Kristian Birkeland y su experimento Terrella
Los seres humanos han estado hipnotizados durante mucho tiempo por las luces danzantes en el cielo nocturno. Las tribus nativas americanas describieron las luces como espíritus en el cielo, mientras que la mitología nórdica afirmó que la luz se originó en los escudos de las valquirias.
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Hoy en día, los visitantes acuden en masa a los extremos norte y sur de la Tierra cada año con la esperanza de vislumbrar uno de los espectáculos más deslumbrantes de la naturaleza, conocido como aurora . Un joven científico noruego llamado Kristian Birkeland también se interesó mucho en las auroras y realizó una serie de experimentos que ayudaron a dar forma a nuestra comprensión de los colores del cielo.
Biografía
Vida temprana
Olaf Kristian Birkeland nació el 13 de diciembre de 1967. El padre de Birkeland proporcionó una vida cómoda a la familia trabajando en el floreciente negocio de importación y exportación de Noruega. En comparación con su hermano mayor, el joven Olaf Kristian era de estatura mansa y se enfermaba con frecuencia. Adoptó gafas con montura de alambre desde el principio y trató de evitar las excursiones familiares al campo. Aunque no se destacó por su físico, Olaf Kristian mostró una gran capacidad de aprendizaje y se interesó temprano en la física, las matemáticas y la química.
Birkeland estaba particularmente fascinado con los imanes, presagiando sus logros futuros. A menudo llevaba imanes a la escuela para jugar trucos científicos a sus amigos. Birkeland y su hermano asistieron a la misma escuela secundaria privada donde ambos eligieron estudiar ciencias. Aunque su hermano era dos años mayor, Birkeland se graduó un año antes que él y obtuvo calificaciones excepcionales. A la edad de 18 años, Birkeland ya había publicado trabajos científicos notables, incluido un artículo de 18 páginas sobre geometría, que luego consideró como uno de sus mejores trabajos.
Vida adulta
En 1890, Birkeland se graduó de la universidad con un título en física. Dejó caer su nombre de pila, eligiendo ir solo por Kristian. Era el graduado más joven de su clase, pero rápidamente fue reconocido por su brillantez. Aceptó un puesto como asistente de investigación en la Universidad de Kristiania y, en 1898, fue nombrado profesor de física.
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En 1905, Birkeland se casó con Ida Augusta Charlotte Hammer. Su matrimonio fue visto como peculiar, sin hijos y con poca felicidad. La pareja se divorció en 1911 después de dos años de separación.
Aunque la vida personal de Birkeland sufrió, su vida profesional floreció. En un lapso de casi 20 años, Kristian Birkeland publicó 88 artículos científicos y solidificó su posición como físico pionero. Presentó 60 patentes en diversas áreas de estudio y fue nominado al Premio Nobel en cuatro ocasiones.
El mayor logro de Birkeland involucró sus estudios sobre auroras, particularmente sus Experimentos Terrella , que moldearon nuestra comprensión del geomagnetismo y las partículas en el espacio. Logró el éxito financiero después de emparejarse con Sam Eyde en 1903, desarrollando un proceso de fijación de nitrógeno que puso fin a la escasez de fertilizantes nitrogenados. También recibió un doctorado honorario de la Universidad Técnica de Dresde en 1908 por sus numerosos logros académicos.
Durante los últimos años de su vida, la salud de Birkeland se deterioró rápidamente. Estaba plagado de insomnio y a menudo anteponía su investigación a su propia salud. Kristian Birkeland murió el 15 de junio de 1917 en una cama de hotel en Tokio a la edad de 49 años. Se especula que murió de una sobredosis accidental de barbital, una sustancia que estaba usando como ayuda para dormir. Hoy, Kristian Birkeland es honrado como el primer físico espacial del mundo por el gobierno noruego y su retrato, junto con una representación de su experimento Terrella, aparecen en el billete de 200 coronas.
Experimentos Terrella de Birkeland
Después de su segunda expedición al Ártico, Birkeland deseaba poner a prueba algunas de sus ideas sobre las auroras. Buscando producir una aurora en el laboratorio, elaboró una esfera de metal con un electroimán en su interior. La esfera metálica, que representa a la Tierra, fue pintada con pintura fosforescente. Luego, la esfera se colocó dentro de una caja de vidrio y se bombardeó con partículas cargadas. A medida que estas partículas interactuaban con la pintura fosforescente, Birkeland pudo observar visualmente dos anillos de luz centrados alrededor de los polos de la esfera. Los resultados sugirieron que las auroras son el resultado de partículas cargadas del espacio que interactúan con la atmósfera de la Tierra y, como predijo Birkeland, las auroras ocurren cerca de los polos debido al campo magnético de la Tierra.
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Birkeland publicó un libro al año siguiente detallando los resultados de su experimento y nombrando la esfera metálica que contiene el electroimán como terrella , que significa pequeña Tierra . Su trabajo fue inicialmente ignorado porque el consenso científico sostenía que el espacio era un vacío en el que las corrientes no podían viajar. Continuaría trabajando con terrellas durante la próxima década, experimentando con varios tamaños que van desde 2,5 a 36 centímetros de diámetro.
Los diminutos modelos terrestres de Birkeland también se utilizaron para simular otros fenómenos en el espacio. En particular, simuló con éxito un cometa durante el paso del cometa Halley en 1910. Los resultados de laboratorio apoyaron la idea de Birkeland de que las colas de los cometas se creaban cuando las partículas cargadas del sol interactuaban con los gases emitidos por el núcleo del cometa.
Resumen de la lección
Quién sabe qué más habría logrado Kristian Birkeland si hubiera vivido más allá de los 49 años. Con talento como científico tanto teórico como experimental, Birkeland usó su terrella , o la pequeña Tierra , para demostrar cómo el campo magnético de la Tierra canaliza las partículas solares hacia los polos. resultando en auroras . Aunque sus avances fueron ampliamente descartados durante su propio tiempo, Birkeland es ahora considerado por muchos como el primer físico espacial del mundo. Kristian Birkeland será recordado para siempre por cambiar nuestra visión sobre la naturaleza de las partículas cargadas en el espacio y demostrar sus interacciones con la Tierra.
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