John Michell

John Michell (1724 – 1793)

Michell nació en 1724 y estudió en la Universidad de Cambridge, donde más tarde enseñó hebreo, griego, matemáticas y geología. No existe ningún retrato de Michell, pero él fue descrito como «un hombre bajo, de tez negro, y la grasa.» Se convirtió en rector de Thornhill, cerca de Leeds, donde se hizo la mayor parte de su importante labor. Michell tuvo numerosos visitantes científicos en Leeds, incluyendo Benjamin Franklin, el químico Joseph Priestley (quien descubrió el oxígeno), y el físico Henry Cavendish (que descubrió hidrógeno).

La gama de sus logros científicos es impresionante. En 1750, Michell mostró que la fuerza magnética ejercida por cada polo de un imán disminuye con el cuadrado de la distancia. Tras el catastrófico terremoto de Lisboa de 1755, escribió un libro que ayudó a establecer la sismología como ciencia. Michell sugiere que los terremotos se extienden en forma de ondas a través de la Tierra sólida y están relacionados con las compensaciones en los estratos geológicos que ahora se llaman fallas. Este trabajo le valió la elección en 1760 de la Royal Society, una organización de científicos destacados.

Michell concibió el experimento y construyó el aparato para medir la fuerza de la gravedad entre dos objetos de masa conocida. Cavendish, que en realidad lleva a cabo el experimento después de la muerte de Michell, le dio todo el crédito por la idea. La medición yeilded una magnitud física fundamental llamada la constante gravitacional, que calibra la fuerza absoluta de la fuerza de la gravedad en todo el universo. Usando el valor medido de la constante, Cavendish fue capaz por primera vez para calcular la masa y la densidad media de la Tierra.

Michell también fue el primero en aplicar la nueva matemática de la estadística a la astronomía. Mediante el estudio de cómo las estrellas se distribuyen en el cielo, él demostró que muchas más estrellas aparecen como pares o grupos que podrían explicarse por las alineaciones aleatorias. Sostuvo que se trataba de sistemas reales de estrellas dobles o múltiples unidas por su gravedad mutua. Esta fue la primera evidencia de la existencia de asociaciones físicas de las estrellas.

Pero quizás el logro más visión de futuro-de Michell era de imaginar la existencia de los agujeros negros. La idea se le ocurrió en 1783 al considerar un método hipotético para determinar la masa de una estrella. Michell aceptó la teoría de Newton que la luz se compone de pequeñas partículas de material. Él razonó que esas partículas, que salen de la superficie de una estrella, tendrían su velocidad reducida por la atracción gravitacional de la estrella, al igual que los proyectiles disparados hacia arriba desde la Tierra. Mediante la medición de la reducción en la velocidad de la luz de una estrella dada, él pensó que podría ser posible calcular la masa de la estrella.

Michell se preguntó qué tan grande podría ser este efecto. Sabía que cualquier proyectil debe moverse más rápido que una cierta velocidad crítica para escapar del abrazo gravitatorio de una estrella. Esta «velocidad de escape» sólo depende del tamaño y la masa de la estrella. ¿Qué pasaría si la gravedad de una estrella fuera tan fuerte que su velocidad de escape supera la velocidad de la luz? Michell dado cuenta de que la luz tendría que caer de nuevo a la superficie. Él sabía que la velocidad aproximada de la luz, que Ole Roemer había encontrado en el siglo anterior. Así que fue fácil para Michell para calcular que la velocidad de escape sería superar la velocidad de la luz en una estrella más de 500 veces el tamaño del Sol, asumiendo la misma densidad media. La luz no puede escapar de ese órgano, que, por lo tanto, ser invisible para el mundo exterior. Hoy lo llamaría un agujero negro.

Michell tiene la respuesta correcta, a pesar de que estaba equivocado acerca de un punto. Ahora sabemos, a partir de la teoría de la relatividad de Einstein de 1905, que la luz se mueve a través del espacio a una velocidad constante, independientemente de la fuerza local de la gravedad. Así que la propuesta de Michell para encontrar la masa de una estrella midiendo la velocidad de la luz no habría funcionado. Pero él estaba en lo cierto al señalar que cualquier objeto debe ser invisible si su velocidad de escape es superior a la velocidad de la luz. Este concepto fue muy por delante de su tiempo que hizo poca impresión.