Venciendo las leyes físicas

            Quizás existe un extraño anhelo en determinados científicos que les lleva a cuestionarse la posibilidad de estar por encima de las leyes físicas que aparentemente rigen nuestro mundo. Muchos dicen que precisamente esta razón motivó a Albert Einstein a “jugar” con el espacio-tiempo, hasta entonces consideradas constantes absolutas y tras su establecimiento de la Ley de la Relatividad, ya considerada variables a elevadísimas velocidades. No voy a entrar a desarrollar la tremenda polémica existente sobre quién fue en verdad el inventor de esta teoría, si su esposa (realmente muy virtuosa con las matemáticas y su lenguaje), o Einstein, que siempre fue considerado por sus profesores como un estudiante algo torpe y difícil de evaluar.

Para mi, Einstein pudo perfectamente concebirla en su cabeza y posiblemente su primera esposa le ayudó a transcribirla al lenguaje matemático.

¿Escribió y desarrolló en lenguaje matemático, la Teoría de la Relatividad Mileva, la primera esposa (matemática y física) de Albert Einstein? todas las evidencias así parecen indicarlo, aunque sean muy pocos los que se atrevan a plantear la cuestión públicamente.

No obstante, hoy no deseo centrarme en el matrimonio Einstein, sino más bien en otro enigmático científico, que a su forma llegó también él a vencer aparentemente las leyes físicas que rigen el movimiento. Tengo en mente a Johann Ernest Elías Bessler, también alemán como Einstein. Pero antes de profundizar en las actividades desarrolladas por este investigador, pasaré a dar una información básica para comprender la magnitud de su obra.

Nuestro planeta posee atmósfera y en ella tienen lugar los distintos fenómenos climáticos entre los que se encuentra el viento, que es aire en movimiento. Al circular e incidir sobre la superficie terrestre, arrastra partículas de distinto tamaño gracias al empuje y a la fuerza de rozamiento con el viento.  El viento produce una resistencia al movimiento de un cuerpo en él, más si sopla en sentido opuesto al del movimiento del objeto. Este rozamiento es el culpable de que un cuerpo en movimiento termine deteniéndose tarde o temprano. Un cuerpo que se mueve a una velocidad lleva energía cinética - que depende de la masa (m) del cuerpo y de la velocidad (v) que lleve: ½ m v²  - que se va consumiendo al rozar, ya que la energía cinética se transforma por acción de este rozamiento, en calor, disipándose. Es lo que ocurre cuando frotamos las manos con cierta velocidad. Obtenemos calor del rozamiento. Es por ello que los meteoritos o rocas extraterrestres con frecuencia al entrar en nuestra atmósfera (atraídas por la gravedad) terminan por fundirse y desintegrarse dando lugar a “estrellas fugaces”, como consecuencia de las enormes temperaturas alcanzadas durante su travesía por nuestra atmósfera, fruto del rozamiento.

 Y si esto es cierto, se preguntará más de un lector, ¿por qué un coche no se detiene, o un barco, sometido a mayor rozamiento por el agua que le rodea y que dicha fricción se suma a la del aire? La respuesta está en el viento, que impulsa el barco con ayuda de las velas (energía eólica transformada en cinética) o en la combustión de hidrocarburos o carbón (combustible) que transforma la energía calorífica en cinética. Mientras tengan magnitudes superiores a la fuerza de rozamiento (trabajo de rozamiento, que depende de la fuerza de rozamiento y del trabajo recorrido), el objeto seguirá desplazándose. Es lo que nos dice una de las principales leyes de la Física, la Ley de la Conservación de la Energía, que garantiza que en un sistema aislado la energía total del sistema permanece constante. Por eso en el espacio, ocupado en su gran mayoría por vacío, al carecer de partículas en suspensión, no existe rozamiento y por tanto un objeto en movimiento continuará así indefinidamente al no tener ningún rozamiento que lo frene.

Aclaradas estas breves nociones físicas, pasemos a ver la labor de este enigmático personaje.

De acuerdo con los datos existentes, Johann Ernest Elías Bessler nacería cierto día del año 1680 en la localidad de Zittau. La información que se tiene de él es escasa, ya que parece ser que pronto optó por esconderse tras el pseudónimo de Orffyreus. Y es aquí cuando topamos con la primera curiosidad puesto que de acuerdo con algunos autores, parece que tal nombre lo obtuvo de disponer el alfabeto formando un círculo, tomando entonces las letras diametralmente opuestas a las de su apellido, Bessler. Obtuvo “Orffyre”, que derivó a “Orffyreus”.

Parece ser que desde muy pronto se obsesionó con el movimiento de los objetos, proponiéndose dar con algún tipo de mecanismo que hiciera que un objeto se desplazara en la superficie de la Tierra como si estuviera en pleno vacio, con un movimiento constante, perpetuo. Para ello, lógicamente, debía lograr sortear los problemas del rozamiento.

De acuerdo con los datos, el joven alemán se instruyó en Teología, Medicina y Pintura. Debemos añadir, razonadamente, Físicas y Matemáticas o no habría trabajado en la Mecánica.

El hecho es que 32 años después de su nacimiento lo encontraremos en la población de Gera presentando públicamente su primer artilugio consistente en una rueda de madera que sujetada por dos apoyos verticales entre los que pasaba un eje horizontal, giraba aparentemente sin detenerse. Pero eso no era lo más sorprendente sino que a pesar de poseer dos metros de diámetro y un espesor de 10,15 centímetros (aunque estaba ahuecada por dentro), la rueda no sólo no se detenía sino que ganaba velocidad en cada giro.

El curioso mecanismo podría tener que ver con el aprovechamiento de la energía de la gravedad (energía potencial, que depende de la masa y de la altura a la que está el cuerpo), pues de acuerdo con las descripciones de testigos de la época, la rueda lograba alzar una pesa de un kilo. Es decir, supongo que el movimiento de la rueda enredaría sobre su eje la cuerda de la que pendía el peso, alzándolo hasta que toda la energía cinética del giro de la rueda se neutralizaba con la resistencia ejercida por el peso al alzarse (energía potencial que depende de la masa del cuerpo y de la altura alcanzada). En el momento en que ambas energías se igualarían, la rueda pararía y el peso comenzaría a caer por acción de la gravedad (energía potencial). Conforme caería, tiraría de la cuerda atada a la rueda, que giraría cada vez más rápido a medida que se desenredaba y la energía potencial pasaba a ser energía cinética más trabajo de rozamiento. El peso se posaría de nuevo en el suelo y comenzaría de nuevo a enredarse y elevarse. Está claro que la rueda acabaría por pararse ya que mientras se mueve parte de la energía del movimiento (cinética y potencial) se irá perdiendo por el rozamiento en forma de calor.

Si se consiguiera que el rozamiento (que siempre hay estando en la Tierra) fuese una magnitud muy pequeña, a los espectadores les parecería que la rueda tenía un movimiento perpetuo, al no estar frente a ella el tiempo suficiente como para comprobar que finalmente el rozamiento terminara por provocar que el peso se alzara cada vez menos distancia del suelo, hasta detenerse.

            Pues bien, la rueda causó toda una conmoción, generando un intenso debate entre los asistentes: unos se decantaban por considerarlo un fraude, otros lo tenían por mágico y un tercer grupo, aunque no acertaban a dar con el truco que lo regía, desconfiaron de su mecanismo. Sea como fuere, el hecho es que al día siguiente de su presentación en público, Orffyreus decidió destruir su invento. Esta reacción me hace reafirmarme en mi suposición sobre el mecanismo en que se basaba el objeto, aún sin haberlo visto.

Nos periódicos de la época no dudarán en señalar posibles fraudes o trucos el curioso mecanismo, representando al inventor como la viva imagen de un brujo.

            Poco después, esta vez en Merseburg, el inventor presentaba una nueva máquina basada en las mismas ideas, pero es de suponer que presentando algunas modificaciones. Puestos en sobreaviso con las noticias del primer invento, en esta ocasión se creó un grupo de expertos que analizaron el ingenio antes de darlo por bueno. Sus conclusiones fueron que la rueda podía desplazarse de derecha a izquierda, alzando perpendicularmente una piedra que pesaba más de 31,5 kilos, sin intervención de fuerza externa alguna. Bueno, en eso discrepo pues el empleo de la fuerza de la gravedad podría considerarse como una fuerza externa, pero en fin.

            El hecho es que toda la sociedad alemana está sorprendida por la aparente “máquina de movimiento perpetuo de Orffyreus”. Su invento ha sido todo un éxito y, en olor de multitudes, el alemán llegará a presentar un año más tarde un tercer prototipo de su máquina, en esta ocasión de 3,7 metros de diámetro y un grosor –hueco- de 35,5 centímetros.

            Cada vez son más los curiosos que desean verlo, llegando la intriga hasta el príncipe Kart I (del estado independiente de Hesse-Kassel), que no duda en desplazarse con sus asesores para contemplar el aparentemente mágico mecanismo. Al no encontrar sus consejeros posibles trucos que explicaran el movimiento incesante de la máquina, el aristócrata Kart le ofrece a Orffyreus que acepte su hospitalidad en el castillo Weissenstein que posee en Kassel, llevándose la máquina con él para poder ser sometida a posibles ensayos que evidencien si existe o no truco alguno. El inventor acepta la propuesta y el 31 de octubre de 1717 montará su máquina en el centro de una habitación elegida por el aristócrata, con suficiente espacio en torno al artilugio para acceder a él desde cualquier lado. Como era de esperar, la máquina repitió su sorprendente comportamiento, ante la sorpresa de todos los allí reunidos que eran incapaces de advertir muestra de fraude alguno, incluyendo al afamado profesor de Matemáticas y Astronomía de la Universidad de Leiden, Willem Jacob Gravesande.

            Finalmente el príncipe Kart tuvo una pícara idea que pondría en práctica el 12 de noviembre de 1717: mandó salir a todo el personal, sellando todos los accesos a la habitación (incluyendo ventanas), dejando el mecanismo en funcionamiento en su interior. Tras esperar un tiempo que consideró prudencial, el 26 de noviembre ordenaría romper los sellos, accediendo a la sala para encontrar el artilugio funcionando, de manera que de nuevo volvió a ordenar sellar la sala para abrirla el 4 de enero de 1718. La rueda, extrañamente, seguía girando y la piedra elevándose y bajando incesantemente. De nuevo volvió a sellar la sala para finalmente dar por escrito al inventor, el 27 de mayo, que su artilugio carecía de manipulación alguna que generara un fraude en su funcionamiento.

            Desde entonces, han sido varios los inventores que deseosos de dar con la clave de tal movimiento perpetuo han desarrollado los más variopintos inventos, encontrándose fraudes en casi todos ellos.

            Pero regresando a “la rueda del Demonio” (como fue llamada popularmente por los medios) de Orffyreus, ¿por qué si el inventor logró sorprender a toda la sociedad de su país, siendo respetado por tal artilugio, nunca llegaría a revelar su mecanismo para que pudiera ser usada por otros científicos, en beneficio de su patria?.

            Hay datos que parecen señalar que el alemán llegó a desarrollar otro prototipo más avanzado, en 1727. No obstante, el 30 de noviembre de 1945 fallecería con 65 años, sin haber revelado nunca el secreto que se escondía tras su invento.

Presentación pública del segundo prototipo, recreación de los experimentos con ruedas incluyendo otras ruedas en su interior de un joven Bessler y retrato del científico Willem Jacob Gravesande, la persona que estuvo más cerca de desvelar el mecanismo de la curiosa máquina.

            Lo más sorprendente de todo es que unos años más tarde, una exsirvienta suya llamada Anne Rosine Mauerbergerin llegaría a confesar a los medios que los artilugios de Orffyreus realmente eran fraudulentos. Pero, ¿en qué se basaba para tal afirmación, que carecía de explicaciones y datos que respaldaran sus afirmaciones, ¿trataba de obtener un tipo de reporte económico dando a los noticieros aquello que deseaban oír?.

            Existe otro dato que me resulta muy curioso en toda esta historia y es que el célebre profesor de Matemáticas y Astronomía de la Universidad de Leiden, Willem Jacob Gravesande, quedó ciertamente intrigado por “la rueda del Demonio” y parece ser que volvió a visitar uno de estos artilugios para descifrar su mecanismo. No obstante, para sorpresa de todos Orffyreus pidió la desorbitante suma de 100,000 Reichsthalers (moneda local) equivalente a 23.077 euros actuales, a cambio de desvelar el secreto, amenazando al profesor con denunciarlo por querer obtener la información sin pagar, lo que hizo que el científico desistiera en su empeño. ¿Temía Orffyreus que el matemático y astrónomo pudiera dar con la clave del funcionamiento de la controvertida rueda?.

            Y la cuestión tal vez más inquietante, ¿funcionaba realmente “la rueda del Demonio” gracias al empleo de la fuerza de la gravedad? De ser cierto esto último, hay que tener en cuenta que la gravedad es descrita como una energía conservativa en la mecánica newtoniana, lo que dicho con otras palabras significa que el trabajo realizado por un objeto que se desplaza por una trayectoria cerrada (por ejemplo, una órbita) es nulo (es decir, no se disipa energía como consecuencia de la fricción). Pero además, la fuerza conservativa es reversible, lo que significa que en la rueda, al caer el peso, se realizaría el mismo trabajo que al subir el peso y por eso mismo, al mantenerse la energía constante en todo momento, el artilugio poseería un movimiento perpetuo. El problema entonces está en el hecho de que este aparato se mueve en la Tierra, donde existe atmósfera (aire) y por tanto, rozamiento. Así las cosas, ¿qué mecanismo provocaba que el artilugio generara más energía que el de la gravedad, para así poder contrarrestar el rozamiento del aire, que la frenaría y haría que acabara parándose?. Necesariamente debió existir una manipulación externa.