Mostrando entradas con la etiqueta constante. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta constante. Mostrar todas las entradas

martes, 11 de enero de 2011

Desafiando las leyes de la termodinámica: la pila de Karpen

¡Un saludo, queridos lectores! Ante todo desearos un feliz año nuevo a todos. 
En esta primera entrada del año, os quiero hablar de un aparato que descubrí recientemente navegando por internet. Se trata de la pila de Karpen, una pila del tipo termoeléctrico, pero que funciona a temperatura constante. Fue construida por el ingeniero rumano Nicolae Vasilescu Karpen alrededor del año 1950, y se conserva actualmente en el Museo Nacional de Tecnología de Rumanía, el cual, dicho sea de paso, no la expone porque no tiene dinero para el dispositivo de seguridad necesario para tal fin.

Pila de Karpen

Vasile Karpen y su invento

Físicamente, el aparato consiste en dos pilas eléctricas conectadas en serie, a las cuales se conecta un motor galvanométrico bastante pequeño, el cual a su vez está conectado a un aspa acoplada a un interruptor. Cuando ha dado medio giro, el circuito se abre, y al dar otra media vuelta, vuelve a cerrarlo. Esto no sería nada más que otra curiosidad de museo si no fuese porque recientemente, y tras sesenta años de funcionamiento, la pila sigue conservando el mismo voltaje que cuando fue ensamblada, allá por 1950. Un voltio, que se ha mantenido todo este tiempo. Se cree que, en el intervalo en el que el circuito está abierto, las pilas tienen tiempo de recargarse y reconstruir su polaridad. De hecho, Karpen, cuando la construyó, aseguró que el dispositivo permanecería trabajando para siempre. Por muy ridículo que esto sea, en los sesenta años que lleva funcionando no se ha podido demostrar lo contrario.
De ser cierto lo que Karpen afirmó, estaríamos ante lo que en termodinámica se denomina un móvil perpetuo de segunda especie, esto es, un aparato que realiza trabajo de forma cíclica e indefinida intercambiando calor sólo con una fuente térmica. Esto viola el segundo principio de la termodinámica:

La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse en el tiempo

La consecuencia más inmediata de este principio es precisamente la imposibilidad de construir un móvil perpetuo, un aparato que realice trabajo indefinidamente sin recibir energía. Esto implicaría la ausencia de rozamiento, lo cual es físicamente imposible (en todo proceso se disipa una parte de la energía en forma de calor). Sería interesante observar las consecuencias en las leyes físicas tal y como las conocemos del hecho de que este invento fuese realmente un móvil perpetuo (dicho sea con gran escepticismo por mi parte).

Nota: No he podido encontrar más información acerca de este dispositivo. Hay un documento pdf que se supone que explica su funcionamiento mediante matemáticas. No lo he mirado en profundidad porque dudo que tenga los conocimientos necesarios, pero para lectores con una formación avanzada, allá va. 

Fuentes:
www.desenchufados.net
www.taringa.net
es.wikipedia.org

Manuel Gutiérrez

martes, 14 de diciembre de 2010

Las leyes físicas no son las mismas en todo el universo

En la actualidad, la física ha alcanzado cotas inimaginables hace apenas unas décadas. Existen múltiples teorías que pretenden explicar nuestra realidad (teoría M o de cuerdas, teoría de la supergravedad, ...) junto a las más extendidas, la relatividad y la teoría cuántica (por no olvidar la ansiada Teoría Unificada, que se supone unifica ambas teorías, "la de las cosas grandes (relatividad) y las de las cosas pequeñas (física cuántica)". Pero hace poco, un equipo de astrofísicos de universidades tan prestigiosas como Cambridge, Nueva Gales del Sur o Swinburne han publicado en la revista "Physical Review Letters" unos hallazgos que evidencian la variabilidad de una "constante", la llamada constante "alfa" o "de estructura fina de Sommerfeld".
Esta constante es la constante física fundamental que caracteriza la fuerza electromagnética (recordemos que existen cuatro tipos de fuerzas: nuclear fuerte, nuclear débil, gravitatoria y electromagnética). Sobre ella debemos decir que es adimensional. Aquí tenemos la fórmula de esta constante:


Según afirma dicho grupo de astrofísicos, mediciones realizadas a lo largo del universo visible han demostrado que el valor de la constante no es "constante" (valga la redundancia). Uno de los autores del presente estudio, John Webb, de la Universidad de Nueva Gales del Sur, ha afirmado que tras haber medido dicha constante en alrededor de 300 galaxias diferentes, se puede afirmar que el valor de dicha constante varía según un eje preferencial, es decir, que la variación está orientada (si nos desplazamos en un sentido crece, si nos desplazamos en el contrario, disminuye). Webb concluye que, de ser ciertas estas mediciones, "necesitamos nuevas teorías físicas para describirlas de manera satisfactoria".
Según se ha publicado en "Newscientist", Webb observó hace unos años la luz procedente de cuásares de galaxias muy lejanas (12.000.000.000 años luz). El estudio de los datos obtenidos evidenció que la constante de estructura fina era ligeramente menor en aquellas galaxias en el momento de la emisión de la luz. Recientemente, estudiando galaxias en otro sentido, se constató que el valor de la constante era ligeramente superior.
Otro de los autores del presente estudio, Michael Murphy, de la Universidad de Swinburne, afirma que este descubrimiento nos obligará a repasar nuestras leyes físicas. Según lo que sabemos, todas las constantes podrían variar a lo largo del Universo, haciéndonos necesitar, en palabras de Murphy, "una teoría mejor, más profunda".
En mi opinión, a pesar de lo desalentador que pueda parecer, esto arroja cierta cantidad de luz sobre una de las preguntas recurrentes de la Física: ¿las leyes físicas son las mismas en todo el Universo? ¿Han sido siempre las mismas? ¿Seguirán siéndolo?
Observatorio Keck (Hawaii) Uno de los observatorios desde donde se realizaron las mediciones
Fuentes:
www.tendencias21.net
es.wikipedia.org

Manu Gutiérrez