# Sir Isaac Newton

> La vida de Newton puede ser dividida en tres períodos. El primero su juventud desde 1643 hasta su graduación en 1669. El segundo de 1669 a 1687, fue un período altamente productivo en que era profesor Lucasiano en Cambridge. El tercer período vió a Newton como un funcionario del gobierrno bien pago en Londres, con muy poco interés por la Matemática.

Isaac Newton nació el 4 de Enero de 1643 (año de la muerte de Galileo) en Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra. Aunque haya nacido en el día de Navidad de 1642, la fecha dada aquí es en el calendario Gregoriano, que adoptamos hoy, pero que sólo fue adoptada en Inglaterra en 1752. Newton vino de una familia de agricultores, pero su padre murió antes de su nacimiento. Fue criado por su abuela. Un tío lo envió al Trinity College, Cambridge, en Junio de 1661.

El objetivo inicial de Newton en Cambridge era el derecho. En Cambridge estudió la filosofia de Aristóteles (384aC-322ac), Descartes (René Descartes, 1596-1650), Gassendi (Pierre Gassendi, 1592-1655), y Boyle (Robert Boyle, 1627-1691), la nueva álgebra y geometría analítica de Viète (François Viète 1540-1603), Descartes, y Wallis (John Wallis, 1616-1703); la mecánica de la astronomía de Copérnico y Galileo, y la óptica de Kepler lo atrajeron. El talento de Newton emergió con la llegada de Isaac Barrow (1630-1677), a la cátedra Lucasiana de matemática en Cambridge.

Su genio científico despertó cuando una epidemia de peste cerró la Universidad en el verano de 1665, y él retornó a Lincolnshire. Sólo en Londres, la peste causó la muerte de más de 70.000 personas. Allí, en un período de menos de dos años, Newton, que todavía no había cumplido 25 años, inició una revolución de la Matemática, Óptica, Física y Astronomía.

Durante su estadía en casa, lanzó la base del cálculo diferencial e integral, muchos años antes de su descubrimiento independiente por Leibniz (Gottfried Wilhelm von Leibniz, 1646-1716). El "método de los fluxiones", como él lo llamaba, estaba basado en el descubrimiento crucial de que la integración de una función es meramente el procedimiento inverso de la diferenciación. Su libro De Methodis Serierum et Fluxionum fue escrito en 1671, pero recién fue publicado cuando John Colson lo tradujo al inglés en 1736.

Con la salida de Barrow de la cátedra Lucasiana en 1669, Newton, con apenas 27 años, fue nombrado para ocuparla, por indicación del anterior, por sus trabajos en cálculo integral, donde Newton había hecho progresos en un método general de calcular el área delimitada por una curva.

El primer trabajo de Newton como profesor Lucasiano fue en óptica. Él había concluído durante los dos años de peste que la luz blanca no es una entidad simple, como creían todos desde Aristóteles. Aunque el hecho de que la luz solar produzca varios colores al pasar por un prisma era conocido, Giambattista della Porta, en su De Refracione, publicado en Nápoles en 1558, usaba la concepción de Aristóteles para decir que los colores aparecían por modificación de la luz. La aberración cromática (anillos coloridos en torno a la imagen) de una lente de telescopio convenció a Newton de lo contrario. Cuando hacía pasar un haz de luz solar por un prisma de vidrio, se formaba un espectro de colores, pero al pasar la luz azul por un segundo prisma, su color no cambiaba.

Newton argumentó que la luz blanca era en realidad una mezcla de diferentes tipos de rayos que eran refractados en ángulos ligeramente diferentes, y que cada tipo de rayo diferente produce un color espectral diferente. Newton concluyó, erróneamente, que telescopios que usen lentes refractoras sufrirían siempre de aberración cromática. Propuso entonces y construyó un telescopio reflector, con 15 cm de largo.

Newton colocó un espejo plano en el tubo, a 45°, reflejando la imagen hacia un ocular colocado en un costado. El telescopio de Newton generaba imágenes nueve veces mayor que un refractor cuatro veces más largo. Los espejos esféricos construídos en aquela época producían sin embargo imágenes imperfectas, con aberración esférica.

Newton fue electo miembro de la Sociedad Real en 1672 luego de donar un telescopio reflector. Todavía en 1672, Newton publicó su primer trabajo científico sobre luz y color, en el Philosophical Transactions of the Royal Society .

Su libro Opticks recién fue publicado en 1704, tratando sobre la teoría de la luz y color y con (i) investigaciones del color en hojas finas (ii) anillos de interferencia de Newton y (iii) difracción de la luz.

Su trabajo más importante fue en mecánica celeste, que culminó con la Teoría de la Gravitación Universal. En 1666 Newton tenía versiones preliminares de sus tres leyes del movimiento. Él descubrió la ley de la fuerza centrípeta sobre un cuerpo en órbita circular.

El cometa brillante que apareció en 1664 fue observado por Adrien Auzout en el Observatoire de Paris, Christian Huygens (1629-1695) en Holanda, Johannes Hevelius en Danzig, y Robert Hooke en Inglaterra. Cuál sería su órbita? Según Tycho Brahe tendría forma circular, según Kepler sería una línea recta, con una curvatura debido a la órbita de la Tierra, pero las observaciones indicaban que la órbita era intrínsecamente curva, y Johannes Hevelius propuso que fuese elíptica. En 1665 el francés Pierre Petit, en su Disertación sobre la Naturaleza de los Cometas propuso por primera vez que sus órbitas fuesen cerradas, y que los cometas de 1618 y 1664 podrían ser el mismo cometa. Veinte años más tarde Halley especuló sobre el problema de la gravitación en relación a los cometas. Sin conseguir resolver el problema, en Agosto de 1684 él presentó el problema a Newton. Newton dijo que ya había resuelto el problema muchos años antes, y que todos los movimientos en el sistema solar podrían ser explicados por la ley de la gravitación. Un cometa en la constelación de la Virgen en 1680 tenía una órbita claramente curva. En 1682 un cometa todavía más brillante, que más tarde llevaría el nombre de Halley, fue bien observado, pudiendo lograrse una buena determinación de su órbita, confirmando el pensamiento de Newton.

La idea genial de Newton en 1666 fue imaginar que la atracción gravitacional de la Tierra era contrabalanceada por la fuerza centrípeta de la Luna. Con su ley sobre la fuerza centrípeta y la tercera Ley de Kepler, Newton dedujo la ley de la atracción gravitacional.

En 1679 Newton probó que la Ley de las Áreas de Kepler es una consecuencia de la fuerza centrípeta, y también que la órbita es una elipse, para un cuerpo bajo una fuerza central en la que la dependencia radial varía con el inverso del cuadrado de la distancia al centro.

Halley persuadió a Newton a escribir un trabajo completo sobre su nueva Física y su aplicación a la Astronomía, y en menos de 2 años Newton tenía escrito los dos primeros volumes del Principia, con sus leyes generales, pero también con aplicaciones a colisiones, el péndulo, proyectiles, fricción del aire, hidrostática y propagación de ondas. Solamente después, en el tercer volumen, Newton aplicó sus leyes al movimiento de los cuerpos celestes. En 1687 se publica el Philosophiae naturalis principia mathematica o Principia, como es conocido.

El Principia es reconocido como el libro científico más importante jamás escrito. Newton analizó el movimiento de los cuerpos en medios resistentes y no resistentes bajo la acción de fuerzas centrípetas. Los resultados eran aplicados a cuerpos en órbita, y a la caída libre cerca de la Tierra. También demuestra que los planetas son atraídos por el Sol por la Ley de la Gravitación Universal, y generalizó que todos los cuerpos celestes se atraen mutuamente.

Newton explicó una amplia gama de fenónemos hasta entonces no explicados: la órbita excéntrica de los cometas; las mareas y sus variaciones; la precesión del eje de la Tierra; y el movimiento de la Luna perturbado por la gravedad del Sol.

Newton ya explicaba que el movimiento de tres cuerpos bajo una fuerza central sólo puede ser resuelto por aproximación,pues la Ley de la Gravitación Universal trata a los cuerpos como puntos, mientras que los planetas no son puntos, ni si quiera esféricos, y además el movimiento de las mareas introduce perturbaciones en el cálculo de las órbitas, por lo que éstas precisan ser calculadas por aproximaciones.

Después de sufrir un colapso nervioso en 1693, Newton abandonó la investigación para ocupar una posición en el govierno en Londres, transformándose en Guardián de la Casa de la Moneda Real (1696) y Maestre(1699).

En 1703 fue electo presidente de la Sociedad Real, y fue re-electo cada año hasta su muerte. Fue agraciado con el título de caballero (Sir) en 1708 por la Reina Ana, el primer científico en ser honrado de esta forma.

Murió el 31 de Marzo de 1727 en Londres, Inglaterra.

Referencia: Jean-Pierre Maury, Newton, the Father of Modern Astronomy, 1992, Harry N. Abrans, Inc. editor.

Biografías
Introducción a la Astronomía y la Astrofísica

Modificada el 24 de Noviembre de 1997
Traducción al castellano: oscar@fisica.edu.uy