lunes, 14 de septiembre de 2015

HENRY CAVENDISH






         Cavendish nació en Niza mientras su madre pasaba allí una temporada para mejorar su salud, aprovechando el excelente clima de la Riviera Francesa. A pesar de ello, finalmente, murió cuando su hijo no tenía más que dos años.
         Cavendish se educó en Inglaterra pasando cuatro años en la Universidad de Cambridge, aunque allí no obtuvo título universitario alguno. Parece ser que era incapaz de enfrentarse a sus profesores en los exámenes de reglamento y durante el resto de su vida tuvo la misma dificultad de enfrentamiento con las personas.
         Se puede considerar a Cavendish entre uno de los primerísimos científicos de la historia.
         Era especialmente tímido y distraído, casi nunca hablaba. Jamás intercambiaba palabras con más de un hombre a la vez y de hacerlo solo era por necesidad e individualmente y por supuesto nunca con una mujer, a las que temía hasta el punto de no poderla mirar. Para dar alguna orden a sus sirvientas (como pedir la cena) siempre lo hacía por escrito y si alguna de ellas se atravesaba en su camino por la casa, era sencilla e inmediatamente despedida. Hizo construir una puerta en su casa, por la que solo podía entrar y salir él y su biblioteca de Londres la situó a siete kilómetros de distancia de su casa para que no le molestaran los que pretendieran visitarle, ya fuera socialmente o para cualquier consulta. Al final, se empeñó incluso en morir en morir prácticamente a solas.
         Este ser excéntrico no tuvo más que un gran amor: la investigación científica. Pasó casi sesenta años de su vida dedicado casi exclusivamente ella, ya que no se preocupó de completar su educación en Cambridge. También se puede decir que era un amor puro pues nunca se preocupó de si sus descubrimientos eran publicados o no, si se estaban acreditando o no, o en general de cualquier cosa que no fuera el hecho de satisfacer sus curiosidades. Como resultado de esto, muchos de sus logros permanecieron desconocidos durante años después de su muerte.
         Sus experimentos con electricidad del principio de la década de 1770 anticiparon la mayor parte de lo que se había de descubrir en los cincuenta años siguientes, aunque prácticamente no publicó nada de ello. Un siglo más tarde Maxwell cogió todas las anotaciones de Cavendish y las publicó. Es inestimable lo que cuesta a la raza humana el secreto científico innecesario. Estos experimentos de electricidad  dan prueba también de su sobrehumana devoción a la ciencia. En vista de que no tenía el talento necesario para inventar instrumentos, ni por supuesto la predisposición a pedir colaboración, decidió medir la intensidad de la corriente de una manera directa, que consistía en recibir él mismo el calambrazo, estimando y cuantificando el daño que le producía. A pesar de todo alcanzó casi los ochenta años de vida.
         Afortunadamente tuvo pocas dificultades económicas. Descendía de una familia noble a la que pertenecían los duques de Devonshire, y le pasaban una asignación suficiente. A la edad de cuarenta años heredó una fortuna de más de un millón de libras y no le prestó ninguna atención pues continuó viviendo al igual que antes de recibirla. A su muerte, la fortuna, prácticamente sin tocar, pasó a manos de sus parientes.
         En 1766 comunicó a la Royal Society algunos de sus primeros descubrimientos, como el trabajo que había realizado con un gas inflamable que se obtenía de la reacción de metal y ácido. Dicho gas, ya había sido descubierto antes por Boyle y Hales, pero Cavendish fue el primero que estudió sistemáticamente sus propiedades, acreditándosele generalmente su descubrimiento. Veinte años más tarde, fue Lavoisier quien le puso nombre a este gas, le llamó hidrógeno.
         Cavendish fue el primero que pesó un volumen determinado de diversos gases para determinar sus densidades. Encontró que el hidrógeno, gas particularmente ligero, tenía solo 1/14 parte de la densidad del aire normal. Como este gas era tan ligero y además inflamable, creyó que había aislado el flogisto que postuló Stahl.
         En algún momento de la década de 1780 demostró que el hidrógeno al arder producía agua. De este modo, el agua se convertía en una combinación de dos gases y si la noción griega de los gases hubiera necesitado algo más para ser rechazada por completo, aquí estaba la prueba.
         Por aquellos tiempos, estaba de moda hacer experimentos con el aire y Cavendish se unió a ella. En 1785 hizo cruzar chispas eléctricas por el aire forzando así la mezcla del nitrógeno con el oxígeno (usando terminología moderna) y disolvió el óxido que aparecía en el agua. (Al hacer esto averiguó la composición del ácido nítrico). Añadió más nitrógeno con la intención de consumir todo el oxígeno presente a la vez. Sin embargo siempre quedaba una pequeña porción del gas sin combinar, hiciera lo que hiciera. Dijo que el aire contenía una pequeña cantidad de un gas que debía de ser muy inerte y resistente a reaccionar. De hecho, descubrió el gas que hoy conocemos con el nombre de argón. El experimento fue ignorado durante un siglo, hasta que Ramsay lo siguió paso por paso al repetirlo.
         El experimento más espectacular de Cavendish incluye el inmenso globo terráqueo en si. La Ley de Gravitación de Newton colocaba la masa de la Tierra en la ecuación que representaba la atracción entre la Tierra y otro objeto cualquiera. Sin embargo, la masa de la Tierra no podía ser calculada a través de la ecuación ya que esta también incluía una constante G, de valor desconocido.
         Si se conociera el valor de esta constante, se conocerían todas las variables de la ecuación a excepción de la masa de la Tierra, y de ahí podríamos deducirla.
         Si se pudiera medir la fuerza de atracción gravitatoria entre dos objetos, cualesquiera, de masa conocida, podríamos determinar el valor de G, puesto que es una constante para toda atracción gravitatoria sean cuales sean los objetos, con masa, en cuestión. Lo difícil era medir la fuerza de atracción, ya que es muy pequeña entre cuerpos que se adapten a un experimento de laboratorio.
         Cavendish atacó el problema en 1798 y utilizó un método que sugirió Michell, llevando a cabo lo que hoy se conoce comúnmente como el <Experimento de Cavendish>.
         Cavendish suspendió de un alambre fino una varilla por su centro y en cada punta de esta varilla colocó una bolita de plomo. La varilla podía girar libremente suspendida del alambre si aplicábamos una fuerza pequeña a las bolas. Cavendish midió la amplitud del giro que se producía con los leves impulsos sobre las bolas.
         Colocó dos bolas grandes cerca de las pequeñas, de manera que las fuerzas gravitatorias entre cada una de las grandes con cada pequeña tuvieran el mismo sentido. Estas fuerzas hacían que el alambre se retorciese. A partir de la magnitud de esta torsión, Cavendish tenía calibrado de antemano el alambre, o mejor dicho, la torsión del alambre, calculó la fuerza de atracción entre los dos pares de bolas. Como conocía la distancia entre sus centros y la masa de cada una, tenía todo lo necesario para resolver la ecuación de Newton y despejar de esta manera la constante gravitatoria, la única incógnita.
         Una vez conocida esta constante, G, se la podía llevar a la ecuación original, que representaba la atracción de la Tierra a cualquier objeto de masa conocida colocado en su superficie o cerca. Ahora ya se conocían todas las variables salvo la masa de la Tierra y ahora ya podía despejar la ecuación y hallar el valor de esta. El valor que se obtuvo de esta manera para la masa de la Tierra, tenía bastante precisión para su época y venía a confirmar una densidad de la Tierra de unas cinco veces y media superior a la del agua. (Newton había adivinado esta cifra con bastante aproximación, con su clara intuición, un siglo antes.)
         El Laboratorio Cavendish de Física de Cambridge, que un siglo después hubo de producir excelentes e importantísimos trabajos en física nuclear, se bautizó así en su honor.




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