Vacío, más vacío
“Intenté hacer una obra electrónica con un gran silencio “audible” y fuimos a grabarlo a la catedral de Friburgo. Lo conseguimos. Me recordó el ‘Gog’ de Giovanni Papini, donde un poeta escribía sus poemas en hojas sin un solo trazo y un escultor cincelaba una columna de humo.”
Cristóbal Halffter
El más famoso experimento de Galileo (que parece que es un mito y nunca llegó a realizarse), el lanzamiento de dos objetos desde la Torre de Pisa para probar que es la resistencia del aire –el no vacío- el que impide que dos objetos de distinta densidad o peso lleguen a la vez al suelo, es una intuición del papel del vacío. Sin embargo, los astronautas del Apolo que llegaron a la luna sí que soltaron la piedra y la pluma, en ausencia casi de atmósfera, para hacer lo que Galileo no necesito hacer, más ‘galileistas’ o tomistas que el propio italiano. También lo hizo mucho antes monsieur Desaguliers en 1717 en la Royal Society de Londres ante Newton nada menos. El francés, en lugar de pluma y piedra utilizó una moneda de una guinea y un papel en dos tubos de vidrio en los que se había creado el vacío.
Torricelli, discípulo de Galileo, secretario suyo y su sucesor como matemático de la corte de Fernando II, Gran Duque de Toscana (¿Cuántas cortes actuales tienen un matemático real? Sólo una, la británica) resolvió el enigma de las bombas de agua en 1643. Torricelli se dio cuenta del peso de la columna de la atmósfera, la famosa presión sobre su superficie, y no sólo dio cuenta de la existencia de esta “presión atmosférica”, sino que la considero responsable de que el aire tendiera a llenar cualquier vacío que intentáramos crear. Nada de aristotélicas “razones” teleológicas. Los famosos dieciocho codos de la ironía de Galileo son aproximadamente diez metros y medio, pero con un líquido más denso que el agua, como el metal líquido mercurio, no se necesitan subir los techos del laboratorio y se pueden usar alturas menores (un termómetro de agua y no de mercurio de diez metros es un poco incómodo para usarlo bajo el sobaco, no digamos en aplicación rectal) , bastando con sólo 76 centímetros. Así construyo Torricelli el primer barómetro.
Torricelli tomó un tubo recto de vidrio de más de 75 centímetros sellado herméticamente por un extremo y abierto por el otro. Utilizando un cuenco de mercurio (de esos que hay en todas las casas, ¿no tenéis cuencos con mercurio acaso?) llenó el tubo hasta arriba, sello el tubo con su dedo y lo invirtió con su extremo abierto bajo la superficie de mercurio del cuenco. Cuando retiro el dedo, el nivel de mercurio descendió por el tubo. No importa cuan grueso sea el tubo (del tamaño de la yema del dedo es lo conveniente, si no, ejem, hay que taparlo con otra parte del cuerpo), a nivel del mar el del mercurio suele alcanzar los 76 centímetros, aunque varía con la localización y las condiciones meteorológicas ( de ahí lo de barómetro).
Cuando el tubo era llenado inicialmente con mercurio no había aire en su interior, pero una vez que el tubo se invertía y el mercurio caía dejaba por encima un espacio en el tubo cerrado. ¿Qué contenía este espacio? El aire no podía entrar, luego sería el vacío. Por primera vez Torricelli había creado un vacío físico sostenido. Por supuesto, es la fuerza ejercida por el peso del aire de la atmósfera, por encima del cuenco de mercurio, el que hace que suba por el tubo hasta la altura más o menos fija hasta equilibrarla.
El sencillo experimento de Torricelli, uno de mis favoritos, demostró que la Tierra está envuelta en una atmósfera, el aire, cada vez menos densa al ascender, hasta alcanzar el vacío, que llamamos “espacio” o “espacio exterior”. El planeta no sólo es esa mota en el espacio que describió Galileo y Copérnico, sino que además está aislada, nadando en un inmenso vacío. Boyle, un rico terrateniente irlandés y fundador de la Royal Society, von Guericke y algunos otros se apresuraron a seguir los experimentos con las columnas de mercurio de Torricelli, sometiéndolo a imanes, cargas eléctricas, calor y luz, toda una “torrichellimanía”.
Para los buenos materialistas de aquella época, los ilustrados hombres del XVIII, la mera sugerencia de que pudiera existir un vacío, incluso con experimentos irrefutables, les debía producir un escalofrío de horror parecido al de que les mostraran evidencias de vida después de la muerte.
De momento se trataba con dos Nadas. Una “nada” abstracta, metafísica, moral o psicológica, para que artistas, dramaturgos y filósofos se entretuvieran haciendo malabares, y una Nada física, el vacío, real ante nuestros propios ojos y que además ejercía fuerzas y podía ser utilizado para almacenar energía; es decir, una Nada muy útil. Sólo faltaba que llegara Pascal. Veremos que es el que une los dos conceptos. Pascal era un erudito de intereses muy dispersos –en eso, salvando las distancias, se parecía a mí- y hasta contradictorios: matemáticas y física, pero también teología. Pascal, el autor de los variopintos e inacabados “Pensées”, se interesó por los problemas del vacío y la presión atmosférica a partir de 1646 que le llevaron a enfrentarse con el intelectual gallito de la época, Descartes. Pascal diseñó experimentos para demostrar que la presión del aire disminuía a medida que se ascendía desde el nivel del mar. Así, entre el suelo y la cúpula de la torre de la catedral de 39 metros de Clermont había 4,5 milímetros de mercurio de diferencia.
Pero la bronca residía en que Pascal y algunos más sostenían que el vacío de la parte superior del tubo de mercurio era real, mientras que los contrarios sostenían que era “como si”, pero que era imposible, ay, filosóficamente tal vacío. Descartes entre ellos. Estos últimos, los primeros cartesianos, intentaban deducir el comportamiento del mundo físico en términos matemáticos, por medio de leyes de validez universal. Frente a ellos, los aristotélicos, invocando el principio de autoridad, negaban cualquier posibilidad de vacío. Pascal y Descartes se encontraron literalmente en la cima de las montañas (donde el aire es más ligero) para discutir sus respectivas interpretaciones de los experimentos derivados de Torricelli. Descartes sostenía que estos experimentos, que él también había propuesto, no demostraban la existencia de un vacío “real”, lo que sí sostenía Pascal. Exasperado pro al convicción del oponente, Descartes escribió a un amigo que Pascal tenía “demasiado vacío en su cabeza”
Y encima de sus cabezas, ¿estaba vacío el espacio exterior”. Hoy sabemos que la materia está organizada en una jerarquía de sistemas de densidad decreciente: hay planetas, cúmulos de estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias, vastos supercúmulos y entre estas regiones “llenas” de cuerpos y sistemas, de densidad mayor que la media del Universo, se encuentran inmensos espacios con motas de polvo y moléculas de gas. Una estrella como el Sol tiene una densidad media de un gramo por centímetro cúbico, es decir, unos diez elevado a 24 átomos por centímetro cúbico, que es la densidad de la mesa en la que estáis leyéndome o de las rodillas en las que apoyáis el portátil y de la mayoría de los objetos que os rodean. Puede que no seamos nada, pero tenemos más densidad, os lo garantizo. Porque si distribuyéramos homogéneamente toda la materia del universo visible eso nos daría una densidad de un solo átomo ¡por metro cúbico! Y, ¡sabéis una cosa?, eso es un vacío mucho mejor que cualquiera que podamos hacer artificialmente en cualquier laboratorio terrestre. Pero contar la materia visible, las aproximadamente cien mil millones de galaxias de una densidad media de un átomo por centímetro cúbico, es sólo parte de las cuentas del inventario completo de lo que contiene el Universo.
“Intenté hacer una obra electrónica con un gran silencio “audible” y fuimos a grabarlo a la catedral de Friburgo. Lo conseguimos. Me recordó el ‘Gog’ de Giovanni Papini, donde un poeta escribía sus poemas en hojas sin un solo trazo y un escultor cincelaba una columna de humo.”
Cristóbal Halffter
El más famoso experimento de Galileo (que parece que es un mito y nunca llegó a realizarse), el lanzamiento de dos objetos desde la Torre de Pisa para probar que es la resistencia del aire –el no vacío- el que impide que dos objetos de distinta densidad o peso lleguen a la vez al suelo, es una intuición del papel del vacío. Sin embargo, los astronautas del Apolo que llegaron a la luna sí que soltaron la piedra y la pluma, en ausencia casi de atmósfera, para hacer lo que Galileo no necesito hacer, más ‘galileistas’ o tomistas que el propio italiano. También lo hizo mucho antes monsieur Desaguliers en 1717 en la Royal Society de Londres ante Newton nada menos. El francés, en lugar de pluma y piedra utilizó una moneda de una guinea y un papel en dos tubos de vidrio en los que se había creado el vacío.
Torricelli, discípulo de Galileo, secretario suyo y su sucesor como matemático de la corte de Fernando II, Gran Duque de Toscana (¿Cuántas cortes actuales tienen un matemático real? Sólo una, la británica) resolvió el enigma de las bombas de agua en 1643. Torricelli se dio cuenta del peso de la columna de la atmósfera, la famosa presión sobre su superficie, y no sólo dio cuenta de la existencia de esta “presión atmosférica”, sino que la considero responsable de que el aire tendiera a llenar cualquier vacío que intentáramos crear. Nada de aristotélicas “razones” teleológicas. Los famosos dieciocho codos de la ironía de Galileo son aproximadamente diez metros y medio, pero con un líquido más denso que el agua, como el metal líquido mercurio, no se necesitan subir los techos del laboratorio y se pueden usar alturas menores (un termómetro de agua y no de mercurio de diez metros es un poco incómodo para usarlo bajo el sobaco, no digamos en aplicación rectal) , bastando con sólo 76 centímetros. Así construyo Torricelli el primer barómetro.
Torricelli tomó un tubo recto de vidrio de más de 75 centímetros sellado herméticamente por un extremo y abierto por el otro. Utilizando un cuenco de mercurio (de esos que hay en todas las casas, ¿no tenéis cuencos con mercurio acaso?) llenó el tubo hasta arriba, sello el tubo con su dedo y lo invirtió con su extremo abierto bajo la superficie de mercurio del cuenco. Cuando retiro el dedo, el nivel de mercurio descendió por el tubo. No importa cuan grueso sea el tubo (del tamaño de la yema del dedo es lo conveniente, si no, ejem, hay que taparlo con otra parte del cuerpo), a nivel del mar el del mercurio suele alcanzar los 76 centímetros, aunque varía con la localización y las condiciones meteorológicas ( de ahí lo de barómetro).
Cuando el tubo era llenado inicialmente con mercurio no había aire en su interior, pero una vez que el tubo se invertía y el mercurio caía dejaba por encima un espacio en el tubo cerrado. ¿Qué contenía este espacio? El aire no podía entrar, luego sería el vacío. Por primera vez Torricelli había creado un vacío físico sostenido. Por supuesto, es la fuerza ejercida por el peso del aire de la atmósfera, por encima del cuenco de mercurio, el que hace que suba por el tubo hasta la altura más o menos fija hasta equilibrarla.
El sencillo experimento de Torricelli, uno de mis favoritos, demostró que la Tierra está envuelta en una atmósfera, el aire, cada vez menos densa al ascender, hasta alcanzar el vacío, que llamamos “espacio” o “espacio exterior”. El planeta no sólo es esa mota en el espacio que describió Galileo y Copérnico, sino que además está aislada, nadando en un inmenso vacío. Boyle, un rico terrateniente irlandés y fundador de la Royal Society, von Guericke y algunos otros se apresuraron a seguir los experimentos con las columnas de mercurio de Torricelli, sometiéndolo a imanes, cargas eléctricas, calor y luz, toda una “torrichellimanía”.
Para los buenos materialistas de aquella época, los ilustrados hombres del XVIII, la mera sugerencia de que pudiera existir un vacío, incluso con experimentos irrefutables, les debía producir un escalofrío de horror parecido al de que les mostraran evidencias de vida después de la muerte.
De momento se trataba con dos Nadas. Una “nada” abstracta, metafísica, moral o psicológica, para que artistas, dramaturgos y filósofos se entretuvieran haciendo malabares, y una Nada física, el vacío, real ante nuestros propios ojos y que además ejercía fuerzas y podía ser utilizado para almacenar energía; es decir, una Nada muy útil. Sólo faltaba que llegara Pascal. Veremos que es el que une los dos conceptos. Pascal era un erudito de intereses muy dispersos –en eso, salvando las distancias, se parecía a mí- y hasta contradictorios: matemáticas y física, pero también teología. Pascal, el autor de los variopintos e inacabados “Pensées”, se interesó por los problemas del vacío y la presión atmosférica a partir de 1646 que le llevaron a enfrentarse con el intelectual gallito de la época, Descartes. Pascal diseñó experimentos para demostrar que la presión del aire disminuía a medida que se ascendía desde el nivel del mar. Así, entre el suelo y la cúpula de la torre de la catedral de 39 metros de Clermont había 4,5 milímetros de mercurio de diferencia.
Pero la bronca residía en que Pascal y algunos más sostenían que el vacío de la parte superior del tubo de mercurio era real, mientras que los contrarios sostenían que era “como si”, pero que era imposible, ay, filosóficamente tal vacío. Descartes entre ellos. Estos últimos, los primeros cartesianos, intentaban deducir el comportamiento del mundo físico en términos matemáticos, por medio de leyes de validez universal. Frente a ellos, los aristotélicos, invocando el principio de autoridad, negaban cualquier posibilidad de vacío. Pascal y Descartes se encontraron literalmente en la cima de las montañas (donde el aire es más ligero) para discutir sus respectivas interpretaciones de los experimentos derivados de Torricelli. Descartes sostenía que estos experimentos, que él también había propuesto, no demostraban la existencia de un vacío “real”, lo que sí sostenía Pascal. Exasperado pro al convicción del oponente, Descartes escribió a un amigo que Pascal tenía “demasiado vacío en su cabeza”
Y encima de sus cabezas, ¿estaba vacío el espacio exterior”. Hoy sabemos que la materia está organizada en una jerarquía de sistemas de densidad decreciente: hay planetas, cúmulos de estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias, vastos supercúmulos y entre estas regiones “llenas” de cuerpos y sistemas, de densidad mayor que la media del Universo, se encuentran inmensos espacios con motas de polvo y moléculas de gas. Una estrella como el Sol tiene una densidad media de un gramo por centímetro cúbico, es decir, unos diez elevado a 24 átomos por centímetro cúbico, que es la densidad de la mesa en la que estáis leyéndome o de las rodillas en las que apoyáis el portátil y de la mayoría de los objetos que os rodean. Puede que no seamos nada, pero tenemos más densidad, os lo garantizo. Porque si distribuyéramos homogéneamente toda la materia del universo visible eso nos daría una densidad de un solo átomo ¡por metro cúbico! Y, ¡sabéis una cosa?, eso es un vacío mucho mejor que cualquiera que podamos hacer artificialmente en cualquier laboratorio terrestre. Pero contar la materia visible, las aproximadamente cien mil millones de galaxias de una densidad media de un átomo por centímetro cúbico, es sólo parte de las cuentas del inventario completo de lo que contiene el Universo.
3 comentarios:
Me he perdido un poco con el aspecto histórico del asunto. Concretamente este párrafo:"...los contrarios sostenían que era “como si”, pero que era imposible, ay, filosóficamente tal vacío. Descartes entre ellos. Estos últimos, los primeros cartesianos, intentaban deducir el comportamiento del mundo físico en términos matemáticos, por medio de leyes de validez universal. Frente a ellos, los aristotélicos, invocando el principio de autoridad, negaban cualquier posibilidad de vacío." me resulta algo contradictorio. ¿Eran los cartesianos, Descartes a la cabeza, quienes negaban la posibilidad del vacío, o eran, frente a ellos, los aristotélicos los que lo hacían?
No deja de ser curioso, en cualquier caso, que fueran los materialistas quienes negaran la evidencia en nombre de principios filosóficos, y que fuera en cambio un creyente convencido, Pascal, y de los más reaccionarios, además, quien se atuviera a la simple fuerza de los hechos. Me refuerza en mi particular creencia de que la oposición verdadera no está entre creyentes y no creyentes, sino entre quienes se atienen a la lógica y a las evidencias y quienes tratan de moldear los hechos y la lógica al servicio de sus prejuicios, llamen a estos materialismo o fe religiosa.
Los dos lo negaban, los cartesianos y los aristotélicos, estos últimos en plan fundamentalista, los primeros en plan relativista, y Pascal se oponía a ambos. Como creo haber explicado el vacio es como el cero (temperatura absoluto), hay grados de vacío, que es lo que defendía la línea experimentalista que va de Galileo a Torricelli y Pascal
También hay otra oposición: entre tontos y listos, los primeros son los que se atienen a los hechos y no los fuerzan. Pascal era un miserable como teólogo, pero muy inteligente, sus aportaciones matemáticas son mucho más importantes que la del cabeza cuadrada de Descartes, un mero erudito prejuicioso a lo moderno.
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