jueves, 14 de marzo de 2024

137 - Gerardo Herrera Corral

Capítulo 29

137.
(Por Gerardo Herrera Corral)






Pocos números pueden llegar a generar asombro y conmoción en las personas. Darren Aronofsky representó en una película la estrujante obsesión del ficticio matemático Maximillian Cohen por el número p, que como sabemos es la relación que existe entre la longitud de la circunferencia y su diámetro.  La firme creencia de que la naturaleza y sus misterios están representados en números no se limita “al orden del caos”, - como se tituló al filme en español - estaba ya presente en los pitagóricos del siglo VI antes de la era común. Ellos creían que en la infinidad de formas de la naturaleza hay una estructura oculta que se manifiesta en armónica concordancia de números.

El 137 es una cifra peculiar; muchos se han sometido a innumerables días de zozobra, largas noches de insomnio, semanas, meses y años de ansiedad y angustia ante el misterio que lo acompaña. Se denomina “constante de estructura fina” cuando aparece en el denominador: 1/137; y su presencia frecuente en inesperadas circunstancias produce desconcierto entre aquellos que creen que la naturaleza está regulada por números.

Con el inverso de 137 se obtiene la constante adimensional que caracteriza la fuerza de la interacción electromagnética entre partículas cargadas. Es una de las constantes de origen incierto en la naturaleza y algunos han llegado a pensar que este número está en la raíz de una teoría que unifique la física y lo describa todo.

Arnold Sommerfeld notó por primera vez su existencia en 1916 al explicar la división de las líneas espectrales atómicas del hidrógeno, es decir, en la manera como irradian los átomos. El número aparece como la combinación de constantes fundamentales de la naturaleza:


es el resultado de considerar la carga del electrón e (1.6 · 10-19 Coulombs); la velocidad de la luz c (3 · 108 metros por segundo) y la constante de Planck h (6.63 · 10-34 Joules por segundo). En la relación aparece también p que es la razón de la circunferencia de un círculo a su diámetro (3.141529) y la permitividad del vacío Ԑ0 que es un parámetro de los materiales que nos dice como estos son afectados por los campos electromagnéticos.  Un hecho extraordinario es que estas constantes tienen dimensiones y, no obstante, todas las unidades se cancelan para dar un numero sin dimensiones. La constante de la que hablamos no tiene unidades de manera que es igual en todas partes sin distingos ni perspectivas. Otro hecho extraordinario es que involucre a números tan grandes y pequeños para acabar dando la razón de dos números enteros de escala cotidiana. Un aspecto más, que también es extraordinario, es que en su constitución figuren tres constantes naturales que van de la mecánica cuántica a la teoría de la relatividad pasando por el electromagnetismo.

La constante fina es actualmente una constante que “corre”, - así dicen los físicos - La constante de acoplamiento del campo electromagnético que determina la fuerza de interacción toma diferentes valores dependiendo de la energía con que se mida. Sin embargo, la interpretación original de Sommerfeld vale para el átomo de Bohr y es la razón de la velocidad del electrón en la primera orbita respecto a la velocidad de la luz en el vacío.

Elevada al cuadrado también se la puede ver como la razón de la energía potencial del electrón en la primera órbita del átomo de Bohr y la energía equivalente del electrón debida a su masa.

Aunque como tal tome distintos valores según la energía con qué se mida, el valor inicial a bajas energías muestra el acoplamiento que, si fuera distinto no permitiría la existencia del hidrógeno y como consecuencia no habría elementos y no estaríamos nosotros aquí.

Alrededor del número 137 ha surgido numerosas observaciones que incrementan su carácter enigmático. Así por ejemplo aparece en la cábala, que es una disciplina de pensamiento esotérico con origen antiguo esenio y judaico, y utiliza métodos para intentar descifrar los secretos de la Torá que es el texto sagrado de los judíos, - y que corresponde para los cristianos al Pentateuco bíblico -.   La cábala pretende interpretar el sentido oculto en los cinco libros en busca de la revelación que nos dé el verdadero significado de las cosas.

En el alfabeto hebreo de 22 caracteres, cada letra recibe un valor numérico y la suma de los valores de las letras que componen una palabra es una cifra que contiene un significado alterno. Es curioso que la suma de las letras en la palabra Cábala en hebreo sea justamente 137:

קַבָּלָה  

en donde el primer signo vale 5, el segundo 30, el tercero 2 y el último 100 de manera que la suma de todos es 137.

Se dice que las palabras clave de la cábala son: “sabiduría” que tiene un valor de 73 y “profecía”, que tiene un valor de 64: curiosamente 73+64 =137.

El número 137 es también un número primo, es decir, solo divisible por sí mismo y la unidad. Los matemáticos no consideran que la unidad “1” sea número primo, aunque es divisible por sí mismo y por la unidad, - que es el mismo -; por tal motivo los primeros números primos son 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17; que, si no, estos serían 1, 2 ,3, 5, 7 etc. para que los primeros intercalados y los siguientes arrojen:


Por otra parte, utilizando dos radios para dividir un círculo según el numero áureo produce sectores de aproximadamente 137°; ángulo que se conoce como ángulo divino.


Por lo demás:

1/137 = 0.00729927007299270072992700...,

que presenta periodicidad en la parte decimal. Curiosamente el valor del periodo es capicúa; esto quiere decir que se lee igual al de derecha a izquierda que de izquierda a derecha y tiene una longitud del periodo de tan solo 8, como se puede ver:  0 07299270 07299270 07299270 0

Hoy sabemos que existen 118 elementos químicos en la tabla periódica y que, a partir del plutonio que tiene 94 protones en su núcleo, los demás con número mayor, son artificiales. De manera que tenemos 24 elementos sintéticos. Estos son fabricados en laboratorios especializados donde se busca elementos con un número de protones cada más grande en el núcleo atómico.

La pregunta es por supuesto ¿cuál es el mayor número posible de protones que puede vivir en un núcleo atómico?  Todo parece indicar que el elemento artificial con el máximo número atómico tendría 137 protones.

En el modelo atómico de Bohr, el electrón más interior de un átomo con 137 protones en su núcleo estaría orbitando a la velocidad de la luz, y para el elemento siguiente con 138 protones ya sería imposible tener a un electrón porque este superaría la velocidad de la luz – lo que no puede ocurrir -. Con este y con otros criterios parece ser que el elemento químico con mayor número de protones en su núcleo será aquel que tenga 137.

La clorofila más universal presente en plantas y algas es conocida como “clorofila tipo a”, esta molécula tiene 137 átomos, la formula química de esta biomolécula es C55H72MgN4O5. Cada uno de estos arreglos atómicos convierte la energía lumínica en energía química al recibir un fotón con la energía suficiente para desprender un electrón. La molécula entonces recuperará su electrón separando al oxigeno del hidrógeno en alguna molécula de agua cercana. Ya suelto el hidrógeno (protón) del agua participará en la formación de ATP, que es almacén de energía química; el oxígeno de la molécula de agua afectada quedará libre y formará parte de la atmósfera. Hoy sabemos que prácticamente todo el oxígeno en ella proviene de esta singular operación vegetal.

El conocido físico norteamericano Richard Feynman decía:

Ha sido un misterio desde que se descubrió hace más de 50 años, y todo buen físico teórico pone este número en la pared y se preocupa por él. De inmediato usted querrá saber de dónde viene este número: ¿está relacionado con p o con la base de los logaritmos naturales?  Nadie lo sabe. Es uno de los más grandes y condenados misterios de la física; un número mágico que llega hasta nosotros sin que entendamos por qué. Puedes decir que es “la mano de Dios” escribió el número, y “no sabemos cómo empujó el lápiz”. Sabemos que tipo de danza hacer para medirlo con precisión, pero no sabemos qué tipo de danza hacer en la computadora para que aparezca este número sin que lo hayamos puesto secretamente.

  



Gerardo Herrera Corral.
Doctor en Ciencias Físicas.
Investigador Asociado en el CERN (Suiza).
Profesor Titular del Departamento de Física del CINVESTAV (México).


Créditos Música:
137 2.07
Morning Light by Keys of Moon | https://soundcloud.com/keysofmoon
Creative Commons / Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/


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