Biografías
Pierre Simon de Laplace

Pierre Simon de Laplace (1749 - 1827)Laplace nace el 23 de marzo de 1749 en Beamont-en-Auge, en el departamento de Calvados, en la región de Normdía en Francia. Poco se sabe de su infancia, de familia humilde,  hijo de un agricultor y negociante en sidra, pudo formarse académicamente gracias a la ayuda económica de algunos vecinos ricos de su localidad.

A los 19 años de edad marcha a París con el apoyo de D'Alembert tras leer algunos de los trabajos que le presenta, especialmente un documento sobre los principios de la mecánica, lo recomienda para una plaza de profesor en la Real Escuela Militar. Años después es nombrado profesor de la Escuela Normal Superior. Y, desde 1784, es monitor del cuerpo de artillería y examina en 1785, desde este puesto, al joven de 16 años Napoleón Bonaparte.

Al mismo tiempo realiza investigaciones muy importantes sobre el sistema Solar en la década de los 70. En 1785 es nombrado miembro de pleno derecho de la Academia de las Ciencias de París. En 1789 es nombrado miembro de la Comisión de Pesos y Medidas que establecerá el sistema métrico y en 1792 participa en la organización de la Escuela Politécnica.

En tiempos del Consulado, Napoleón lo designa ministro del Interior. Es miembro del Senado desde 1799 y llega a ser su vicepresidente en 1803. Una vez constituido el Imperio, Napoleón lo nombra Conde del Imperio en 1806. En 1816 es elegido miembro de la Academia Francesa de la Lengua. Y en 1817 Luis XVIII le otorga el título de Marqués.

Se comenta que la personalidad de Laplace era egoísta y que despreciaba a sus amistades. En sus últimos años se retira a su propiedad de Arcueil donde ayuda a fundar la Sociedad de Arcueil para apoyar a los jóvenes científicos: Claude Berthollet, Louis Joseph Gay-Lussac y muchos mas de donde saldrán tres volúmenes de memorias con importantes trabajos de física y matemáticas.

Fallece en París el día 5 de Marzo de 1827. En vida aún, fue elegido para ser uno de los Cuarenta Inmortales de la Academia Francesa.

Fue la figura más destacada en el campo de la astronomía teórica de su tiempo. Laplace realiza su trabajo más importante al desarrollar el análisis matemático del sistema de astronomía gravitacional elaborado por Isaac Newton. Demuestra que los movimientos planetarios son estables (1773) y que las perturbaciones producidas por la influencia mutua de los planetas o por cuerpos externos, como los cometas, solamente son temporales. Intentará explicar el origen del Sistema Solar en su hipótesis nebular de la evolución estelar. En 1787 presenta los resultados de su investigación sobre las anomalías de la órbita lunar, inspirándose para ello en su anterior estudio sobre los movimientos de los satélites de Júpiter. Descubre la influencia del aplastamiento de la Tierra sobre el movimiento de traslación de la Luna e, invirtiendo la cuestión, deduce el valor del achatamiento terrestre a partir de la correspondiente anomalía del movimiento lunar. Explica, también, que la causa física de la aceleración del movimiento medio de la Luna está vinculada a una lenta disminución de la excentricidad de la órbita terrestre, de acuerdo con la ley gravitatoria de Newton.

Otra de sus importantes obras es Exposition du systeme du monde (1796), en esta obra expone de forma resumida la historia de la astronomía. En ella se expone la famosa hipótesis cosmogónica de Laplace, según la cual, el Sistema Solar proviene de una nebulosa primitiva que rodeaba, en forma de atmósfera, a un núcleo fuertemente condensado de temperatura muy elevada y que giraba como una sola pieza alrededor de un eje que pasa por su centro.

Otra de sus obras más características es Mecánica celeste (5 volúmenes, 1799-1825) Laplace sistematiza toda la obra matemática que se había realizado sobre la gravitación hasta el momento.

Las contribuciones matemáticas de Laplace son de primera importancia. Destacan sus investigaciones sobre el cálculo de probabilidades como la  Teoría analítica de las probabilidades (1812) representa la introducción de los recursos del análisis en el estudio de los fenómenos aleatorios.

En la actualidad el estado francés ha bautizado con su nombre una de las instituciones científicas más importantes del país: el Instituto Pierre Simon de Laplacee.

Aunque sus descubrimientos en las matemáticas fueron abundantes e importantes nos centraremos en sus investigaciones y logros en la química y la física.

Realiza, junto con Lavoisier en 1780, las primeras medidas calorimétricas de las reacciones químicas y de los calores específicos. Inventó un instrumento, conocido con el nombre de calorímetro de hielo, para medir el calor específico de una sustancia. El calorímetro media la cantidad de hielo fundido por el peso dado de una sustancia caliente cuya temperatura se conocía. Entonces, podía calcularse matemáticamente su calor específico. Sentando con estas experiencias las bases de la termoquímica. Establece la fórmula de las transformaciones adiabáticas de un gas, que utilizó en la expresión de la velocidad de propagación del sonido.

En el campo de la física teórica es importante su teorema de la atracción capilar. Resaltar que el apartado que estudia la acción de un sólido sobre un líquido y la acción mutua de los de líquidos no es desarrollado completamente. Esta labor la realizaría Gauss y, posteriormente, Neumann completaría los detalles. La relación que expresa la presión capilar ejercida sobre una superficie líquida curvada es conocida como Ley de Laplace y dice:


Si la superficie es esférica, la presión capilar se comporta de acuerdo con la siguiente expresión:

Ley de Laplace sobre la tensión superficial

donde P es la la Presión capilar, T la Tensión superficial y r el radio de curvatura de la superficie del líquido

Destacar sus estudios sobre la configuración de un fluido en equilibrio sometido a un movimiento rotatorio. Asimismo, contribuye al estudio de la electricidad y el magnetismo con técnicas matemáticas.

Resaltar las fuerzas de Laplace, las leyes de Laplace o la Ecuación de Laplace: "En toda región del campo donde no hay carga eléctrica, el potencial está distribuido según una ley completamente independiente de las cargas que lo crean" Enuncia dos leyes fundamentales del electromagnetismo:

  • Primera Ley de Laplace:  En toda región donde no hay carga eléctrica, el potencial varia de manera que su valor medio en los puntos de una superficie esférica es igual al potencial en su centro.

  • Segunda Ley de Laplace: En un elemento de corriente dentro de un campo magnético, la fuerza que actúa es siempre normal al elemento de corriente y al campo (conocida también como Ley de Ampere de la inducción magnética).

Laplace en 1816 es el primero en demostrar por qué la teoría de movimiento vibratorio de Newton da un valor incorrecto a la velocidad del sonido. Ello es consecuencia del calor desarrollado por la compresión súbita del aire que aumenta su elasticidad y por tanto la velocidad de transmisión del sonido es mayor de la que calculó Newton.

En conclusión, para Laplace el análisis matemático es sólo una herramienta para resolver problemas físicos. Aunque se debe reconocer que tuvo una enorme capacidad para inventar, desarrollar y aplicar métodos de análisis matemático, se esforzó durante toda su vida en edificar teorías matemáticas para explicar los fenómenos de la mecánica celeste o aplicar la teoría de probabilidades a la vida civil.

 

Mario Villaba
Héctor Alamar

 

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