No hay que confundir el vacío con la nada.
En el lenguaje cotidiano, un recipiente "vacío" (un vaso, una botella) en realidad está lleno de aire. A presión atmosférica, un milímetro cúbico de aire contiene aproximadamente 2 × 1019 moléculas, es decir, dos trillones. Esta densidad ilustra la ambigüedad del término: si el vacío nunca es total, ¿merece su nombre?
Los físicos definen el vacío como el estado obtenido tras eliminar toda la materia detectable en un volumen dado, según los límites tecnológicos actuales. Se trata, por tanto, de un vacío relativo, nunca absoluto.
Se utiliza una bomba de vacío para extraer las moléculas de un volumen hermético. La calidad del vacío se mide por la presión residual, expresada en:
En la Tierra, los mejores ultraaltos vacíos alcanzan 10-10 a 10-12 Pa (ej.: aceleradores de partículas como el LHC). Incluso en estas condiciones, persisten moléculas, y el vacío sigue siendo relativo.
Presión en pascales (Pa): 1 Pa corresponde a una fuerza de 1 newton (N) aplicada uniformemente sobre 1 metro cuadrado.
Definición del newton (N): Unidad de fuerza del SI. 1 N es la fuerza capaz de comunicar a una masa de 1 kg una aceleración de 1 m/s².
Ejemplo: Una aceleración de 1 m/s² significa que la velocidad de un objeto aumenta en 3,6 km/h cada segundo (1 m/s = 3,6 km/h).
Contrariamente a la creencia popular, el vacío no está "vacío" de energía:
Un vacío total implicaría, por tanto, la ausencia tanto de materia como de radiación/energía. Tal estado no existe en el universo observable (donde la radiación de fondo cósmico llena el espacio a 2,7 K), ni en laboratorio.
En Relatividad: Teoría especial y general (1916), Albert Einstein (1879-1955) dedica un apéndice al problema del espacio y el vacío. Cita a René Descartes (1596-1650) y Emmanuel Kant (1724-1804), y rechaza la idea de un espacio vacío de campos:
« Los objetos físicos no están en el espacio, sino que estos objetos tienen extensión espacial. Así, el concepto de espacio vacío pierde su sentido. »
Albert Einstein, prólogo a la 9ª edición (1952).
Para Einstein, el espacio-tiempo es una entidad dinámica, moldeada por la materia y la energía (ecuación E = mc²). El "vacío" se convierte entonces en un campo de potenciales, donde incluso la ausencia de materia deja espacio para propiedades geométricas (curvatura del espacio-tiempo).
En 1654, Otto von Guericke (alcalde de Magdeburgo y científico) realizó un experimento destacado para demostrar el efecto de la presión atmosférica:
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