Horror Vacui: el nacimiento de la bomba de vacío (y de la muerte)

Fis. Alfredo Osorio S.

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En un delicioso artículo del filósofo Albert Ribas Massana publicado en La Recherche 202 –versión en español- aparece la siguiente cita del, también, filósofo chino Lao Tse en su obra Tao Te Ching,  capitulo 11:

<< Treinta radios lleva el cubo de una rueda; lo útil para el carro es su nada (su hueco). Con arcilla se fabrican las vasijas; en ellas lo útil es la nada (su oquedad). Se agujeran puertas y ventanas para hacer la casa, y la nada de ellas es lo más útil para ella. Así, pues, en lo que tiene que ser está el interés. Pero en el no ser está la utilidad>>

La escuela filosófica de Lao Tse tomó al vacío como una de sus principales preocupaciones temáticas. La posición que tomó está escuela influyó sobre diversos pensadores orientales de su época; el budismo, también, pone como elemento toral de su doctrina al vacío (sunyata). Vemos, en la cita de Lao Tse, que  el sunyata se convierte en la mitad de la realidad del mundo (la otra mitad es la materia en sí misma).

A través de los siglos la cultura occidental fue contraria al pensamiento de Lao Tse. Aristóteles y Platón, al menos, influyeron en la filosofía de manera incontenible, el “argumento”, grosso modo, fue el siguiente: <<lo que no es no podía formar parte de lo que es>>, el vacío, imposible, podría formar parte del universo conocido. Lo anterior se aceptó a sabiendas de algunos resultados empíricos en los que entró en acción la presión de la atmósfera: la succión de líquidos, los fenómenos de levitación debida al aire caliente, el sifón, etc. Los aristotélicos hicieron mutis, empero, no había que dejar que el vacío tomara carta de naturalización dentro de la filosofía aristotélica, nunca, jamás.

Hubo que esperar la demostración, histórica, del experimento de Magdeburgo. Realmente, el experimento de Magdeburgo se fundamentó en los resultados, previos, de Evangelista Torricceli del año de 1644. Lo que demostró Torricceli fue la existencia de la presión atmosférica al empujar al mercurio dentro de unos tubos diseñados ex profeso. Quien realizó el experimento de Magdeburgo (ciudad sajona de Alemania), el día 8 de mayo de 1654, fue el burgomaestre (alcalde o presidente municipal) Otto von Guericke.

 Guericke

Otto von Guericke

El 8 de mayo de 1654, en presencia de sus conciudadanos, von Guericke dispuso de 16 caballos, ocho en un sentido, y ocho en sentido contrario. Puso, en medio, dos hemisferios de cobre para formar una esfera, a los que, previamente, les había succionado el aire quedando, por tanto, una esfera al vacío. Los caballos jalaron en las direcciones establecidas y el resultado fue que no pudieron separar a los dos hemisferios de cobre. La presión de la atmósfera no fue vencida con la intervención de los 16 caballos. Este experimento tuvo más impacto social, fue más conocido, en su momento, que el mismísimo experimento de Torricceli, a pesar de que éste se había realizado diez años antes.

 Magdeburgo

Experimento de Magdeburgo

La humanidad estaba ante el nacimiento de la bomba de vacío y de la muerte del horror vacui (horror al vacío) aristotélico. El nacimiento de la primera bomba de vacío estuvo en el experimento de Magdeburgo. Von Guericke practicó el primer vacío –de forma rudimentaria- en los hemisferios aludidos. Esa “carrera” tecnológica continúa hasta la fecha; como paso intermedio Newton tuvo que ver con el problema teórico filosófico de explicar las leyes que llevan su nombre. En dichas ecuaciones aparece, ineluctablemente, el espacio vacío, la gravitación, la cosmología, los espacios interestelares, la nueva física, pues.

Desde el punto de vista de la matemática el vacío siempre fue confundido con el cero. El término cero proviene del árabe sifr que significa “vacío” que a su vez viene del sánscrito sunya (vacío); el cero, era, entonces, el vacío. En la multiplicación de abajo, con caracteres chinos, se multiplica 3069  por 45, si usted sigue la lógica de la multiplicación común y corriente se dará cuenta de dos cosas: en primer lugar del valor posicional del cero (el vacío) y, en segundo lugar de la identificación de todos los números arábigos que intervienen en dicha operación.

 numchinos

La eliminación de la confusión del cero con el vacío se puede identificar fácilmente desde la teoría de conjuntos. Si usted hace la intersección de dos conjuntos, por ejemplo A =  (0, 1, 2), y el conjunto B = (0, 4,5), la intersección es el conjunto C = (0), es decir, la intersección contiene un número y éste es el cero. Sin embargo, si A = (1, 2, 3) y B = (4, 5, 6) y hacemos la intersección vemos que ¡no hay ningún número! En pocas palabras, aquí sí, es el vacío. No hay lugar a la confusión. Es distinto el cero del vacío. Esta sutil diferencia –la confusión del cero con el vacío- quizá haya sido la responsable del retraso tecnológico de muchas culturas (de las que habrá que exceptuar a mayas e indios).

Si usted conoce dos datos astronómicos –el radio del Sistema Solar y la masa del mismo- con la simple definición de densidad se puede hallar qué “tanto” vacío hay en nuestro Sistema Solar. En 1693, un físico de apellido Bentley calculó que los espacios vacíos dentro del Sistema Solar son casi 1018 veces el espacio ocupado por la materia. ¡En pocas palabras, hay un millón de millón de millones más espacio vacío que ocupado!

Los datos siguientes fueron tomados del artículo del filósofo Albert Ribas mencionado al inicio de esta colaboración: 5 de los primeros 12 premios Nobel de física y química fueron concedidos por las aplicaciones de las técnicas de alto vacío, a saber: W. K. Rontgen (1845-1923) por el descubrimiento de los rayos X., los tubos con los que trabajó estaban vaciados a presiones del orden de 10-2 Torr (un Torr equivale a la presión ejercida por un mm de mercurio -760 mm equivalen a la presión atmosférica-). ; J. W. S. Rayleigh (1842-1919), por el descubrimiento del argón, trabajó con una bomba de vacío Topler para alcanzar 10-4 Torr.; W. Ramsay (1852-1916), premio 1904, lo obtuvo conjuntamente con Rayleigh por el descubrimiento de los gases inertes con las mismas técnicas al alto vacío que Rayleigh. Ph. Lenard (1862-1947) lo obtuvo en 1905 por sus trabajos sobre rayos catódicos, los rayos que aparecen al producirse descargas eléctricas en tubos que contienen gases muy rarificados.; J.J. Thomson (1856-1940) lo obtuvo en 1906 por el descubrimiento de la relación carga/masa del electrón, por supuesto, con el auxilio de técnicas de alto vacío.

Los inventos tecnológicos del vacío se manifiestan en la TV, la aspiradora, la conservación de alimentos, la medicina, la nanotecnología, los viajes espaciales, en fin, los avances son inimaginables. Sólo como curiosidad histórica debo mencionar el transporte subterráneo que se desarrolló en Londres, Nueva York, Boston, Filadelfia y Paris, todo movilizado con tecnología de vacío, de succión, de émbolo, pues, maravillosamente se habían construido en varias de esas ciudades hasta 50 kilómetros, sin embargo por causas desconocidas, al menos por mí, quedaron en desuso. Finalizo con una “definición” del vacío propuesta por la Sociedad Americana del Vacío: “es el espacio lleno con gases a una presión total menor que la presión atmosférica”.

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