El viernes 27 de abril de 1900, el físico británico Lord Kelvin dio un discurso titulado "Nubes del siglo XIX sobre la teoría dinámica del calor y la luz", que comenzó:
La belleza y la claridad de la teoría dinámica, que afirma que el calor y la luz son modos de movimiento, está actualmente oscurecida por dos nubes.
Kelvin continuó explicando que las "nubes" eran dos fenómenos inexplicables, que describió como los últimos dos agujeros que debían rellenarse. antes de tener una comprensión completa de las propiedades termodinámicas y energéticas del universo, explicado en términos clásicos del movimiento de partículas
Este discurso, junto con otros comentarios atribuidos a Kelvin, como los del físico Albert Michelson en un discurso de 1894, indican que él fuertemente creía que el papel principal de la física en ese día era medir cantidades conocidas con un alto grado de precisión, con muchos decimales de exactitud.
Significado de "nubes"
Las "nubes" a las que Kelvin se refería eran:
- La incapacidad para detectar el éter luminoso, específicamente la falla del Experimento de Michelson-Morley
- los radiación de cuerpo negro efecto, conocido como la catástrofe ultravioleta
Importancia
Las referencias a este discurso se han vuelto algo populares por una razón muy simple: Lord Kelvin estaba tan equivocado como podría haber estado. En lugar de detalles menores que tuvieron que ser resueltos, las dos "nubes" de Kelvin representaron límites fundamentales para un enfoque clásico para comprender el universo. Su resolución introdujo reinos de física completamente nuevos e inesperados, conocidos colectivamente como "física moderna".
Física cuántica
De hecho, Max Planck resolvió el problema de la radiación del cuerpo negro en 1900, presumiblemente, después de que Kelvin dio su discurso) Al hacerlo, tuvo que invocar el concepto de limitaciones en la energía permitida de emitida ligero. Este concepto de "cuantos ligeros" fue visto como un simple truco matemático en ese momento, necesario para resolver el problema, pero funcionó. El enfoque de Planck explicó con precisión la evidencia experimental resultante de los objetos calentados en el problema de la radiación del cuerpo negro.
Sin embargo, en 1905, Einstein llevó la idea más allá y utilizó el concepto para explicar también efecto fotoeléctrico. Entre estas dos soluciones, quedó claro que la luz parecía existir como pequeños paquetes, o cuantos, de energía:fotones, como luego vendrían a llamarse.
Una vez que quedó claro que la luz existía en los paquetes, los físicos comenzaron a descubrir que existían todo tipo de materia y energía en estos paquetes, y la edad de física cuántica empezó.
Relatividad
La otra "nube" que Kelvin mencionó fue el fracaso de los experimentos de Michelson-Morley para discutir el éter luminoso. Esta era la sustancia teórica que los físicos de la época creían que impregnaba el universo, para que la luz pudiera moverse como una onda. Los experimentos de Michelson-Morley habían sido un conjunto de experimentos bastante ingenioso, basado en la idea de que la luz se movería a diferentes velocidades a través del éter dependiendo de cómo se moviera la Tierra a través de él. Construyeron un método para medir esta diferencia... Pero no había funcionado. Parecía que la dirección del movimiento de la luz no influía en la velocidad, lo que no encajaba con la idea de que se moviera a través de una sustancia como el éter.
Sin embargo, una vez más, en 1905, Einstein llegó y puso la pelota en marcha sobre este. Expuso la premisa de relatividad especial, invocando un postulado de que la luz siempre se movía a una velocidad constante. A medida que desarrolló la teoría de la relatividad, se hizo evidente que el concepto del éter luminoso ya no era particularmente útil, por lo que los científicos lo descartaron.
Referencias de otros físicos
Los libros de física populares han hecho referencia frecuente a este evento porque deja en claro que incluso muy los físicos expertos pueden ser superados por el exceso de confianza en la medida de su campo aplicabilidad.
En su libro El problema con la física, el físico teórico Lee Smolin dice lo siguiente sobre el discurso:
William Thomson (Lord Kelvin), un físico británico influyente, proclamó que la física había terminado, excepto por dos pequeñas nubes en el horizonte. Estas "nubes" resultaron ser las pistas que nos llevaron a la teoría cuántica y la teoría de la relatividad.
El físico Brian Greene también hace referencia al discurso de Kelvin en La tela del cosmos:
En 1900, el propio Kelvin notó que "dos nubes" flotaban en el horizonte, una que tenía que ver con las propiedades del movimiento de la luz y la otra con aspectos de los objetos de radiación emitidos cuando se calientan, pero había una sensación general de que se trataba de meros detalles que, sin duda, pronto serían dirigido.
En una década, todo cambió. Como se anticipó, los dos problemas que Kelvin había planteado se abordaron rápidamente, pero probaron cualquier cosa menos menor. Cada uno encendió una revolución, y cada uno requiere una reescritura fundamental de las leyes de la naturaleza.