Comentan que Einstein dijo en una
entrevista que de no haber sido físico
probablemente se hubiera hecho músico
y es que no hay nada que despierte tanto
el alma como la música: ondas sonoras que
al transformarse en impulsos nerviosos
en nuestro cerebro nos pueden aportar
calma, armonía, bienestar, energía tristeza...
algunas personas incluso sienten el
impulso de activar sus músculos en
sincronía con estas ondas sonoras
haciendo lo que se conoce como baile.
Bailes hay de todos los tipos
imaginables a lo largo del mundo, algunos
más complejos, otros más simples, pero hay
uno que destaca por su gran carga
educativa y belleza un baile tan
complejo que puede ayudarnos a entender
uno de los mayores descubrimientos de
Einstein: el most pit
Mejor vamos por partes
Nos subimos al Delorean y retrocedemos
al año 1827, cuando un botánico escocés
llamado Robert Brown se encontraba
observando granos de polen de esta
planta
cada uno tiene sus aficiones
al bueno de Brown le llamó la atención
una cosa que vio a través del
microscopio: había unas pequeñas
partículas conocidas como amiloplastos
que se movían muy rápido, casi de forma
instantánea, como si hubieran fusionado
café con red bull
Además el movimiento
no parecía seguir ningún patrón concreto,
era errático, aleatorio
Obviamente Brown
se preguntó el porqué de éste bailoteo
microscópico
Su primera hipótesis fue
que al venir de las plantas, estas
partículas tenían vida
Esta teoría se
desechó rápidamente al comprobar que
este mismo bailoteo ocurría con
partículas de polvo y claro el polvo no
tiene vida
A este misterioso fenómeno se
le dio el nombre de movimiento browniano
pero ahí quedó la cosa
Es cierto que en
años posteriores algunos consiguieron
describir matemáticamente este fenómeno
pero no sus causas
Tuvo que venir la
superestrella de la física Albert
fucking Einstein a poner un poco de
Nos subimos de nuevo al Delorean y vamos
al año 1905, año milagroso de Einstein, en
el, que entre otras, cosas publicó el
artículo Uber die...
En este artículo por fin se
explicaba el movimiento de las
partículas bailarinas
Pero estamos
hablando de Einstein, no sólo consiguió
explicar el movimiento que había
observado Robert Brown unos años atrás,
sino que con su teoría dio un golpe en
la mesa demostrando que los átomos
existían, cosa que por aquel entonces
había algunos científicos que no tenían
del todo claro
Ahí es nada
Vamos a ello
esto es más o menos el movimiento que
Brown observó: una partícula suspendida
en un fluido moviéndose aleatoriamente
El mecanismo que Einstein propuso es
bastante simple en realidad
Vamos a
verlo: suponemos que el medio en el que
las partículas bailaban es decir el agua
que rodea la partícula está formado por
moléculas muy pequeñas, tan pequeñas que
no las podemos ver a simple vista
Pues bien, estas moléculas no estarían quietas
sino que se moverían constantemente
debido a la agitación térmica
Esta agitación térmica es el movimiento
caótico que tienen las moléculas
dependiendo de su temperatura
a mayor temperatura mayor agitación
térmica
De hecho un termómetro en
realidad lo que hace es medir este
movimiento
La agitación térmica de las
moléculas las hará chocar con las
partículas de polen haciéndolas cambiar
rápidamente de dirección y velocidad
Esta agitación también depende de otros
factores como el estado de agregación de
la materia: por ejemplo en un gas las
moléculas se moverán más libremente que
en un líquido
Con esto ya se explicaba
en algunas mediciones que realizó Robert
Brown como que, por ejemplo,  a mayor
temperatura el movimiento de las
partículas bailarinas era mayor
Lo interesante aquí es que dinámicas
microscópicas como el movimiento de
moléculas de agua puede tener efectos
microscópicos el que una partícula de
polen, que es varios órdenes de magnitud
mayor, se mueva
Y básicamente ya está
Aunque parece sencillo este mecanismo
supuso una forma indirecta de confirmar
la existencia de átomos y moléculas
La teoría de Einstein para el movimiento
browniano fue comprobada
experimentalmente unos años después por
el químico físico Jean Pierrin y supuso un
impulso para la física estadística de la
cual hablaremos próximamente
Multitud de partículas
chocando caóticamente ¿donde he visto yo esto?
Los mosh pits, esos momentos de locura
en los conciertos de metal pueden
ayudarnos a entender el movimiento
browniano
El mosh o pogo es un "baile"
originado en la escena punk americana en
los años 80 aunque rápidamente se
extendió a otros géneros musicales como
el metal o la electrónica
Si no habéis
estado nunca en ninguno pues básicamente
es chocar violentamente con sus
compañeros de pista pero manteniendo una
etiqueta: hay que recoger a los caídos y
intentar no pegar en la cara
Dentro del mosh hay distintas y
divertidas variantes como el wall of
death
o el circle pit
aunque hoy nos centraremos en el modo
clásico
Cada persona sería una molécula
de agua. la temperatura la podemos
correlacionar con lo cañera que es la
música, cuanta más intensidad tenga más
violento será el baile y más choques por
segundo habrá
Por ejemplo en este vídeo
he marcado la trayectoria del señor de
la gorra gris
No me negaréis que no se
parece un poco la trayectoria típica de
una partícula browniana en dos
dimensiones ¿no?
Pero esto no es una
locura que me esté inventando yo, físicos
de la universidad de cornell en estados
unidos publicaron un artículo en una
revista seria en el que analizaban las
dinámicas de los pogos y concluyeron,
entre otras cosas, que las personas en un
poco se comportan de manera muy similar
a las moléculas en un gas ideal en dos
dimensiones
Os dejo un enlace en la
descripción
Lo que tenemos en un pogo
normal sería el equivalente a la
citación térmica partículas que tienen
más o menos el mismo tamaño que se
mueven caóticamente y acaban chocando
las unas con las otras todo el rato
Pero para que nuestro pogo se asimile más al
movimiento browniano que observó Robert
Brown necesitamos que haya al menos una
partícula que sea sensiblemente mayor al
resto como
era el caso de las partículas de polen
No pasa nada, tenemos la analogía para
eso también
Si habéis estado alguna vez
en un macroconcierto o en un festival
seguro que os suena algo así
En cuanto a
la pelota cae el público la gente la
empuja pero no de manera coordinada, cada
uno lo hace con una fuerza y dirección
diferentes: el impulso que recibe la
pelota cada vez que sale despedida viene
de la suma de todas esas fuerzas
Si
siguiéramos el movimiento de la pelota
sin fijarnos en el público, veríamos que
se mueve de forma más o menos aleatoria
a veces con saltos pequeños, otras con saltos
muy grandes y con constantes cambios de
dirección
Además, al haber un cambio
notable de tamaño o escala, si lo
comparamos con el movimiento que hemos
visto antes de las personas que están
chocando, el movimiento de la pelota
hinchable será mucho más suave
Salvando
las obvias diferencias,
este mecanismo es bastante similar al
que provoca el movimiento browniano
Así
que si probablemente si hubieran
existido los conciertos de metal en la
época, Robert Brown y Einstein serían los
reyes del pogo
Si os habéis quedado con
ganas de saber más sobre el movimiento
browniano, en la descripción os dejo un
par de enlaces
a simulaciones, artículos con más mates y
otros recursos
Y si os mola metal os
dejo una canción metal porque tengo por
el canal dedicada a la física cuántica
Ya sabes, la próxima vez que te pegues de
empujones en un pogoo le metas
un puñetazo a una pelota en un
macroconcierto, estás rindiendo un
homenaje a Einstein, Robert Brown y su
movimiento browniano
¡Nos vemos!
