleza.