"La idea de que un cuerpo pueda actuar sobre otro a distancia a través del vacío sin mediación de nada más es para mi un absurdo tan grande, que creo que nadie que disfrute de la facultad de pensar puede caer en ella."
Bentley se sentía interesado, y había escrito de nuevo a Newton para entender mejor lo que quería decir el gran científico, pero Newton se echó atrás. Eran solo cavilaciones de un anciano, y no volvió a escribir nada al respecto. Insinuar algo más era peligroso, porque en aquella época todavía quemaban a los herejes en la hoguera. Las autoridades podían interpretar mal su creencia de que el espacio no estaba vacío, y suponer que no creía que el poder de Dios fuera lo bastante grande como para cruzar el espacio sin intermediación alguna; podían comenzar a investigar sus escritos religiosos privados, que efectivamente estaban llenos de herejías. La correspondencia se interrumpió, y el breve asomo de duda reflejado en aquella carta quedó pronto olvidado.
Pero ahora, más de ciento cuarenta años después, cuando Faraday buscaba alguna confirmación de que no estaba del todo equivocado, encontró la vieja carta de Newton a Bentley, que le hizo descubrir que no estaba solo. También Newton había pensado algo parecido. Faraday no pudo ir más allá. Años después, cuando su memoria ya se debilitaba, escribió a un joven amigo, el gran físico escocés James Clerk Maxwell:
Royal Institution
13 de noviembre de 1857
Mi querido señor,
[...] Hay algo que me gustaría preguntarle. Cuando un matemático dedicado a investigar las acciones físicas y sus resultados ha llegado a sus propias conclusiones, ¿es posible que no se puedan expresar en la lengua común tan completa claramente como en las fórmulas matemáticas? En tal caso, ¿no sería un gran servicio expresarlas aun a riesgo de cierta imprecisión vertiéndolas, de su jerga técnica, a un lenguaje comprensible, para que pudiéramos verificarlas mediante experimentos?
Maxwell le respondió inmediatamente, pero Faraday no siguió por ese camino. Las matemáticas, que eran su punto débil, le ayudaron a iniciar una importante investigación, pero nunca fue capaz de dirigir su desarrollo posterior.
En cualquier caso, Faraday se consolaba pensando a largo plazo. Estaba convencido de que algún día habría inventos prácticos basados en lo que él había visto. Cuando por fin ocurrió, hasta los críticos que lo despreciaban tuvieron que aceptar que sus corazonadas eran correctas. Tal vez el descubrimiento más importante de Faraday haya sido el de la inducción electromagnética, demostrando que el paso de una corriente eléctrica por un circuito cerrado de características determinadas producía efectos magnéticos. Pero también introdujo el concepto de líneas de fuerza para representar los campos magnéticos y estableció claramente la diferencia entre sustancias diamagnéticas y paramagnéticas; estudiando además sus propiedades, así como su relación con la luz y la electricidad. Asimismo, llegó a la conclusión de que era posible producir una fuerza electromotriz moviendo un conductor en el interior de un campo magnético, sentando las bases para el desarrollo posterior de los generadores eléctricos. En 1845 descubrió la rotación del plano de polarización de la luz en el interior de un campo magnético y además escribió las siguientes obras:
Chemical manipulation (1827);
Experimental researches on electricity (1855);
Experimental researches in Chemistry and Physics (1859);
The chemical history of a candle (1861);
Diary being the various philosophical notes of experimental investigations (1832-1836)
así como 158 artículos en revistas científicas.
Las ideas de Faraday permanecen en el núcleo de la tecnología moderna y son innumerables los dispositivos que actualmente las utilizan. Por suerte, hoy en día sus teorías se explican en las universidades utilizando todas las herramientas matemáticas disponibles. Expliquemos brevemente cómo se formula una de ellas, más concretamente, la Inducción electromagnética. En 1831 Faraday realizó una serie de experimentos, que pueden resumirse en los tres siguientes:
a) Experimento 1: Separó una espira de alambre hacia la derecha, que estaba inmersa en un campo magnético fijo. Apareció una corriente en la espira.
b) Experimento 2: Separó el campo magnético hacia la izquierda, manteniendo la espira fija. De nuevo, apareció una corriente por la espira.
c) Experimento 3: Con ambos fijos, la espira y el campo magnético, cambió la magnitud de éste (usó un electroimán y varió la corriente en la bobina). De nuevo apareció corriente en la espira.
El primer experimento, por supuesto, es un ejemplo de fem (fuerza electromotriz, o potencial inducido, mucho cuidado porque no es una fuerza por mucho que se llame así, es un potencial y si, es uno de los nombres más infames en la ciencia, llamar fuerza a algo que no lo es ). Podemos expresarlo convenientemente mediante el flujo magnético, es decir:
No debe sorprender que se llegue a la misma conclusión con el segundo experimento, ya que lo realmente importante es el movimiento relativo del campo magnético respecto a la espira. Para la espira en movimiento, es la fuerza magnética la que produce la fem, pero si es la espira la que permanece estacionaria, la fuerza no puede ser magnética, ya que las cargas estacionarias no producen esa clase de fuerzas. En ese caso, ¿cuál es la respuesta?, ¿qué tipo de campo ejerce una fuerza sobre cargas estacionarias? La respuesta es el campo eléctrico aunque no parece que se observe ninguno. Faraday tuvo una ingeniosa inspiración:
''Un cambio en el campo magnético induce un campo
eléctrico''.
Dicho campo eléctrico 'inducido' es el que se observa en el segundo experimento. De hecho, si como comprobó Faraday empíricamente, la fem es igual al cambio del flujo:
Nótese que la ley de Faraday se reduce a
o de forma diferencial
en el caso estático, es decir para el vector campo magnético constante.
En el tercer experimento el cambio del campo magnético se produce por diferentes razones, pero de acuerdo con la ley de Faraday, de nuevo se induce un campo eléctrico, que viene dado por un aumento de una fem. Ciertamente, se pueden abarcar los tres casos (y cualquier combinación de ellos) en una regla del flujo universal:
''Para todo flujo magnético que cambie a través de una espira aparece una fuerza electromotriz en la espira que viene dada por":
No hay comentarios:
Publicar un comentario