John Michell ( 25 de diciembre de 1724 - 21 de abril de 1793) fue un filósofo natural y clérigo inglés que proporcionó ideas pioneras en una amplia gama de campos científicos, incluyendo la astronomía , la geología , la óptica y la gravitación . Considerado "uno de los científicos más grandes y anónimos de todos los tiempos", [1] es la primera persona conocida por haber propuesto la existencia de cuerpos estelares comparables a los agujeros negros , y el primero en haber sugerido que los terremotos viajaban en ondas (sísmicas) . Reconociendo que las estrellas dobles eran un producto de la gravitación mutua, fue el primero en aplicar la estadística al estudio del cosmos . Inventó un aparato para medir la masa de la Tierra y explicó cómo fabricar un imán artificial. Se le ha llamado el padre tanto de la sismología como de la magnetometría .
Según un periodista científico, [2] "algunos detalles del trabajo de Michell realmente parecen sacados de las páginas de un libro de texto de astronomía del siglo XX". La Sociedad Estadounidense de Física (APS) describió a Michell como "tan adelantado a sus contemporáneos científicos que sus ideas languidecieron en la oscuridad, hasta que fueron reinventadas más de un siglo después". La Sociedad afirmó que si bien "fue uno de los científicos más brillantes y originales de su tiempo, Michell sigue siendo prácticamente desconocido hoy en día, en parte porque hizo poco por desarrollar y promover sus propias ideas pioneras". [3]
John Michell nació en 1724 en Eakring , en Nottinghamshire, hijo de Gilbert Michell, un sacerdote, y Obedience Gerrard. Gilbert era hijo de William Michell y Mary Taylor de Kenwyn , Cornualles; Obedience era hija de Ralph y Hannah Gerrard de Londres. [4] [ página requerida ] Fue educado en el Queens' College, Cambridge , y más tarde se convirtió en miembro del Queens'. La familia era de orígenes de Cornualles. Obtuvo su título de MA en 1752 y su título de BD en 1761. [5] Fue tutor del colegio de 1751 a 1763; Praelector en Aritmética en 1751; Censor en Teología en 1752; Praelector en Geometría en 1753; Praelector en Griego en 1755 y 1759; Tesorero Superior en 1756; Preelector de hebreo en 1759 y 1762; censor de filosofía y examinador en 1760. "Fue nombrado rector de St Botolph's, Cambridge, el 28 de marzo de 1760, y ocupó este cargo hasta junio de 1763." [6] [ página requerida ] De 1762 a 1764, ocupó la cátedra Woodwardian de geología hasta que se vio obligado a renunciar a ella al contraer matrimonio. [6] [ página requerida ]
No se conserva ningún retrato de Michell; se dice que era "un hombre bajito, de tez oscura y gordo, pero como no lo conocía, poco puedo decir de él. Creo que estuvo a cargo de la iglesia de St. Botolph en Cambridge, mientras continuaba siendo miembro del Queens' College, donde se le consideraba un hombre muy ingenioso y un filósofo excelente. Ha publicado algunas cosas en ese sentido, sobre el imán y la electricidad". [7] [8]
En 1910, Sir Edmund Whittaker observó que durante el siglo posterior a la muerte de Isaac Newton , "el único filósofo natural distinguido que vivió y enseñó en Cambridge fue Michell", aunque sus "investigaciones parecen haber atraído poca o ninguna atención entre sus contemporáneos universitarios y sucesores, quienes asintieron en silencio cuando sus descubrimientos se atribuyeron a otros, y permitieron que su nombre pereciera por completo de la tradición de Cambridge". Michell procedió a ocupar puestos administrativos en Compton y luego en Havant, ambos en Hampshire. Durante este período buscó sin éxito puestos en Cambridge y como astrónomo real . [4] [ página necesaria ] [9]
En 1767 fue nombrado rector de la iglesia de San Miguel de Thornhill , cerca de Leeds, Yorkshire, Inglaterra, cargo que ocupó durante el resto de su vida. Realizó la mayor parte de su importante trabajo científico en Thornhill, donde murió el 21 de abril de 1793, a los 68 años. Está enterrado allí. [3] [8] [10] Después de la presión local, se colocó una placa azul en la pared de la iglesia para conmemorarlo.
En 1750, Michell publicó en Cambridge una obra de unas ochenta páginas titulada "Tratado de imanes artificiales", en la que presentaba un método fácil y rápido de producir imanes superiores a los mejores imanes naturales. Además de la descripción del método de magnetización que todavía lleva su nombre, esta obra contiene una variedad de observaciones precisas sobre el magnetismo y presenta una exposición lúcida de la naturaleza de la inducción magnética. [11]
En un momento dado, Michell intentó medir la presión de radiación de la luz enfocando la luz solar sobre un lado de la aguja de una brújula. El experimento no tuvo éxito: la aguja se derritió.
Hasta finales del siglo XX, Michell fue considerado importante principalmente por su trabajo en geología. Su ensayo geológico más importante, escrito después del terremoto de Lisboa de 1755 , se titulaba "Conjeturas sobre la causa y observaciones sobre los fenómenos de los terremotos" ( Philosophical Transactions , li. 1760). [11] En este artículo introdujo la idea de que los terremotos se propagan como ondas a través de la Tierra y que involucran los desfases en los estratos geológicos ahora conocidos como fallas . Pudo estimar tanto el epicentro como el foco del terremoto de Lisboa, y también puede haber sido el primero en sugerir que un tsunami es causado por un terremoto submarino. [12]
El ensayo de Michell no sólo proporcionó conocimientos sobre los terremotos, sino que también, en términos más generales, representó un avance en la comprensión de la geología de la corteza terrestre. Reconoció que la Tierra está compuesta "de estratos regulares y uniformes", algunos de los cuales han sido interrumpidos por trastornos. "La parte más importante del artículo de Michell sobre los terremotos", en opinión de un comentarista, "es el relato que contiene de lo que ahora se conoce como 'la corteza de la Tierra'". [6] [ página necesaria ] Demostrando un conocimiento notable de los estratos geológicos en varias partes de Inglaterra y en el extranjero, [12] se basó en sus propias observaciones para avanzar en la comprensión de la estratigrafía sedimentaria y fue el primero en definir la estratigrafía mesozoica en el Reino Unido [12] [13]
En 1760, como resultado de este trabajo, fue elegido miembro de la Royal Society. [12]
Una carta de 1788 a Henry Cavendish indicó que Michell continuó interesado en la geología varias décadas después de su artículo sobre los terremotos. [6] [ página necesaria ]
Michell estudió el magnetismo y descubrió que la fuerza magnética ejercida por cada polo de un imán disminuye según una ley del inverso del cuadrado , es decir, en proporción al cuadrado de la distancia entre ellos. [12] Su artículo de 1750 Tratado de imanes artificiales , que fue escrito para marineros y fabricantes de instrumentos y concebido como un manual práctico sobre cómo hacer imanes, incluía una lista de las "Propiedades de los cuerpos magnéticos" que representaron una importante contribución a la comprensión del magnetismo. [9]
Michell ideó una balanza de torsión para medir la masa de la Tierra, pero murió antes de poder utilizarla. Su instrumento pasó a manos de su amigo de toda la vida Henry Cavendish , quien realizó por primera vez en 1798 el experimento que ahora se conoce como Experimento Cavendish . Colocando dos bolas de plomo de 1 kg en los extremos de una varilla de seis pies, suspendió la varilla horizontalmente mediante una fibra unida a su centro. Luego colocó una bola de plomo enorme al lado de cada una de las pequeñas, lo que provocó una atracción gravitatoria que hizo que la varilla girara en el sentido de las agujas del reloj. Al medir el movimiento de la varilla, Cavendish pudo calcular la fuerza ejercida por cada una de las bolas grandes sobre las bolas de 1 kg. A partir de estos cálculos, pudo proporcionar una estimación precisa de la constante gravitacional y de la masa y la densidad promedio de la Tierra. Cavendish le dio a Michell todo el crédito por su logro. [10] [12]
En 1987, el investigador de gravedad AH Cook escribió:
El avance más importante en los experimentos sobre la gravitación y otras mediciones delicadas fue la introducción de la balanza de torsión por Michell y su uso por Cavendish. Ha sido la base de todos los experimentos más importantes sobre la gravitación desde entonces. [14]
Michell fue la primera persona en aplicar las nuevas matemáticas de la estadística al estudio de las estrellas, y demostró en un artículo de 1767 que hay muchas más estrellas en pares o grupos de las que una distribución perfectamente aleatoria podría explicar. Centró su investigación en el cúmulo de las Pléyades y calculó que la probabilidad de encontrar una agrupación de estrellas tan cercana era de aproximadamente una en medio millón. Concluyó que las estrellas en estos sistemas estelares dobles o múltiples podrían ser atraídas entre sí por la atracción gravitatoria, proporcionando así la primera evidencia de la existencia de estrellas binarias y cúmulos estelares . [3] [10] [12] Su trabajo sobre las estrellas dobles puede haber influido en la investigación de su amigo William Herschel sobre el mismo tema. [15]
En un artículo para las Philosophical Transactions de la Royal Society de Londres , leído el 27 de noviembre de 1783, Michell fue el primero en proponer la existencia de cuerpos celestes similares a los agujeros negros . [16] Habiendo aceptado la teoría corpuscular de la luz de Newton, que postulaba que la luz consiste en partículas minúsculas, razonó que tales partículas, cuando emanaban de una estrella, serían ralentizadas por su atracción gravitatoria, y que por lo tanto podría ser posible determinar la masa de la estrella basándose en la reducción de la velocidad. Esta idea condujo a su vez al reconocimiento de que la atracción gravitatoria de una estrella podría ser tan fuerte que la velocidad de escape superaría la velocidad de la luz. Michell calculó que este sería el caso con una estrella más de 500 veces el tamaño del Sol. Dado que la luz no podría escapar de una estrella así, sería invisible. En sus propias palabras:
Si realmente existieran en la naturaleza cuerpos cuya densidad no fuera menor que la del Sol y cuyos diámetros fueran más de 500 veces el diámetro del Sol, ya que su luz no pudiera llegar hasta nosotros; o si existieran otros cuerpos de un tamaño algo menor, que no fueran naturalmente luminosos; de la existencia de cuerpos bajo cualquiera de estas circunstancias, no podríamos tener información por la vista; sin embargo, si por casualidad giraran otros cuerpos luminosos alrededor de ellos, todavía podríamos tal vez, a partir de los movimientos de estos cuerpos giratorios, inferir la existencia de los centrales con cierto grado de probabilidad, ya que esto podría proporcionar una pista sobre algunas de las irregularidades aparentes de los cuerpos giratorios, que no serían fácilmente explicables con ninguna otra hipótesis; pero como las consecuencias de tal suposición son muy obvias, y su consideración está un tanto fuera de mi propósito actual, no las continuaré más.
—Juan Michell, 1784 [17]
Michell sugirió que podría haber muchos objetos de este tipo en el universo, y hoy los astrónomos creen que los agujeros negros existen en efecto en los centros de la mayoría de las galaxias. [3] De manera similar, Michell propuso que los astrónomos podrían detectarlos buscando sistemas estelares que se comportaran gravitacionalmente como dos estrellas, pero donde solo se pudiera ver una estrella. Michell argumentó que esto mostraría la presencia de una estrella de la que no se escapaba luz. Fue una predicción extraordinariamente precisa. La docena de agujeros negros estelares candidatos en nuestra galaxia (la Vía Láctea) están en sistemas binarios compactos de rayos X. [18]
Las ideas de Michell sobre la gravedad y la luz interesaron a William Herschel, quien intentó ponerlas a prueba con sus poderosos telescopios. [16] Unos años después de que Michell propusiera el concepto de estrellas invisibles que atrapan la luz, el matemático francés Pierre-Simon Laplace sugirió esencialmente la misma idea en su libro de 1796, Exposition du Système du Monde . [3]
Se ha escrito que Michell se adelantó tanto a su tiempo en lo que respecta a los agujeros negros que la idea "causó poca impresión" en sus contemporáneos. [3] [12] "Murió en la oscuridad", afirma la Sociedad Estadounidense de Física, "y su noción de una 'estrella oscura' fue olvidada hasta que sus escritos resurgieron en la década de 1970". [3]
Michell construyó telescopios para su propio uso. Uno de ellos, un telescopio reflector con una distancia focal de 10 pies y una apertura de 30 pulgadas, fue comprado por el distinguido astrónomo William Herschel después de la muerte de Michell. Los dos hombres tenían muchos intereses en común e intercambiaron cartas al menos dos veces, pero solo un registro sugiere que alguna vez se conocieron. Herschel registró haber visitado y visto el telescopio de Michell mientras estaba en la zona en 1792; Michell ya estaba frágil y su telescopio estaba en mal estado. Herschel compró el telescopio al año siguiente, por £ 30. [19]
Michell también escribió un artículo sobre topografía que su biógrafo ha descrito como "elegante" en teoría. Michell fue elegido miembro de la Royal Society. Fue invitado por primera vez a las reuniones de la Royal Society en 1751 como invitado de Sir George Savile, quien se convertiría en su mecenas. Más tarde asistió a las reuniones "una a cuatro veces al año", mientras estaba en Cambridge. Su artículo sobre la causa de los terremotos se leyó ante la Sociedad a partir del 28 de febrero de 1760, lo que llevó a una recomendación de Savile y otro miembro de que se invitara a Michell a unirse a la Sociedad. Fue elegido miembro el 12 de junio de 1760.
Michell continuó su trabajo en sismología con su trabajo en astronomía, y después de publicar sus hallazgos en 1767 sirvió en un comité astronómico de la Royal Society. [4] [ página necesaria ]
Más recientemente, Michell se ha hecho conocido por su carta a Cavendish, publicada en 1784, sobre el efecto de la gravedad en la luz. Este artículo fue redescubierto en la década de 1970 y ahora se reconoce como anticipador de varias ideas astronómicas que se habían considerado innovaciones del siglo XX. Ahora se le atribuye a Michell ser el primero en estudiar el caso de un objeto celestial lo suficientemente masivo como para evitar que la luz escape (el concepto de velocidad de escape era bien conocido en ese momento). Un objeto así, a menudo denominado estrella oscura , no sería directamente visible, pero podría identificarse por los movimientos de una estrella compañera si fuera parte de un sistema binario. El radio mínimo clásico para el escape suponiendo que la luz se comportara como partículas de materia es numéricamente igual al radio de Schwarzschild en la relatividad general . Michell también sugirió usar un prisma para medir lo que ahora se conoce como corrimiento al rojo gravitacional , el debilitamiento gravitacional de la luz de las estrellas debido a la gravedad superficial de la fuente. Michell reconoció que algunas de estas ideas no eran técnicamente prácticas en ese momento, pero escribió que esperaba que fueran útiles para las generaciones futuras. Cuando se redescubrió el artículo de Michell casi dos siglos después, estas ideas ya habían sido reinventadas por otros.
Michell era un hombre de "amplia libertad en creencias religiosas". [4] [ página requerida ] Un contemporáneo lo describió como "un hombre pequeño, de tez negra y gordo", y era "considerado un hombre muy ingenioso y un excelente filósofo". Durante sus años en Thornhill, recibió visitantes como Benjamin Franklin , Joseph Priestley , Jan Ingenhousz y Henry Cavendish (el descubridor del hidrógeno). [3] Michell le escribió a Franklin en 1767 describiendo su primera visita a Thornhill, "el lugar al que te dije que me iba a mudar". [20]
Priestley vivió durante un tiempo en la cercana Birstall. Fue en la rectoría de Michell, frente a la iglesia, donde Priestley e Ingenhousz se conocieron por primera vez. En la misma reunión, John Smeaton conoció a Benjamin Franklin y juntos vieron el canal que Smeaton acababa de terminar de construir cerca de allí. [ cita requerida ] Michell también ayudó a Smeaton a revisar su libro sobre el faro de Eddystone . [ cita requerida ]
La primera esposa de Michell fue Sarah Williamson (1727-1765), hija de Luke Williamson y Sutton Holmes, "una joven dama de considerable fortuna", con quien se casó en 1764 y que desafortunadamente murió solo un año después, en 1765. [6] [ página requerida ] El 13 de febrero de 1773, en Newark, Nottinghamshire, se casó con Ann Brecknock (1736-1805), hija de Matthew y Ann Brecknock de Nottinghamshire. [4] [ página requerida ] Tuvieron una hija, Mary, que se casó con Sir Thomas Turton de Leeds, hijo de William Turton Esq. de Kingston Lisle, Berkshire, y Jane Clarke de Hertford, Hertfordshire. [21]
El hermano menor de Michell, Gilbert, era comerciante en Londres y más tarde vivió con Michell en Thornhill, donde ambos hermanos se dedicaron al sector inmobiliario local y adquirieron numerosas propiedades en el West Riding de Yorkshire. [4] [ página necesaria ]
Michell es el tema del libro Weighing the World: The Reverend John Michell of Thornhill (2012) de Russell McCormmach. [22]
