El error de Newton

[acafar]

Buenas,

Una batallita que seguramente muchos conozcáis pero que encontré hace poco releyendo "The history of the telescope" de Henry G. King, y que resumo y amplio con otras cosas que he encontrado por ahí:

A principios del siglo XVII el desarrollo del telescopio refractor, y por tanto de la astronomía visual, se encontraba con dos serios problemas: las aberraciones esférica y cromática de los refractores. Para solucionarlo se intentaron dos caminos distintos:

a) Buscar telescopios no basados en lentes sino en espejos, como los que propusieron Mersenne o Gregory (antes que Newton, que no fue el inventor del reflector sino del "reflector Newtoniano"). Estos intentos tropezaron con el inconveniente técnico de cómo construir espejos precisos de la forma requerida.

b) Tratar de evitar/disminuir las aberraciones de los refractores. La solución parcial fue diseñar lentes con menor curvatura, lo que reducía la aberración esférica y, al aumentar la focal, parecía reducir el efecto del cromatismo. En http://amazing-space.stsci.edu/resources/explorations/groundup/lesson/basics/g13/index.php
hay una demostración interactiva del efecto de la focal sobre la aberración esférica. De esta época son telescopios de focales f/60 para arriba (hasta f/150):


Fue Newton el primer en comprender la causa del cromatismo en sus estudios sobre la luz, proponiendo que la luz blanca era una combinación de luces de los diferentes colores y que el cromatismo era debido a los distintos índices de refracción de cada color en el cristal, lo que provocaba su separación igual que se separaba la luz blanca en un prisma.

Y al propio Newton se le ocurrió que este efecto podría atenuarse combinando distintos materiales. De forma que sin saberlo ¡estaba en el camino del refractor acromático! Hizo unos cuantos experimentos, y no sólo no encontró la solución sino que llego a la conclusión -completamente errónea- de que no importaba la combinación de materiales que se utilizara, la desviación de los distintos colores resultaba inalterable. Error, y de los gordos. He leído que error de medida, pero no sé si los instrumentos de la época le hubieran permitido hacer algo mejor.

En todo caso Newton publicó que el cromatismo era inherente a los refractores, que no podía evitarse ni atenuarse ... y tal era el peso de sus palabras que se dejó de buscar una solución para el cromatismo durante muchos años. En cambio se redoblaron los esfuerzos por conseguir un telescopio práctico a partir de espejos y uno de los modelos, el de más éxito, vino del propio Newton.

Como siempre en estos casos es difícil saber qué hubiera ocurrido sin el comentario equivocado de Newton, pero parece claro que su conclusión equivocada sirvió para retrasar la aparición del refractor acromático y a cambio impulsó el desarrollo del reflector.

Saludos,

Rafa

[Comiqueso]

Si, jejeje

Desgraciadamente, existe una especie de "si lo dice el, que sabe tanto ..." Errores de bulto cometidos por los expertos, han hecho enlentecer mucho el progreso. Recuerdo un documental sobre el vuelo, en el que decian que los hermanos wright descubrieron un error garrafal en las tablas de aerodinamica que usaban todo el mundo para calcular las alas y su forma, y debido a ello, nadie consigió despegar antes

O las risas que provocó que "ese mequetrefe" osara contradecir lo establecido y que las piedras caian del cielo (refiriendose a los meteoritos). En fin, que errorum humanum est

[inavarro88]

Herejes... La física se equivoca, Newton nunca falla Tuvo también algún encontronazo con la modelización de la propagación del sonido. Su interpretación como proceso isotermo en lugar de adiabático como se demostraría después hizo que los resultados experimentales que obtenía, por mucho que intenara mejorar la precisión, no llegaran a coincidir con sus predicciones teóricas...

Este señor es uno de los grandes...

Gracias por la reseña acafar

[acafar]

Desde luego que es uno de los grandes, de los muy muy grandes. Y para cometer ese error -que ya digo no sé hasta que punto era evitable- primero tuvo que entender la naturaleza de la luz como nadie había sido capaz de hacerlo jamás.

Uno de los pocos que no creyó sin más a Newton fue David Gregory (sobrino de James, el inventor del telescopio "gregoriano") que arguyó que el ojo humano no daba tanto cromatismo y que quizás se debiera a que estaba construido de materiales con índices de refracción diferentes: el cristalino y el humor vítreo. El argumento también era erróneo: el ojo sí da cromatismo, pero este es corregido por el "procesamiento de la señal" que hace el cerebro (una excelente referencia al respecto: http://www.telescope-optics.net/eye_aberrations.htm) pero no dejaba de ser imaginativo.

Por cierto que he leído que debido a la poca calidad de los espejos de la época el primer reflector que construyó. y que pulió el mismo, reflejaba apenas un 13% de la luz que recibía. Pasaron 30 años antes de que se pudiera construir un reflector capaz de igualar al "refractor aéreo" de Huygens (el del dibujo en mi mensaje anterior).

Saludos,

Rafa

[Carlos_A]

En fin, que errorum humanum est

Tú mismo lo dices, Comiqueso, "Errare humanum est".


Yo creo que Newton no estaba equivocado. Todo era una estrategia de marketing para dar a conocer su telescopio reflector. Uhmmmm, no te puedes fiar ni de Newton!

[andresmatorral]

Lo que sí ha ocurrido muchas veces es que grandes físicos teóricos no han sido buenos fisicos experimentales. Con el tiempo se especializaron y dejaron de meterse los unos en los campos de los otros. Newton también tubo problemas con algunos experimentos con el sonido, como comenta inavarro88, y según dicen tubo que "amañar" los resultados (aparece en un buen episodio de la serie "universo mecánico").

[Comiqueso]

Me pillaste la intención, Carlos_A

pero a cambio, salgo en primer lugar en el google

[Jonatan]

Newton no se equivocó

El cromatismo es cierto que era inherente

a los refractores y hasta hoy en día los refractore apos siguen teniendo

algo de cromatismo.

Con la tecnología tan avanzada que hoy tenemos y estamos asi.

Yo he visto algo de cromatismo en muchos refractores apos que tienen

unos precios de escandalo.


Asi que en esa epoca la unica solución que habia era

y en esta tambien

No quieres cromatismo pues espejos.

[Valakirka]

Te apoyo, Jonatan, sobre todo después de comprobar ese cromatismo a aumentos fuertes, 250X, en un Taka TSA-102S. Lo comenté y se me dijo que no podía ser, que posiblemente no estuviese bien colimado, aunque posiblemente se debiese al ocular: ¡sí!, seguramente, un TMB/BO.

Lo que pasa es que en, efecto, el problema está en la distancia focal y es que el Taka citado tiene 800 mm y es un f/7'8. ¡Hombre! una medida excelente, sí tal vez para fotografía, pero para visual un refractor debe estar entre las relaciones f/10 y f/15. Con esta última, no hay cromatismo que valga con un sencillo acromático bien tratado, lo que pasa es que resulta oscuro, claro y es lo lógico pues lo que se espera de ellos es un buen y adecuado rendimiento en observaciones planetarias, lunares y en la resolución de binarias. En cambio, para imágenes luminosas de cielo profundo están diseñados precisamente los "newton".

Esto no significa que no se puedan esperar buenos resultados con cualquier diseño o configuración, pero lo óptimo es lo que es. Por otra parte, la Ciencia tiene sus "humoradas" de las que no están libres ni los genios.