domingo, 19 de abril de 2009

De Magnete

Se tiene constancia desde tiempo inmemorial de que la mena del hierro tenía a veces una cierta magia inexplicable. Griegos y chinos describieron el comportamiento de algunos metales que atraían o repelían otros metales. Si se construye una aguja con uno de estos metales y se coloca sobre una superficie móvil, resulta que la aguja apunta siempre en la misma dirección. Los chinos comenzaron a emplear las brújulas para orientarse durante el día en el siglo XII. En ese mismo siglo, como si alguna extraña fuerza del universo quisiera que el conocimiento fuera redundante y viera que era el momento de darle una aplicación práctica a este conocimiento, el famóso teólogo Alexander Neckam describió por su parte la brújula y su posible uso. En el siglo XIII Al Ashraf describió también por su parte la brújula y de ahí se extendió su uso a Europa.

Hasta ese momento se utilizaba la brújula bajo especulaciones: una isla metálica en el norte la atraía o el influjo de la Estrella Polar, eran las teorías más aceptadas. Fue William Gilbert, médico de la reina, quien en 1600 especuló con la posibilidad de que fuera la propia Tierra la que atrajera el metal magnético (De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure, una versión escaneada facsímil de la de 1900 la podéis ojear aquí). Anotemos que era coetáneo de Kepler y Galileo. El mundo estaba cambiando. Los eruditos (mola la palabra "erudito") quitaban el polvo a viejos incunables y pensaban en una construcción del universo físico revolucionaria. Los fantasmas de la superchería y la magia eran paulatinamente arrojados al abismo, nuevas ideas se abrían paso.

Esta novedosa idea (la Tierra es un imán gigante) hace que Gilbert sea recordado como Padre de la Filosofía Magnética. Lamentablemente para la memoria de Gilbert, el magnetismo como tal no da para mucho más. En mi opinión, el magnetismo es una propiedad eléctrica. No se puede explicar el comportamiento magnético sin tener claro lo que es la carga eléctrica y una noción del electrón. Pero no nos adelantemos a los acontecimientos.

La experiencia nos dice que un imán atrae a ciertos metales, pero no a todos (no al alumino, por ejemplo), y que no hace falta un contacto directo entre metales para que actúe la fuerza magnética (hay atracción aunque pongas un papel enmedio y no se toquen). También sabemos que un imán tiene dos polos (a igual polaridad hay repulsión, a distinta hay atracción), y que si cortamos un imán aparecen nuevos polos. Un imán siempre tiene dos polos (dipolo), hallar el famoso monopolo lleva Nobel asegurado.

Un imán en un campo magnético sufre fuerzas opuestas e iguales en sus polos por lo que siempre tratará de colocarse en el mismo sentido que el campo (que se suele representar como B), con el polo norte apuntando hacia donde "va" el campo (imaginad el campo magnético como una superficie de flechas paralelas apuntando en la misma dirección). Sin ir más lejos, la flecha de una brújula se alinea con el campo magnético de la Tierra. El campo magnético de la Tierra "sale" del polo sur en dirección al norte describiendo curvas en el espacio.


Es más, "las curvas", nuestro campo magnético terrestre, es muy delgadito por donde da el Sol y enooorme por la zona de sombra.

Al campo magnético, como campo dicharachero que es, se le puede medir su flujo (el flujo viene a ser la cantidad de "curvas" que atraviesan una superficie). La llamada Ley de Gauss mide el flujo en un recinto cerrado. Si "encerramos" un dipolo, por la ley de Gauss, el flujo magnético del campo del dipolo se calcula como una suma* entre el flujo que sale del polo positivo y el flujo que entra en el polo negativo. Eso suele dar cero. También en el caso de la escala planetaria: por ejemplo: el flujo magnético de la Tierra es igual a cero (si vais al 50x15 y ganáis, dadme algo).

¿Ha sido siempre igual el campo magnético terrestre? No. ¿Son predecibles sus cambios? No. ¿ESTAMOS PERDIDOS? Respuesta rápida: no. ¿Por qué? Porque la inversión de polaridad terrestre se produce a escala geológica. Demos gracias pues a que los ecolojetas y Al Gore no tienen ni pajolera idea de magnetismo, sino tratarían de hacerse ricos no solo con el cambio climático, sino también con el cambio de polaridad. ¿Tiene alguna finalidad positiva el campo magnético? Sí: a parte de sernos útil para el uso de brújulas, el campo atrapa particulas solares y radiación cósmica, impide que atraviesen el cinturón de Van Hallen y queda un efecto muy cuco como consecuencia de ello: las auroras. Si no tuviéramos campo magnético, la radiación cósmica haría imposible la vida y el viento solar nos abrasaría.


Lo destacable del cambio de polaridad (norte por sur y viceversa) es que aunque no lo podamos predecir para la Tierra, más o menos sí lo podemos predecir para el Sol. Se produce cada once años y viene precedido de manchas solares. Estas manchas producen tormentas solares que a su vez producen interferencias en nuestros sistemas de comunicación. No tenemos forma de evitar esto, ni creo que la tengamos nunca.



* Una integral doble de superficie ES una suma. Es más, cualquier integral es una suma.

6 comentarios:

Teseo 19 abril, 2009  

El frigodedo es un monopolo. Siempre señala al Norte.

¿Será posible que el Sol también tenga polos? ¿Y la galaxia también? ¿Y los abujeros negros? ¿Y todo el señor universo enterito?

De todas formas los imanes caducan (mis imanes de C.E.X. han perdido fuerza en los últimos 15 años y ya no se pegan a nasda

Pablo 20 abril, 2009  

La mayoría de metales magnéticos pierden su magnetismo con el calor. Alguno incluso adquiere magnetismo con el frío (¿Galio? ¿Alguna aleación con Galio?).

El señor universo entero dudo que tenga polos o si los tiene, no los conocemos. Aunque estaría bien para así poder hacer mapas espaciales.

El Sol tiene polos, y Júpiter y Saturno, pero la polaridad no surge así como así.

Los agujeros negros no tienen polos.

Teseo 20 abril, 2009  

Los imanes, como sabes muy bien, eran de ferrita y de magnetita, y ya no pegan. Los Galios eran una tribu celtoide que vivian al norte de los pirindeos y eran amantes de los jabalies.

Probablemente una de las condiciones de existencia del señor universo sea la condición de polaridad... la otra, derivada de la anterior, será la de simetria.

Los agujeros negros tienen algo parecido a polaridad, pero no con los flujos electromagnéticos, pero casi. Teniendo en cuenta que una partícula de materia tiene una hermana antigemela de antimateria y que si estas dos se encuentran se destruten convirtiendose en energia y que si esto ocurre en todo el universo de forma natural, nadie se escandalizaria. Bien, los bujeros negros tienen una cascara llamada horizonte de sucesos y también punto de no retorno. Vale, las dos puñeteras partículas, con todo el espacio que tienen para copular, les da por interacionar justo aquí. Ahora, una de ellas es atrapada dentro del horizonte de sucesos y es atraída al centro del agujero, convirtiéndose en una partícula espaguetti. La otra es alejada lejos del agujero como un chorro de energia, ergo en ese momento un observador externo (y bien externo) registrará el movimiento de partículas en el horizonte como un dipolo... pero son muchas casualidades las que convierten a los agujeros negros en imanes de materia y energía.

Pablo 21 abril, 2009  

Pese a tu contribución al aumento de la entropía, siguen sin tener polos magnéticos.

Teseo 21 abril, 2009  

La entropía era esa cosa que en La Historia Interminable (capítulo uno)destruía el planeta ¿no?

Pablo 22 abril, 2009  

Sí, pero no era un planeta

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