«Hay dos tipos de constantes: aparentes y reales. Las constantes aparentes resultan simplemente de introducir unidades arbitrarias, pero pueden ser eliminadas. Las constantes reales son auténticos números que Dios debió escoger arbitrariamente cuando se dignó a crear este mundo». Esta cita ha sido extraída de una de las cartas que Albert Einstein envió a su antigua alumna y colega Ilse Rosenthal-Schneider, y refleja muy bien el rol que tienen las constantes universales en las teorías actuales de la física.
En el dominio de la ciencia una constante física es el valor que adquiere una determinada magnitud involucrada en procesos físicos que tiene una característica fundamental: permanece inalterada a lo largo del tiempo. Ese valor se expresa en una unidad concreta prefijada en un sistema de unidades que puede variar con el tiempo y el desarrollo de la ciencia. Actualmente utilizamos el Sistema Internacional de Unidades creado en 1960, pero a lo largo de la historia una misma magnitud física no ha sido descrita siempre empleando las mismas unidades.
Las constantes de las que vamos a hablar en este artículo, las fundamentales, están íntimamente ligadas a fenómenos naturales esenciales. Los científicos han conseguido medirlas con una mayor precisión a medida que la ciencia se ha ido desarrollando, pero, paradójicamente, ninguno de ellos ha podido explicar de dónde procede el valor de una sola constante fundamental. Estas magnitudes ni siquiera pueden calcularse a partir del valor de otras constantes.
El carácter enigmático de las constantes fundamentales tiene su origen en nuestra incapacidad para comprender en toda su extensión los procesos físicos en los que están involucradas. Como he mencionado unas líneas más arriba, los científicos han podido medirlas, y cada vez lo hacen con más precisión, pero nadie sabe de dónde salen. Por qué tienen ese valor y no otro.
Algunas constantes fundamentales con las que todos estamos en cierta medida familiarizados son la velocidad de la luz en el vacío, la carga elemental y las constantes de gravitación y Planck, pero hay otras. Muchas otras. En esta tabla recogemos solamente algunas de ellas:
| CONSTANTE | SÍMBOLO | VALOR | UNIDAD |
|---|---|---|---|
| GRAVITACIÓN | G | 6,67384 (80) · 10⁻¹¹ | m³kg⁻¹s⁻² |
| VELOCIDAD DE LA LUZ EN EL VACÍO | c | 299 792 458 | m s⁻¹ |
| CONSTANTE DE PLANCK | h | 6,62606957 (29) · 10⁻³⁴ | J s |
| CARGA ELEMENTAL | e | 1,602176565 (35) · 10⁻¹⁹ | C |
| CONSTANTE MAGNÉTICA | µ₀ | 4π · 10⁻⁷ | N A⁻² |
| CONSTANTE ELÉCTRICA | ε₀ | 1/µ₀c² | F m⁻¹ |
| MASA DEL ELECTRÓN | mₑ | 9,10938291 (40) · 10⁻³¹ | kg |
| MASA DEL PROTÓN | mₚ | 1,672621777 (74) · 10⁻²⁷ | kg |
| CONSTANTE DE AVOGADRO | N(A) | 6,02214129 (27) · 10²³ | mol⁻¹ |
| CONSTANTE DE BOLTZMANN | k | 1,3806488 (13) · 10⁻²³ | J K⁻¹ |
Eddington, Dirac y la sospecha que se cierne sobre las constantes universales
El astrofísico británico Arthur Stanley Eddington realizó contribuciones muy importantes al desarrollo científico durante la primera mitad del siglo XX. Una de ellas, y probablemente por la que es más conocido por el público no especializado, fue la comprobación experimental de la Teoría General de la Relatividad que Einstein había publicado cuatro años antes gracias a sus observaciones del eclipse solar del 29 de mayo 1919.
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