Fernández, R. H. (2021) comenta que este descubrimiento lo dio a conocer en 1800 a la Royal London Society donde muchos científicos estudiaron sus propiedades. Posteriormente se confirmó el invento y se le otorgó el crédito de su descubrimiento. Este suceso generó grandes cambios, como el paso de la electrostática a la electrodinámica.
Además de lo ya mencionado abrió un campo inesperado de temas de investigación al permitir generar corrientes continuas. Dichas corrientes dieron lugar a la observación de muchos fenómenos hasta entonces nunca vistos. Uno de ellos fue la relación entre el magnetismo y la electricidad, vista por el danés Hans Cristian Oersted en 1820. Observando la creación de un campo magnético alrededor de una línea de corriente. Todo esto es expuesto por González Galindo, S. (2020).
Segun Munevar Espejo, C. (2019) es ello junto a otras muchas propiedades lo que describe Maxwell en su libro "Tretease on electricity and magnetism" el cual es una formulación matemática de las leyes de la electrostática, electrodinámica e inducción magnética, donde presenta sus 4 ecuaciones. Que en su forma diferencial son:
𝛁 ∙ 𝑬 = 𝜌 𝜀0 ,
𝛁 ∙ 𝑩 = 0 ,
𝛁 × 𝑬 = − 𝜕𝑩/𝜕𝑡 , y
𝛁 × 𝑩 = 𝜇0𝑱 + 𝜇0𝜀0 𝜕𝑬/𝜕𝑡.
Estas cuatro ecuaciones describen todos los fenómenos eléctricos y son la conclusión de reunir en ellas largos años de resultados experimentales, debidos a Coulomb, Gauss, Ampere, Faraday, etc.
Además de ello Peralta, J. A., & Vázquez, L. Q.(2020) nos muestra como Maxwell manipuló las fórmulas y el resultado de ello fue una ecuación conocida en física como ecuación de ondas:
𝜕²𝐸/𝜕𝑡² = 𝑐²(𝜕²𝐸/𝜕𝑥²) , y
𝜕 2𝐵 𝜕𝑡²= 𝑐²(𝜕²𝐵/𝜕𝑥²).
Pudiendo despejar de ellas la velocidad de la onda respecto al medio por el que se propaga dicha onda. Por tanto, la variación de los campos eléctricos o magnéticos se desplazan en el vacío como una onda con velocidad:
𝑐 = 1 √(𝜇0𝜀0)
Donde 𝜇0 representa la permeabilidad eléctrica y 𝜀0 la permitividad eléctrica.
Como menciona Peralta, J. A., & Vázquez, L. Q.(2020) al evaluar la permitividad eléctrica y permeabilidad eléctrica correspondientes al vacío resultaba una velocidad de unos 300.000 kilómetros por segundo, coincidiendo con la velocidad de la luz. Por tanto, Maxwell concluyó que la luz era una onda electromagnética.
Sin embargo, había dos grandes problemas en todo ello, el primero era que las ecuaciones de Maxwell requerían que la velocidad de la luz sea constante, pero si la luz era una onda que se propagaba en un medio estático un detector de luz que se moviera en relación a la fuente de luz debería detectar un cambio en su velocidad. González Galindo, S. (2020).
Al inicio se pensó que la razón de dicho error era su condición de ser una teoría emergente, pero luego de muchos intentos de cambiarlas, como explica Flores Reyna, A. (2019) y Aguilar Sandoval, M. (2017) concluyeron que dichas ecuaciones son correctas. Y fue el experimento de Michelson y Morley el que confirmó la idea, la velocidad de la luz era constante.
El segundo problema para Flores Reyna, A. (2019) fue que la Teoría de Maxwell no cumplía las transformaciones de Galileo cuando el sistema de referencia inercial varía. Munevar Espejo, C. (2019) comenta que Hendrik Lorentz (premio nobel de la física en 1902) encontró unas transformaciones que garantizan la invarianza, estas son las que actualmente se conocen como transformaciones de Lorentz.
Es claro que, en el marco de la física clásica ni los resultados experimentales, como es el caso de Michelson y Morley, ni la teoría expuesta por Maxwell tenían cabida. Estos sucesos originaron nuevas exigencias, en primer lugar, la necesidad de que se explicara por qué la velocidad de la luz permanecía constante en cualquier dirección independientemente de la velocidad del receptor. En segundo lugar, era imprescindible recuperar la exigencia de que las leyes de la física se mantuvieran constantes en diferentes sistemas inerciales.
Peralta, J. A., & Vázquez, L. Q.(2020) y Aguilar Sandoval, M. (2017) mencionan que grandes nombres de la ciencia de aquellos años trataron de resolver dichas anomalías, entre físicos y matemáticos, pero fue Einstein, quien propuso una teoría nueva, donde eliminó todas estas incoherencias. La Relatividad Especial. Para ello se tuvo que modificar radicalmente las nociones antiguas, de tiempo, espacio, masa y energía, consiguiendo así darle a la velocidad de la luz su característica de ser constante.
Este fue un proceso evolutivo de la ciencia, donde cada cambio, como fue la pila de Volta causaba de forma directa o no, uno nuevo, como fue la Relatividad Especial, rompiendo los paradigmas de la física clásica, y otorgando un nuevo enfoque de estudio a la ciencia.
Referencias:
Aguilar Sandoval, M. (2017). El papel de las prácticas científicas de medición en el surgimiento del concepto de espacio-tiempo en la relatividad especial y general. [Maestría en Humanidades]. Universidad autónoma metropolitana unidad Iztapalapa división de ciencias sociales y humanidades.
https://scholar.archive.org/work/a266fxvsxvfydjmi5ghx62idlm/access/wayback/http://bindani.izt.uam.mx/downloads/8w32r5616
Fernández, R. H. (2021). Alessandro Volta, de la electricidad animal a la pila eléctrica. La cosmovisión de los grandes científicos del siglo XIX: convicciones éticas, políticas, filosóficas o religiosas de los protagonistas del siglo de la ciencia (pp. 119-128). Tecno
https://www.academia.edu/download/66192453/2021._Cosmovision_CXIX._Volta.pdf6
Flores Reyna, A. (2019) Sistema matemático de signos en la comprensión de los marcos de referencia, simultaneidad y tiempo, en la relatividad especial. [Tesis de Doctorado, Centro de investigación y de estudios avanzados del instituto politécnico nacional unidad Zacatenco]. Repositorio CINVESTAV.
https://repositorio.cinvestav.mx/bitstream/handle/cinvestav/1026/SSIT0016131.pdf?sequence=1
González Galindo, S. (2020). El espacio de Minkowski. la relatividad especial. (Trabajo Fin de Grado Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla.
https://idus.us.es/handle/11441/115206
Munevar Espejo, C. (2019). Las ecuaciones de Maxwell, una estrategia tecnológica para abordar fenómenos que relacionan la relatividad especial con el electromagnetismo [Tesis de licenciatura, Universidad Pedagógica Nacional]. Repositorio institucional de la Universidad Pedagógica Nacional.
http://repositorio.pedagogica.edu.co/handle/20.500.12209/12014
Peralta, J. A., & Vázquez, L. Q.(2020) El papel de las ecuaciones de Maxwell en la invención de la Relatividad Especial. Departamento de Física, ESFM-IPN, México D.F., México.
https://www.esfm.ipn.mx/assets/files/esfm/docs/RNAFM/articulos-2020/XXVRNAFM0 40.pdf
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