El hombre que supo por qué brillan las estrellas
En abril de 1938 dos de los gigantes de la física moderna, el ucraniano Georgi Gamow y el norteamericano Edward Teller, organizaban un congreso en la Carnegie Institution de Washington. Su objetivo: resolver el problema de por qué brillan las estrellas. Entre los participantes se encontraba un refugiado de la Alemania nazi, experto en procesos nucleares y que daba clases en la Universidad de Cornell. Su nombre era Hans Bethe. Pensador efervescente, tenía un talento innato para la física y las matemáticas: parecía que se dedicaba a jugar con números y letras.
En la reunión de Washington los astrónomos dijeron a los físicos todo lo que sabían de la constitución interna de las estrellas, que era mucho, y eso sin conocer realmente cómo se generaba la energía en su interior. Uno de los textos clásicos de la astrofísica, On the Constitution of the Stars, escrito por el brillante Arthur Eddington, describía perfectamente la estructura interna de las estrellas sin necesidad de mencionar nada sobre la naturaleza de su motor energético. Ahora le tocaba a los físicos ponerse a trabajar.
De vuelta en Cornell, Bethe atacó y resolvió el problema con tanta rapidez que Gamow llegaría a decir que había calculado la respuesta antes de que el tren llegase a la estación de destino. Bethe envió el artículo describiendo su hallazgo a la revista Physical Review pero entonces uno de sus estudiantes le comentó que la Academia de Ciencias de Nueva York ofrecía un premio de 500 dólares al mejor artículo inédito sobre la producción de energía en las estrellas. Bethe pidió a la revista que le devolviese el artículo, lo mandó al concurso y, evidentemente, ganó.
El físico tenía sus motivos para hacerlo. Su madre se encontraba todavía en Alemania y aunque los nazis accedían a dejarla salir, pedían 250 dólares si, además, quería llevarse sus muebles. Bethe destinó la mitad del premio para ello. Sólo después permitió que se publicara su artículo, con el que ganó el premio Nobel en 1967<!–[if !supportFootnotes]–>[1]<!–[endif]–>.
Hans Albrecht Bethe nació el 2 de julio de 1906 en Estrasburgo, entonces perteneciente a Alemania. Hijo de un profesor de fisiología, fue un niño sensible que escapaba de la soledad gracias a los cuentos de hadas y los números. Su amor por estos últimos se convirtió en pasión, hasta tal punto que memorizaba de manera compulsiva horarios de trenes y listas de embarque. Durante su adolescencia se debatió entre las matemáticas y la física hasta que finalmente se olvidó de ellas porque «parecían demostrar cosas que eran obvias». No debe sorprendernos: la habilidad matemática de Bethe es legendaria. De él se cuenta que trabajaba durante horas sentado en una mesa, con un montón de páginas en blanco a un lado y un montón de folios terminados al otro, mientras llenaba una hoja de cálculos con infinita tranquilidad, sin hacer ninguna corrección. Cuando un día su amigo Victor Weisskopf le preguntó cuánto tardaría en hacer ciertos cálculos, Bethe le contestó:
- Tardaría tres días, pero ¡a ti te costaría tres semanas!
Según confesó Weisskopf, efectivamente le costó tres semanas.
En 1928 obtuvo su doctorado en física teórica bajo la dirección de Arnold Sommerfeld y tras pasar por las universidades de Frankfurt y Stuttgart, acabó de Privatdozent de la Universidad de Munich a la edad de 24 años. Mientras, en Alemania el ambiente antisemita se iba haciendo cada vez más agobiante. A Einstein se le recomendó, por su propia seguridad, que no hiciera apariciones públicas; Sommerfeld rompió una pizarra en clase al descubrir que alguien había escrito «¡Malditos judíos!» en ella, y Bethe se encontró dando clases a alumnos que portaban esvásticas. Con la llegada de Hitler al poder se promulgó una ley por la que se prohibía desempeñar cargos públicos a judíos y a hijos o nietos de judíos. Bethe no se consideraba tal, pero su madre lo era y perdió su empleo. Como muchos otros, dejó su país, marchó a Inglaterra y finalmente recaló en Estados Unidos, más concretamente en Cornell, en febrero de 1935.
Durante los cuatro años siguientes fue labrándose una excelente reputación como físico nuclear, en gran parte motivada por tres monumentales artículos publicados en Reviews of Modern Physics conocidos desde entonces como “la Biblia de Bethe” y, sobre todo, por sus exquisitos y detallados cálculos sobre las reacciones nucleares en el interior de las estrellas.
Durante la Segunda Guerra Mundial oyó hablar del proyecto de construcción de la bomba atómica: «Lo consideraba algo tan remoto que me negué completamente a tener nada que ver con ella». Sin embargo estaba deseoso de contribuir en la lucha contra los nazis, sobretodo tras la caída de Francia. De modo que en 1942, cuando Robert Oppenheimer reunió en Berkeley a un grupo de excelentes físicos para preparar el diseño de la bomba, Bethe aceptó la invitación. Junto con su esposa Rose -hija de un antiguo profesor suyo y con la que se casó en 1939- cruzaron en coche todo Estados Unidos, desde Cornell a California, deteniéndose en Chicago para recoger a su gran amigo Edward Teller y a su mujer Mici. Cuando Bethe vio la pila atómica construida por Fermi se convenció de que quizá la bomba podría funcionar. No obstante la profunda amistad entre los dos físicos se resintió. Oppenheimer había llamado a Bethe para que dirigiera la división teórica en Los Álamos -quizá el cargo más importante dentro de aquel lugar «que recordaba a un campo de concentración», según la mujer judía de Fermi- y Teller estaba molesto porque pensaba que ese cargo debía haber sido para él. La tensión entre ambos aumentó cuando Teller, que se suponía dirigía el grupo a cargo de los cálculos de la implosión, empezó a concentrarse en la viabilidad de una bomba de hidrógeno.
Al terminar la guerra Bethe -que se ganó en Los Álamos el sobrenombre de ‘El Buque de Guerra’- regresó a Cornell. En agosto de 1949 los soviéticos hicieron su primera prueba nuclear y Teller le pidió que volviera para trabajar en la bomba H<!–[if !supportFootnotes]–>[2]<!–[endif]–>. Bethe se negó y desde entonces es un esforzado defensor de la paz, oponiéndose en los 60 al Sistema de Misiles Anti-Balísticos (ABM), en los 80 al programa de la Guerra de la Galaxias, y en los 90 dirigiendo una carta al presidente Clinton exhortándole a detener, no sólo todas las pruebas nucleares, sino todos «los cálculos e ideas destinados a producir nuevos tipos de armas nucleares».
Este casi centenario físico, que murió a los 98 años de edad en 2005, puso las bases de la electrodinámica cuántica al explicar el corrimiento Lamb del espectro del hidrógeno, tuvo brillantes ideas en teoría de colisiones y en física del estado sólido, predijo el descubrimiento del mesón pi, y en 1948, como parte de un chiste ideado por Gamow, figuró junto a éste y a Ralph Alpher como autor del famoso artículo “alfa-beta-gamma” sobre el origen de los elementos químicos en el momento de la Gran Explosión. Bethe no dejó de investigar a lo largo de su vida. Es más, es de los escasísimos científicos que han escrito un artículo fundamental en su campo por década. Freeman Dyson, otro de los grandes visionarios de la ciencia del pasado siglo, lo ha llamado “supremo solucionador de problemas del siglo XX”.
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<!–[if !supportFootnotes]–>[1]<!–[endif]–> Esta historia no estaría completa si no mencionáramos su polémica. Ese mismo año el alemán Carl Friedrich von Weizsäcker resolvió el ciclo del carbono de manera independiente. Como recuerdan con cierto disgusto los físicos alemanes, el artículo de Bethe llegó a la redacción de Physical Review el 7 de septiembre, mientras que el de Weizsäcker hizo lo propio a la de Zeitschrift für Physik el 11 de julio, luego, en puridad, fue Weizsäcker el primero en descubrirlo. Cierto es que Bethe y su colaborador Charles Critchfield habían enviado el 23 de junio un trabajo que contenía la parte más importante de la cadena protón-protón. Con todo, el Nobel no tenía que haber sido exclusivamente para Bethe, sino compartido con Weizsäcker.
<!–[if !supportFootnotes]–>[2]<!–[endif]–> Resulta curioso descubrir que Edward Teller y sus discípulos de esa fábrica de bombas nucleares que era el Laboratorio Livermore tuvieran una visión milenarista del futuro del mundo. Durante 50 años Teller se dedicó sin vacilar a lo que se ha descrito como «una dedicación religiosa a las armas termonucleares» (no resulta extraño que fuera él uno de los valedores del tan infame como inútil programa de la Guerra de las Galaxias de Ronald Reagan). Siguiendo el espíritu del proyecto Manhattan, el secretismo era impresionante. Ingenieros y científicos, aislados del mundo exterior, guiados por un conjunto muy peculiar de costumbres, usuarios de un lenguaje privado y de unas experiencias muy exclusivas, desarrollaron un ambiente muy similar al de un monasterio. El proceso de selección se hacía entre las mejores mentes de las facultades líderes del país, como el MIT y el Caltech. Lo llevaba a cabo la Fundación Hertz, establecida por el creador de la respectiva empresa de alquiler de coches y dirigida por Teller. Una vez dentro, a los llamados hijos o nietos de Teller se les habituaba a las normas imperantes en la comunidad atómica de Livermore mediante la disuasión, la disciplina y estableciendo nuevos vínculos afectivos producto del aislamiento. Podría decirse que era una secta tecnoatómica. No es de extrañar que desarrollaran una visión apocalíptica del futuro: sus conversaciones favoritas discurrían sobre la extinción mundial.
Tags: Física, Historia de la ciencia
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11 Junio 2007 at 10:13 pm
HANS ALBRECHT BETHE (Premio Nobel 1.967)
Su principal estudio fue el estudio de las teorías del núcleo atómico. Desarrolló de Teoría Deuterón en 1.935, resolvió algunas contradicciones sobre escala de masa nuclear. Publicó muchos artículos en Reviews of Modern Physis. Todo ello le llevaron a descubrir el ciclo que explica la producción de energía en las estrellas por reacciones termonucleares.
(Ciclo de Bethe o el carbono).
Nucleosíntesis estelar, ocurre en las estrellas durante el proceso de evolución estelar (secuencia de los cambios que una estrella experimenta a lo largo de su existencia). Se sabe que la estrella está regida por procesos nucleares y las fases que atraviesan desde su formación hasta su muerte dependerá de las tasas de los distintos tipos de reacciones nucleares y cómo la estrella reacciona ante los cambios que en ella se producen, al variar su temperatura y composición interna. Así pues, la evolución estelar puede describirse como una batalla entre dos fuerzas: la gravitatoria, que desde la formación de una estrella a partir de una nube de gas, tiende a comprimir a ésta y a conducirla al colapso gravitatorio y la nuclear que, tiende a oponerse a esa contracción generando energía por medio de reacciones nucleares.
Aunque finalmente el ganador de esta batalla es la gravedad (ya que en algún momento, la estrella no tendrá mayor combustible para emplear, la evolución de la estrella dependerá finalmente de su masa inicial , en segundo lugar de su metalicidad y su velocidad de rotación, así como la presencia de estrellas compañeras cercanas.
Es responsable de de la generación de elementos desde el carbono hasta el calcio por procesos de fusión nuclear.
Las estrellas son las calderas en que el H y el He para dar núcleos más pesados.
De viltal importancia es el carbono porque su formación a partir del He es un cuello de botella en el proceso completo. El carbono es el elemento principal en la producción de neutrones libres en las estrellas, dando pie al proceso que provoca la absorción lenta de neutrones para producir elementos más pesados que el hierro y el níquel.
El carbono y otros elementos son esenciales para la vida- los productos de la nucleosíntesis estelar se distribuyen generalmente como nebulosas planetarias o a través del viento solar.
Detección del tecnecio, de gran aportancíón a la medicina, se emplean compuestos con el isótopo 99: medicina nuclear.
13 Junio 2007 at 1:47 am
Una verdadera casualidad, en la vida de Bethe, tuvo que abandonar Alemania, por la subida al poder de Hitler en 1933, ganando las elecciones, eso sí, presentándose como partido único, y con ello el moviento antisemita, no hubo otra salida que el exilio, primero a Inglaterra y después a Estados Unidos, sólo porque su madre era judía, y gana el Premio Nobel en 1.967, el año en que se produjo la Guerra de los Seis Días. Es sólo anecdótico, pero me llamó la atención.
14 Junio 2007 at 12:55 am
Bethe fue obtuvo en 1.96,7 el Premio Nobel, pero por un descubrimiento de 1.938, Teoría de las Reacciones Nucleares. De ahí el título “El hombre que supo….”
Es imposible pasar por alto su participación, una vez exiliado de Alemania, en el proceso de elaboración de bomba atómica, en Estados Unidos existieron distintos centros de investigación, el más importante : Distrito Manhattan, conocido actualmente como Laboratorio de los Álamos.
Bomba fisión nuclear, se basa en la escisión de un núcleo pesado en elementos más ligeros mediante el bombardeo de neutrones qaue al impactar, provocan una reacción nuclear en cadena. Hacen falta núcleos fisibles como el Uranio 235 o el Plutonio 239.
- Bomba atomica de uranio: masa de uranio llamada subcrítica se le añade una cantidad del mismo elemento, para conseguir una masa crítica que comienza a fusionar por sí misma, al mismo tiempo se añaden otros elementos que potencian (le dan más fuerza), la creación de neutrones libres aceleran la reacción en cadena, provocando la destrucción de un área determinada por una onda de destrucción masiva liberando los neutrones.
Ya es conocido el efecto que produjo, su lanzamiento.
Pero ¿por qué entró Estados Unidos en la Guerra, coinciendo con una etapa de desarrollo científico? ¿Fue el ataque a Pearl Harbour la causa?
Hitler, alardeaba durante la Guerra de un arma secreta, que nunca llegó, pero los tenía esperanzados para ganar la guerra que ellos comenzaron.
Se sabe que Gran Bretaña y la U.R.S.S. trabajaban en la construcción de la citada arma. Lo que sí estaba totalmente seguro de antemano, es que el primero que la obtuviera y la utilizara ganararía la II Guerra Mundial.
Como se ha comentado anteriormente, muchos científicos tuvieron que abandonar la Alemania Nazi y los países ocupados por ésta. Nos podríamos preguntar hasta que punto en un Estado totalitario, se puede investigar o en qué grado queda en conocimiento científico, para que éste dé sus frutos.
Estados Unidos entra en II Guerra Mundial, con el pretexto del ataque a Pearl Harbour, cuando en ralidad se decidió con anterioridad. Encontrándose en escena U.S.A., los mismos alemanes sabían que la Guerra estaba perdida (atentado a Hitler), pero continúo. Tras el Desembarco de Normandía, los aliados tuvieron un refuerzo impresionante, sin olvidar la resistencia en el frente ruso (20 millones de rusos murieron, pero los alemanes no lograron su objetivo).
Tras la caída de Berlín, quedaba el foco japonés, se hicieron unos cálculos, totalmente falseados, para justificar los bombardeos en Japón, Y ésta admitiera una rendición sin condiciones.
La ciencia utilizada por los poderosos, cambio el mundo. Estados Unidos se ganó la hegemonía sobre Europa, (todavía hoy continúa). Otros países consiguieron obtener este arma. La U.R.S.S., los dos poderosos con un arma mortífera, fue el comienzo de la Guerra Fría, dos ideologías enfrentadas y armadas.
¿Cual fue la reacción de los científicos? Ya en el momento en que se planteó su intervención para conseguir la bomba H.
Teller: “Vuelta a los laboratorios”, el hombre de ciencia no era responsable de las leyes naturales. Su trabajo es averiguar cómo operan esas leyes. El trabajo del científico consiste en encontrar la manera como estas leyes pueden servir a la voluntad del hombre. En cambio no es su tarea determinar si una bomba de hidrógeno debe construirse, ni cuándo o cómo debe usarse. Las bombas de hidrógeno no se construyen por sí solas.
Oppenheir llegó a la convicción de que no tenía sentido embarcarse en una carrera de armamento nuclear, buscando bombas más o menos poderosas, como la bomba de hidrógeno. Él era el “padre de la bomba atómica”. “Creemos que la seguridad de nuestra nación, como algo opuesto a su habilidad para infligir daño a una potencia enemiga, no puede residir completamente o incluso fundamentalmente en su capacidad técnica. Debe basarse sólo en hacer que las guerras futuras sean posibles. Es nuestra unánime y urgente recomendación, que se lleven a cabo todos los acuerdos internacionales necesarios para lograr tal fin”.
La humanidad comprendió que ella así misma puede destruirse. “No destruyamos esta maravilla nuestro planeta”
En cuanto a la actitud de Bethe, está descrita.
16 Junio 2007 at 1:55 am
Bomba Atómica de Hidrógeno (Bomba H)
Por fusión o integración es lo opuesto a la de fisión: consiste en fundir dos elementos en uno, así se hizo la bomba de Hidrógeno, que tiene una potencia de 100 a 1000 veces más que la de Uranio. Se usaron dos Hidrógenos “isótopos”, que son átomos con el mismo número de protones pero distinto número de neutrónes en el núcleo… y al transformarse el uno en el otro producen una energía colosal…es la energía producida al transformarse el Hidrógeno en su isótopo el Helio y viceversa.
Esta forma de producir energía nuclear es la más usual en los astros y en los volcanes, pero hasta ahora no se ha podido producir para fines pacíficos.
26 Junio 2007 at 2:08 pm
yyyb naaaaaaaaa por que no entiendo nada…jaa recien voy a 9 año asike no puedo decir nada sobre esto…jaaaa chaooooooooo
3 Agosto 2007 at 5:28 am
una duda que tengo es como los cientificos de esos tiempos y los del actual dicen con tanta “seguridad” de como esta fomado el sol y las estrellas si nisiquiera se pueden acercar a una estrella ya que esta se encuentra a miles de años luz, sin embargo, me urge saver si es posible que el brillo de las estrellas se deba a las particulas que emite el sol las cuales viajan a la velocidad de la luz por el infinito espacio dando un brillo natural, produciendo un fenomeno parecido al que tiene la luna la cual brilla gracias a el sol es eso posible ?
31 Enero 2008 at 2:29 am
La llamada fuerza gravitacional no es otra cosa sino que la manifestación del gran circuito cosmológico que va desde la “aparición” de materia ponderable, es decir, desde la conformación de una protuberancia en el seno etéreo, hasta cubrir todo el circuito, fluio cuántico, plasma, subpartículas, nubes estelares, estrellas, galaxias (con la expresión de “vida” orgánica si hubiera lugar), hasta la desconformación final, via de un agujero negro, para volver a empezar. Y de aquí los millones de millones de galaxias en evolución en todo el universo, que nacen y desaparecen, para volver a aparecer.
2 Febrero 2008 at 9:20 pm
El 31 de enero de 2008, redacté una nota sobre el “gran circuito cosmológico”, que interesaría más dar a concocer como “Ciclos galácticos” . Por supuesto que la hipótesis en cuestión, nada tiene que ver con la teoría de Lemaitre, tan del gusto del famoso George Gamow, potavoz empedernido del “big bang”. Una y otra concepción de las cosas, son por completo excluyentes. El vaivén cósmico que la jugarreta del big bang nos propone, a partir de una practicamente infinita densidad material a temperatura a punto de imitar a una más que supergigante e inimaginable supernova, nada tiene que ver con la infinitud de un fondo de materia imponderable (éter, plasma, subfluido cuántico, cuarto estado de la materia), por lógica científica discretamente situado al borde “cero” del movimiento, donde la frialdad representaría la “cuna”, ya no de la luciferniana estampida “bigberiana”, sino de todas las formas alcanzables venturosamente por el fondo etéreo universal, entre ellas el fenómeno que representamos, vehículos del proceso más acabo, complejo y grandioso, léase: cerebro humano.