Stephen Gray (científico)

Stephen Gray (diciembre de 1666 - 7 de febrero de 1736) fue un tintorero y astrónomo inglés que fue el primero en experimentar sistemáticamente con la conducción eléctrica. Hasta su trabajo en 1729, el énfasis estaba en la simple generación de cargas estáticas y en la investigación de los fenómenos estáticos (descargas eléctricas, incandescencias de plasma, etc.). También hizo por primera vez la distinción entre conducción y aislamiento, y descubrió el fenómeno de acción a distancia de la inducción electrostática.

Vida temprana

Gray nació en Canterbury, Kent, y después de una educación básica, fue aprendiz de su padre (y más tarde de su hermano mayor) en el comercio de teñido de telas. Sus intereses recaían en las ciencias naturales y particularmente en la astronomía; logró educarse en estas disciplinas en desarrollo, principalmente a través de amigos ricos del distrito, quienes le dieron acceso a sus bibliotecas e instrumentos científicos. La ciencia era en gran medida un pasatiempo de los hombres ricos en ese momento.

Puso a tierra sus propias lentes y construyó su propio telescopio, y con este instrumento hizo una serie de descubrimientos menores (principalmente en el área de las manchas solares), ganando reputación por la precisión de sus observaciones. Algunos de sus informes fueron publicados por la Royal Society a través de la agencia de un amigo, Henry Hunt, que era miembro del personal de secretaría de la Sociedad.

Introducción a Flamsteed

Algunas de las producciones de Gray llegaron a conocimiento de John Flamsteed, un pariente de algunos amigos de Gray en Kent y el primer astrónomo real inglés, que estaba construyendo el nuevo Observatorio Real de Greenwich. Flamsteed estaba intentando construir un mapa estelar detallado y preciso de los cielos, con la esperanza de que esto eventualmente resolvería el problema de la determinación de la longitud para los navegantes oceánicos. Gray lo ayudó con muchas de las observaciones y cálculos (posiblemente sin recibir pago).

Gray y Flamsteed se convirtieron en corresponsales y amigos constantes, y esto parece haber creado problemas para que Gray fuera aceptado formalmente en el mundo de la ciencia. Flamsteed estuvo involucrado en una prolongada disputa con Sir Isaac Newton sobre el acceso a datos preliminares de los mapas estelares. Esto se desbordó y se convirtió en una guerra de facciones en la Royal Society, que Newton dominó (prácticamente excluyendo a Flamsteed y sus asociados) durante décadas.

Gray trabajó durante un tiempo en el segundo observatorio inglés, que se estaba construyendo en Cambridge, pero fue mal administrado por el amigo y socio de Newton, Roger Cotes; El proyecto finalmente colapsó, dejando a Gray sin otra opción que regresar a su negocio de teñido en Canterbury. Debido a problemas de salud, al poco tiempo estuvo en Londres ayudando a John Theophilus Desaguliers, un acólito de Isaac Newton y ocasionalmente uno de los manifestantes de la Royal Society. Desaguliers actuó como consultor científico, impartiendo conferencias en todo el país y en el Continente sobre nuevos descubrimientos científicos; También dirigió una pensión para caballeros visitantes con intereses científicos. Desaguliers no le pagó a Gray, pero le proporcionó alojamiento a cambio de su capacidad para discutir temas científicos con los internos.

Desaguliers' La pensión fue demolida para dar paso al puente de Westminster y la pobreza intervino para Gray. En 1720, gracias a los esfuerzos de John Flamsteed y Sir Hans Sloane (más tarde presidente de la Royal Society), logró obtener un puesto pensionado en la Charterhouse, un hogar para caballeros indigentes que habían servido a su país, también vinculado a un grupo de niños.; escuela. Durante este tiempo comenzó a experimentar nuevamente con la electricidad estática, utilizando un tubo de vidrio como generador de fricción.

Descubrimientos de conducción

Una noche, en sus habitaciones de Charterhouse, notó que el corcho al final de su tubo (necesario para mantener fuera la humedad y el polvo) generaba una fuerza de atracción sobre pequeños trozos de papel y paja cuando se frotaba el tubo. Normalmente, el corcho no habría transportado carga eléctrica, pero las condiciones climáticas y las variaciones en los materiales hicieron que el corcho acumulara carga. Cuando extendió el corcho introduciendo un pequeño palo de abeto, la carga se manifestó en el extremo del palo, y luego en una bola de marfil (perforada con un agujero) que había pegado en el extremo. Probó con palos más largos y finalmente añadió un trozo de hilo de cáñamo aceitoso conectado a la bola de marfil. En el proceso, descubrió que la "virtud eléctrica" no fue sólo una experiencia 'estática' fenómeno (como un pinchazo local), sino más bien una sustancia similar a un fluido que se transportaría a lo largo de la distancia. La bola de marfil terminal seguiría atrayendo objetos ligeros del mismo modo que el tubo de vidrio electrificado.

Durante los días siguientes, extendió el alcance de su hilo de alambre (solo tenía un trozo corto de alambre y no entendía el significado del metal como conductor) y descubrió que se arrastraría desde su balcón hacia abajo. al patio de abajo. Descubrió que la electricidad viajaba a través de las curvas del hilo y que parecía no verse afectada por la gravedad. También podía transmitir cargas a objetos metálicos (atizador, tenazas, tetera, etc.) que en aquella época generalmente se consideraban objetos 'no eléctricos' porque no podían generar ni mantener una carga estática. También descubrió que la seda no tenía la "virtud", mientras que el hilo y el alambre, más gruesos, sí.

Luego, entre el 30 de junio y el 2 de julio de 1729, mientras estaba en Kent, amplió esta primera red eléctrica e hizo muchos nuevos descubrimientos. En una visita al reverendo Granville Wheler, un amigo rico, miembro de la Royal Society y pariente de Flamsteed, los dos hombres ampliaron los experimentos de conducción a través de hilos atados a lo largo de una gran galería en Wheler'. 39;casa señorial, Otterden Place en Kent. En el proceso, Gray y Wheler descubrieron la importancia de aislar su hilo 'conductor' del contacto con la tierra (la pared de la casa) utilizando seda como suspensión. Se dieron cuenta de que si se usaba un cable para sostener el hilo del paquete, toda la 'virtud eléctrica' se filtró. Inicialmente, pensaron que la diferencia se debía al grosor relativo de la seda, el hilo y el alambre, pero luego se dieron cuenta de que la seda en sí era mucho menos conductora que el alambre, por lo que usaron solo seda para sostener (y por lo tanto aislar) el paquete de cáñamo. -hilo utilizado como conductor principal.

Al día siguiente, dejaron caer el hilo desde la torre de la casa hasta el jardín y luego lo extendieron a través de un prado hasta una distancia de 800 pies usando estacas de jardín emparejadas con tramos cortos de seda para evitar que el hilo de la carga tocara el suelo. suelo. Wheler informó esto a muchos de sus amigos de la Royal Society, y Gray escribió todos los detalles en una carta a Desaguliers.

De estos experimentos surgió la comprensión del papel que desempeñan los conductores y aislantes (nombres aplicados por Desaguliers). Dos científicos franceses, Abbe Nollet y C.F. du Fay, visitó Gray y Wheler en 1732, vio el experimento y regresó a Francia, donde du Fay formuló la primera teoría integral de la electricidad llamada teoría de "dos fluidos". teoría. Esta teoría fue defendida por Nollet y aceptada por la mayoría de los experimentadores en Europa durante un tiempo; más tarde fue refinada y luego reemplazada por las ideas de los experimentadores ingleses John Bevis y William Watson, quienes mantuvieron correspondencia con el grupo de Benjamin Franklin en Filadelfia. Juntos idearon una teoría de un solo fluido/dos estados: virtualmente, la superabundancia o ausencia de un fluido, que Watson más tarde denominó positivo y negativo. Estas ideas se ajustaban ligeramente mejor a los hechos que el concepto de dos fluidos, especialmente después de la invención de la jarra de Leyden, y esta teoría de un solo fluido finalmente prevaleció. Ahora sabemos que ambas eran casi igualmente incorrectas.

Y la inducción electrostática y el reconocimiento tardío

Gray continuó haciendo más descubrimientos eléctricos, el más notable fue la inducción eléctrica (creación de una carga eléctrica en un objeto suspendido sin contacto). Este experimento fue ampliamente celebrado en toda Europa como el famoso "Flying Boy" Demostración: un niño fue suspendido de cuerdas de seda y luego Gray lo cargó acercando su tubo frotado (generador eléctrico estático) a los pies del niño, pero sin tocarlo. Gray demostró que la cara y las manos del niño todavía atraían la paja, el papel y otros materiales. Gray ciertamente se dio cuenta de que el fenómeno de la 'virtud eléctrica' era lo mismo que un rayo (como lo hacían la mayoría de los experimentadores), muchos años antes de que Franklin "volara su cometa" y los experimentadores franceses Dilibard y Delor capturaron una carga de un rayo en una jarra de Leyden.

Cuando Sloane se hizo cargo de la Royal Society tras la muerte de Newton, Gray recibió tardíamente el reconocimiento que le había negado anteriormente. Gray era demasiado pobre para pagar las cuotas, por lo que no era miembro de la Royal Society, y muchos de sus experimentos habían sido retomados y pasaron a formar parte del repertorio de demostración de Desaguliers. También hay una historia de que la facción de Newton dentro de la Royal Society le negó el reconocimiento debido a sus vínculos con Flamsteed (quien estaba constantemente en disputa con Isaac Newton), pero esto puede descartarse como muy improbable: Newton había muerto en marzo de 1727., casi dos años antes de que Gray comenzara sus experimentos de conducción, y Hans Sloan, que dirigió la Royal Society después de la muerte de Newton, era amigo y partidario financiero de Gray. El hecho es que la electricidad no se consideraba tan importante en ese momento y la revista de la Sociedad no se publicó durante un par de años debido a limitaciones financieras.

Sloan participó activamente en la promoción de Gray, quien recibió la primera Medalla Copley de la Royal Society en 1731 por su trabajo sobre conducción y aislamiento, y también la segunda en 1732 por sus experimentos de inducción. En 1732 la Royal Society también lo admitió como miembro honorario; Murió en la indigencia unos años después, en 1736.

Después de su muerte

A pesar de la importancia de sus descubrimientos (se puede argumentar que fue el inventor de las comunicaciones eléctricas), recibió poco crédito, supuestamente debido a la disputa entre facciones en la Royal Society y el predominio del newtonianismo. Cuando se reconoció públicamente la prioridad de Gray, los experimentos en electricidad habían avanzado y la gente estaba más interesada en las espectaculares hazañas de Franklin y otros al capturar rayos en sus jarras de Leyden. Los descubrimientos de Gray tendían a parecer triviales y, por esta razón, algunos historiadores tienden a pasar por alto su trabajo.

No hay ningún monumento a Gray y hay poco reconocimiento de lo que logró en sus descubrimientos científicos. Se cree que está enterrado en una fosa común en un antiguo cementerio de Londres, en una zona reservada para los pensionistas pobres de Charterhouse. En 2017, la Facultad de Ciencias Físicas de la Universidad de Kent, en Canterbury, inició las Conferencias Stephen Gray en su memoria.