La conferencia improvisada que cambió la física

El 11 de abril de 1846 se suponía que el distinguido físico Charles Wheatstone iba a dar una conferencia pública en la Royal Institution de Londres. Michael Faraday era la persona encargada de presentar al ilustre conferenciante. En el último minuto, con toda la audiencia ya congregada llenando el auditorio, Faraday se disponía a salir para dar comienzo al acto cuando Wheatstone, presa del pánico escénico, dijo que el no daba la charla bajo ningún concepto, se daba media vuelta y salía a la carrera del edificio. Afortunadamente, Faraday era hombre de recursos e hizo lo que cabía esperar: improvisó una conferencia.

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Faraday dando una conferencia en la Royal Institution

Normalmente Faraday siempre hablaba en público de los experimentos que él había realizado personalmente, haciendo demostraciones en muchos casos. Pero ahora no tenía instrumental alguno preparado, por lo que se dedicó a especular sobre los últimos descubrimientos, algo que, luego admitiría, jamás habría hecho si no se hubiese visto forzado a hablar durante una hora. Esas especulaciones terminarían cambiando la física muy poco tiempo después.

Faraday especuló con la naturaleza de la luz. Faraday, como Oersted antes que él, creía que todas las fuerzas de la naturaleza estaban conectadas de alguna manera. La electricidad y el magnetismo, por ejemplo, no podían ser fuerzas separadas que da la casualidad que existen en el mismo universo. Al contrario, debían ser formas diferentes de un fenómeno más básico. Esta creencia era popular en los comienzos del siglo XIX, y había surgido de una combinanción del neoplatonismo con ideas de Immanuel Kant, Friedrich Wilhelm Joseph von Schelling y desarrollado en la Naturphilosophie alemana. Estaba detrás de la búsqueda de Oersted en el laboratorio de una conexión entre electricidad y magnetismo, que resultó en su hallazgo de que una corriente eléctrica puede hacer girar una aguja imantada cercana.

Faraday-effect.svg_Faraday también había usado esta creencia en la unidad de las fuerzas naturales como guía. ¿Podía entonces ser la luz otra forma de esta “fuerza” básica? O, mejor dicho y usando términos más actuales, ¿es la luz una forma de energía? Si esto era así, explicaba Faraday, los científicos deberían ser capaces de demostrar experimentalmente su conexión con otras formas de energía como la electricidad y el magnetismo. De hecho, Faraday sabía muy bien lo que decía. Muy poco tiempo antes, en 1845, había demostrado que una característica de la luz que atravesaba un tubo de cristal, su plano de polarización, se veía modificada cuando se aplicaba un campo magnético al tubo.

Una vez establecida la conexión entre el magnetismo y la luz, Faraday no pudo resistirse a ir un paso más allá en su conferencia improvisada, expresando por primera vez ideas que aún no había comunicado a nadie. Quizás, sugirió, la luz misma no es más que la vibración de la líneas de fuerza magnética. Supongamos, por ejemplo, que dos objetos magnetizados, o cargados eléctricamente, estan conecatdos por líneas de fuerza magnética o eléctrica. Si uno de ellos se mueve, razonaba Faraday, esta perturbación sería transmitida a lo largo de las líneas de fuerza. No solo eso, si la luz eran vibraciones de las líneas de fuerza, entonces una sustancia elástica hipotética como el éter no sería necesaria para explicar la propagación de la luz. Dicho de otra forma, el concepto de éter puede descartarse si se consigue demostrar que las líneas de fuerza poseen las propiedades elásticas necesarias para la transmisión de ondas.

Faraday con uno de los tubos de cristal con los que hizo el experimento de la polarización de la luz. La imagen es de alrededor de 1857.

Faraday con uno de los tubos de cristal con los que hizo el experimento de la polarización de la luz. La imagen es de alrededor de 1857.

Faraday no pudo precisar más esta idea. Carecía de los conocimientos matemáticos necesarios para probar que las ondas podían propagarse a lo largo de las líneas de fuerza magnética o eléctrica. Otros científicos en Europa sí dominaban las matematicas necesarias para desarrollar una teoría de ondas electromagnéticas. Pero en ese momento o bien no comprendían el concepto de Faraday o, si lo hacían, no lo consideraron una base adecuada para desarrollar una teoría matemática.

Diez años después del experimento de Faraday, un brillante jovenzuelo de 24 años, James Clerk Maxwell, presentaba a la Sociedad Filosófica de Cambridge un artículo titulado “Sobre las líneas de fuerza de Faraday” en el que desarrollaba la idea de Faraday, eso sí, en 20 ecuaciones diferenciales con 20 variables. Era solo el comienzo.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una adaptación al castellano de The unrehearsed lecture that changed the physics of light

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