Coulomb, un pionero de la teoría del Universo Eléctrico

por Mathias Hüfner

Dos fuerzas y un ángulo comprendido entre ellas dan como resultado un torque perpendicular al plano de esas fuerzas. La balanza de torsión fija dos fuerzas, de modo que la vibración del brazo de la balanza puede usarse para medir la aceleración deflectora.

Reseña de Mathias Hüfner

A lo largo de los últimos 35 años, los principales temas de investigación de André Koch Torres Assis han sido la evaluación de textos históricos sobre las leyes de fuerza de Newton y Coulomb, la fuerza de Ampère entre elementos de corriente, y la ley de Weber aplicada al electromagnetismo y la gravitación. También ha publicado varios libros sobre estos temas.

Ahora está disponible la traducción completa al inglés de las principales obras de Coulomb sobre torsión, electricidad y magnetismo, en siete memorias.

La mayoría, si no todas, de estas memorias fueron reeditadas por la Sociedad Francesa de Física en 1884. En la presente traducción al inglés, hecha por Assis y Bucciarelli, cada una de estas memorias históricas viene acompañada de explicaciones y comentarios de los editores.

Mientras que las leyes de Newton, Coulomb y Weber son consistentes con los principios de conservación del momento, el momento angular y la energía, y se basan en la fuerza directa entre partículas que interactúan, el enfoque de campo de acción a distancia se impuso en la disputa sobre el éter del siglo XX, con el respaldo de la Iglesia católica. Es un mérito particular de Assis que, con su compromiso con las fuentes históricas, haya recuperado el enfoque filosófico materialista original de Coulomb.

Las fuerzas electromagnéticas y la gravedad se determinan con la balanza de torsión. El principio de la balanza de torsión se usó por primera vez a finales del siglo XIII en los relojes de torre, como generador de reloj. Sin embargo, Coulomb fue el primero en usar este principio para medir la fuerza. Coulomb entendía la carga eléctrica de los electrones móviles como una especie de líquido que se extiende libremente sobre la superficie de un cuerpo.

En su primera memoria, aprendemos que Coulomb ya estaba trabajando en la torsión de la balanza de torsión desde 1777, y usó esta balanza de torsión para determinar las fuerzas eléctricas en 1784, nueve años antes de que John Michell hubiera completado su balanza de torsión y de que Henry Cavendish la usara para determinar la fuerza gravitatoria en 1798. Esto es notable, porque se dice que Cavendish afirmó que Michell tuvo la idea de construir la balanza de torsión antes que Coulomb. Pero no hay registros que puedan probarlo. Un requisito previo para la medición de la fuerza es el conocimiento de que los hilos metálicos generan una fuerza de reacción durante la torsión que es proporcional al ángulo de torsión, tal como Coulomb ya informó en 1777. Coulomb obtuvo una ley de fuerza que, basándose en la ley de Newton, contenía las cargas libres de los cuerpos en lugar de las masas, y la misma proporcionalidad inversa al cuadrado de la distancia. Años más tarde, Cavendish, con mucho más esfuerzo, midió la carga residual ligada como fuerza gravitatoria. Hoy sabemos que la interacción dipolar entre la envoltura electrónica y el núcleo atómico es la responsable de esta carga residual, que garantiza que la materia se mantenga unida.

En la segunda memoria, aprendemos que la gravedad F, basada en el producto de la masa por la aceleración de caída libre, es proporcional al cuadrado del número de oscilaciones que hace el péndulo simple por unidad de tiempo, es decir, F es proporcional al cuadrado de la frecuencia de oscilación, f².

En la tercera memoria obtenemos un ejemplo numérico sobre la pérdida de carga de la carga superficial libre. Si todavía queda una fuerza residual, debe tratarse de una carga ligada, causada por el carácter dipolar de los átomos individuales, lo cual llamamos gravitación, y que Cavendish mediría más tarde, con mucho más esfuerzo, sobre cuerpos eléctricamente descargados en la balanza de torsión.

En la cuarta memoria, Coulomb examina la dependencia de la carga respecto de la sustancia y no encuentra ninguna diferencia entre las sustancias. Concluyó que la carga eléctrica no se extiende en ningún cuerpo por afinidad química o atracción eléctrica. En particular, mostró con su balanza de torsión que la carga eléctrica se extiende en todos los cuerpos conductores según su forma, sin que esa carga parezca tener afinidad ni atracción eléctrica alguna por ningún cuerpo, y menos aún por otro compuesto de una sustancia diferente. Esto lo puso en desacuerdo con la teoría de contacto de Volta, pues se creía que la fuerza electromotriz de la pila de Volta se localizaba en la unión de cada metal con el conductor húmedo intermedio, debido a reacciones químicas. La doble capa fue descrita por primera vez por Helmholtz en 1853.

En la quinta memoria, Coulomb entiende la carga eléctrica como la masa de un líquido eléctrico y demuestra sus propiedades. Demuestra que las cargas libres no penetran en el cuerpo, sino que solo se extienden sobre la superficie.

La sexta memoria trata de la continuación de las investigaciones sobre la distribución del fluido eléctrico entre varios cuerpos conductores y la determinación de la densidad eléctrica en los distintos puntos de la superficie de esos cuerpos.

En la séptima memoria, Coulomb experimenta con el momento magnético. Calcula el momento magnético de una aguja de brújula magnetizada cuando la densidad del fluido magnético varía linealmente a lo largo de su longitud.

Con la descripción detallada de sus experimentos con la balanza de torsión, Coulomb demostró que las fuerzas solo pueden reconocerse por los movimientos, o más bien las aceleraciones, que causan. Solo difieren en la intensidad y la dirección de su acción. Coulomb identificó las cargas eléctricas como la causa de las fuerzas, de modo que solo puede haber una dinámica. Pero este hecho no fue universalmente reconocido.

Dado que estas dinámicas se han descrito de manera más o menos incompleta —a veces unidimensional, a veces bidimensional, pero nunca tridimensional—, como puntos de carga o de masa, ya sea mediante la mecánica clásica o la electrodinámica, se levantaron barreras artificiales entre la mecánica y la electrodinámica, que se volvieron infranqueables en la física idealista moderna del siglo XX.

Enlace directo al PDF: ifi.unicamp.br/~assis/Coulomb-in-English.pdf

El Dr. Mathias Hüfner es un traductor voluntario alemán de The Thunderbolts Project. Estudió física entre 1964 y 1970 en Leipzig, Alemania, especializándose en técnicas analíticas de medición para isótopos radiactivos. Después trabajó en Carl Zeiss Jena hasta 1978 en el desarrollo del análisis espectral por microscopio láser, donde fue responsable del desarrollo de software para la evaluación de los datos espectrales. Más tarde se doctoró en la Universidad Friedrich Schiller en el campo de la ingeniería, donde trabajó 15 años como asistente científico. Algunos años después del cambio en Alemania Oriental, trabajó como profesor autónomo de informática en los últimos años antes de su jubilación. Desde 2015 dirige un sitio web alemán de The Thunderbolts Project (mugglebibliothek.de/EU) y su último libro se titula Dynamic Structures in an Open Cosmos.

[Traducido y adaptado por metahistoria.org a partir del artículo «Coulomb, a Pioneer for the Theory of the Electric Universe», de Mathias Hüfner (fuente: thunderbolts.info)]