|
John Michell fue un gran científico pionero en una amplia
gama de campos científicos. Fue la primera persona que propuso
la existencia de agujeros negros, sugirió que los terremotos
viajaban en ondas (sísmicas), explicó cómo se fabrica un imán
artificial, propuso que las estrellas dobles eran un producto
de gravitación mutua, va fue el primero en aplicar estadística
al estudio del cosmos, inventó un aparato para medir la masa
de la Tierra. Fue un científico avanzado a su época. Nació
en 1724 en Eakring, Inglaterra, hijo de un reverendo. Estudió
y se graduó en el Queen's College de Cambridge, donde posteriormente
ejerció cargos importantes. Fue rector de diferentes parroquias,
se casó dos veces (su primera mujer murió un año después de
contraer matrimonio) y tuvo una hija.
El 1750 publicó un tratado sobre magnetismo donde explicaba
la obtención de imanes artificiales y donde exponía que había
descubierto experimentalmente que la atracción o repulsión
entre polos de los imanes decrece con la distancia al cuadrado
que separa los polos. Michell desarrolló una balanza de torsión
extremadamente sensible, de forma independiente a Coulomb,
con el objetivo de medir la densidad media de la Tierra a
partir de la ley de gravitación universal de Newton, y aunque
murió antes de poder llevar a cabo la prueba, funcionaba.
En cuanto a astronomía, Michell, en 1767 demostró que se crean
muchas más estrellas en parejas o grupos que de manera aleatoria.
Centró su investigación en el cúmulo de las Pléyades. Llegó
a la conclusión de que las estrellas binarias eran estrellas
que interaccionaban mutuamente por la fuerza de la gravedad
y que orbitaban juntas alrededor de un centro común. Este
trabajo influyó sobre Herschel, quien en 1803 proporcionó
una prueba observacional.
En 1784 publicó un trabajo sobre una estimación de la distancia
a las estrellas, más de medio siglo antes de la primera medida
por paralaje. Su argumento puede considerarse como el precursor
de los paralajes fotométricos del siglo XX. En el mismo trabajo
de 1784 señaló que si una estrella tuviera una densidad muy
grande, las partículas de luz (Michell seguía la teoría corpuscular
de Newton) estarían atraídas por una fuerza gravitatoria tan
elevada que no podrían huir de la estrella, y ésta restaría
invisible para todos los observadores del Universo. Las llamó
estrellas oscuras o negras, describiendo por primera vez lo
que más adelante se llamarían agujeros negros. Además, Michell
propuso que se podrían detectar buscando sistemas estelares
que se comportaran como estrellas binarias, pero donde sólo
se viera una estrella. Una predicción extraordinariamente
exacta. John también construyó telescopios para su propio
uso.
La existencia de los agujeros negros es una idea desconcertante,
especialmente si se considera que miles de millones de ellos
podrían poblar el cosmos. Durante décadas en el siglo XX,
físicos eminentes se negaron a creer que pudieran ser reales,
ignorando lo que predecían las matemáticas. Entre estos escépticos
se encontraba incluso Albert Einstein, cuya propia teoría
de la relatividad general hizo posibles los agujeros negros.
Sin embargo, hubo una persona que mostró una notable presciencia
sobre los agujeros negros, y lo hizo mucho antes de que Einstein
naciera. Utilizando únicamente las leyes newtonianas, un clérigo
británico poco conocido llamado John Michell anticipó estos
objetos astronómicamente extraños de algunas maneras considerables
y sorprendentes, allá por el siglo XVIII.
El cristianismo latitudinario es una doctrina y actitud adoptada
por algunos teólogos anglicanos en el siglo XVII que defienden
que hay salvación fuera de la Iglesia, rechazan los dogmas,
dan preferencia a la razón sobre la Biblia y las tradiciones
y propugnan una amplia tolerancia en materias religiosas.
Michell nació en 1724 en el pueblo de Eakring, Inglaterra.
Era hijo de Gilbert Michell, el rector de la parroquia, y
su esposa Obedience Gerrard. John, educado en casa junto con
su hermano y hermana menores, adquirió desde joven la fama
de aprendiz rápido y perspicaz. Según el historiador Russell
McCormmach, a su padre Gilbert le gustaba citar a un amigo
de la familia que describió a John como alguien con "la cabeza
más clara que jamás había conocido". Gilbert valoraba la independencia
de pensamiento y se describía a sí mismo como alguien "no
apegado a ningún organismo o denominación de hombres en el
mundo". La familia seguía el cristianismo latitudinario, una
tradición que veneraba la razón por encima de la doctrina
excesiva y que se originó en la Universidad de Cambridge bajo
la dirección de Isaac Newton. Así que, cuando llegó el momento
de que John ingresara a la universidad, fue a Cambridge.
Con una abundante oferta de cafeterías y una comunidad íntima
de solo 400 estudiantes, la universidad era un escenario ideal
para el discurso intelectual. Michell permaneció allí durante
más de 20 años en diversos puestos, estudiando y enseñando
en disciplinas como hebreo, griego, aritmética, teología y
geología. Era un experimentalista comprometido y, como dice
Archibald Geikie, otro biógrafo, "le gustaba construir sus
propios aparatos... Sus habitaciones en la [universidad] de
Queens, con todos sus implementos y maquinaria, a veces parecían
un taller". También fue durante sus años en Cambridge cuando
empezó a mostrar su capacidad de previsión científica. En
1750 publicó un artículo sobre el magnetismo, donde introdujo
al menos una ley completamente nueva (la "ley del cuadrado
inverso") que impulsó la aplicación de los imanes en la navegación.
En 1760, publicó un artículo sobre la mecánica de los terremotos,
donde describía las capas estratificadas de la Tierra que
ahora se sabe que componen su "corteza" y demostraba cómo
los terremotos se mueven a través de estas capas en forma
de ondas. También mostró una forma de estimar el epicentro
y el foco del catastrófico terremoto de Lisboa de 1755 y exploró
la idea de que los terremotos submarinos podrían causar tsunamis.
Después de dejar Cambridge en 1764, se casó con Sarah Williamson
y se mudó a Thornhill, en Yorkshire, para seguir los pasos
de su padre como rector parroquial. Sarah murió al año siguiente
y Michell se volvió a casar con Ann Brecknock en 1773.
Además de su trabajo en la iglesia, mantuvo correspondencia
con otros filósofos naturales e intelectuales de la época,
incluido el erudito estadounidense Benjamín Franklin. Desde
una perspectiva del siglo XXI, la idea de que un miembro de
la iglesia cristiana esté en el centro de la vida científica
puede parecer sorprendente. Pero, como la mayoría de los intelectuales
del siglo XVIII, Michell no hizo la distinción entre religión
y ciencia.
La introducción de los telescopios a principios del siglo
XVII provocó una gran agitación filosófica en toda Europa.
La jerarquía fija y observable de la creación de Dios –la
Tierra y los cielos– fue derrocada por lo que el historiador
científico Alexandre Koyré llama un "Universo indefinido e
incluso infinito" que debía entenderse mediante la observación
de "sus componentes y leyes fundamentales". Pero para pensadores
como Michell, esta revolución no desplazó a Dios, simplemente
renovó su misterio: las leyes naturales bajo investigación
seguían siendo las leyes de Dios. Como Newton había escrito
en 1704: "Nuestro deber hacia [Dios], así como el de unos
hacia otros, se nos aparecerá por la luz de la Naturaleza".
Fue este cristianismo newtoniano el que siguió Michell. Como
dice McCormmach, "las verdades de su religión estaban de acuerdo
con las verdades de la naturaleza". Así, además de sus deberes
parroquiales, Michell centró gradualmente su atención en la
cosmología y, en particular, en la naturaleza de la gravedad.
Este fue el ámbito en el que produjo una obra que era a la
vez revolucionaria y profética, incluso mucho después de su
propia muerte.
Michell exploró la idea de que los terremotos submarinos
podían causar tsunamis.
Pásate por Planeta tierra.
Michell construyó su propio telescopio reflector de 3 metros
y, en 1767, fue el primero en aplicar los nuevos métodos matemáticos
de estadística al estudio de las estrellas visibles, demostrando
que cúmulos como las Pléyades no podían explicarse mediante
una distribución aleatoria y debían ser una consecuencia de
la atracción gravitacional. En 1783, el amigo de Michell,
Henry Cavendish, le escribió mencionando algunas dificultades
que Michell estaba teniendo con la construcción de un telescopio
nuevo, aún más grande. "Si su salud no le permite continuar
con eso", escribió, "espero que al menos le permita la tarea
más fácil y menos laboriosa de pesar el mundo". Suena como
una broma, y tal vez pretendía ser divertido, pero Cavendish
se refería a un esfuerzo real. Michell había estado trabajando
en una balanza de torsión, un dispositivo que le permitiría
estimar la densidad del planeta Tierra midiendo la atracción
gravitacional entre pesos de plomo. Murió antes de poder utilizar
el aparato, pero después de su muerte pasó a Cavendish, quien
realizó el experimento en 1797. Este calculó la densidad de
la Tierra con una precisión del 1 % del valor ahora aceptado.
La precisión del resultado de Cavendish no se superó hasta
1895, y todavía hoy se utiliza una variación del aparato de
Michell para medir la constante gravitacional: la fuerza de
la atracción gravitacional que opera en todo el Universo.
El mismo año de la carta de Cavendish, Michell publicó un
artículo que contenía una hipótesis que, aunque resultó menos
duradera desde el punto de vista científico, era quizás la
más brillante en su percepción. Utilizando principios newtonianos,
comenzó explicando cómo se podía establecer la densidad de
las estrellas observando la forma en que su gravitación afectaba
a otros cuerpos cercanos, por ejemplo las órbitas de otras
estrellas o cometas.
Michell explicó cómo el comportamiento de la luz bajo la
gravedad podía ofrecer una forma de calcular la densidad de
las estrellas.
Michell luego pasó a discutir cómo el comportamiento de la
luz podría usarse para fines similares: "Supongamos ahora
que las partículas de luz se atraen de la misma manera que
todos los demás cuerpos que conocemos... de los cuales no
puede haber ninguna duda razonable, siendo la gravitación,
hasta donde sabemos (...), una ley universal de la naturaleza."
La teoría de las partículas o "corpuscular" de la luz había
sido propuesta por Isaac Newton unos 80 años antes y, aunque
nadie había podido demostrarla, seguía siendo la creencia
dominante en la época de Michell. Michell explicó cómo el
comportamiento de la luz bajo la gravedad podría ofrecer una
forma de calcular la densidad de las estrellas, al menos hipotéticamente,
sobre todo si una estrella era "lo suficientemente grande
como para afectar la velocidad de la luz que emana de ella".
Aunque la comprensión actual es que estaba equivocado acerca
del impacto de la gravedad en la velocidad de la luz (no se
ralentiza), su razonamiento era sólido. Siguiendo los mismos
principios, Michell dedujo (esta vez correctamente) que también
era posible que la gravedad de los cuerpos astrales más masivos
pudiera dominar por completo sus propios rayos de luz.
Para que una estrella logre esto, necesitaría tener la misma
densidad que el Sol y unas 500 veces su tamaño. Inicialmente,
la luz escaparía de dicha estrella, tal vez dirigiéndose a
planetas en órbita cercanas, pero, explicó Michell, "tendría
que regresar hacia ella, por su propia gravedad". Dado que
la luz de una estrella así no podría llegar hasta nosotros,
"no podríamos tener información a simple vista", pero aún
podríamos detectarla a partir de irregularidades en las órbitas
de otros cuerpos astrales cercanos causadas por la gravedad
de la estrella invisible, "lo cual no sería fácilmente explicable
con ninguna otra hipótesis". Estas especulaciones, explicó
Michell, estaban "un poco fuera de mi propósito actual", pero
contienen quizás la aproximación más cercana a la idea de
agujeros negros posible bajo la física newtoniana, sin mencionar
un esbozo de un método de trabajo para identificarlos.
En esta ilustración datada del siglo XIX, un hombre mira
más allá de la Tierra para ver el verdadero funcionamiento
del Universo en su conjunto.
Se han detectado varios agujeros negros a través de las órbitas
de estrellas vecinas tal y como sugirió Michell. Sólo en los
últimos años las imágenes telescópicas han confirmado la evidencia
indirecta. Según McCormmach, la existencia de estrellas invisibles
era una idea relativamente común entre los científicos de
la época. El mismo año en que Michell publicó su artículo,
varios otros astrónomos mantuvieron correspondencia donde
hablaban sobre estrellas que se habían extinguido. En 1805,
el astrónomo Edward Pigott publicó un artículo sugiriendo
la probabilidad de que existan estrellas "que nunca han mostrado
un atisbo de brillo". Si bien nunca se pudo conocer su verdadero
número, "¿sería entonces demasiado atrevido o visionario suponer
que su número es igual al de aquellas dotadas de luz?" preguntó.
En Francia y de modo independiente a Michell, el erudito Pierre-Simon
Laplace promovió la idea de las estrellas oscuras a finales
de la década de 1790. Sin embargo, poco después, nuevos experimentos
reforzaron la idea de que la luz está compuesta de ondas en
lugar de partículas masivas y la sugerencia de que podría
deformarse o quedar atrapada por la gravedad comenzó a pasar
de moda. El trabajo astronómico de Michell cayó en el olvido
y no fue redescubierto hasta la segunda mitad del siglo XX.
Murió en 1793 sin que sus importantísimos descubrimientos
fueran reconocidos.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
En su libro de 1994 “Black Holes and Time Warps”,
el físico Kip Thorne describe el "marcado contraste" entre
el entusiasmo con el que Michell y sus contemporáneos abrazaron
la idea de estrellas gravitacionalmente invisibles y la "resistencia
generalizada y casi universal del siglo XX a los agujeros
negros".
La diferencia crucial, concluye, es que las
estrellas oscuras de Michell, aunque exóticas, "no representaban
una amenaza para ninguna creencia apreciada sobre la naturaleza"
ni un desafío para "la permanencia y estabilidad de la materia".
Como señala McCormmach, los agujeros negros modernos, por
el contrario, son precisamente eso: "un agujero en el espacio-tiempo,
un pozo infinito del que nada puede escapar". A pesar de esto,
McCormach especula que Michell, "que reconoció 'la infinita
variedad que encontramos en las obras de la creación', no
tendría ningún problema con nuestros agujeros negros". No
hay manera de probar esta afirmación pero, dada la extraordinaria
imaginación científica de Michell, así como su compromiso
con la tradición newtoniana de la razón, parece atractiva.
Michell murió el 21 de abril de 1793 a los 68 años, habiendo
permanecido como rector en Thornhill hasta el final. Otros
intelectuales de su época eran –y son– mucho más conocidos.
Kip Stephen Thorne es un físico teórico estadounidense,
ganador del Premio Nobel de Física y del Premio Princesa de
Asturias de Investigación Científica y Técnica, conocido por
sus numerosas contribuciones en el campo de la física gravitacional
y la astrofísica y por haber formado a toda una generación
de científicos.
Publicaron con mayor frecuencia y sobre temas
que eran más populares. Michell, por el contrario, siguió
su olfato. En palabras de McCormmach, "se ocupó de los problemas
científicos que le interesaban, en cualquier campo, y los
persiguió hasta donde quiso y no más allá; y publicó su trabajo
cuando quiso, y sólo cuando estuvo completamente satisfecho
con este”. Esto explica en cierta medida el olvido que pesó
sobre su figura después de su muerte: sacrificó impacto y
renombre en nombre de la libertad intelectual.
Como había observado el astrónomo alejandrino
Ibn al-Haytham 700 años antes que Newton, el "buscador de
la verdad" no es aquel que pone su confianza en las autoridades,
"sino más bien el que sospecha de su fe en ellas... el que
se somete a discusión y demostración". Siguiendo esta tradición,
Michell, al igual que su padre, era un autodidacta y protegía
su integridad científica permaneciendo desapegado de cualquier
"cuerpo o denominación de hombres". La independencia de Michell
le permitió otra libertad esencial para el pensamiento original:
la de la imaginación. Según McCormmach, eligió la astronomía
específicamente porque ofrecía nuevas perspectivas para la
teoría. En su pasión por la imaginación científica, Michell
anticipó la creatividad de los físicos teóricos actuales.
Como dijo Einstein en 1929, "la imaginación rodea al mundo".
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
|
