William Thomson (Lord Kelvin): físico escocés y pionero de la termodinámica

William Thomson (Lord Kelvin): físico escocés, pionero de la termodinámica, creador de la escala kelvin y clave en el telégrafo transatlántico y la navegación moderna.

William Thomson, primer barón de Kelvin, OM, GCVO, PC, FRS, FRSE (26 de junio de 1824 - 17 de diciembre de 1907) fue un físico matemático e ingeniero escocés. Nació en Belfast en 1824. En la Universidad de Glasgow realizó un importante trabajo de análisis matemático de la electricidad y elaboró la primera y la segunda ley de la termodinámica.

Kelvin contribuyó en gran medida a la unificación de la física en su forma moderna. También hizo carrera como ingeniero de telégrafos eléctricos e inventor, lo que le impulsó a la opinión pública y le dio riqueza, fama y honor.

Por su trabajo en el proyecto del telégrafo transatlántico fue nombrado caballero en 1866 por la reina Victoria, convirtiéndose en Sir William Thomson. Destacó por sus trabajos sobre la brújula de marinero. La brújula era poco fiable debido al hierro de los cascos de los barcos.

Las temperaturas absolutas se expresan en unidades de kelvin en su honor. La existencia de un límite inferior de la temperatura (el cero absoluto) se conocía antes de su trabajo, pero Lord Kelvin encontró su valor correcto en aproximadamente -273,15 grados Celsius o -459,67 grados Fahrenheit.

Fue nombrado Lord Kelvin en 1892 en reconocimiento a sus logros en termodinámica y a su oposición a la autonomía irlandesa. Se convirtió en barón Kelvin, de Largs, en el condado de Ayr.

Fue el primer científico británico en ser elevado a la Cámara de los Lores. Su título hace referencia al río Kelvin, que fluye cerca de su laboratorio en la Universidad de Glasgow. A pesar de las ofertas de varias universidades de renombre mundial, Lord Kelvin se negó a dejar Glasgow, permaneciendo como profesor de Filosofía Natural durante más de 50 años, hasta su eventual jubilación. El Museo Hunterian de la Universidad de Glasgow cuenta con una exposición permanente sobre la obra de Lord Kelvin.

Siempre activo en la investigación y el desarrollo industrial, fue contratado hacia 1899 por George Eastman para ocupar el puesto de vicepresidente del consejo de administración de la empresa británica Kodak Limited, afiliada a Eastman Kodak.

Biografía y formación

William Thomson procedía de una familia con sólida formación científica; desde joven destacó por su talento en matemáticas y física. Estudió en la Universidad de Glasgow y posteriormente en la Universidad de Cambridge (Peterhouse), donde obtuvo reconocimiento por su capacidad matemática. En 1846, con apenas veintidós años, fue nombrado profesor de Filosofía Natural (natural philosophy) en la Universidad de Glasgow, cargo que ocuparía durante más de medio siglo. Su laboratorio y su actividad docente y de investigación convirtieron a Glasgow en un centro importante para la ciencia aplicada y teórica.

Contribuciones científicas principales

Las aportaciones de Kelvin abarcaron tanto la física teórica como la práctica aplicada:

• Termodinámica: contribuyó a aclarar y formalizar principios fundamentales, ayudando a consolidar la idea de la conservación de la energía y la noción de temperatura absoluta. Su trabajo matizó y formuló aspectos de la primera y la segunda ley de la termodinámica en términos matemáticos aplicables a máquinas térmicas y procesos irreversibles.
• Escala absoluta de temperatura: propuso una escala termodinámica en la que existe un límite inferior—el cero absoluto—y cuantificó su valor aproximado (-273,15 °C). La unidad de temperatura del Sistema Internacional, el kelvin, lleva su nombre.
• Electricidad y magnetismo: realizó análisis matemáticos sobre fenómenos eléctricos y magnéticos, contribuyendo al desarrollo teórico necesario para la telegrafía y la instrumentación eléctrica.
• Hidrodinámica y otros campos: trabajó en problemas de flujo, elasticidad y acústica, aplicando métodos matemáticos a problemas físicos concretos.

Telegrafía submarina e inventos prácticos

Además de su labor teórica, Kelvin fue un innovador práctico. Para mejorar la recepción de señales en cables submarinos inventó instrumentos como el mirror galvanometer (galvanómetro de espejo) y el siphon recorder, que permitieron detectar y registrar señales muy débiles a largas distancias. Estas invenciones fueron cruciales en los proyectos de cables transatlánticos y en la expansión de las comunicaciones globales en el siglo XIX.

También aplicó sus conocimientos al problema de la desviación magnética en compases de barcos debido al hierro en los cascos, proponiendo métodos de calibración y diseños que mejoraron la navegación marítima.

Debates científicos: la edad de la Tierra

Kelvin aplicó principios termodinámicos al enfriamiento de la Tierra para estimar su edad, calculando un tiempo de enfriamiento mucho menor que los plazos necesarios para la evolución biológica según algunos geólogos y biólogos de su tiempo. Sus estimaciones, basadas en lo que entonces se conocía sobre calor y conducción, generaron un debate importante con geólogos y con biología evolutiva. Posteriormente, el descubrimiento de la radiactividad mostró que existían fuentes internas de calor no consideradas en sus cálculos, lo que invalidó su límite inferior estricto y permitió aceptar edades de la Tierra mucho mayores.

Honores, vida pública y legado

Kelvin recibió numerosos reconocimientos: fue nombrado caballero en 1866 por la implicación en la telegráfia transatlántica, y más tarde ennoblecido como barón Kelvin de Largs en 1892, con lo que accedió a la Cámara de los Lores. A lo largo de su vida acumuló distinciones científicas y cargos honoríficos (FRS, entre otros), y sus instrumentos y escritos influyeron tanto en la academia como en la industria.

Su nombre pervive en la unidad de temperatura kelvin (K), en numerosas ecuaciones, aparatos y en la historia de la física y la ingeniería. El Museo Hunterian de la Universidad de Glasgow conserva una colección significativa de sus instrumentos y papeles, y muchas universidades e instituciones científicas mantienen programas y lecturas en su memoria.

Vida personal y fallecimiento

Kelvin mantuvo una carrera larga y productiva, intercambiando correspondencia y colaboraciones con destacados científicos de su época. Era conocido por su gran actividad intelectual hasta edades avanzadas y por su interés en aplicar la ciencia a problemas prácticos. Falleció el 17 de diciembre de 1907; su obra dejó una huella duradera en la termodinámica, la electricidad y la ingeniería, y sigue siendo referencia obligada en la historia de la física.

Preguntas y respuestas

P: ¿Quién fue William Thomson?

P: ¿Cuándo nació?

P: ¿Dónde estudió?

P: ¿Qué tipo de trabajo realizó mientras estudiaba en la Universidad de Glasgow?

P: ¿Qué títulos u honores recibió William Thomson en vida?

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