Científicas, Matemáticas y Astrónomas: Émilie du Châtelet

En la serie Científicas, Matemáticas y Astrónomas hoy os presentamos a Gabrielle Émilie Le Tonnelier de Breteuil, Marquise du Châtelet.

Nació en París, Reino de Francia, el 17 de diciembre de 1706 como hija de Louis Nicolas le Tonnelier de Breteuil, Secretario Principal de Luis XIV, lo que le permitió, desde una posición más que acomodada, vivir en el ambiente de la corte francesa. Puesto que el matrimonio ha sido el destino que la Sociedad ha reservado a las mujeres hasta no hace mucho tiempo, sus padres se ocuparon de que recibiera la educación adecuada para moverse cómodamente entre las capas sociales de la burguesía y la aristocracia. Recibió clases de danza, y canto, artes en las que demostró unas cualidades notables. Pero quizás a diferencia de otras mujeres, puede que con el fin de convertirla en una joven más fácilmente casadera, recibió clases de esgrima, equitación y también de idiomas. A los doce años se expresaba con fluidez en latín, italiano, griego y alemán, lo que con el tiempo le permitiría realizar traducciones de los clásicos grecolatinos al francés.

Émilie du Châtelet.
Retrato de Maurice Quentin de La Tour

A parte de esta educación útil para el lugar que debería ocupar en la Francia anterior a la revolución de 1789, recibió además una educación científica que le permitió iniciarse en la física y las matemáticas. A pesar de su formación científica y su carácter ciertamente rebelde, el 20 de Junio de 1725, cumpliendo con el contrato social de su posición, contrajo un matrimonio de conveniencia con el marqués Florent-Claude du Châtelet. Apenas tenían nada en común que pudiera servirles para llevar una vida feliz, por lo que después de tener su tercer hijo y considerar que había cumplido con lo que se esperaba de ella, acordó con su marido mantener su matrimonio pero con la libertad suficiente por ambas partes como para vivir sus vidas de modo independiente. Así mientras él cumplía con sus obligaciones militares fuera de París, ella permaneció bajo la influencia de la corte.

Con un alto grado de libertad Émilie mantuvo varios amantes de los que no sólo disfrutó el placer del amor, sino que también aprendió de ellos todo cuanto pudo y compartió la fascinación por el conocimiento y el saber que a cada uno le era propio. Tres de ellos fueron los más conocidos: con 24 años Émilie compartió sus días con el duque de Richelieu con el que departía sobre filosofía y literatura, un amor que duró tan sólo un año y medio. Durante ese tiempo descubrió las teorías de Newton y el propio duque la impulsó para que profundizara sus conocimientos en matemáticas, de modo que, tras conocer a Moreau de Maupertuis, éste se convirtió en su tutor en geometría y también en su nuevo amante. Moreau era astrónomo, matemático y físico y también compartía su interés por las nuevas teorías sobre gravitación que llegaban desde Inglaterra, causa por aquellos días de acalorados debates en la Academia de Ciencias. Finalmente, la cada vez mayor actividad científica de Émilie la llevó a conocer al autor de Cándido, Voltaire, con el que viviría durante quince años en la villa de éste en Cirey-sur-Blaise en el Alto Marne.

Les Élements de la Philosophie de Newton,

de Voltaire. Émile aparece como su musa.

Durante los años que vivieron juntos, de mutuo aprecio y respeto como diría el propio Voltaire, Émilie profundizó en las teorías sobre el concepto de energía en los cuerpos en movimiento, y partiendo de las teorías de Gottfried Leibniz, perpetuo rival de Newton, más los resultados experimentales de Gravesande, llegó a la formulación correcta de que la energía cinética de un cuerpo es proporcional a su masa y al cuadrado de su velocidad, exponiendo sus conclusiones en 1737, tesis que contradecía la opinión del propio Newton, Voltaire, y otros que pensaban que la energía era directamente proporcional a la velocidad y no a su cuadrado.

En 1749 Émile descubre que está embarazada del poeta el poeta Jean François de Saint-Lambert y, anticipando su más que posible terrible destino, trabajó para concluir la traducción al francés de la monumental obra Principia Mathematica de Newton, texto al que ella añadió algunos comentarios sobre la conservación de la energía. No resulta sorprendente por tanto el comprobar con cierta distancia como en mecánica clásica, la afirmación de Émilie, E = 1/2 m v^2, se verá completada siglos más tarde por Einstein en la mecánica relativista, E = m c^2.

El 10 de septiembre de 1749, y como ella misma temía, Émilie fallece como resultado de complicaciones e infecciones tras el parto. Así nos dejó la mujer de la que Voltaire dijo "Un gran hombre, cuyo único defecto fue ser mujer". Entre provocación y halago, no deja de recordarnos que incluso en una época de incipiente Razón, y en la mente de uno de los mayores genios de la historia, el hecho de ser mujer era, cuando menos, sorprendente.

Hoy millones de niños y niñas en el mundo aprenden cada día las viejas fórmulas sobre energía cinética y potencial; pero es tan cierto como que las manzanas caen de los árboles atraídas por la fuerza de la gravedad, que casi todos ellos ignorarán la contribución de Émilie. A Newton, desde luego, lo recordamos por su genial formulación sobre la gravedad, sin embargo a ella y a otras muchas las ignoramos por la fuerza de la costumbre y la tradición, a pesar de que los conocimientos y el saber que nos han regalado permanecen grabados en nuestras mentes desde siempre y para siempre.

Nuestros telescopios

En este artículo queríamos presentaros brevemente el equipo astronómico del que disponemos. No es gran cosa pero para nivel aficionado tampoco está tan mal.

Empezaremos por la joya de la corona, nuestro telescopio Celestron Schmidt-Cassegrain StarSense Explorer DX 6 adquirido en 2023. Los telescopios Schmidt-Cassegrain disponen de una gran longitud focal en un tubo bastante corto, lo que permite transportarlos con relativa facilidad; digamos que son telescopios todo-terreno, toman mucha luz y proporcionan buenos aumentos, no tanta luz como un reflector (o Newton), no tantos aumentos como un refractor, pero combina lo bueno de ambos. La luz incide sobre una placa correctora esférica tipo Schmidt y se proyecta sobre el espejo principal, también esférico. La luz reflejada por el espejo pincipal se refleja en otro espejo secundario que la devuelve al principal, pero ahora la luz pasa por el orificio que el espejo principal tiene en su centro y llega al enfocador situado en el extremo inferior del tubo.

Recorrido de luz en un Schmidt-Cassegrain

Es una óptica que ofrece buena imagen, contraste y nitidez, excelente para la observación planetaria. Nuestro Celestron tiene montura altazimutal, lo que permite mover el telescopio y orientarlo de manera muy intuitiva. También está indicado para astrofotografía planetaria e incluso, con la cámara adecuada, para hacer pinitos en astrofotografía de espacio profundo.

Además los telescopios StarSense Explorer incoporan un sitema de guiado a través de cualquier teléfono móvil que se integra con el propio telescopio a través de una aplicación Celestron. El teléfono reconoce la vista del cielo y la aplicación le indica lo que ve la cámara o como mover el telescopio para ir a un punto deseado.

Celestron StarSense Explorer DX 6

Sus especificaciones técnicas son:

Tipo: Catadióptrico Schmidt-Cassegrain

Apertura: 150 mm

Focal: 1,500 mm

Resolución: 0.92''

Valor límite: objetos de mangitud 12.7 

Capacidad colectora de luz: 460 veces la humana

Ampliación útil máxima: x300

Montura: Altazimutal de un brazo, movimiento manual

Seguimos con nuestro venerable Meade ETX90 Maksutov-Cassegrain GoTo adquirido en 2005. La óptica de los Maksutov-Cassegrain es extremadamente compacta y está formada por un espejo y una lente "de menisco" o Maksutov en la parte delantera del tubo que facilita una imagen muy nítida sin aberración cromática. Su sistema GoTo permite, una vez alineado correctamente el telescopio, hacer seguimiento automático de miles de objetos presentes en su base de datos.

Recorrido de luz en un Maksutov-Cassegrain

Dispone de montura altazimutal motorizada que mueve el telescopio con movimientos horizontales y verticales. Y además tiene también una cuña ecuatorial integrada lo que permite al telescopio hacer capturas fotográficas de larga exposición.

Los telescopios Maksutov-Cassegrain ofrecen una gran distancia focal a pesar de su reducido tamaño, lo que los convierte, al igual que sus primos Schmidt en auténticos todo-terreno; muy indicados para los aficionados principiantes o intermedios,  y permiten iniciarse en la astrofotografía, tanto planetaria como de espacio profundo, además de ser útiles en fotografía terrestre diurna.

Meade ETX-90

Sus especificaciones son:

Tipo: Catadióptrico Maksutov-Cassegrain

Apertura: 90 mm

Focal: 1,250 mm

Resolución: 1.28''

Valor límite: objetos de mangitud 11.6 

Capacidad colectora de luz: 170 veces la humana

Ampliación útil máxima: x180

Montura: Altazimutal de dos brazos, movimiento GoTo computerizado

SvBony SV 35

Finalmente hablaremos del primer telescopio de Iria, el pequeño Svbony SV35; un refractor para iniciarse en la astronomía, muy ligero y que se puede llevar a cualquier parte. Dispone de un soporte para hacer fotografías con un teléfono móvil y, como todos los telescopios de estas características, es bueno para contemplar la luna y jugar con él. Aun así la óptica no es mala en absoluto y es, posiblemente, uno de los mejores telescopios para niños. Sus especificaciones son:

Tipo: Refractor

Apertura: 70 mm

Focal: 400 mm

Ampliación útil máxima: x120

En cuanto a accesorios, disponemos de un adecuado número de oculares de diversas calidades, un par de lentes Barlow 2x y 3x, así como de filtro polarizador lunar y hasta un anillo T para cámara réflex analógica. Y, desde luego, mencionaremos nuestro puntero láser astronómico que hace las delicias de toda nuestra audiencia.

Para el futuro inmediato estamos pensando en adquirir una cámara planetaria que se pueda usar con el Celestron para fotografiar planetas y tal vez con el Meade para hacer intentos en espacio profundo. Seguiremos informando :)

Belka y Strelka, un final feliz.

Aunque nadie podrá arrebatarle a Laika el título de Perra más Famosa de la Historia, ni el hecho de haber sido el primer ser vivo en orbitar alrededor de nuestro planeta, hoy queremos hablaros de otros dos grandes protagonistas del Programa Espacial Soviético con Perros: Strelka y Belka, primeros seres vivos en viajar al espacio y regresar con vida a la Tierra, y también de algunos otros de sus amigos perrunos.

Dezik y Tsygan

El Programa Soviético para Perros en el Espacio había empezado en 1951 con ensayos en cohetes geofísicos que alcanzaban altitudes de 100 kilómetros, ya entonces se hicieron famosos los perros Dezik y Tsygan, los primeros en alcanzar el límite convencional entre la atmósfera y el espacio. Las pruebas y ensayos de todo tipo siguieron en dos fases más con cohetes que alcanzaban los 450 kilómetros de altitud. Muchos perros participaron en ellos, y lamentablemente tampoco fue pequeño el número de los que murieron en alguno de los lanzamientos, hasta 15, entre ellos el propio Dezik en su segundo vuelo. 

Valiente con un compañero de viaje

De entre los que sobrevivieron haremos especial mención de Otvzhnaya (Valiente), que completó al menos cinco vuelos espaciales, o seis según algunas otras fuentes.

Tras la muerte de Laika, en el primer vuelo orbital, se decidió que los futuros ensayos serían diseñados con el objetivo de retornar sanos y salvos a los animales que participaran en ellos, y así nació un nuevo tipo de nave, la Sputnik-5-1, prototipo de la Vostok; pero su primer vuelo también fracasó, y los dos perros que volaron tras Laika, Lisichka y Chayka, murieron en una explosión a los 38 segundos del lanzamiento.

Así llegamos a agosto de 1960, cuando los protagonistas de nuestro artículo alcanzaron, nunca mejor dicho, las estrellas. Белка (Belka o Ardilla) y Стрелка (Strelka o Pequeña Flecha) viajaron al espacio abordo del Sputnik-5 el 19 de Agosto de 1960. No fueron solos en este viaje, sino que disfrutaron de la compañía de 42 ratones, un conejo, dos ratas y un buen número de moscas, plantas y hongos. Y tras 27 horas en órbita y dar 17 vueltas alrededor de nuestro planeta, aterrizaron sanos y salvos, conviertiendo así a Belka y Strelka en los primeros seres vivos que sobrevivieron a un viaje orbital.

Belka y Strelka

El vuelo fue un éxito científico y tencológico, aportando información imprescindible sobre factores fisiológicos, bioquímicos, genéticos y citológicos de animales y plantas. En particular los estudios mostraron que Belka y Strelka sufrieron diversos niveles de stress durante el vuelo orbital, especialmente en el caso de Belka, pero que las desviaciones sobre indicadores normales se recuperaron rápidamente al volver a la Tierra. Se decidió así limitar la duración del vuelo del primer ser humano en el espacio; podemos decir que Belka predeterminó el vuelo de una órbita de Yuri Gagarin.

Belka y Strelka siguieron viviendo cómodamente en el Instituto de Investigación Médica Aeronáutica y Espacial, donde Strelka dio a luz a una camada de seis cachorritos. Tras la muerte natural de los héroes caninos, fueron disecados y hoy se pueden ver en el Museo de Cosmonáutica de Moscú.

El Sistema Solar es... graaaaaande! (Segunda Parte) y alguna cosa más.

Retomemos el viaje que iniciamos en un artículo anterior para recorrer nuestro Sistema Solar en un modelo a escala que, recordemos, situaba al Sol como una esfera de 2 metros de diámetro en la plaza de Cózar. Habíamos llegado al Cinturón de Asteroides y es hora de alejarnos hasta el más grande de los planetas, algunas veces denominado como una estrella fallida, su majestad celestial Júpiter, al que encontraremos en el camino del Cementerio, a 1 Kilómetro y 120 metros del Sol, representado por una pelota de 20 centímetros de diámetro, como esas pequeñas pelotas de gomaespuma con las que juegan niñas y niños pequeños.

Comparativa Júpiter, Tierra-Luna, Io.

Pero miremos con atención en los alrededores de la pelota y veremos cantidad de pequeñas, pequeñísimas bolitas. Cuatro de ellas podrían llamar nuestra atención, son las lunas de Galileo, los cuatro satélites principales de Júpiter observados por primera vez por el padre de la Física Moderna. Son Io, una bolita de 5,2 milímetros de diámetro a 60 centímetros de Júpiter; Europa, de 4,5 milímetros, más pequeña que nuestra Luna, a casi 1 metro de la pelota de goma; Ganímedes, de 8 milímetros, a metro y medio del Planeta Rey, siendo así el mayor de todos los satélites del Sistema Solar; y Calisto, de 7 milímetros a 2 metros y 70 centímetros de nuestro Júpiter de goma.

Es hora de dirigirnos al planeta favorito de la observación astronómica, Saturno y sus anillos. Para encontrarlo tendremos que tomar el Camino de la Casa del Monte y a 2 Kilómetros del Sol, al poco de pasar la curva a la izquierda de este camino marcada por una vieja señal, encontraremos una pelota de 16,7 centímetros de diámetro. Es una pelota algo especial porque la rodean tres aritos a unos 3, 5 y 9 centímetros de su superficie. Además, a metro y 75 centímetros del centro de Saturno veremos otra bolita, de 7,4 milímetros de diámetro, Titán, el segundo mayor satélite del Sistema Solar.

Saturno fotografiado por Cassini-Huygens

Dejamos atrás las dos mayores atracciones de nuestro hogar en la Vía Láctea y toca ahora armarse de paciencia para alcanzar los dos otros gigantes del Sistema. Localizamos a Urano a 4 Kilómetros y 130 metros del Sol, justo en el cruce entre las carreteras de Torrenueva y Valdepeñas, representado por una pelota de 7,3 centímetros, algo mayor que una pelota de tenis. Finalmente llegaremos a Neptuno si nos alejamos a 6 Kilómetros y 470 metros del Sol, por ejemplo en las ruinas de Xamila, ya en Infantes, y lo reconoceremos como otra pelota de tenis algo sobredimensionada de 7 centímetros de diámetro. A medio metro de Neptuno repararemos en una bolita de 4 milímetros de diámetro, es Tritón, su satélite principal.

A continuación podemos ver la representación en Google Maps del Sistema Solar Exterior Cozareño:

Sistema Solar centrado en Cózar.

Ah, pero, ¿todavía queréis ir más lejos? Recordad que nuestro modelo se ha originado tomando como referencia el Sol, transformado en una gran esfera de 2 metros de diámetro, lo que indica que estamos usando la escala 1:696.000.000, en la que 1 metro representa 696,000 Kilómetros, y con esta gigantesca escala para llegar a Neptuno estamos ya a las puertas de Villanueva de los Infantes. 

¿Dónde podríamos encontrar a Plutón, el planeta enano que domina la región llamada Cinturón de Kuiper? Tendríamos que alejarnos a 8,4 kilómetros del Sol, más o menos en el centro de Torre de Juan Abad. Y para alcanzar Eris, el mayor planeta enano descubierto hasta ahora en el Disco Disperso, nos alejaremos a 14,6 Kilómetros, como al extremo sur de Villamanrique. En el propio Disco quedarían incluidas Almedina, Santa Cruz de los Cáñamos, Puebla del Príncipe, Montiel, Villahermosa, parte de Infantes (la otra parte en el Cinturón de Kuiper), parte de Carrizosa, Alcubillas, Pozo de la Serna, el embalse de La Cabezuela y la mismísima Cabeza del Buey, rozando Castellar de Santiago, prácticamente la comarca entera del Campo de Montiel. Veámoslo en el mapa:

Cinturón de Kuiper y Disco Disperso con centro en Cózar.

Hemos llegado a los límites convencionales del Sistema Solar pero no nos queremos despedir sin algunos otros datos interesantes que nos ayuden a imaginar la inmensidad del Cosmos.

Si en nuestro modelo quisiéramos representar Alpha Centauri, la estrella (en realidad una estrella triple) más cercana a nuestro Sol y situada a 4,4 años luz (más de 41 billones de kilómetros) tendríamos que hacerlo a casi 60.000 kilómetros de Cózar. Puesto que no hay nada sobre la superficie de la Tierra a tanta distancia, para situar nuestra esfera, en este caso de 2,5 metros de diámetro que representara a Alpha Centauri, nos tendríamos que subir a una nave espacial que nos llevara al límite convencional de la magnetosfera, campo magnético que rodea la Tierra y la protege de partículas cargadas procedentes del Sol.

Andrómeda, un billón de bolitas :)

¿Y si queremos llegar al centro de nuestra galaxia en nuestro modelo? Dicho centro se situa a unos 25.000 años luz, por lo que en nuestro modelo tendríamos que viajar a 337 millones de kilómetros, es decir más allá del Cinturón de Asteroides. 

Tomemos aire para recapacitar, situando el Sol en el centro de nuestro pueblo, representado por una pelota de 2 metros, para representar el centro de la Via Lactea tendríamos que viajar más allá de Ceres, acercándonos a la órbita de Júpiter.

Y para acabar de reventar nuestra capacidad de imaginar, ¿dónde tendríamos que situar, en nuestro modelo, nuestra galaxia hermana Andrómeda, que en realidad está a 2 millones y medio de años luz? Nada más fácil, vayamos a 35 mil millones de kilómetros de la Tierra, es decir acerquémonos a la Alpha Centauri real, cosa que ninguna nave ha hecho jamás ni de lejos, y coloquemos allí un billón de globos. Si has llegado hasta aquí recuerda que, a escala cósmica, apenas hemos dado un solo paso.