Historia de la Ciencia Diciembre 2018

Nacimientos

Hace 350 años…

Herman Boerhaave (31 de diciembre de 1668 – 23 de septiembre de 1738) – Químico holandés. Boerhaave tiene un carácter único en la historia de la ciencia que, aunque realizó pocos descubrimientos, tuvo una inmensa influencia en tres ramas: química, botánica y medicina. Estudió medicina en la Universidad de Leiden. En 1701 fue nombrado profesor de medicina en la Universidad de Leiden. Estudió química en forma autodidacta y realizó varios experimentos. En 1731 redactó sus lecciones en su libro “Elementa Chemiae” que fue el más importante de los primitivos textos de química, ya que recoge todos los conocimientos que se tenían entonces acerca de la química. Concibió la química como ciencia independiente de otra rama del saber, y se le reconoce el mérito de haber sido el primero en aplicar los principios newtonianos a la química (durante doce años fue el único partidario en la Ley de Newton) y, gracias a esto, adquirió un fundamento cuantitativo que nunca había tenido antes. Logró desterrar algunas creencias y nociones de la alquimia. En una serie de experimentos logró demostrar que la “materia ígnea” no tiene peso, y que una masa de hierro pesa lo mismo a la temperatura ambiente que cuando está al rojo. En 1729, separó de la orina la sal netivis urinae, esto es, la urea, cuyo descubrimiento se reconocería 50 años más tarde. 

Hace 275 años…

Marin Heinrich Klaproth (1º de diciembre de 1743 – 1º de enero de 1817) – Químico alemán. Cuando tenía ocho años, su familia empobreció por culpa de un incendio. Fue aprendiz de boticario, que según Scheele era uno de los mejores empleos para introducirse a la química, por lo que llegó a ser una eminencia en química. Fue profesor de química y catedrático de la Universidad de Berlín en 1810. Fue uno de los primeros en seguir las nuevas doctrinas de Lavoisier. Stahl, cuya teoría del flogisto había sido destronada por Lavoisier, era alemán y por aquel tiempo había una tendencia nacionalista en Alemania en contra de la “química francesa”. Alcanzó la fama principalmente por el descubrimiento de nuevos elementos. Su primer éxito, fue de gran importancia, pues en 1789 cuando estudiaba las propiedades de un mineral negro pesado, llamado pechblenda extrajo de él un compuesto amarillo que contenia un elemento desconocido. Obtuvo el óxido de dicho metal creyendo que era el metal en sí y le llamó uranio, aunque no se obtuvo en estado puro hasta 1841. Lo llamó uranio siguiendo la costumbre de los antiguos alquimistas que bautizaban los metales con nombre de planetas. El planeta Urano había sido descubierto por Herschel ocho años antes. En aquel mismo año, Klaproth obtuvo un nuevo óxido a partir del circón, piedra semipreciosa, y llamó circonio al nuevo metal, que en 1824 fue obtenido puro por Berzelius. En 1795 aisló el óxido de un metal nuevo que llamó titanio (por los titanes de la mitología griega), y al contrario de Lavoisier, carecía de ansías de fama, y reconoció que Gregor había descubierto este metal con anterioridad. Fue uno de los que reconocieron el telurio como un nuevo elemento, y le dio nombre, en honor de la Tierra. En 1803, a la vez que Berzelius y Hisinger, identificó el cerio, primero de las tierras raras. Su nombre fue dado por el asteroide Ceres, descubierto por Piazzi en 1801. Klaproth fue uno de los químicos analíticos mas destacados de su época y a veces se le considera como el padre de la química analítica. Fue pionero en la aplicación de métodos químicos en arqueología, estudiando monedas, vidrio y otros metales u objetos metálicos antiguos. Cuando se fundó la Universidad de Berlín en 1810, Klaproth fue su primer catedrático en química, puesto que conservó hasta su muerte. De 1793 a 1815 escribió “Contribución al conocimiento químico de las sustancias minerales”, en seis volúmenes, obra que le dio una gran fama.

Hace 200 años…

James Prescott Joule (24 de diciembre de 1818 – 11 de octubre de 1889) – Físico inglés. Joule era hijo de un opulento cervecero, lo que significaba que tenía medios para dedicarse a una vida de investigación. Estudió en la Universidad de Manchester, donde fue alumno de John Dalton. Fue secretario de la Sociedad Literaria y Filosófica de Manchester. Joule fue un fanático en lo que respecta a las medidas y aún en su luna de miel tuvo tiempo para inventar un termómetro para medir las temperaturas del agua en la parte superior e inferior de unas cascadas que fue a visitar. Antes de los veinte años publicaba trabajos en los que daba a conocer las temperaturas en relación con los motores eléctricos. En 1840 descubrió el Efecto Joule, la generación de calor al paso de una corriente eléctrica, y enunció la “Ley de Joule”, que afirma que la cantidad de calor desprendida es proporcional a la resistencia del conductor y al cuadrado de la intensidad de corriente. El efecto Joule se aplica en todos los aparatos donde se produce calor mediante una resitencia eléctrica. Prosiguió con sus medidas dedicando una década a medir el calor producido por todos los procesos que podía imaginar y en 1843, calculó el equivalente mecánico del calor, la cantidad de calor equivalente a un trabajo mecánico determinado. Para obtenerla, ideó diversos experimentos: agitó agua y mercurio con paletas contenido en un calorímetro, midiéndose con un termómetro el aumento de la temperatura del líquido, pasó agua a través de pequeños orificios para calentarla por fricción y dilató y contrajo gases. En todos estos casos calculó la cantidad de trabajo que había intervenido en el sistema y la cantidad de calor que había producido y halló, como Rumford había mantenido medio siglo antes, que las dos cosas, calor y trabajo, estaban íntimamente relacionadas. Una cantidad de trabajo siempre producía una cantidad particular de calor. En efecto, 41,800,000 ergios de trabajo, producían una caloría de calor. A esto se le llama “el equivalente mecánico del calor”. La primera descripción completa de Joule de sus experimentos y conclusiones apareció en 1847 y que los demás físicos de su tiempo no lograron ver los beneficios científicos de sus experimentos. Esto puede haber sido debido al hecho de que Joule era un cervecero y no un académico, así como también muchos de sus experimentos se basaban en pequeñas diferencias de temperatura, de modo que sus experimentos no eran espectaculares. La memoria original de su descubrimiento fue rechazada por varias revistas especializadas en la materia, y se vio forzado a presentarla en una conferencia pública en Manchester y entonces consiguió que, de mala gana, le publicase su conferencia un periódico local. Unos cuantos meses más tarde, consiguió presentar sus resultados ante una reunión científica poco propicia, y su presencia hubiera pasado inadvertida si no fuera por un joven de veintitrés años presente en el auditorio. Su nombre era William Thomson, conocido más adelante como Lord Kelvin. Sus comentarios sobre los trabajos de Joule fueron lo bastante agudos y lógicos para levantar interés y entusiasmo. Joule no fue el primero en determinar el equivalente mecánico del calor. Rumford lo había intentado, pero le había salido un valor demasiado alto, pero fue Joule quien lo hizo muy exacto para la época. Por eso en Joule recae la fama y en su honor una unidad de trabajo igual a 10,000,000 de ergios se llama julio. La determinación del equivalente mecánico del calor condujo a algo fundamentalísimo. Desde el tiempo de Newton y de Galileo, se entendía que la energía de un objeto lanzado hacia arriba no disminuía cuando el movimiento se hacia más lento. Sin duda ese movimiento invariablemente disminuía bajo la influencia de la gravedad, pero como el objeto perdía energía cinética (la enetgía en movimiento), ganaba energía potencial (la energía de posición). Cuando el objeto alcanzaba la máxima altura, estaba fijo momentáneamente y no poseía energía cinética, pero tenía gran cantidad de energía potencial. Cuando iniciaba la caída la energía potencial se había convertido en energía cinética y cuando alcanzaba el suelo de nuevo tenía toda la energía cinética con la cual se había lanzado hacia arriba. Teóricamente, la energía potencial y cinética, se intercambiaban sin pérdida, esto era la conservación de la energía mecánica. En realidad, la conservació se perdía por la resitencia del aire y por la fricción. Sin embargo, si el calor se reconoce como una forma de energía, y si se reconoce que la pérdida de energía mecánica por la fricción o resistencia del aire se equilibra por una ganancia de calor, y si la pérdida de otras formas de energía es siempre equilibrada por la ganancia de calor, entonces se tiene la sospecha que se conserva la energía total. Esta es la ley de conservación de la energía que establece que la energía no puede crearse de nada ni destruirse en nada, sino que puede cambiarse de una forma a otra. Esta es una de las importantes generalizaciones de la historia de la ciencia. Es tan importante en unión con el estudio de la acción recíproca del calor y del trabajo que frecuentemente se llama la primera ley de la termodinámica. Durante los años de 1850 siguió colaborando con su joven amigo Thomson. Juntos los dos demostraron que cuando se permite a un gas dilatarse libremente, su temperatura desciende ligeramente. Esta observación, establecida en 1862 se llama “efecto de Joule-Thomson” y se toma como evidencia para el hecho de que las moléculas de los gases tienen una atracción de poca importancia para las que la rodean. Es al vencer esta atracción y separarse por dilatación cuando las moléculas individuales pierden energía y por eso temperatura. Esto resultó ser una consideración muy importante para la obtención de temperaturas extremadamente bajas. Joule también descubrió el fenómeno de magnetostricción por el cual una barra de hierro cambia algo de longitud cuando se magnetiza. Joule fue elegido para la Royal Society en 1850, recibió la Medalla Copley de 1866 y la Royal Medal de 1852. Fue presidente de la Asociación Británica para el fomento de la ciencia en 1872 y 1887. En honor a Joule se ha dado su nombre a la unidad de trabajo o energía en el sistema internacional de unidades.

Hace 175 años…

Heinrich Hermann Robert Koch (11 de diciembre de 1843 – 27 de mayo de 1910) – Biólogo alemán. Estudió en la Universidad de Gotinga, graduándose en 1866. Fue médico militar en la guerra francoprusiana en 1870 y ejerció medicina en Wollstein y en Breslau. En 1880 marchó a Berlín, al Departamento Imperial de Sanidad. En 1891 fue nombrado director del Instituto de Enfermedades Infecciosas de Berlín. Se le considera el padre de la bacteorología. Sus métodos de experimentación exhaustivos abrieron una época en la investigación médica. Estableció la ley de Koch, que define cuatro condiciones para averiguar si un microbio es el agente causal de una enfermedad: a) el microorganismo ha de estar presente en todos los casos de la enfermedad, b) Debe obtenerse un cultivo puro de dicho microorganismo, c) la inoculación del cultivo ha de producir la enfermedad en los animales capaces de sufrirla, d) debe obtenerse de nuevo un cultivo puro de estos animales y repetir el experimento con éxito. En 1876 estudió el bacilo del ántrax o carbunco, descubierto por Casimir Davaine a partir de los hallazgos de Louis Pasteur. Koch demostró que este bacilo es el causante de la enfermedad y descubrió su ciclo vital y la manera en que tiene lugas la infección. Inventó diversas técnicas para el cultivo de microorganismos y métodos de tinción y fotografía microscópica, que le permitieron descubrir seis bacterias diferentes que causan infecciones en las heridas. Después de muchos esfuerzos, en 1882 halló el bacilo de la tuberculosis, que se llamó bacilo de Koch, muy difícil de cultivar fuera del cuerpo. En 1890, trató de obtener una vacuna curativa a partir de los cultivos del bacilo, la tuberculina, pero su valor protector resultó prácticamente nulo, aunque después se convirtió en un medio importante para el disgnostico de la tuberculosis. Tras marchar a Egipto, con ocasión de una epidemia de cólera, se trasladó a la India, donde en 1883 identificó el vibrión colérico como la causa de esta enfermedad. También halló los microorganismos causantes de la disentería amebiana y la conjuntivitis. Investigó la lepra, la peste bubónica, la enfermedad del sueño y el paludismo. Ideó un método de búsqueda de medicamentos contra las enfermedades, basado en pruebas exhaustivas del efecto de diversas sustancias químicas sobre animales de experimentación, que se aplicó con éxito durante todo el siglo XX. En 1905, Koch recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por el descubrimiento del bacilo de la tuberculosis.

Hace 150 años…

Fritz Haber (9 de diciembre de 1868 – 29 de enero de 1934) – Químico alemán. Estudió química en las universidades de Berlín, Heidelberg y Zurich, y trabajó en las de Jena y Karslruhe. Trabajó en electroquímica y en 1909 inventó un electrodo de cristal del tipo que ahora se usa corrientemente para medir la acidez de una solución detectando el potencial eléctrico producido a través de una pieza de cristal fino. Este es el método más común para rápidas medidas de lo que Sorensen aquel mismo año empezó a llamar pH. En 1911 fue nombrado director del Instituto de Química Física Kaiser Wilhelm de Berlín, donde permaneció hasta 1933, año en que, perseguido por la política racista de Hitler, se trasladó a Cambridge, Inglaterra. Investigó en electroquímica y termodinámica, y en 1909 descubrió el llamado proceso de Haber para la síntesis del amoniaco a partir del nitrógeno del aire e hidrógeno obtenido por la hidrólisis del agua. La mezcla se calienta a una temperatura de 900° C y se somete a una presión de 200 a 1,000 atmósferas en presencia de un catalizador formado por limaduras de hierro, óxido de aluminio y óxido de potasio. El proceso revolucionó la economía alemana, pues permitía obtener fertilizantes baratos y explosivos. Gracias a esto, Alemania no se quedó sin municiones y alimentos durante la Primera Guerra Mundial, cono consecuencia del bloqueo marítimo británico. Durante la guerra, Haber puso su laboratorio a disposición del gobierno alemán y desarrolló los distintos gases venenosos utilizados por su ejército (cloro, fosgeno y gas mostaza o iperita). Por esta razón, fue muy discutido por otros científicos, por ejemplo, Ernest Rutherford se negó a encontrarse con él cuando estaba en Cambridge en 1933. Haber se justificaba con razones patrióticas y sostenía que el objetivo de la ciencia es mejorar a la humanidad. Max Born, sin embargo, afirmaba que existe un límite moral que no debe sobrepasarse en las aplicaciones bélicas de la ciencia. En 1918, Haber recibió el Premio Nobel de Química por su proceso para la síntesis del amoniaco. En 1932 recibió la Medalla Rumford.

Muertes

Hace 350 años

Henry Power (en el año 1623 – 23 de diciembre de 1668) – Físico inglés. Publicó artículos sobre microscopia, la teoría corpuscular, los experimentos de Torricelli y el vacío. En una serie de experimentos con Richard Towneley, descubrió la relación entre la presión y el volumen de un gas que más tarde sería conocida como la Ley de Boyle.

Hace 200 años

Johann Gottlieb Gahn (19 de agosto de 1745 – 8 de diciembre de 1818) – Químico sueco. Gahn nació en una ciudad minera y empezó su vida de minero, por lo que se le hizo fácil introducirse en la ciencia de la minerología. Fue alumno de Bergman y avanzó mucho en el uso del soplete, instrumento de gran aplicación analítica introducido por Cronstedt y fue Gahn quien enseñó a Berzelius las técnicas del mismo. El gran avance que Gahn dio a la minerología lo demuestra el hecho de que un mineral de aluminato de zinc se conoce como gahnita, aunque su logro más importante la constituye el haber aislado el manganeso metálico en 1774. Se le ha adjudicado el título de descubridor de este metal, a pesar de que su amigo Scheele hizo bastante del trabajo preliminar para aislarlo. En colaboración con Scheele, Gahn descubrió en 1770 que el fósforo era uno de los componentes principales de los huesos. Gahn tuvo una conexión con la historia americana, pues durante la guerra revolucionaria hubo necesidad de cobre en la nueva nación para forrar los barcos y fue una de sus compañías mineras la que se encargó de abastecer de cobre a los Estados Unidos.

Hace 125 años

Johann Rudolf Wolf (7 de julio de 1816 – 6 de diciembre de 1893) – Astrónomo suizo. Wolf estudió astronomía en Zurich, Viena y Berlín y fue profesor de física y matemáticas en Berna. En 1847 fue director del observatorio de Berna. En 1855 fue nombrado profesor de astronomía en la Universidad de Zurich. En 1864 fue nombrado Director del Observatorio de Zurich. Fue un gran escritor de matemáticas, física y astronomía. Su obra más famosa fue Historia de Astronomía publicada en 1877 y Manual de Astronomia de 1893. Dentro de sus investigaciones destaca su interés por las manchas solares 1ue empezó en 1847. Realizó sus propias observaciones de las manchas solares durante 46 años. Quedó muy impresionado con el descubrimiento de Schwabe del ciclo de 11 años y empezó a realizar una serie de observaciones históricas para determinar la variación del número de manchas solares hechas por astrónomos.  De estas anotaciones, definió el Número de Wolf, que es una fórmula que mide el número y tamaño de las manchas solares. Fue el primero en notar la posible existencia en el registro de manchas solares de un periodo de modulación más largo que fue de 55 años. En 1852 independientemente de otras cuatro personas anunció la coincidencia entre el ciclo de las manchas solares de 11 años y los ciclos de actividad geomagnético, asi como de las auroras boreales.  Wolf informó de los resultados de sus investigaciones históricas en las manchas solares en su “Astronomische Mittheilungen”. El número de manchas solares de Wolf, continuó usándose en el Observatorio de Zurich hasta 1979. 

Hace 25 años

Wolfgang Paul (10 de agosto de 1913 – 7 de diciembre de 1993) – Físico alemán. Estudió en las Universidad de Berlín y Kiel. Trabajó en la Universidad de Bonn. En los años cincuenta desarrolló un método experimental que permite atrapar durante largos periodos de tiempo un pequeño número de iones en una trampa electromagnética. Este método permitió revolucionar la espectroscopía atómica, abriendo una nueva línea de investigación (la espectroscopía de trampa de iones) que permite aislar unos pocos átomos, excitarlos mediante haces de luz láser y estudiar con más facilidad su espectro de energía, analizando la luz fluorescente liberada por los iones al volver al estado normal, no excitado. El método fue utilizado posteriormente por Hans Dehmelt para observar y excitar electrones e iones aislados. En 1989, recibió el Premio Nobel de Física. Fue miembro de la Academia Alemana de Ciencias Naturales.

Efemérides de la Ciencia y el Espacio

Hace 50 años

Lanzamiento del Apollo 8 – El 21 de diciembre de 1968 fue lanzada la segunda misión tripulada del Programa Espacial Apolo de los Estados Unidos. Fue la primera misión tripulada en salir de órbita terrestre y orbitar a la Luna y finlamente regresar a la Tierra. La tripulación, de tres astronautas fueron: el Comandante Frank Borman, Piloto del módulo de comando James Lovell y Piloto del Módulo Lunar William Anders. Fueron los primeros humanos en salir de órbita terrestre baja, los primeros en ver a la Tierra completa, los primeros en ver el lado oculto de la Luna y los primeros en ver el amanecer de la Tierra desde la Luna. El Apolo 8 tardó 3 dias en llegar a la Luna. Orbitó diez veces a lo largo de 20 horas, durante este tiempo la tripulación realizó una transmisión televisada. Esta transmisión fue la más vista de la historia hasta entonces.