Rompiendo la Ilusión: Por Qué un Chorro de Agua No se Rompe por las Razones que Crees
Permítanme comenzar con un poco de rigor: si usted cree que un chorro de agua que se desintegra en gotas lo hace puramente por la gravedad o la clásica tensión superficial, usted está operando con un software de pensamiento que es elegante, pero incorrecto. La mente humana tiene una fascinación perezosa por las explicaciones macroscópicas y sencillas. Nos gusta pensar que el universo funciona con fuerzas grandes y visibles. Eso es un error de observación que el análisis más fino simplemente no perdona.
La verdad, observada a través de la lente de la física de fluidos avanzada, es una celebración del caos molecular. Un chorro de agua no se rompe por lo que está fuera de él; se rompe por lo que está furiosamente activo dentro de él: el jiggling térmico.
El agua no es la masa quieta que usted ve. Es una feria de moléculas vibrando a escala nanométrica, un frenesí constante de energía térmica. Incluso cuando un chorro sale perfectamente liso, por debajo de la superficie (es decir, a escala microscópica) es un ruido blanco de movimiento aleatorio, o lo que los físicos llaman fluctuaciones térmicas. Estas fluctuaciones, esta actividad frenética, están golpeando constantemente la superficie.
Lo que sucede es una guerra de escalas: el movimiento molecular, que es totalmente aleatorio, genera una ondulación nanoscópica que es esencialmente ruido. La tensión superficial, esa fuerza que intenta mantener la gota compacta, intenta desesperadamente suavizar esas imperfecciones, buscando el estado de energía más bajo, la perfección esférica. Sin embargo, en el instante en que la energía térmica es suficiente para amplificar ligeramente esa ondulación, la tensión superficial se convierte en el mecanismo que termina de romper el jet, pero no en el que inicia la ruptura.
El movimiento caótico, invisible y microscópico es el verdadero arquitecto de la desintegración. Las moléculas de agua, al vibrar sin descanso, introducen las semillas del caos que luego crecen exponencialmente. El resultado macroscópico que usted observa (las gotas cayendo) es simplemente la inevitable y bellísima consecuencia de la ebullición constante que ocurre a la escala de Planck.
Esto nos enseña que, incluso en los fenómenos cotidianos, la ley y el orden que observamos son, a menudo, la manifestación de un desorden fundamental que rige el universo. La próxima vez que vea un chorro de agua desintegrarse, no piense en la gravedad. Piense en el ruido molecular y en la ironía de que la aleatoriedad es la verdadera fuerza que controla la forma de la materia.
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