Diez preguntas científicas que alguna vez se consideraron imposibles en la historia

En su libro de 1842 "Filosofía positiva", el filósofo francés Auguste Comte describió una vez las estrellas de esta manera: "Nunca podremos entender su estructura interna. Algunas, nunca entenderemos cómo se forman". las atmósferas atrapan el calor." Cuando se trata de planetas, el filósofo sostiene la misma opinión. Escribió: "Nunca conoceremos su estructura química o mineralógica, y mucho menos la vida organizada que vive en su superficie. De hecho, la conclusión de Comte se basó en el hecho de que las estrellas y los planetas están demasiado lejos de la Tierra". Se han superado los límites visuales y geométricos. Señala que si bien podemos calcular sus distancias, movimientos y masas, no sabremos nada más; no tenemos ninguna forma de analizar químicamente estrellas y planetas.

Irónicamente, lo que dijo el gran filósofo resultó ser totalmente equivocado. A principios del siglo XIX, tanto William Hyde Wollerston como Joseph von Fraunhofer descubrieron que el espectro solar contenía una gran cantidad de líneas oscuras. A finales de 1859, el secreto de la línea negra se reveló aún más y su nombre pasó a ser "línea de absorción atómica". Analizando este tipo de líneas podemos identificar cada elemento químico presente en el Sol, lo que permite descubrir la composición de la estrella.

2. Determinar la existencia de meteoritos

Durante el Renacimiento y el desarrollo temprano de la ciencia moderna, los astrónomos se negaron a reconocer la existencia de meteoritos. La idea de que estas piedras procedieran del espacio alguna vez fue etiquetada como "supersticiosa" y "pagana". Los opositores señalan ¿cómo pudo Dios crear un universo tan caótico? En ese momento, la Academia de Ciencias de Francia llegó a la famosa conclusión de que "nada cae del cielo". Los informes de bolas de fuego y rocas que golpean el suelo han sido descartados como rumores y leyendas, y las rocas alguna vez fueron interpretadas como "piedras de trueno", producto de la caída de rayos.

No fue hasta 1794 que se acabó la negación de la existencia de meteoritos. En aquella época, el físico Ernst Kladni, conocido por sus trabajos sobre vibraciones y acústica, argumentó en un libro que los meteoritos deberían proceder del espacio exterior. En 1790, se produjo una "lluvia de piedras" (piedras que caían del cielo) en la región francesa de Barbotin, y 300 personas presenciaron el proceso. Fue esta "lluvia de piedras" la que impulsó a Chladny a publicar su libro.

Sin embargo, la obra maestra de Chladny "Sobre el origen del hierro de Palas y otros hierros similares, y algunos fenómenos naturales relacionados con él" no logró escapar al destino de ser ridiculizada y ridiculizada. No fue hasta 1803 que se anuló su condena injusta. En aquella época, Jean-Baptiste Diste Biot analizó otra "lluvia de piedras" celebrada en Légere y encontró pruebas concluyentes de que las piedras procedían realmente del espacio.

3. Más pesado que el aire.

Un gran número de científicos e ingenieros han señalado con confianza que es imposible volar más pesado que el aire. Para los vuelos de prueba de los hermanos Wright, esta conclusión fue sin duda un preludio desafortunado. Los opositores creían que el sueño de los hermanos de volar al espacio era imposible. De todos los que sostenían esta opinión, Lord Kelvin fue probablemente el más famoso. Ya en 1895 afirmó que "es imposible construir una máquina voladora más pesada que el aire". Sin embargo, apenas ocho años después, los hermanos Wright utilizaron hechos concretos para demostrar lo ridículo que era su argumento.

Lo que es aún más increíble es que al mismo tiempo que Kelvin hacía esta infame afirmación, los científicos e ingenieros se acercaban rápidamente al objetivo de volar por el aire. Desde finales del siglo XVIII, los humanos comenzaron a volar en globos y, a finales del siglo XIX, los globos ya eran controlados por humanos. Varios diseños, incluido el monoplano de Felix Du Temple, también volaron con éxito hacia el cielo, pero el tiempo de vuelo fue corto. Llegados a este punto, inevitablemente tendremos esta pregunta: ¿por qué algunas personas tienen dudas acerca de volar más pesado que el aire? El problema se remonta al año 1716, cuando el científico y teólogo Emmanuel Sviden Berg describió en un artículo el diseño de un avión. Escribió: "Parece más fácil decirlo que hacerlo. Requeriría más potencia y menos peso que un cuerpo humano".

Como muchos otros diseños, el avión de Sweeten·Berg se construyó basándose en el ala batiente. mecanismo. En otras palabras, antes de que fuera posible volar con objetos más pesados ​​que el aire, tuvimos que diseñar dos alas que realmente funcionaran. En primer lugar, las dos alas batientes tuvieron que ser reemplazadas por mecanismos deslizantes. En segundo lugar, los ingenieros deben poder realizar un suministro de energía más ideal: el motor de combustión interna. Irónicamente, Nikolai Otto solicitó una patente para el motor de combustión interna ya en 1877.

Ir al espacio

Pasar de la atmósfera al vuelo espacial es sin duda un salto cualitativo, pero todo el proceso es mucho más complicado de lo que imaginábamos. La idea de poner cualquier cosa en el espacio y poner a los humanos en órbita se ha considerado durante mucho tiempo una tontería. Los escépticos tenían fundamento, ya que en aquel momento no existía la tecnología necesaria para hacerlo. Para poder realizar un viaje espacial, la nave espacial debe alcanzar una velocidad de escape, una velocidad superior a 11,2 kilómetros por segundo, antes de que pueda salir disparada de la Tierra. Si se tiene en cuenta la barrera del sonido, la velocidad de la nave espacial es de sólo 1.238 kilómetros por hora. No fue hasta 1947 que el ser humano superó con éxito la barrera del sonido por primera vez. En la novela De la Tierra a la Luna de Julio Verne, el escritor de ciencia ficción sugirió el uso de cañones gigantes.

Sin embargo, una aceleración repentina como esta mata a todos los pasajeros al instante. Además, los cálculos mostraron que el cañón no era lo suficientemente potente como para permitir que la nave espacial alcanzara la velocidad de escape.

A principios del siglo XX, dos investigadores de cohetes, Konstantin Tsiolkovsky y Robert Goddard, finalmente resolvieron este problema. El trabajo de Tsiolkovsky fue ignorado fuera de la Unión Soviética; después de que sus ideas fueran severamente criticadas, Goddard desapareció gradualmente de la vista del público. Pero pase lo que pase, el progreso de la ciencia es imparable. En 1957 se lanzó al espacio el primer satélite artificial, el "Sputnik 1". Cuatro años más tarde, la primera nave espacial tripulada entró con éxito en el espacio. Desafortunadamente, Tsiolkovsky y Goddard no pudieron vivir estos emocionantes momentos en persona debido a su prematura muerte.

5. Uso de la energía nuclear

29 de febrero de 1934 En 1934, el Pittsburgh Post-Gazette citó a Albert Einstein diciendo: “No hay indicios de que la humanidad pueda obtener y utilizar energía nuclear”. Usar la energía nuclear significa libertad, lo que significa tener que romper los átomos en pedazos." Ese mismo año, antes de que se publicara este informe, Enrico Fermi descubrió que si el uranio es bombardeado con neutrones, se rompe en pedazos más ligeros y libera grandes cantidades. de energía.

Las dudas de Einstein finalmente fueron vencidas por los hechos. A finales de 1939, se comprendía mejor la fisión nuclear y los investigadores se dieron cuenta de que una reacción en cadena (una vez iniciada y aumentando en velocidad) podía producir una explosión masiva. Más tarde, en 1942, los investigadores llevaron a cabo una reacción en cadena similar en un experimento. El 6 de agosto de 1945 explotó la primera bomba atómica sobre Hiroshima. Irónicamente, el general de cinco estrellas William Leahy le dijo al entonces presidente Truman: "Yo también soy un experto en demoliciones. En mi opinión, esto es lo más estúpido que hemos hecho jamás, porque esta bomba nunca explotará en 1954". , la Unión Soviética se convirtió en el primer país en generar electricidad mediante energía nuclear con la central nuclear de Obninsk.

6. Descubrimiento de superconductores de alta temperatura

Los superconductores de alta temperatura son sin duda algo extraño: su superconductividad se puede observar y medir, pero este fenómeno no debería ocurrir. Según la teoría de la superconductividad perfecta, la superconductividad es imposible por encima de 30 Kelvin. Curiosamente, algunos superconductores se comportan mejor a 77 Kelvin. Los superconductores, que no tienen resistencia cuando la electricidad pasa a través de ellos, se descubrieron por primera vez en 1911. Para comprender la superconductividad, los materiales conductores normalmente se enfrían a una temperatura cercana al cero absoluto.

En los siguientes 50 años, los científicos descubrieron y estudiaron muchos materiales superconductores. En 1957, John Bardeen, Leon Cooper y John Schriever propusieron una teoría completa sobre los materiales superconductores: la teoría "BCS", que explicaba en detalle las características de los superconductores estándar. Según la teoría BCS, los electrones de los materiales superconductores se mueven en forma de los llamados pares de Cooper. Si un "par de Cooper" está firmemente unido, puede resistir cualquier influencia de los átomos del material, lo que da como resultado una resistencia cero. Pero esta teoría también afirma que el fenómeno de la resistencia cero sólo puede ocurrir a temperaturas extremadamente bajas, cuando los átomos vibran sólo ligeramente.

En un famoso artículo publicado en 1986, Johannes-Georg Bednorz y Karl-Alexander Mill informaron que habían descubierto un material con superconductividad. El descubrimiento de este material cambió la faz de la familia de los superconductores, y ganaron el Premio Nobel de Física al año siguiente. Posteriormente, Bednorz y Mill descubrieron materiales que podrían ser superconductores a temperaturas más altas. La temperatura más alta (bajo presión) observada hasta ahora es de 164 Kelvin. Pero con el rápido desarrollo de la investigación científica actual, es posible que este récord no dure mucho.

7. Descubre la existencia de los agujeros negros

Quienes piensan que los agujeros negros pertenecen al futurismo o al modernismo pueden sorprenderse al saber que la teoría básica de los agujeros negros se propuso por primera vez en 1783. En aquel momento, el geólogo John Mitchell mencionó los agujeros negros en una carta a la Royal Society. Señaló que si una estrella tiene suficiente masa, entonces un objeto que caiga desde una altura infinita adquirirá una velocidad superficial mayor, incluso más rápida que la velocidad de la luz, de modo que toda la luz emitida por un objeto regresará por su propia gravedad.

Sin embargo, a lo largo del siglo XIX, la existencia de agujeros negros alguna vez se consideró una idea ridícula, porque los físicos creían que la luz es una onda con "éter" como medio y se puede suponer que tiene una masa infinita. y por tanto "inmune" a la gravedad. No fue hasta que Einstein propuso su famosa teoría general de la relatividad en 1915 que los científicos tuvieron que tomar en serio la teoría del agujero negro. Según una importante predicción de la teoría de la relatividad de Einstein, la luz se curva bajo la influencia de la gravedad. Desde entonces, Arthur Eddington ha medido las posiciones de las estrellas durante los eclipses solares. Las mediciones mostraron que la luz que emitían era desviada por la gravedad del sol, pero debido a las limitaciones del equipo utilizado en ese momento, el efecto de flexión observado era demasiado pequeño y, por lo tanto, poco confiable: la teoría de la existencia de agujeros negros no fue reconocida oficialmente. hasta más tarde de.

Después de que se estableció la teoría de la relatividad, los agujeros negros se convirtieron en un tema serio y teóricos como Subrahmanyan Chandrasekhar profundizaron en sus características. Después de eso, los astrónomos comenzaron a buscar agujeros negros.

Cada vez hay más evidencia que demuestra que los agujeros negros son similares a los objetos en los centros de muchas galaxias del universo (incluida la Vía Láctea) y son los objetos más grandes que producen rayos cósmicos de alta energía. El 10 de abril de 2019, se publicó simultáneamente el primer lote de fotografías de agujeros negros en la historia de la humanidad en Shanghai, Taipei, Bruselas, China, Santiago, Chile, Tokio, Japón y Washington, Estados Unidos. Esta es la primera vez que los humanos ven visualmente un agujero negro a través de imágenes.

8. Crear un campo de fuerza

El campo de creación es un pasaje clásico de la ciencia ficción. Gracias a la invención de la "ventana de plasma", los campos creativos finalmente se hicieron realidad en 1995. La "ventana de plasma" fue diseñada por Ady Hershkovich del Laboratorio Nacional Buckhaven. Llena un pequeño espacio con plasma o gas ionizado a través de un campo magnético. La "ventana de plasma" desarrollada conjuntamente por Hershkovich y Acceleron se utiliza para reducir el consumo de energía de la soldadura por haz de electrones.

La "ventana de plasma" tiene la mayoría de las características asociadas a los campos de fuerza. Bloquea efectivamente la materia, actuando como una barrera entre el vacío y la atmósfera. Además, permite que los rayos láser y de electrones pasen sin obstáculos; si se utiliza argón como gas de trabajo del plasma, este puede incluso emitir luz azul. El único inconveniente es que se necesita mucha energía para generar una "ventana de plasma" de cualquier tamaño, y las muestras actuales son pequeñas. En teoría, es posible desarrollar una "ventana de plasma" más grande.

9. Creando tecnología de invisibilidad

La invisibilidad es otra tecnología de ciencia ficción. Desde la ópera Das Rheinland de Richard Wagner hasta The Hollow Men de Hull Joel Wells y la serie de magia de Harry Potter, la tecnología de la invisibilidad está en todas partes. De hecho, no existen leyes de la física que digan que la invisibilidad es imposible, y los avances recientes significan que ciertos tipos de dispositivos de protección ya son posibles. En los últimos años, debemos haber escuchado muchos informes sobre experimentos con la "capa de invisibilidad", y en 2006 se produjo un diseño básico. Estos dispositivos se basan en metamateriales para guiar la luz alrededor de los objetos. La primera "capa de invisibilidad" sólo podía funcionar en objetos diminutos y en un entorno de microondas. Evidentemente, modificar este diseño para su uso en entornos de luz visible es sin duda un gran desafío. Afortunadamente, esta modificación se podrá completar en un año, aunque el alcance sólo llega a dos dimensiones y micras (millonésimas de metro). No hay duda de que los desafíos de ingeniería que supone crear una auténtica "capa de invisibilidad" siguen siendo enormes.

10. Realizar la transmisión de objetos a larga distancia

El término "teletransportación" existe desde hace muchos años, pero la gente siempre ha estado interesada en esta tecnología con un fuerte tinte de ciencia ficción. Sea escéptico. En el libro ¡Lo! ", la gente escuchó por primera vez hablar de la transmisión a larga distancia. Desde entonces, este término se ha convertido en un "invitado" de muchos escritores de ciencia ficción, y el "teletransportador" de "Star Trek" es el más famoso.

Aunque los orígenes de la teletransportación son de ciencia ficción, los físicos ya han logrado una forma de teletransportación gracias a un extraño fenómeno cuántico llamado entrelazamiento. Las partículas entrelazadas tienen la propiedad de que por muy lejos que estén unas de otras, todas deben estar conectadas entre sí.

Obviamente, las partículas entrelazadas se pueden utilizar para transmitir información a largas distancias. Es posible realizar el mismo "rendimiento" en cualquier cosa más grande que los átomos, pero en 2002, una teoría que involucra moléculas entrelazadas afirmó que podrían separarse en estados cuánticos, lo que se llama "superposición". Recientemente, los científicos han propuesto una idea alternativa, apodada. "Teletransportación no cuántica", que consiste en construir un haz de átomos de rubidio y hacer que desaparezcan en un lugar y luego reaparezcan en otro. Aunque este método no funciona, puede transmitir toda la información sobre estos átomos. es decir, se pueden "recrear" en otro lugar con la ayuda de una fibra óptica.