El 17 de julio es una fecha extraordinaria para la historia de la cosmología, las matemáticas, la tecnología, la evolución humana y la exploración espacial. En este día nació Georges Lemaître, uno de los padres de la teoría del universo en expansión y de la idea del átomo primitivo; Willis Carrier completó el diseño considerado como el origen del aire acondicionado moderno; murió Henri Poincaré, una de las mentes matemáticas más brillantes de la historia; nació Gordon Gould, físico que acuñó el término láser; Mary Leakey descubrió en Olduvai el célebre fósil conocido como Zinj; Surveyor 4 perdió el contacto durante su intento de alunizaje; Apollo y Soyuz realizaron el primer acoplamiento espacial entre naves de países diferentes; y Soyuz T-12 despegó con Svetlana Savitskaya, quien pocos días después se convertiría en la primera mujer que realizó un paseo espacial.
1894: nace Georges Lemaître, el científico que imaginó un universo en expansión
El 17 de julio de 1894 nació Georges Lemaître en Charleroi, Bélgica.
Lemaître fue matemático, físico, astrónomo, cosmólogo, profesor universitario y sacerdote católico.
Su figura ocupa un lugar fundamental en la historia de la cosmología porque fue uno de los primeros científicos que comprendió que las ecuaciones de la relatividad general de Albert Einstein podían describir un universo que no permanecía estático.
A comienzos del siglo XX, incluso muchos de los grandes físicos suponían que el universo debía mantener un tamaño aproximadamente constante.
Einstein había introducido la constante cosmológica en sus ecuaciones para obtener un modelo estático.
Sin embargo, las soluciones matemáticas desarrolladas por Alexander Friedmann y posteriormente por Lemaître mostraban que el espacio podía expandirse o contraerse.
La expansión del universo
En 1927, Lemaître publicó un trabajo en el que relacionó las soluciones de la relatividad general con las observaciones de galaxias lejanas.
Propuso que el universo se encontraba en expansión y dedujo una relación entre:
- La distancia de una galaxia.
- La velocidad con la que parece alejarse de nosotros.
De forma simplificada, cuanto más distante está una galaxia, mayor suele ser su velocidad de alejamiento.
Esta relación se conoce actualmente como ley de Hubble-Lemaître.
Edwin Hubble publicó en 1929 importantes observaciones que ayudaron a consolidar la idea de la expansión cósmica.
Sin embargo, Lemaître ya había planteado matemáticamente la relación y había realizado una estimación de la tasa de expansión dos años antes.
La expansión del universo no significa que las galaxias estén viajando desde un punto central hacia un espacio exterior vacío.
Es el propio espacio entre las grandes estructuras cósmicas el que se expande.
Una analogía habitual consiste en imaginar puntos dibujados sobre la superficie de un globo:
- Cuando el globo se infla, los puntos se separan.
- Ningún punto de la superficie tiene que ser el centro de la expansión.
- Desde cualquiera de ellos, los demás parecen alejarse.
La comparación no es perfecta, pero ayuda a visualizar una expansión en la que aumenta la distancia entre los objetos.
La hipótesis del átomo primitivo
En 1931, Lemaître propuso que el universo había comenzado en un estado extremadamente compacto y energético.
Lo llamó átomo primitivo o átomo primordial.
Según su propuesta, todo el contenido del universo habría estado concentrado inicialmente en un estado muy denso.
La evolución cósmica comenzó cuando ese estado se fragmentó y el universo empezó a expandirse.
Aquella idea fue una de las primeras formulaciones de lo que posteriormente se conocería como teoría del Big Bang.
El nombre Big Bang apareció años después y fue utilizado inicialmente por Fred Hoyle, defensor de un modelo cosmológico diferente.
Actualmente, la teoría del Big Bang está respaldada por varias líneas de evidencia:
- La expansión observada del universo.
- La radiación cósmica de fondo.
- La abundancia de elementos ligeros.
- La evolución de galaxias y estructuras cósmicas.
La teoría no describe necesariamente una explosión dentro de un espacio ya existente.
Describe la evolución del propio universo desde un estado inicial muy caliente y denso.
1902: Willis Carrier diseña el primer sistema moderno de aire acondicionado
El 17 de julio de 1902, el joven ingeniero estadounidense Willis Haviland Carrier completó el diseño considerado como el origen del aire acondicionado moderno.
La invención no surgió inicialmente para refrescar viviendas ni para ofrecer comodidad durante el verano.
Carrier trabajaba para la Buffalo Forge Company cuando recibió el encargo de resolver un problema industrial en una imprenta de Brooklyn.
La empresa Sackett & Wilhelms tenía dificultades para imprimir correctamente durante los periodos de alta humedad.
El papel absorbía agua del aire y cambiaba ligeramente de tamaño.
Como resultado:
- Las hojas se deformaban.
- Los colores no quedaban correctamente alineados.
- La tinta se comportaba de forma irregular.
- La calidad de la impresión variaba según el clima.
Carrier comprendió que la solución no consistía únicamente en enfriar el aire.
Era necesario controlar simultáneamente su temperatura y su humedad.
Diseñó un sistema en el que el aire circulaba por serpentines refrigerados.
Cuando el aire húmedo entraba en contacto con las superficies frías, parte del vapor de agua se condensaba.
De esta forma era posible obtener un ambiente con condiciones mucho más estables.
La ciencia de la humedad
Carrier desarrolló posteriormente fórmulas y gráficos para estudiar las propiedades del aire húmedo.
Esta rama de la ingeniería se relaciona con la psicrometría.
La psicrometría analiza variables como:
- Temperatura del aire.
- Humedad relativa.
- Punto de rocío.
- Cantidad de vapor de agua.
- Energía térmica del aire.
El punto de rocío es la temperatura a la que el vapor de agua comienza a condensarse.
Comprender esta relación permitió diseñar sistemas capaces de producir unas condiciones ambientales concretas y repetibles.
La climatización se extendió primero por industrias que necesitaban controlar cuidadosamente el ambiente:
- Imprentas.
- Fábricas textiles.
- Producción de alimentos.
- Laboratorios.
- Hospitales.
- Centros de procesamiento de datos.
Posteriormente llegó a cines, oficinas, tiendas, automóviles y viviendas.
El aire acondicionado transformó la arquitectura, la industria y la distribución geográfica de la población en regiones muy calurosas.
También hizo posible mantener las condiciones necesarias en quirófanos, instalaciones farmacéuticas, centros tecnológicos y servidores informáticos.
Un avance con costes energéticos
La climatización moderna mejoró la comodidad y permitió numerosos avances industriales y sanitarios.
Sin embargo, también genera un consumo considerable de energía.
Su uso masivo plantea desafíos relacionados con:
- Demanda eléctrica.
- Emisiones asociadas a la producción energética.
- Uso de refrigerantes.
- Eficiencia de edificios.
- Adaptación al calentamiento global.
La ingeniería actual busca sistemas más eficientes, edificios mejor aislados y refrigerantes con menor impacto ambiental.
1912: muere Henri Poincaré, uno de los últimos grandes científicos universales
El 17 de julio de 1912 murió Jules Henri Poincaré, matemático, físico teórico, ingeniero y filósofo de la ciencia francés.
Poincaré realizó aportaciones profundas en una enorme variedad de campos.
Es considerado una de las últimas personas capaces de dominar prácticamente todas las ramas principales de las matemáticas de su época.
Su trabajo influyó en:
- Topología.
- Geometría.
- Teoría de funciones.
- Ecuaciones diferenciales.
- Mecánica celeste.
- Electromagnetismo.
- Relatividad.
- Filosofía de la ciencia.
El problema de los tres cuerpos
Uno de sus trabajos más famosos estuvo relacionado con el movimiento gravitatorio de tres cuerpos.
El movimiento de dos cuerpos, como un planeta y una estrella idealizados, puede describirse mediante soluciones matemáticas conocidas.
Pero cuando se introduce un tercer cuerpo, el sistema puede volverse extraordinariamente complejo.
Poincaré estudió este problema dentro de una competición matemática organizada con motivo del aniversario del rey Óscar II de Suecia.
Durante sus investigaciones descubrió que pequeñas diferencias en las condiciones iniciales podían provocar trayectorias muy diferentes con el paso del tiempo.
Este comportamiento anticipó ideas fundamentales de lo que hoy conocemos como teoría del caos.
Un sistema caótico no se comporta necesariamente de forma aleatoria.
Puede estar gobernado por ecuaciones deterministas y, aun así, resultar muy difícil predecirlo a largo plazo debido a su sensibilidad a las condiciones iniciales.
Este fenómeno aparece en:
- Dinámica atmosférica.
- Órbitas de cuerpos celestes.
- Fluidos.
- Poblaciones biológicas.
- Sistemas mecánicos.
El nacimiento de la topología moderna
Poincaré también fue una figura esencial en el desarrollo de la topología.
La topología estudia las propiedades de los espacios que se conservan cuando se deforman de manera continua, sin cortar ni pegar.
Desde este punto de vista, una taza con un asa y una rosquilla comparten una característica:
- Ambas poseen un agujero.
Una de las preguntas más famosas formuladas por Poincaré fue la conjetura de Poincaré.
De forma muy simplificada, preguntaba si un espacio tridimensional cerrado y sin agujeros debía ser equivalente, desde el punto de vista topológico, a una esfera tridimensional.
La conjetura permaneció sin demostración durante casi un siglo.
Grigori Perelmán presentó una solución a comienzos del siglo XXI utilizando ideas desarrolladas por Richard Hamilton.
Poincaré y la relatividad
Poincaré también realizó aportaciones importantes al estudio del principio de relatividad y de las transformaciones de Lorentz.
Su trabajo formó parte del contexto científico en el que surgió la relatividad especial.
Aunque Albert Einstein desarrolló en 1905 la formulación física que transformó la comprensión del espacio y del tiempo, Poincaré había investigado previamente aspectos matemáticos y conceptuales esenciales.
1920: nace Gordon Gould, el físico que acuñó la palabra láser
El 17 de julio de 1920 nació Gordon Gould, físico e inventor estadounidense estrechamente relacionado con el desarrollo del láser.
La palabra láser procede del acrónimo inglés:
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
En español puede traducirse como amplificación de luz mediante emisión estimulada de radiación.
Gould fue la persona que acuñó y escribió por primera vez el término LASER en sus cuadernos de investigación.
En 1957 registró ideas para construir un dispositivo capaz de producir un haz luminoso intenso, coherente y muy dirigido.
Su propuesta incluía un medio activo colocado entre espejos, formando una cavidad óptica en la que la luz podía reflejarse repetidamente y amplificarse.
¿Quién inventó realmente el láser?
La historia del láser no puede atribuirse de manera sencilla a una única persona.
Su desarrollo reunió aportaciones de numerosos científicos:
- Albert Einstein explicó en 1917 el principio de emisión estimulada.
- Charles Townes y colaboradores desarrollaron el máser, que amplificaba microondas.
- Arthur Schawlow trabajó con Townes en la extensión de esos principios a la luz visible e infrarroja.
- Gordon Gould desarrolló ideas esenciales, acuñó el término láser y planteó numerosas aplicaciones.
- Theodore Maiman construyó en 1960 el primer láser operativo.
Gould mantuvo durante décadas una compleja batalla legal para obtener patentes relacionadas con el láser.
Finalmente consiguió derechos sobre varias tecnologías y aplicaciones.
La historia demuestra que la invención científica puede ser un proceso colectivo en el que las ideas teóricas, los diseños, los experimentos y las patentes no siempre aparecen al mismo tiempo.
¿Qué hace especial a la luz láser?
La luz producida por una bombilla se propaga en muchas direcciones y contiene numerosas longitudes de onda y fases diferentes.
Un láser puede producir un haz con propiedades especiales:
- Alta direccionalidad: la luz se dispersa muy poco.
- Coherencia: las ondas mantienen una relación ordenada entre sí.
- Gran concentración de energía: puede enfocarse sobre áreas muy pequeñas.
- Longitud de onda controlada: determinados láseres producen colores o frecuencias muy concretas.
Los láseres se utilizan actualmente en:
- Lectores ópticos.
- Fibra óptica.
- Cirugía.
- Tratamientos oftalmológicos.
- Industria y corte de materiales.
- Medición de distancias.
- Impresoras.
- Investigación cuántica.
- Detección de ondas gravitacionales.
- Comunicaciones espaciales.
1959: Mary Leakey descubre a “Zinj” en la garganta de Olduvai
El 17 de julio de 1959, la arqueóloga y paleoantropóloga Mary Leakey descubrió fragmentos de un cráneo fósil en la garganta de Olduvai, en la actual Tanzania.
Mary y Louis Leakey llevaban años investigando la región.
Habían encontrado numerosas herramientas de piedra, pero necesitaban restos fósiles que permitieran identificar a los seres que las habían utilizado o que habían vivido en el mismo entorno.
Aquel día, Louis se encontraba enfermo en el campamento.
Mary salió a trabajar y observó una parte de hueso que sobresalía del terreno erosionado.
Durante las semanas siguientes, el equipo recuperó numerosos fragmentos y reconstruyó un cráneo relativamente completo.
El fósil recibió inicialmente el nombre de Zinjanthropus boisei.
También fue conocido mediante varios nombres:
- Zinj.
- Dear Boy.
- Nutcracker Man o Cascanueces.
- OH 5, por ser el fósil de homínido número 5 registrado en Olduvai.
Actualmente se clasifica como Paranthropus boisei.
Un cráneo adaptado a una masticación poderosa
El fósil presentaba características muy llamativas:
- Grandes molares.
- Mandíbula robusta.
- Pómulos anchos.
- Una cresta en la parte superior del cráneo.
La cresta servía como zona de anclaje para poderosos músculos de la mandíbula.
Durante mucho tiempo se pensó que esta anatomía estaba adaptada a romper alimentos extremadamente duros.
Por ello apareció el apodo de hombre cascanueces.
Investigaciones posteriores sobre el desgaste dental y la composición química de los dientes sugieren una dieta compleja, probablemente formada en gran parte por vegetales, hierbas, juncos y otros recursos disponibles en su ambiente.
El aspecto robusto de la mandíbula no permite deducir por sí solo exactamente qué alimentos consumía.
La importancia del descubrimiento
El fósil tenía alrededor de 1,8 millones de años.
Su descubrimiento fue importante porque:
- Demostró la antigüedad de los homíninos en África oriental.
- Aumentó el interés científico por Olduvai.
- Permitió obtener financiación para nuevas excavaciones.
- Ayudó a reconstruir la diversidad de nuestros parientes evolutivos.
- Mostró que varias especies de homíninos pudieron convivir en periodos similares.
Paranthropus boisei no se considera un antepasado directo de los seres humanos actuales.
Representa una rama evolutiva especializada que finalmente desapareció.
La evolución humana no tiene la forma de una escalera sencilla en la que una especie sustituye directamente a otra.
Se parece más a un árbol con numerosas ramas, algunas de las cuales continuaron y otras se extinguieron.
1967: Surveyor 4 pierde el contacto durante su descenso a la Luna
El 17 de julio de 1967, la NASA perdió el contacto con la misión Surveyor 4 cuando solo faltaban unos minutos para su previsto alunizaje.
La nave había sido lanzada el 14 de julio con el objetivo de realizar un descenso suave en la región lunar de Sinus Medii.
El programa Surveyor buscaba demostrar que una nave automática podía aterrizar de manera controlada sobre la Luna.
También debía estudiar las propiedades del suelo antes de las misiones tripuladas Apollo.
Existía una preocupación importante: algunos investigadores se preguntaban si la superficie lunar estaría cubierta por una capa de polvo tan profunda que una nave pudiera hundirse.
Las misiones Surveyor exitosas demostraron que el terreno podía soportar el peso de los módulos.
Surveyor 4 transportaba:
- Cámaras de televisión.
- Instrumentos para analizar el terreno.
- Una pala mecánica.
- Un imán para detectar materiales ferrosos.
- Sistemas de radar para controlar el descenso.
La misión parecía desarrollarse correctamente hasta que la señal desapareció de forma repentina durante el encendido del retrocohete.
La comunicación se perdió aproximadamente dos segundos antes del momento previsto para apagar el motor principal y unos dos minutos y medio antes del alunizaje.
La causa exacta no pudo determinarse con certeza.
La nave probablemente explotó o se estrelló contra la superficie.
Aunque la misión fracasó, los ingenieros analizaron sus datos y continuaron el programa.
Surveyor 5, 6 y 7 consiguieron aterrizar con éxito posteriormente.
1975: Apollo y Soyuz se acoplan y protagonizan el primer apretón de manos en el espacio
El 17 de julio de 1975, una nave estadounidense Apollo y una nave soviética Soyuz se encontraron y acoplaron en órbita terrestre.
Fue el primer acoplamiento espacial entre vehículos tripulados pertenecientes a países diferentes.
La misión, conocida como Proyecto de Pruebas Apollo-Soyuz, había comenzado dos días antes.
La nave Soyuz 19 despegó desde el cosmódromo de Baikonur con:
- Alexei Leonov.
- Valeri Kubasov.
Horas después despegó Apollo desde el Centro Espacial Kennedy con:
- Thomas Stafford.
- Vance Brand.
- Donald “Deke” Slayton.
Durante dos días, las naves ajustaron sus órbitas hasta situarse a la misma altura y velocidad.
El 17 de julio se aproximaron cuidadosamente y completaron el acoplamiento.
Cuando se abrieron las escotillas, Stafford y Leonov protagonizaron el histórico apretón de manos.
Dos naves incompatibles
El acoplamiento presentaba enormes dificultades técnicas.
Apollo y Soyuz habían sido diseñadas de manera independiente y utilizaban sistemas diferentes.
Entre las diferencias se encontraban:
- Mecanismos de acoplamiento.
- Presiones interiores.
- Composición de la atmósfera.
- Sistemas eléctricos.
- Comunicaciones.
- Procedimientos operativos.
Apollo utilizaba una atmósfera rica en oxígeno a una presión relativamente baja.
Soyuz empleaba una mezcla de nitrógeno y oxígeno a una presión más parecida a la terrestre.
Para conectar ambas naves fue necesario construir un módulo de acoplamiento.
Este módulo funcionaba como:
- Adaptador mecánico.
- Pasillo entre las naves.
- Cámara para igualar la presión.
- Zona de transición entre las dos atmósferas.
Las tripulaciones realizaron experimentos conjuntos, intercambiaron objetos conmemorativos, compartieron alimentos y probaron procedimientos que podían utilizarse en futuras misiones de rescate.
Del enfrentamiento a la cooperación
Apollo-Soyuz tuvo una enorme carga simbólica.
Estados Unidos y la Unión Soviética habían competido durante años por los grandes logros espaciales:
- Primer satélite artificial.
- Primer ser humano en el espacio.
- Primer paseo espacial.
- Primera llegada tripulada a la Luna.
El encuentro de 1975 mostró que la exploración espacial también podía utilizarse para la cooperación.
La misión ayudó a preparar el camino para:
- El programa Shuttle-Mir.
- La Estación Espacial Internacional.
- Los sistemas internacionales de acoplamiento.
- La convivencia de astronautas de diferentes países.
- Las operaciones conjuntas de emergencia.
Apollo-Soyuz fue además la última misión tripulada estadounidense que utilizó una nave Apollo.
1984: Soyuz T-12 despega con Svetlana Savitskaya
El 17 de julio de 1984 despegó la nave Soyuz T-12 rumbo a la estación espacial soviética Salyut 7.
La tripulación estaba formada por:
- Vladimir Dzhanibekov.
- Svetlana Savitskaya.
- Igor Volk.
Savitskaya ya había viajado al espacio en 1982, convirtiéndose en la segunda mujer que lo hacía después de Valentina Tereshkova.
La misión Soyuz T-12 marcaría un nuevo hito.
El 25 de julio de 1984, Savitskaya salió al exterior de Salyut 7 junto a Dzhanibekov.
Se convirtió así en la primera mujer que realizó una actividad extravehicular, conocida habitualmente como paseo espacial.
La salida duró aproximadamente tres horas y media.
Durante la operación, los dos cosmonautas probaron una herramienta diseñada para trabajar con metales en el vacío.
Realizaron tareas de:
- Corte.
- Soldadura.
- Recubrimiento.
- Procesamiento de muestras metálicas.
Trabajar con materiales en el espacio permite estudiar cómo influyen la microgravedad, el vacío y los cambios térmicos sobre distintos procesos industriales.
Las mujeres en la exploración espacial
Valentina Tereshkova había sido la primera mujer en el espacio en 1963.
Sin embargo, tuvieron que pasar casi veinte años hasta que otra mujer volvió a viajar fuera de la Tierra.
La presencia femenina en los programas espaciales creció lentamente debido a barreras sociales, políticas e institucionales.
El vuelo de Savitskaya demostró que las mujeres podían desempeñar también las tareas técnicas y físicas más exigentes en el exterior de una estación espacial.
Su paseo espacial abrió el camino a muchas astronautas y cosmonautas que posteriormente:
- Repararon telescopios.
- Construyeron estaciones orbitales.
- Comandaron transbordadores.
- Dirigieron expediciones espaciales.
- Realizaron experimentos científicos.
¿Por qué el 17 de julio es tan importante para la ciencia?
El 17 de julio reúne campos muy diferentes:
- Cosmología.
- Relatividad general.
- Origen y expansión del universo.
- Topología.
- Teoría del caos.
- Climatización.
- Ingeniería térmica.
- Óptica y tecnología láser.
- Paleoantropología.
- Evolución humana.
- Exploración lunar.
- Cooperación espacial.
- Participación de las mujeres en el espacio.
Es una fecha que conecta la expansión del universo con las condiciones ambientales de una imprenta, las estructuras topológicas con los sistemas caóticos, los fósiles africanos con la evolución humana y la luz coherente de un láser con dos naves que consiguieron encontrarse sobre la Tierra.
También muestra que la ciencia avanza mediante formas muy distintas de observación.
Lemaître interpretó ecuaciones y velocidades de galaxias.
Poincaré estudió órbitas y espacios matemáticos.
Carrier analizó temperatura y humedad.
Gould pensó cómo amplificar la luz.
Mary Leakey reconoció un pequeño fragmento de hueso entre las rocas.
Los ingenieros de Apollo-Soyuz resolvieron cómo conectar dos tecnologías incompatibles.
Y Savitskaya demostró que las barreras humanas también pueden romperse.
Conclusión
El 17 de julio es una fecha extraordinaria dentro de la historia de la ciencia y la tecnología.
Georges Lemaître ayudó a transformar nuestra visión del cosmos al proponer un universo en expansión y un origen extremadamente caliente y denso; Willis Carrier diseñó el sistema que dio nacimiento a la climatización moderna; Henri Poincaré abrió caminos fundamentales en topología, mecánica celeste y teoría del caos; Gordon Gould acuñó el término láser y desarrolló ideas esenciales para esta tecnología; Mary Leakey encontró un fósil que reveló la diversidad de nuestros parientes evolutivos; Surveyor 4 mostró que los fracasos también enseñan a explorar; Apollo y Soyuz transformaron la competición espacial en cooperación; y Soyuz T-12 llevó a Svetlana Savitskaya hacia el primer paseo espacial realizado por una mujer.
El 17 de julio reúne galaxias que se alejan, espacios matemáticos, aire refrigerado, haces de luz, fósiles de casi dos millones de años, robots intentando aterrizar en la Luna, naves conectadas en órbita y una mujer trabajando en el vacío del espacio.
Y eso demuestra que la ciencia no solo amplía nuestro conocimiento.
También transforma nuestros hogares, recupera nuestro pasado, conecta países enfrentados y abre caminos que antes parecían reservados para unos pocos.
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Fuentes oficiales y científicas:
- Université catholique de Louvain — Georges Lemaître
- MacTutor — Georges Lemaître
- Carrier — Willis Carrier and modern air conditioning
- ASME — History of Willis Carrier and air conditioning
- MacTutor — Henri Poincaré
- Linda Hall Library — Henri Poincaré
- Smithsonian National Museum of American History — Gordon Gould laser tube
- American Physical Society — The invention of the laser
- The Leakey Foundation — The discovery of Zinj
- Linda Hall Library — Mary Leakey and Zinj
- NASA Science — Surveyor 4
- NASA Science — Rangers and Surveyors to the Moon
- NASA — Apollo-Soyuz Test Project
- NASA — The Apollo-Soyuz Mission
- NASA — Historic handshake in space
- NASA History — Soyuz T-12 and Salyut 7
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