Según la ciencia antigua y medieval , el éter ( / ˈiːθər / , las grafías alternativas incluyen æther , aither y ether ), también conocido como el quinto elemento o quintaesencia , es el material que llena la región del universo más allá de la esfera terrestre . [1] El concepto de éter se utilizó en varias teorías para explicar varios fenómenos naturales, como la propagación de la luz y la gravedad. A fines del siglo XIX, los físicos postularon que el éter permeaba el espacio, proporcionando un medio a través del cual la luz podía viajar en el vacío , pero no se encontró evidencia de la presencia de tal medio en el experimento de Michelson-Morley , y este resultado se ha interpretado como que no existe éter luminífero . [2]
La palabra αἰθήρ ( aithḗr ) en griego homérico significa "aire puro y fresco" o "cielo despejado". [3] En la mitología griega , se pensaba que era la esencia pura que respiraban los dioses, llenando el espacio donde vivían, análoga al aire respirado por los mortales. [4] También se personifica como una deidad, Éter , el hijo de Érebo y Nix en la mitología griega tradicional. [5] Éter está relacionado con αἴθω "incinerar", [6] e intransitivo "quemar, brillar" (relacionado está el nombre Aithiopes ( etíopes ; ver Etiopía ), que significa "gente con un rostro quemado (negro)"). [7] [8]
En el Timeo de Platón (58d), hablando del aire, Platón menciona que «existe la clase más translúcida que se llama éter (αἰθήρ)» [9], pero por lo demás adoptó el sistema clásico de los cuatro elementos. Aristóteles , que había sido alumno de Platón en la Academia , coincidió en este punto con su antiguo mentor, subrayando además que el fuego a veces se ha confundido con el éter. Sin embargo, en su Libro sobre los cielos introdujo un nuevo «primer» elemento en el sistema de los elementos clásicos de la filosofía jónica . Señaló que los cuatro elementos clásicos terrestres estaban sujetos a cambios y se movían naturalmente de forma lineal. Sin embargo, el primer elemento, situado en las regiones celestes y los cuerpos celestes, se movía circularmente y no tenía ninguna de las cualidades de los elementos clásicos terrestres. No era ni caliente ni frío, ni húmedo ni seco. Con esta adición el sistema de elementos se amplió a cinco y posteriores comentaristas comenzaron a referirse al nuevo primero como el quinto y también lo llamaron éter , una palabra que Aristóteles había usado en Sobre los cielos y la meteorología . [10]
El éter se diferenciaba de los cuatro elementos terrestres en que no podía moverse en cantidad ni en calidad. El éter sólo podía moverse localmente. El éter se movía naturalmente en círculos y no tenía ningún movimiento contrario o antinatural. Aristóteles también afirmó que las esferas celestiales hechas de éter contenían las estrellas y los planetas. La idea de esferas etéreas que se movían con un movimiento circular natural condujo a la explicación de Aristóteles de las órbitas observadas de estrellas y planetas en un movimiento perfectamente circular. [1] [11]
Los filósofos escolásticos medievales concedieron al éter cambios de densidad, en los que se consideraba que los cuerpos de los planetas eran más densos que el medio que llenaba el resto del universo. [12] Robert Fludd afirmó que el éter era "más sutil que la luz". Fludd cita la visión del siglo III de Plotino , que se refiere al éter como penetrante y no material. [13]
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Quintaesencia (𝓠) es el nombre en latín del quinto elemento usado por los alquimistas medievales para un medio similar o idéntico al que se pensaba que formaba los cuerpos celestes. Se observó que había muy poca presencia de quintaesencia dentro de la esfera terrestre. Debido a la baja presencia de quintaesencia, la tierra podría verse afectada por lo que ocurre dentro de los cuerpos celestes. [14] Esta teoría fue desarrollada en el texto del siglo XIV El testamento de Lulio , atribuido a Ramon Llull . [ cita requerida ] El uso de la quintaesencia se hizo popular dentro de la alquimia medieval. La quintaesencia surgió del sistema elemental medieval, que consistía en los cuatro elementos clásicos, y el éter, o quintaesencia, además de dos elementos químicos que representaban a los metales: el azufre , "la piedra que arde", que caracterizaba el principio de combustibilidad, y el mercurio , que contenía el principio idealizado de las propiedades metálicas.
Este sistema elemental se extendió rápidamente por toda Europa y se hizo popular entre los alquimistas, especialmente en la alquimia medicinal. La alquimia medicinal luego buscó aislar la quintaesencia e incorporarla dentro de la medicina y los elixires. [14] Debido a la calidad pura y celestial de la quintaesencia, se pensaba que a través del consumo uno podía librarse de cualquier impureza o enfermedad. En El libro de la quintaesencia , una traducción al inglés del siglo XV de un texto continental, la quintaesencia se usaba como medicina para muchas de las enfermedades del hombre. Un proceso dado para la creación de la quintaesencia es la destilación del alcohol siete veces. [15] Con los años, el término quintaesencia se ha convertido en sinónimo de elixires , alquimia medicinal y la propia piedra filosofal . [16]
Con los avances de la física del siglo XVIII , los modelos físicos conocidos como "teorías del éter" hicieron uso de un concepto similar para la explicación de la propagación de las fuerzas electromagnéticas y gravitacionales. Ya en la década de 1670, Newton utilizó la idea del éter para ayudar a hacer coincidir las observaciones con las estrictas reglas mecánicas de su física. [17] [a] El éter moderno temprano tenía poco en común con el éter de elementos clásicos del que se tomó prestado el nombre. Estas teorías del éter se consideran científicamente obsoletas, ya que el desarrollo de la relatividad especial mostró que las ecuaciones de Maxwell no requieren el éter para la transmisión de estas fuerzas. Einstein señaló que su propio modelo que reemplazó a estas teorías podría considerarse un éter, ya que implicaba que el espacio vacío entre los objetos tenía sus propias propiedades físicas. [19]
A pesar de que los primeros modelos modernos del éter fueron reemplazados por la relatividad general, ocasionalmente algunos físicos han intentado reintroducir el concepto de éter en un intento de abordar las deficiencias percibidas en los modelos físicos actuales. [20] Un modelo propuesto de energía oscura ha sido llamado " quintaesencia " por sus defensores, en honor al elemento clásico. [21] Esta idea se relaciona con la forma hipotética de energía oscura postulada como una explicación de las observaciones de un universo en aceleración. También se la ha llamado una quinta fuerza fundamental .
El movimiento de la luz fue un tema de investigación en física durante cientos de años antes del siglo XX. El uso del éter para describir este movimiento fue popular durante los siglos XVII y XVIII, incluida una teoría propuesta por Johann II Bernoulli , quien fue reconocido en 1736 con el premio de la Academia Francesa. En su teoría, todo el espacio está permeado por éter que contiene "remolinos excesivamente pequeños". Estos remolinos permiten que el éter tenga cierta elasticidad, transmitiendo vibraciones de los paquetes corpusculares de luz a medida que viajan a través de él. [22]
Esta teoría del éter luminífero influiría en la teoría ondulatoria de la luz propuesta por Christiaan Huygens , en la que la luz viajaba en forma de ondas longitudinales a través de un "medio omnipresente, perfectamente elástico y de densidad cero, llamado éter". En ese momento, se pensaba que para que la luz viajara a través del vacío, debía haber un medio que llenara el vacío a través del cual pudiera propagarse, como el sonido a través del aire o las ondas en una piscina. Más tarde, cuando se demostró que la naturaleza de la onda de la luz es transversal en lugar de longitudinal, la teoría de Huygens fue reemplazada por teorías posteriores propuestas por Maxwell , Einstein y de Broglie , que rechazaban la existencia y la necesidad del éter para explicar los diversos fenómenos ópticos. Estas teorías fueron apoyadas por los resultados del experimento de Michelson-Morley en el que la evidencia del movimiento del éter estaba concluyentemente ausente. [23] Los resultados del experimento influyeron en muchos físicos de la época y contribuyeron al desarrollo final de la teoría de la relatividad especial de Einstein . [24]
En 1682, Jakob Bernoulli formuló la teoría de que la dureza de los cuerpos dependía de la presión del éter. [25] El éter se ha utilizado en varias teorías gravitacionales como medio para ayudar a explicar la gravitación y sus causas.
Unos años más tarde, el éter se utilizó en una de las primeras teorías publicadas de la gravitación de Sir Isaac Newton , Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ( Principia , 1687). Basó toda la descripción de los movimientos planetarios en una ley teórica de interacciones dinámicas. Renunció a los intentos actuales de explicar esta forma particular de interacción entre cuerpos distantes introduciendo un mecanismo de propagación a través de un medio intermedio. [26] A este medio intermedio lo llama éter. En su modelo del éter, Newton describe el éter como un medio que "fluye" continuamente hacia abajo en dirección a la superficie de la Tierra y es parcialmente absorbido y parcialmente difundido. Esta "circulación" del éter es con lo que asoció la fuerza de la gravedad para ayudar a explicar la acción de la gravedad de una manera no mecánica. [26] Esta teoría describía diferentes densidades de éter, creando un gradiente de densidad de éter. Su teoría también explica que el éter era denso dentro de los objetos y raro sin ellos. A medida que las partículas de éter más denso interactuaban con el éter raro, eran atraídas de nuevo hacia el éter denso, de forma muy similar a como los vapores de agua que se enfrían se atraen entre sí para formar agua. [27] En los Principia, intenta explicar la elasticidad y el movimiento del éter relacionando el éter con su modelo estático de fluidos. Esta interacción elástica es lo que provocó que se produjera la atracción de la gravedad, según esta teoría temprana, y permitió una explicación de la acción a distancia en lugar de la acción a través del contacto directo. Newton también explicó esta rareza y densidad cambiantes del éter en su carta a Robert Boyle en 1679. [27] También ilustró el éter y su campo alrededor de los objetos en esta carta y lo utilizó como una forma de informar a Robert Boyle sobre su teoría. [28] Aunque Newton finalmente cambió su teoría de la gravitación a una que involucrara la fuerza y las leyes del movimiento, su punto de partida para la comprensión y explicación modernas de la gravedad provino de su modelo original del éter sobre la gravitación. [29] [ ¿ Fuente autopublicada? ]
Notas al pie
Citas
que los movimientos de los cuerpos celestes son continuos, naturales y circulares, y que los movimientos naturales de los cuatro elementos terrestres son rectilíneos y discontinuos, Aristóteles concluyó que los cuerpos celestes deben estar compuestos de un quinto elemento, uno [sic].
...La costa [del océano Índico de África] se llamaba Azania, y no se mencionaban "etíopes", gente de piel oscura, entre sus habitantes.