Christiaan Huygens, científico, innovador e inventor del reloj de péndulo
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| Un retrato de 1671 realizado por Caspar Netscher de Christiaan Huygens (1629-1695), el matemático, físico y astrónomo holandés. |
07 octubre 2023.- Christiaan Huygens (14 de abril de 1629-8 de julio de 1695), científico natural holandés, fue una de las grandes figuras de la revolución científica. Si bien su invento más conocido es el reloj de péndulo, Huygens es recordado por una amplia gama de inventos y descubrimientos en los campos de la física, las matemáticas, la astronomía y la relojería. Además de crear el influyente dispositivo de cronometraje, Huygens descubrió la forma de los anillos de Saturno, la luna Titán, la teoría ondulatoria de la luz y la fórmula de la fuerza centrípeta.
Logros clave
Inventó el reloj de péndulo
Descubrió la luna Titán
Descubrió la forma de los anillos de Saturno.
Formuló las ecuaciones para fuerza centrípeta , colisiones elásticas y difracción.
Propuso la teoría ondulatoria de la luz.
Inventó el ocular Huygeniano para telescopios.
Dato curioso: Huygens tendía a publicar mucho después de hacer sus descubrimientos. Quería asegurarse de que su trabajo fuera correcto antes de entregárselo a sus compañeros.
¿Sabías? Huygens creía que la vida podría ser posible en otros planetas. En "Cosmotheoros", escribió que la clave para la vida extraterrestre era la presencia de agua en otros planetas.
La vida de Christiaan Huygens
Christiaan Huygens nació el 14 de abril de 1629 en La Haya, Países Bajos , hija de Constantijn Huygens y Suzanna van Baerle. Su padre era un rico diplomático, poeta y músico. Constantijn educó a Christiaan en casa hasta los 16 años. La educación liberal de Christiaan incluyó matemáticas, geografía, lógica e idiomas, además de música, equitación, esgrima y danza.
Huygens ingresó en la Universidad de Leiden en 1645 para estudiar derecho y matemáticas. En 1647 ingresó en el Orange College de Breda, donde su padre se desempeñaba como curador. Tras finalizar sus estudios en 1649, Huygens se embarcó en una carrera como diplomático con Enrique, duque de Nassau. Sin embargo, el clima político cambió, eliminando la influencia del padre de Huygens. En 1654, Huygens regresó a La Haya para seguir una vida de erudito.
Huygens se mudó a París en 1666, donde se convirtió en miembro fundador de la Academia Francesa de Ciencias. Durante su estancia en París, conoció al filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz y publicó "Horologium Oscillatorium". Este trabajo incluyó la derivación de la fórmula para la oscilación de un péndulo, una teoría sobre las matemáticas de las curvas y la ley de la fuerza centrífuga.
Huygens regresó a La Haya en 1681, donde murió a la edad de 66 años.
Huygens el relojero
En 1656, Huygens inventó el reloj de péndulo basándose en las investigaciones anteriores de Galileo sobre los péndulos. El reloj se convirtió en el reloj más preciso del mundo y siguió siéndolo durante los siguientes 275 años.
Sin embargo, hubo problemas con la invención. Huygens había inventado el reloj de péndulo para usarlo como cronómetro marino, pero el movimiento oscilante de un barco impedía que el péndulo funcionara correctamente. Como resultado, el dispositivo no fue popular. Si bien Huygens presentó con éxito una patente para su invención en La Haya, no se le concedieron derechos en Francia ni en Inglaterra.
Huygens también inventó un reloj de espiral, independientemente de Robert Hooke. Huygens patentó un reloj de bolsillo en 1675.
Huygens el filósofo natural
Huygens hizo muchas contribuciones a los campos de las matemáticas y la física (llamada "filosofía natural" en ese momento). Formuló leyes para describir la colisión elástica entre dos cuerpos, escribió una ecuación cuadrática para lo que se convertiría en la segunda ley del movimiento de Newton , escribió el primer tratado sobre teoría de la probabilidad y derivó la fórmula de la fuerza centrípeta.
Sin embargo, es mejor recordado por su trabajo en óptica. Pudo haber sido el inventor de la linterna mágica, uno de los primeros tipos de proyector de imágenes. Experimentó con la birrefringencia (doble difracción), que explicó con una teoría ondulatoria de la luz. La teoría ondulatoria de Huygens se publicó en 1690 en el "Traité de la lumière". La teoría ondulatoria se oponía a la teoría corpuscular de la luz de Newton. La teoría de Huygens no fue probada hasta 1801, cuando Thomas Young realizó experimentos de interferencia.
La naturaleza de los anillos de Saturno y el descubrimiento de Titán
En 1654, Huygens desvió su atención de las matemáticas a la óptica. Trabajando junto a su hermano, Huygens ideó un método mejor para esmerilar y pulir lentes. Describió la ley de refracción , que utilizó para calcular la distancia focal de las lentes y construir lentes y telescopios mejorados.
En 1655, Huygens apuntó uno de sus nuevos telescopios a Saturno. Lo que antes parecían vagas protuberancias en los lados del planeta (vistos a través de telescopios inferiores) resultaron ser anillos. Huygens también pudo ver que el planeta tenía una gran luna, a la que llamaron Titán. Con este aparato, Huygens logró observar que en torno a los anillos (que ya habían sido descubiertos por Galileo en julio de 1610, aunque el astrónomo italiano no había podido identificarlos con claridad) giraba un cuerpo celeste al que dio el nombre de Luna Saturni.
Teorías de la luz y la gravedad
En 1690, Huygens publicó su Tratado sobre la luz.. Aquí presentó su "teoría que describe la luz como una onda que se emite desde las partículas de un objeto, desencadenando una serie de ondas adicionales. Estas ondas son transportadas a través de un éter compuesto de partículas" (Burns, 226).
Hoy en día, el principio de la luz de Huygens sigue siendo válido. El principio establece que "los impulsos luminosos se suceden unos a otros de forma irregular... una infinidad de impulsos esféricos, cada uno de los cuales se origina en un punto diferente a lo largo de la perturbación inicial" (Bynum, 235).
Lo que Huygens no sabía, pero los científicos descubrieron más tarde, es que los diferentes colores de la luz (el espectro) viajan cada uno en su propia longitud de onda, y esto explica por qué la luz puede ser manipulada por cuerpos exteriores, como se ve en la refracción a través de una lente. o gotas de lluvia.
Huygens era un filósofo mecánico cartesiano no del todo ortodoxo (para quien todos los fenómenos naturales deben reducirse a movimiento y materia), y dudaba del trabajo pionero de Isaac Newton sobre la gravedad, ya que el científico británico no podía explicar la causa de la gravedad, sólo sus efectos. Huygens y Newton se reunieron en Londres en 1689.
En lugar de la teoría de la gravedad universal de Newton, que no tenía causa, Huygens presentó un contramodelo de la gravedad en su Discours de la cause de la pesanteur ( Discurso sobre el curso de la gravedad), publicado en 1690. Aquí, Huygens "propuso que las partículas responsables de la gravedad giran alrededor de la Tierra en todas direcciones, tanto alrededor de los polos como alrededor del ecuador; y alrededor de cualquier otro gran círculo dibujado en la superficie de la Tierra" (Henry , 76-7).
Otras contribuciones
Además de los descubrimientos más famosos de Huygens, se le atribuyen otras contribuciones notables:
Huygens innovó una escala musical de 31 temperamentos iguales, que está relacionada con la escala de medios tonos de Francisco de Salinas.
En 1680, Huygens diseñó un motor de combustión interna que utilizaba pólvora como combustible. Nunca lo construyó.
Huygens completó "Cosmotheoros" poco antes de su muerte. Fue publicado póstumamente. Además de discutir la posibilidad de vida en otros planetas, propuso que el criterio clave para encontrar vida extraterrestre sería la existencia de agua. También propuso un método para estimar distancias entre estrellas.
Obras publicadas seleccionadas
1651: Ciclometrias
1656: De Saturni Luna observatio nova (sobre el descubrimiento de Titán)
1659: Systema saturnium (sobre el planeta Saturno)
1659: De vi centrifuga (sobre la fuerza centrífuga, publicado en 1703)
1673: Horologium oscillatorium sive de motu pendularium (diseño del reloj de péndulo)
1684: Astroscopia Compendiaria tubi opti molimine liberata (telescopios compuestos sin tubo)
1690: Traité de la lumière (tratado sobre la luz)
1691: Lettre touchant le Cycle Harmonique (sobre el sistema de 31 tonos)
1698: Cosmotheoros (sobre cosmología y vida en el universo)
Muerte y legado
Hacia el final de su vida, Huygens escribió una descripción simplificada de la filosofía cartesiana , Kosmotheoros o The Celestial Worlds Discovered , publicada póstumamente en 1698. Menos cartesianas fueron las teorías de Huygens sobre el impacto y la fuerza centrífuga, para las cuales desarrolló nuevas fórmulas algebraicas. Huygens sufrió problemas de salud en sus últimos años y murió en La Haya el 8 de julio de 1695.
En su testamento, el científico dejó sus trabajos a la Universidad de Leiden. El holandés había revolucionado la medición del tiempo, había construido una teoría duradera de la luz y había demostrado lo que podían lograr mejores telescopios con sus observaciones de Saturno. La Agencia Espacial Europea aterrizó una nave en el Titán de Saturno en 2005; esa nave lleva el nombre de Huygens.
Para saber más:
Andriesse, C. D. "Huygens: The Man Behind the Principle." Sally Miedema (Translator), 1st Edition, Cambridge University Press, September 26, 2005.
Basnage, Henri of Beauval. "Letter from Mr. Huygens to the Author concerning the Harmonic Cycle." Stichting Huygens-Fokker, October 1691, Rotterdam.
Huygens, Christian. "Christiani Hugenii ... Astroscopia compendiaria, tubi optici molimine liberata." Astronomical instruments, Leers, 1684.
Huygens, Christiaan. "Cristiani Hugenii Zulichemii, Const. f. Systema Saturnium : sive, De causis mirandorum Saturni phaenomenôn, et comite ejus Planeta Novo." Vlacq, Adriaan (printer), Jacob Hollingworth (former owner), Smithsonian Libraries, Hagae-Comitis, 1659.
"Huygens, Christiaan (Also Huyghens, Christian)." Encyclopedia, November 6, 2019.
Huygens, Christiaan. "Treatise On Light." Osmania University. Universallibrary, Macmillan And Company Limited, 1912.
Mahoney, M.S. (translator). "Christian Huygens On Centrifugal Force." De vi centrifuga, in Oeuvres complètes, Vol. XVI, Princeton University, 2019, Princeton, NJ.
"The Cosmotheoros of Christiaan Huygens (1698)." Adriaan Moetjens in The Hague, Utrecht University, 1698.
Yoder, Joella. "A Catalogue of the Manuscripts of Christiaan Huygens including a concordance with his Oeuvres Complètes." History of Science and Medicine Library, BRILL, May 17, 2013.
Yoder, Joella. "Unrolling Time." Cambridge University Press, July 8, 2004.
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