La historia

Newton, Galileo y la gravedad

Newton, Galileo y la gravedad



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Una de las pocas cosas que recuerdo de mi clase de física en la escuela secundaria es que mi maestro me dijo que Newton descubrió cosas como la ley universal de la gravitación simplemente porque su premisa inicial era correcta. Newton asumió que "las cosas que se mueven en línea recta tienden a seguir moviéndose a menos que se las obligue a detenerse". Todos antes de Newton básicamente fracasaron porque su premisa inicial "las cosas que se mueven en línea recta tienden a desacelerarse y detenerse ya menos que se vean obligados a seguir moviéndose" era incorrecta y esta lista de fallas incluye a Galileo. Gelileo cometió este error y, por lo tanto, la historia corona a Newton por este logro en lugar de a Galileo, a pesar de que Galileo estaba tan cerca.

Pero la respuesta de Thomas Pornin aquí dice que Galileo hizo la suposición correcta. Entonces, mi pregunta es: ¿Galileo hizo la suposición correcta o la suposición incorrecta? Si hizo la suposición correcta, ¿qué le impidió descubrir la ley de la gravitación universal? ¿Por qué le impidió ser coronado antes que Newton? Sería genial si la respuesta pudiera estar respaldada por algún tipo de evidencia / referencias históricas.


El principio de inercia

Galileo fue uno de los primeros y prominentes defensores del principio de inercia, dicho de manera aproximada, que las cosas siguen moviéndose de forma natural en lugar de ralentizarse de forma natural. En su respuesta de 1624 a Ingoli, describió un experimento específico, que afirmó haber realizado, en el que se arrojó una piedra desde el mástil de un barco en movimiento y se golpeó en la base del mástil en lugar de detrás de él. (En los escritos de esta época, a veces es difícil decir qué es un experimento mental y qué es un experimento real). Sus puntos de vista sobre la inercia estaban relacionados con su defensa del copernicanismo, que a su vez fue al menos un factor importante que lo metió en problemas. con la Iglesia. Galileo no entendía la inercia en detalle matemático y, en particular, no comprendía claramente que solo se aplicaba al movimiento lineal, no al movimiento circular.

Gravitación

Si hizo la suposición correcta, ¿qué le impidió descubrir la ley de la gravitación universal?

Galileo vivió después de Brahe y fue contemporáneo de Kepler. Así que Galileo tenía los datos sobre el movimiento planetario, pero lo que le faltaba eran las matemáticas (cálculo) y la física necesarias (la primera y segunda leyes de Newton). Sin estos ingredientes, no le fue posible descubrir, como hizo Newton, que una ley de fuerza del cuadrado inverso explicaría el movimiento observado de los planetas. Incluso mucho más tarde, durante la vida de Newton, la noción de una ley del cuadrado inverso estaba en el aire y se sospechaba ampliamente, pero solo Newton tenía las herramientas para unir todo.


Newton asumió que "las cosas que se mueven en línea recta tienden a seguir moviéndose a menos que se las obligue a detenerse".

Esta es su primera ley como se establece en Newtons Principia en 1666; pero 20 años antes, durante la Guerra Civil Inglesa, Hobbes escribió en su Leviatán:

que cuando una cosa permanece quieta, a menos que algo más la mueva, permanecerá quieta para siempre, es una verdad que nadie duda.

En realidad, esta fue una verdad establecida por primera vez por Aristóteles; pero solo en la Tierra; en los cielos supuso que el movimiento natural no era el reposo sino un movimiento circular. Sin embargo, Hobbes continúa diciendo:

Pero [la proposición] de que cuando una cosa está en movimiento estará eternamente en movimiento a menos que algo más la detenga, aunque la razón sea la misma (es decir, que nada puede cambiar por sí mismo), no se acepta tan fácilmente.

También se sabe que Newton leyó el poema cosmológico épico de Lucretious De Rerum Natura sobre la teoría atómica epicúrea de la materia:

La exposición inicial del libro 2 desciende a los detalles del comportamiento y las cualidades de los átomos. Están en movimiento perpetuo a una velocidad enorme, ya que en el vacío no obtienen resistencia del medio, y cuando chocan solo pueden ser desviados, no detenidos.

Por tanto, es la fricción (colisión en sus palabras) la que ralentiza el movimiento de los átomos; Vale la pena señalar lo cerca que estaba de la teoría atómica de la materia del siglo XIX desarrollada por Boyle & Dalton:

Su peso les da una tendencia inherente a moverse hacia abajo, pero las colisiones pueden desviar esos movimientos en otras direcciones. El resultado es que, cuando están en una disposición cósmica, los átomos forman patrones de movimiento complejos y relativamente estables, que a nivel macroscópico nos parecen estados de reposo o movimiento relativamente suave.

Fue Gassendi más o menos al mismo tiempo que Hobbes estaba escribiendo quien hizo que el atomismo volviera a ser respetable en la Europa moderna temprana:

La característica esencial de los átomos que hace más trabajo en la física de Gassendi ... es su peso inherente, que les da una tendencia intrínseca y natural a moverse.

Y desarrolló la noción de constante movimiento:

Dada esta tendencia, el reposo atómico es provisorio o es una ilusión. El peso atómico da lugar no solo a una simple capacidad para constante movimiento, sino también a una variedad de comportamientos más complejos:

También vale la pena señalar que Aristóteles tenía una teoría de la gravedad: el movimiento natural de los cuerpos; aunque, por supuesto, no lo llamó por ese nombre; su logro de Newton para universalizar ese fenómeno; rompió la división entre la esfera celeste y terrestre, por lo tanto, la "gravedad universal".


Gravedad y gravitación

El filósofo griego Aristóteles (384 & ndash322 ANTES DE CRISTO.) planteó, siguiendo tradiciones anteriores, que el mundo material constaba de cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego. Por ejemplo, una roca era principalmente tierra con un poco de agua, aire y fuego, una nube era principalmente aire y agua con un poco de tierra y fuego. Cada elemento tenía un lugar natural o apropiado en el Universo al que pertenecía espontáneamente inclinada la tierra en el mismo centro, agua en una capa que cubría la tierra, aire sobre el agua y fuego sobre el aire. Cada elemento tenía una tendencia natural a volver al lugar que le correspondía, de modo que, por ejemplo, rocas cayó hacia el centro y el fuego se elevó por encima del aire. Esta fue una de las primeras explicaciones de la gravedad: que era la tendencia natural de los elementos más pesados, la tierra y el agua, a regresar a sus posiciones adecuadas cerca del centro del Universo. Durante siglos, se consideró que la teoría de Aristóteles implicaba que los objetos con diferentes pesos deberían caer a diferentes velocidades, es decir, un objeto más pesado debería caer más rápido porque contiene más de los elementos centrales, tierra y agua. Sin embargo, esto no es correcto. Los objetos con diferentes pesos caen, de hecho, al mismo índice. (Esta declaración sigue siendo sólo una aproximaciónsin embargo, supone que la Tierra está perfectamente estacionaria, lo que no es así. Cuando se deja caer un objeto, la Tierra se acelera "hacia arriba" bajo la influencia de su gravitación mutua, al igual que el objeto "cae" y se encuentran en algún lugar en el medio. Para un objeto más pesado, esta reunión lo hace tienen lugar un poco antes que para un objeto liviano y, por lo tanto, los objetos más pesados ​​caen un poco más rápido que los livianos. En la práctica, sin embargo, el movimiento de la Tierra no se puede medir para objetos "caídos" de tamaño inferior al planetario, por lo que es preciso afirmar que todos pequeña los objetos caen al mismo ritmo, independientemente de su masa).

El modelo del Universo de Aristóteles también incluía la Luna, sol, los planetas visibles y las estrellas fijas. Aristóteles asumió que estos estaban fuera de la capa de fuego y estaban hechos de un quinto elemento, el éter o quintaesencia (el término se deriva de la expresión latina quinta essentia, o quinta esencia, utilizado por los traductores medievales de Aristóteles). Los cuerpos celestes rodeaban la Tierra unidos a esferas etéreas anidadas centradas en la Tierra. No se requirieron fuerzas para mantener estos movimientos, ya que todo se consideró perfecto e inmutable, habiendo sido establecido en movimiento por un primer motor y mdashGod.

Las ideas de Aristóteles fueron aceptadas en Europa y el Cercano Oriente durante siglos, hasta que el astrónomo polaco Nicolaus Copernicus (1473 & ndash1543) desarrolló un modelo heliocéntrico (centrado en el Sol) para reemplazar el geocéntrico (centrado en la Tierra) que había sido el concepto cosmológico dominante desde la época de Aristóteles. (Los astrónomos no europeos que no estaban familiarizados con Aristóteles, como los chinos y los aztecas, habían desarrollado modelos geocéntricos propios, no existía ningún modelo heliocéntrico antes de Copérnico). El modelo de Copérnico colocó al Sol en el centro del Universo, con todos los planetas orbitando el sol en círculos perfectos. Este desarrollo supuso un cambio tan dramático con respecto al modelo anterior que ahora se denomina Revolución Copernicana. Era una construcción intelectual ingeniosa, pero todavía no explicaba por qué los planetas giraban alrededor del Sol, en el sentido de lo que los llevó a hacerlo.

Mientras muchos científicos intentaban explicar estos movimientos celestes, otros intentaban comprender la mecánica terrestre. Parecía ser un hecho de sentido común que los objetos más pesados ​​caen más rápido que los ligeros de la misma masa: deje caer una pluma y un guijarro de igual masa y vea cuál golpea el suelo primero. La falla de este experimento es que la resistencia del aire afecta la velocidad a la que caen los objetos. ¿Qué pasa con otro experimento, uno en el que la resistencia del aire juega un papel menor: observar la diferencia entre dejar caer una roca grande y una roca mediana? Este es un experimento fácil de realizar y los resultados tienen profundas implicaciones. Ya en el siglo VI ANUNCIO. Johannes Philiponos (c. 490 & ndash566) afirmó que la diferencia en los tiempos de aterrizaje era pequeña para objetos de diferente peso pero de forma similar. El amigo de Galileo, el físico italiano Giambattista Benedetti (1530 & ndash1590), en 1553, y el físico holandés Simon Stevin (1548 & ndash1620), en 1586, también consideraron el problema de la caída de rocas y concluyeron que la velocidad de caída era independiente del peso. Sin embargo, el individuo más estrechamente asociado con el problema de la caída de cuerpos es el físico italiano Galileo Galilei (1564 & ndash1642), quien observó sistemáticamente los movimientos de los cuerpos que caen. (Es poco probable que en realidad dejara caer pesos de la Torre Inclinada de Pisa, pero sí escribió que tal experimento podría realizarse).

Debido a que los objetos se aceleran (aceleran) rápidamente mientras caen, y Galileo estaba restringido a la observación a simple vista por la tecnología de su época, estudió los movimientos más lentos de los péndulos y de los cuerpos rodando y deslizándose por una pendiente. A partir de sus resultados, Galileo formuló su Ley de la caída de los cuerpos. Esto establece que, sin tener en cuenta la resistencia del aire, los cuerpos en caída libre aceleran con un constante aceleración (tasa de cambio de velocidad) que es independiente de su peso o composición. La aceleración debida a la gravedad cerca de la superficie de la Tierra recibe el símbolo gramo y tiene un valor de aproximadamente 32 pies por segundo por segundo (9,8 m / s 2 ) Esto significa que 1 segundo después de un lanzamiento, un objeto que cae se mueve a unos 10 m / s después de 2 segundos, 20 m / s después de 10 segundos, 100 m / s. Es decir, después de caer durante 10 segundos, cae lo suficientemente rápido como para cruzar la longitud de un campo de fútbol en menos de un segundo. Escribiendo v para la velocidad del cuerpo que cae y t por el tiempo desde el comienzo de la caída libre, tenemos v = gt.

Galileo también determinó una fórmula para describir la distancia D que un cuerpo cae en un tiempo determinado:

Es decir, si uno deja caer un objeto, después de 1 segundo ha caído aproximadamente 5 m después de 2 segundos, 20 my después de 10 segundos, 500 metros.

Galileo hizo un excelente trabajo al describir el efecto de la gravedad en los objetos de la Tierra, pero no fue hasta que el físico inglés Isaac Newton (1642 & ndash1727) estudió el problema que se entendió cómo es la gravedad universal. Una vieja historia dice que Newton comprendió de repente la gravedad cuando una manzana se cayó de un árbol y golpearlo en la cabeza, esta historia puede no ser exactamente cierta, pero Newton dijo que una manzana que caía lo ayudó a desarrollar su teoría de la gravedad.


Peso y masa

El peso W de un cuerpo se puede medir por la fuerza igual y opuesta necesaria para evitar la aceleración hacia abajo que es METROgramo. El mismo cuerpo colocado en la superficie de la Luna tiene la misma masa, pero, como la Luna tiene una masa de aproximadamente 1 /81 veces el de la Tierra y un radio de solo 0,27 el de la Tierra, el cuerpo en la superficie lunar tiene un peso de solo 1 /6 su peso terrestre, como demostraron los astronautas del programa Apolo. Los pasajeros y los instrumentos de los satélites en órbita están en caída libre. Experimentan condiciones de ingravidez a pesar de que sus masas siguen siendo las mismas que en la Tierra.

Las ecuaciones (1) y (2) pueden usarse para derivar la tercera ley de Kepler para el caso de órbitas planetarias circulares. Usando la expresión para la aceleración A en la ecuación (1) para la fuerza de gravedad del planeta GRAMOMETROPAGMETROS/R 2 dividido por la masa del planeta METROPAG, la siguiente ecuación, en la que METROS es la masa del Sol, se obtiene:

La muy importante segunda ley de Kepler depende únicamente del hecho de que la fuerza entre dos cuerpos está a lo largo de la línea que los une.

Newton pudo demostrar así que las tres leyes de Kepler derivadas por observación se siguen matemáticamente del supuesto de sus propias leyes de movimiento y gravedad. En todas las observaciones del movimiento de un cuerpo celeste, solo el producto de GRAMO y se puede encontrar la masa. Newton estimó primero la magnitud de GRAMO asumiendo que la densidad de masa promedio de la Tierra es aproximadamente 5,5 veces mayor que la del agua (algo mayor que la densidad de la superficie de la roca de la Tierra) y calculando la masa de la Tierra a partir de esto. Entonces, tomando METROmi y rmi como la masa y el radio de la Tierra, respectivamente, el valor de GRAMO era que numéricamente se acerca al valor aceptado de 6.6743 × 10 −11 m 3 s −2 kg −1, primero medido directamente por Henry Cavendish.

Comparación de la ecuación (5) para la aceleración de la superficie de la Tierra gramo con el R 3 /T 2 relación de los planetas, una fórmula para la relación de la masa del Sol METROS a la masa de la Tierra METROmi se obtuvo en términos de cantidades conocidas, Rmi siendo el radio de la órbita de la Tierra:

Los movimientos de las lunas de Júpiter (descubiertos por Galileo) alrededor de Júpiter obedecen las leyes de Kepler al igual que los planetas alrededor del Sol. Por lo tanto, Newton calculó que Júpiter, con un radio 11 veces mayor que el de la Tierra, era 318 veces más masivo que la Tierra pero solo 1 /.4 tan denso.


Isaac Newton & # x2019s Telescope y estudios sobre la luz

Newton regresó a Cambridge en 1667 y fue elegido miembro menor. Construyó el primer telescopio reflector en 1668, y al año siguiente recibió su título de Maestría en Artes y asumió el cargo de Profesor de Matemáticas de Cambridge & # x2019s Lucasiano. Cuando se le pidió que hiciera una demostración de su telescopio a la Royal Society de Londres en 1671, fue elegido miembro de la Royal Society al año siguiente y publicó sus notas sobre óptica para sus pares.

Mediante sus experimentos con la refracción, Newton determinó que la luz blanca era una combinación de todos los colores del espectro y afirmó que la luz estaba compuesta de partículas en lugar de ondas. Sus métodos provocaron una fuerte reprimenda por parte del miembro establecido de la sociedad Robert Hooke, quien volvió a mostrarse implacable con el artículo de seguimiento de Newton en 1675. Conocido por su temperamental defensa de su trabajo, Newton mantuvo una acalorada correspondencia con Hooke antes de sufrir un ataque de nervios y retirarse. del ojo público en 1678. En los años siguientes, volvió a sus estudios anteriores sobre las fuerzas que gobiernan la gravedad y se dedicó a la alquimia.


La ciencia: mecánica orbital

Leyes de movimiento planetario de Kepler & rsquos

Si bien Copérnico observó correctamente que los planetas giran alrededor del Sol, fue Kepler quien definió correctamente sus órbitas. A la edad de 27 años, Kepler se convirtió en asistente de un rico astrónomo, Tycho Brahe, quien le pidió que definiera la órbita de Marte. Brahe había recopilado toda una vida de observaciones astronómicas que, a su muerte, pasaron a manos de Kepler & rsquos. (Brahe, que tenía su propio modelo del Universo centrado en la Tierra, retuvo la mayor parte de sus observaciones de Kepler al menos en parte porque no quería que Kepler las usara para probar que la teoría copernicana era correcta). Usando estas observaciones, Kepler encontró que las órbitas de los planetas seguían tres leyes.

Como muchos filósofos de su época, Kepler tenía la creencia mística de que el círculo era la forma perfecta del Universo y rsquos, y que, como manifestación del orden Divino, las órbitas de los planetas y rsquo deben ser circulares. Durante muchos años, luchó para que las observaciones de Brahe & rsquos de los movimientos de Marte coincidieran con una órbita circular.

Eventualmente, sin embargo, Kepler notó que una línea imaginaria trazada desde un planeta al Sol barría un área igual del espacio en tiempos iguales, sin importar dónde estaba el planeta en su órbita. Si dibuja un triángulo desde el Sol a un planeta y su posición en un momento determinado y su posición en un momento fijo más tarde, 5 horas o 2 días, el área de ese triángulo es siempre la misma, en cualquier lugar de la órbita. Para que todos estos triángulos tengan la misma área, el planeta debe moverse más rápidamente cuando está cerca del Sol, pero más lentamente cuando está más lejos del Sol.

Este descubrimiento (que se convirtió en la segunda ley del movimiento orbital de Kepler & rsquos) llevó a la realización de lo que se convirtió en la primera ley de Kepler & rsquos: que los planetas se mueven en una elipse (un círculo aplastado) con el Sol en un punto de enfoque, desplazado del centro.

La tercera ley de Kepler & rsquos muestra que existe una relación matemática precisa entre la distancia de un planeta & rsquos al Sol y la cantidad de tiempo que tarda en girar alrededor del Sol. Fue esta ley la que inspiró a Newton, quien ideó tres leyes propias para explicar por qué los planetas se mueven como lo hacen.

Leyes del movimiento de Newton y rsquos

Si las leyes de Kepler & rsquos definen el movimiento de los planetas, las leyes de Newton & rsquos definen el movimiento. Pensando en las leyes de Kepler & rsquos, Newton se dio cuenta de que todo movimiento, ya fuera la órbita de la Luna alrededor de la Tierra o la caída de una manzana de un árbol, seguía los mismos principios básicos. "A los mismos efectos naturales", escribió, "debemos, en la medida de lo posible, asignar las mismas causas". El pensamiento aristotélico anterior, escribió el físico Stephen Hawking, asignaba diferentes causas a diferentes tipos de movimiento. Al unificar todo el movimiento, Newton cambió la perspectiva científica hacia la búsqueda de patrones grandes y unificadores en la naturaleza. Newton describió sus leyes en Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (& ldquoMathematical Principles of Natural Philosophy & rdquo) publicado en 1687.

Ley I. Todo cuerpo persevera en su estado de reposo, o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que se vea obligado a cambiar ese estado por fuerzas impuestas por él.

En esencia, un objeto en movimiento no cambiará de velocidad o dirección, ni un objeto inmóvil comenzará a moverse, a menos que alguna fuerza externa actúe sobre él. La ley se resume habitualmente en una palabra: inercia.

Ley II. La alteración del movimiento es siempre proporcional a la fuerza motriz impresa y se realiza en la dirección de la línea derecha en la que se imprime esa fuerza.

La segunda ley de Newton es más reconocible en su forma matemática, la ecuación icónica: F = ma. La fuerza de la fuerza (F) se define por cuánto cambia el movimiento (aceleración, a) de un objeto con cierta masa (m).

Ley III. A toda acción se opone siempre una reacción igual: o las acciones mutuas de dos cuerpos son siempre iguales y se dirigen a partes contrarias.

Como describió el propio Newton: "Si presiona una piedra con el dedo, el dedo también es presionado por la piedra".

Gravedad

En las páginas de Principia, Newton también presentó su ley de gravitación universal como un estudio de caso de sus leyes del movimiento. Toda la materia ejerce una fuerza, a la que llamó gravedad, que empuja a todas las demás materias hacia su centro. La fuerza de la fuerza depende de la masa del objeto: el Sol tiene más gravedad que la Tierra, que a su vez tiene más gravedad que una manzana. Además, la fuerza se debilita con la distancia. Los objetos alejados del Sol no se verán influenciados por su gravedad.

Las leyes del movimiento y la gravedad de Newton y rsquos explicaron el viaje anual de la Tierra y los rsquos alrededor del Sol. La Tierra avanzaría directamente a través del universo, pero el Sol ejerce un tirón constante sobre nuestro planeta. Esta fuerza dobla la trayectoria de la Tierra y el rsquos hacia el Sol, llevando al planeta a una órbita elíptica (casi circular). Sus teorías también permitieron explicar y predecir las mareas. El aumento y la caída de los niveles de agua del océano son creados por la atracción gravitacional de la Luna mientras orbita la Tierra.

Einstein y la relatividad

Las ideas esbozadas en las leyes del movimiento y la gravitación universal de Newton & rsquos permanecieron sin respuesta durante casi 220 años hasta que Albert Einstein presentó su teoría de la relatividad especial en 1905. La teoría de Newton & rsquos dependía del supuesto de que la masa, el tiempo y la distancia son constantes independientemente de dónde se midan. .

La teoría de la relatividad trata el tiempo, el espacio y la masa como cosas fluidas, definidas por un marco de referencia del observador. Todos los que nos movemos a través del universo en la Tierra estamos en un solo marco de referencia, pero un astronauta en una nave espacial en rápido movimiento estaría en un marco de referencia diferente.

Dentro de un único marco de referencia, las leyes de la física clásica, incluidas las leyes de Newton y rsquos, son verdaderas. Pero las leyes de Newton no pueden explicar las diferencias de movimiento, masa, distancia y tiempo que resultan cuando los objetos se observan desde dos marcos de referencia muy diferentes. Para describir el movimiento en estas situaciones, los científicos deben basarse en la teoría de la relatividad de Einstein y rsquos.

Sin embargo, a velocidades lentas y a gran escala, las diferencias de tiempo, longitud y masa predichas por la relatividad son lo suficientemente pequeñas como para parecer constantes, y las leyes de Newton todavía funcionan. En general, pocas cosas se mueven a velocidades lo suficientemente rápidas como para que notemos la relatividad. Para satélites grandes y de movimiento lento, las leyes de Newton y rsquos aún definen las órbitas. Todavía podemos usarlos para lanzar satélites de observación de la Tierra y predecir su movimiento. Podemos usarlos para llegar a la Luna, Marte y otros lugares más allá de la Tierra. Por esta razón, muchos científicos ven las leyes de Einstein & rsquos de la relatividad general y especial no como un reemplazo de las leyes de Newton & rsquos sobre el movimiento y la gravitación universal, sino como la culminación total de su idea.


Galileo contra Newton

Los nombres de Galilei y Newton son conocidos en todo el mundo debido a las grandes contribuciones que hicieron al desarrollo de las matemáticas, la física, la astronomía. Galileo Galilei, matemático, astrónomo, filósofo y físico, jugó un papel de vital importancia en la Revolución Científica. Fue uno de los primeros científicos que afirmó que las leyes naturales son matemáticas. Hablando de las contribuciones que hizo al desarrollo de la astronomía, es necesario mencionar sus observaciones de las lunas de Júpiter, que refutan absolutamente el supuesto de que todos los cuerpos celestes giran alrededor de la Tierra (Drake, 1998, 17). Galileo fue el primero en informar sobre montañas y cráteres en la luna, que trazó mediante sombras y puntos de luz en la superficie de la Luna. Por lo tanto, llegó a la conclusión de que la Luna era `` atravesada y desigual, como la superficie de la Tierra misma '' (Clavelin, 1974, 85). Para sus observaciones, Galileo comenzó a utilizar un telescopio refractor.

Galileo llevó a cabo muchos experimentos relacionados con el trabajo de los cuerpos y preparó una base perfecta para un mayor desarrollo de la mecánica por parte de Isaac Newton. `` Galileo propuso que un cuerpo en caída libre caería con aceleración uniforme, siempre que la resistencia del medio por el que cayera permaneciera insignificante, o en el caso límite de su caída por vacío '' (Drake, 1998, 32). ). En 1638, Galileo terminó el método para medir la velocidad de la luz.

El enfoque de Galileo sobre las matemáticas parecía más tradicional en ese momento que sus ideas innovadoras sobre la física experimental. En sus investigaciones utilizó ampliamente la teoría eudoxiana de la proporción.

Finalmente, Galileo no elaboró ​​su propio modelo del Universo, pero sus contribuciones teóricas y experimentales sirvieron como una buena base para el desarrollo de la dinámica de Newton. Galileo murió el mismo año, cuando nació Newton: 1642. Isaac Newton fue un destacado matemático, astrónomo, filósofo, alquimista y teólogo. Su contribución científica consiste en la descripción de la gravitación universal, las tres leyes del movimiento, presentación de las bases de la mecánica clásica, que sirvió de base para la ingeniería moderna (Christianson, 1994, 87). Continuó las ideas de Galileo sobre los cuerpos celestes, agregando la conexión entre las leyes naturales que gobiernan sus movimientos a la teoría de la gravitación. Para la mecánica, Newton declaró los principios de conservación del momento y el momento angular. Cuando trabajaba en la esfera de la óptica, Newton elaboró ​​una teoría del color, una ley empírica de enfriamiento y estudió la velocidad del sonido (Christianson, 1994, 92). En matemáticas, Newton desarrolló el teorema del binomio generalizado, que está relacionado con los ceros de una función. A diferencia de Galileo, Newton era muy religioso, se dice que produce más trabajos sobre hermenéutica bíblica que sobre ciencias naturales, mientras que Galileo finalmente tuvo problemas con la iglesia porque sus puntos de vista sobre el heliocentrismo llevaron a la prohibición de la Iglesia Católica para defenderlo como un hecho empíricamente probado. e incluso dieron la orden de arrestar a Galileo.

En general, podríamos concluir que ambos científicos sin ninguna duda ganaron su estatus de figuras progresistas de la Revolución Científica, ambos utilizaron las ideas y logros de los pensadores anteriores como Copérnico, Kepler, More, Galileo y Newton principalmente, como guías. y garantes de sus aplicaciones del concepto singular de Naturaleza y Ley Natural a todos los campos físicos y sociales del día (Bell, 1977, 111). Ciertamente, debido al hecho de que Newton vivió y trabajó más tarde que Galileo, ya pudo utilizar las ventajas de los estudios de Galileo, aunque en general Newton estaba mucho más preocupado por las cuestiones religiosas que Galileo.


1917: Einstein teoriza la emisión estimulada

En 1917, Einstein publica un artículo sobre la teoría cuántica de la radiación que indica que la emisión estimulada era posible.

Einstein propuso que un átomo excitado podría volver a un estado de menor energía liberando energía en forma de fotones en un proceso llamado emisión espontánea.

En la emisión estimulada, un fotón entrante interactúa con el átomo excitado, lo que hace que se mueva a un estado de menor energía, liberando fotones que están en fase y tienen la misma frecuencia y dirección de viaje que el fotón entrante. Este proceso permitió el desarrollo del láser (amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación).


Sir Isaac Newton & # 8217s Biografía El creador de la teoría de la gravedad

Que cada objeto que no se movía o silencioso se volvía en movimiento o cada objeto que se había movido se volvía silencioso, el asunto sucedió porque alguien se movió o detuvo el propósito. Lo conocemos como & # 8220style. & # 8221

¿Por qué la fruta cae o se mueve hacia la superficie de la tierra después de ser liberada del tallo? Los abogados de Newton afirmaron que si la fruta se mueve, entonces, por supuesto, hay una fuerza actuando sobre la fruta. La fuerza que hace que cualquier fruta u objeto caiga hacia la superficie de la tierra se llama fuerza gravitacional. Hablando de esto, por supuesto, conoceremos entre los creadores de la teoría de la gravedad, a saber, Isaac Newton.

Sir Isaac Newton apareció el 25 de diciembre de 1642 en Woolsthorpe, Lincolnshire. Es un matemático, físico, filósofo natural, experimentado en astronomía de Inglaterra. Su padre murió tres meses antes del nacimiento de Newton.

Su padre se llamaba Isaac Newton y su madre se llamaba Hannah Ayscough. Cuando Newton tenía 3 años, su madre se volvió a casar y le encomendó a Newton que lo cuidara su abuela, que se llamaba Margery Ayscough. A Newton no le agradaba su padrastro y mantuvo su odio hacia su madre por haberse casado con el hombre.

Newton comenzó su educación cuando tenía 12 años, asistió a King & # 8217s School, Grantham, Lincolnshire, donde estuvo entre los mejores estudiantes de la escuela. Fue expulsado de la escuela porque su madre le pidió a Newton que fuera a casa a trabajar como agricultor.

Con tal ingenio, la escuela le dio la oportunidad de pasar a Newton para completar sus estudios convenciendo a su madre y familia. Finalmente, su madre lo envió a casa desde la escuela hasta el punto de que pudo terminar su educación. A la edad de 18 años, se graduó con éxito con calificaciones satisfactorias.

En junio de 1661, Newton fue aceptado en el Trinity College de Cambridge. Newton dominaba la práctica de las matemáticas, la ciencia y la física. En 1665, siguió el teorema del binomio general y comenzó a desarrollar la teoría de las matemáticas que, al final, desarrolló lo que ahora se conoce, a saber, el cálculo. Le gusta escuchar las ideas de filósofos sofisticados como Descartes y astrónomos como Copérnico, Galileo y Kepler.

Newton trabajó a menudo en estudios en su casa durante aproximadamente 2 años, lo que lo alentó a desarrollar teorías de cálculo, óptica y leyes de la gravedad. Se graduó en 1665 y 1667 y regresó a Cambridge como profesor en Trinity.

En 1666. Durante el día, Newton escuchaba las teorías de Copérnico, Galileo y Kepler sobre la órbita terrestre bajo un manzano. Le cayó una manzana. En ese momento también comenzó a trabajar en investigación. Siete años solo persiguió la respuesta y luego tiró del hilo rojo que la luna también tiene un encanto porque la luna no cae a la tierra como las manzanas que están sujetas a la gravedad.

El razonamiento de Galileo basado en Newton, la geometría analítica de Descartes y la ley del movimiento planetario de Kepler. Las siguientes tres personas lo ayudaron en el estudio. Formuló tres reglas que gobiernan todos los movimientos en el universo, desde las galaxias en el universo hasta la rotación electrónica alrededor del núcleo.

Además del conocimiento del universo, Newton también investigó una luz. En 1672 Newton fue aceptado como miembro de la Royal Society, un grupo de científicos dedicados a los métodos experimentales (relacionados con cuestiones preliminares). Donó entre sus telescopios con su investigación sobre una luz. Newton desarrolló un telescopio producido por Galileo llamado telescopio reflector.

En 1696, Newton fue promovido como Protector Monetario por el gobierno. Su trabajo consistía en monitorear el reemplazo de la moneda británica vieja y ruinosa por dinero nuevo que fuera más duradero, no solo eso, él era responsable de revisar la red de falsificadores.

La Royal Society compiló una pequeña colección, dirigida por Robert Hooke para evaluar los nuevos hallazgos, uno de los cuales fue analizar los resultados de Newton. Hooke tenía su propuesta de luz porque no quería aceptar los descubrimientos de Newton. Por el negocio, ambos discutieron.

En 1703, Newton recibió el título de señor y fue elegido presidente de la Royal Society. Sacó a relucir su ilustre obra sobre la luz. Los libros de óptica incluyen colores claros, reflejos y espectros de luz. Sus descubrimientos de la óptica se declararon legítimamente en 1705 cuando se convirtió en la primera persona en recibir un título nobiliario debido a sus logros en el campo de la ciencia.

LOGROS CIENTÍFICOS DE NEWTON & # 8217S

1) Óptica
Newton hizo una gran civilización en el estudio de la óptica. Desarrolló exclusivamente el espectro alienando la luz blanca a través del prisma.
2) telescopio
Significant improvements were made to the development of the telescope. However, when Hooke criticized his ideas, Newton withdrew from the public debate. He developed an antagonistic attitude and was hostile to Hooke, all his life.
3) Mechanical and Gravity
In his simple book Principia Mathematica. Newton stated three laws of motion that place a framework for modern physics. This involves declaring planetary movements.

In 1727, Newton died at the age of 84 years. He got the greatness of being buried in Westminster Abbey a tomb for the royal family, famous people, heroes, and scientists. To commemorate his dedication in science, he made an eye on Newton’s picture.


Newton's greatest rivalry begins

When German philosopher Gottfried Leibniz published an important mathematical paper, it was the beginning of a lifelong feud between the two men.

Leibniz, one of Europe’s most prominent philosophers, had set his mind to one of the trickiest problems in mathematics – the way equations could describe the physical world. Like Newton, he created a new theory of calculus. However, Newton claimed heɽ done the same work 20 years before and that Leibniz had stolen his ideas. But the secretive Newton hadn't published his work and had to hastily return to his old notes so the world could see his workings .


Galileo Versus Newton

In researching the works of Galileo, it was discovered that Galileo ف had precluded the establishment of the theory of universal gravitation and that his work went unheeded. He did so with a mathematical analysis and an experimental demonstration that clearly reaffirmed the irreducible qualitative difference between curvilinear and linear motion, thereby precluding the validity of considering linearity as being the fundamental building block of curvilinearity – a necessary premise of the theory of universal gravitation. We had previously discovered that universal gravitation was a theory that never became a fact under the tutelage of Rudolf Steiner ق,ك,ل , etc. and were thereby read) to detect what others had missed. A minimum case is presented an elaboration will follow.

In order to demonstrate that solar system dynamics are machine dynamics, Newton م and Borelli ن theorized that the curvilinear (conic section) motions of the solar system were reducible to centric linear motions. This was supposedly justified by their assumption that when a curve becomes infinitely small it becomes a line. This idea was readily acceptable because theoretical scientists of their times had begun to believe that natural motion was straight line motion in contradiction to the ideas held by King Solomon and all great thinkers up to and including Galileo who considered that natural, creative motion is curvilinear. Newton went so far as to define the circle as being a polygon with an infinite number of infinitely small sides.

Having theorized geometry and kinematics so that an arc equals a line Newton extended his theorizing into the realm of dynamics and deduced that since an orbiting object is at all times moving in a straight line, linear inertia is operative in curvilinear motion. As a consequence, the orbiting object is tending to fly off on a tangent to the orbit, thus Newton attributed centrifugal motion to the tendency of orbiting objects to fly off on a tangent. He attributed it to a cause that was within the orbiting system. He went on theorizing and deduced that since the moon, for example, does not depart from its orbit, despite its tendency to do so, it must be restrained from doing so by a centripetal opposing balancing force that results in the moon's orbit. This is the force he called universal gravitation. He theorized further that the moon held in its orbit continues to tend to move out on its tangents and thereby provides the momentum to propel itself along in its orbit. Thus, Newton theorized the perpetually propelled solar system dynamics as being machine dynamics. Newton confirmed his theories by observing that the stone in a whirling sling, when released to flight, moves out of its orbit on a tangent to the orbit. Thus, the theory has stood for 300 years.

However, we have determined through various experiments both machine and manually operated that an orbiting object does not “fly off on a tangent” it is pulled out radially. The most convenient observation of the phenomenon is the pitched baseball. The pitcher's arm and the orbiting ball in his hand constitutes the dynamic equivalent of the stone and sling. The pitcher executes a semi-circular orbit with outstretched arm and hand and releases the ball when it intercepts his line of sight to the target. The ball is seen to be pulled out radially to its target. If the ball were acted upon by linear inertia it would move away from its orbit on a tangent at right angles to the line of sight from pitcher to batter and baseball would have been impossible.

A mechanically driven system used to demonstrate that orbiting objects move out radially was a modified record turn table that was provided with a continuously variable speed ac-dc motor from a sewing machine. A ⅛ inch hole to serve as an indent to hold a ⅝ inch glass marble at a radius of rotation of 4 inches was drilled in the table and a pouch was fashioned to catch the marble as it moves radially outward. The turn table speed is gradually increased and stabilized at the increasing speeds until the critical speed is reached and the marble is pulled out radially. An improvised, but quite adequate experiment can be conducted by placing a 25-cent coin in the middle of the heel of the dominant hand, fully extend the arm and rotate it palm upward in the horizontal plane at constant speed. It will be very obvious that the coin is pulled out radially. Many variations of these experiments are possible and were performed.

It is our experience that one who is enslaved to the concept that orbiting objects fly out tangentially will not be able to extricate himself without conducting at least one of the above or equivalent experiments. We have confirmed the experiment used in college courses in which an orbiting object is released to flight via an electromagnetic coupling and is seen to fly off on a tangent or near tangent. The reason that this is so is that the orbit is deformed into linearity by the lengthening of the radius as the tether momentarily elongates during the disengagement process allowing linear inertia to be expressed.

It is obvious that Galileo was very impatient with the concept of universal gravitation. His response to it was totally at odds with the entire community of theoretical scientists. He said that those who would make the arc into a line, especially mathematicians do not err, they lie because they know the truth that the arc is a line when the radius is of infinite length. 1 Thus Galileo, the father of modern science and a professor of mathematics was ignored by the scientific community when he reminded them of the simple fact that curvature of an arc is proportional to the radius and not to the length of the arc. That he did so to no avail, indicates that in accepting theories, we must not abandon reason.

In addition to his demolition of the concept of – the arc is a line – by mathematical analysis, Galileo conducted an experiment that demonstrated that curvilinear dynamics were not translatable to linear dynamics. He allowed two bodies to fall (roll) through the same distance simultaneously one through an arc of a circle and the other through the much shorter chord of the arc. He found that the object that traveled the arc was the first to reach the common terminal of arc and chord. Thus, an object falling in an arc is pulled down with a greater force than one falling in a line. This force which Galileo detected but did not identify is the force of levity. We repeated Galileo's experiment and reproduced his result.

Let us explain Galileo's experiment in which curvilinear and linear dynamics were compared. Levity is a force with a source outside the earth. Since it approaches the earth from every direction, it must have a source in the cosmic, spherical periphery at least as far as the sphere outlined by the orbit of the moon. Like gravity it permeates all matter. It pulls radially outward on every rotating object from the earth as planet to the molecules and submolecular particles in living cells and inanimate matter. It is passive to linearly moving objects. Thus, in Galileo's experiment it is passive to the object falling in the chord but pulls radially outward on the object traveling in the arc. Thus, the object moving in the arc is being pulled vertically downward by the vertical component of the radially directed force of levity. This force adds to the force of gravity and accounts for the increased acceleration of the object traveling in the curvilinear path.

When it was found that linear inertia is inoperative in curvilinear motion and that centrifugal motion was radially directed, it was obvious that we had discovered a new force – a centrifugal force acting from outside the orbiting system. This force was described by Rudolf Steiner but as is his style of teaching, he left its actual discovery to others. He stated that humankind is obliged to live amidst error and lies and truth and that we gain our individual freedom by working to understand and extricate the truth from the errors and lies. This he called the special moral battle of the 20th century and beyond. “Ye shall know the Truth and the Truth shall set Ye Free.” Of course, such a battle must be fought with the battle cry of “Love Your Enemies.” We close with an aphorism from Rudolf Steiner to whom this work is dedicated: “One must be able to confront the idea in living experience or else fall into bondage to it.”

Rudolf Steiner Research Center
2825 Vinsetta
Royal Oak, MI 48071

    Galileo, 1637, Two New Sciences, pages 95,251-252 translated from Italian to English by Henry Crew and Alfonso De Salvio, 1914, Dover Publications, NY Rudolf Steiner, 1919, First Scientific Lecture Course: Light Course, Anthroposophic Press Hudson, NY Rudolf Steiner, 1920, Second Scientific Lecture Course: Warmth Course, Anthroposophic Press, Hudson, NY Rudolf Steiner, 1921, Third Scientific Lecture Course: Astronomy, Anthroposophic Press, Hudson, NY Isaac Newton, 1687, Principia, revised by author 1713 and 1726. Translated from Latin to English by Andrew Motte, 1848, Prometheus Books, Amherst, NY, 1995 S. Mason, 1979, A History of the Sciences, Collier Books, New York, NY.

Revised and reprinted, with permission from the author, from Frontier Perspectives, Volume 7, Number 1, Fall/Winter, 1998
(The Center for Frontier Sciences at Temple University)


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