Archivos para 26/11/07

Cómo pesar una bala en pleno vuelo

weber_sm.jpg

La masa de una bala puede determinarse en vuelo. Disparen de un fusil a quemarropa sobre un cajón con arena situado en un calorímetro. En el instante del disparo midan la cantidad de movimiento P, obtenido por la bala. Ésta puede ser determinada, por ejemplo, mediante el rechazo del fusil, o sea, multiplicando la masa del fusil por la velocidad de su retroceso en el instante del disparo (debido a la igualdad de la acción y de la reacción, la bala tendrá la misma cantidad de movimiento). La energía T, obtenida por la bala durante el frenado en la arena, se convertirá en calor y puede ser medida por el calorímetro. ¿Cual será la masa, de la bala? De la fórmula para la cantidad de movimiento P=mv se deduce la velocidad de la bala v=P/m. Sustituyendo en la fórmula para la energía cinética T=mv^2/2, obtenemos que T=P^2/2m, de donde se desprende que la nada de la bala es m=P^2/2T.

Esto significa que la masa de un cuerpo, que se encuentra en movimiento mecánico, puede determinarse por la reserva de la cantidad de movimiento y por la energía. Claro que si midiéramos solo la energía o solo el impulso, esto no se lograría.

Si te fascinan esas escenas de Matrix donde todo transcurre mas lento, quizás te gustará descubrir estas Balas estáticas (ver link)

Transformación de Möbius

“El gran objetivo de la ciencia es su habilidad para relacionar causa y efecto”

Causa y efecto

Una de las características de un sistema caótico es que aunque sea un sistema determinístico, no se puede predecir el futuro “lejano” de dicho sistema. Desde este punto, si consideramos a los primeros seres en la historia humana, muchos de los efectos de la naturaleza se hubieran podido considerar como caóticos. Con el desarrollo de las ciencias naturales, muchos de estos fenómenos fueron entendiéndose, sus leyes sacadas de la naturaleza, y sus reglas entendidas, por lo tanto parecía que las áreas donde el caos reinaba eran cada vez menos. Una de las causas para un desarrollo acelerado fue realizada hace trescientos años con el descubrimiento del cálculo por Isaac Newton y Leibniz. A través de las ideas matemáticas del cálculo, se crearon las bases para modelar el movimiento de los planetas, el esparcimiento del sonido en los gases, la conducción del calor en un medio, la interacción de magnetismo y electricidad etcétera. También era concebido, que determinismo y predictabilidad eran equivalentes.

Dios no juega a los dados

Para la era del determinismo, la cual tenía sus bases en el cálculo, el ‘demonio de Laplace’ se convirtió en un símbolo. “Si podemos imaginar una consciencia lo suficientemente grande como para conocer las ubicaciones exactas y velocidades de todos los objetos en el universo actualmente, como también todas sus fuerzas, entonces no habría secretos para esta consciencia. Se puede calcular todo acerca del pasado o futuro de las leyes de causa y efecto.”

Fundamentalmente, el credo determinístico significa que el universo es comparable a un reloj tremendamente preciso, en el cual el estado presente de todas las cosas es la consecuencia de su estado anterior, y en la otra mano, la causa de su estado futuro. Pasado, presente y futuro estan ligados por relaciones causales, y de acuerdo al punto de vista de los deterministas, el problema de una predicción exacta es solo la dificultad de recopilar todos los datos relevantes. Para las ciencias naturales, este concepto llego a su fin con Werner Heisenberg en 1927 y la proclamación de su principio de incertidumbre. (La posición y velocidad de un objeto no se pueden conocer al mismo tiempo. Además el hecho de que haya un observador, cambia el resultado del experimento. Claro que no debe alarmarse si esto raya con su sentido común, ya que este principio solo es evidente para partículas subatómicas, y el observador debe interactuar con el sistema para poderlo “observar”). En formulación estricta con la ley de la causalidad no se pueden saber en el presente todos los detalles! Obviamente el credo de Laplace nunca fue tomado realmente en serio, lo que se creía para fines prácticos, era que; de aproximadamente las mismas causas siguen aproximadamente los mismos efectos.

El efecto mariposa

Pero aparentemente este supuesto no es universalmente correcto. Alrededor de 1960 Lorenz descubrió esta deficiencia en los modelos usados para el pronóstico del tiempo. En su computador quiso recortar el número de cifras significativas con las que había calculado un pronóstico, y para su sorpresa, el resultado después de un tiempo fue totalmente diferente. El aleteo de una mariposa en Beijing puede ocasionar una tormenta en Texas. Frases como esta, y como las palabras caos o bifurcación (la cual veremos más adelante) son las que le dan a toda esta teoría una sensación mística que puede ser eventualmente mal interpretada, pero que definitivamente atrae a muchos curiosos.

Así como Heisenberg derrumbó la premisa del determinismo, con caos se cae también la conclusión; antecedentes similares pueden conducir a resultados totalmente diferentes. Como concluyeron sobre el universo Neil Gaiman y Terry Prattchet : “1. Dios no juega a los dados con el universo. El diseñó un juego que puede ser comparado desde la perspectiva de cualquier otro jugador (esto es, todo el mundo), a estar envuelto en una obscura y compleja versión de un juego de póker en un salón obscuro, con cartas blancas, con partidas infinitas, y con un Tallador que no dice las reglas, pero que sonrie constantemente. 2. La tierra es Libra”