Aprenda más sobre la vida de un físico de talento en esta breve entrada del blog.
¿Cuál fue la historia de Max Planck?
Max Planck fue un físico teórico alemán, considerado el fundador original de la teoría cuántica y uno de los físicos más importantes del siglo XX. A principios de siglo, se dio cuenta de que la luz y otras ondas electromagnéticas se emitían en forma de paquetes discretos de energía, a los que llamó «cuantos» – «quantum» en singular- y que sólo podían tomar ciertos valores discretos (múltiplos de una determinada constante, que hoy se conoce como constante de Planck). Este descubrimiento se considera generalmente el primer paso esencial en el desarrollo de la teoría cuántica, que revolucionó nuestra forma de ver y entender el mundo subatómico.
Karl Ernst Ludwig Marx Planck, más conocido como Max, nació en Kiel, en Holstein, al norte de Alemania, el 23 de abril de 1858. Su familia era tradicional e intelectual (su padre era profesor de Derecho y su abuelo y bisabuelo habían sido profesores de Teología). En 1867, la familia se trasladó a Múnich, donde Planck asistió al Ludwig-Maximilians Gymnasium. Allí se puso bajo la tutela de Hermann Müller, que le enseñó astronomía y mecánica, además de matemáticas, y despertó el temprano interés de Planck por la física.
Aunque era un músico de talento (cantaba, tocaba el piano, el órgano y el violonchelo, y componía canciones e incluso óperas), optó por estudiar física en la Universidad de Múnich en 1874, cambiándose rápidamente a la física teórica, antes de trasladarse a Berlín para cursar otro año de estudios en 1877. Tras completar su tesis de habilitación sobre la teoría del calor en 1880, Planck se convirtió en profesor privado no remunerado en Múnich hasta que le ofrecieron un puesto universitario. En abril de 1885, la Universidad de Kiel le nombró profesor asociado de física teórica y continuó su trabajo sobre la teoría del calor y sobre las ideas de Rudolph Clausius acerca de la entropía y su aplicación en la fisicoquímica.
En 1889, Planck se trasladó a la Universidad de Berlín, donde se convirtió en profesor titular en 1892. Se había casado con Marie Merck en 1887, y tuvieron cuatro hijos, Karl (1888), las gemelas Emma y Grete (1889) y Erwin (1893), de los cuales sólo Erwin sobrevivió a la Primera Guerra Mundial. La casa de Planck en Berlín se convirtió en un centro social y cultural para académicos, y muchos científicos de renombre, entre ellos Albert Einstein, Otto Hahn y Lise Meitner, la visitaban con frecuencia.
En 1894, Planck se interesó por el problema de la radiación del cuerpo negro, es decir, la observación de que la mayor cantidad de energía irradiada por un «cuerpo negro» (o cualquier otro absorbente perfecto) se encuentra hacia la mitad del espectro electromagnético, en lugar de en la región ultravioleta como sugería la teoría clásica. En concreto, estudió cómo la intensidad de la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro depende de la frecuencia de la radiación (por ejemplo, del color de la luz) y de la temperatura del cuerpo. Tras algunas frustraciones iniciales, en 1900 obtuvo la primera versión de su ley de la radiación del cuerpo negro. Sin embargo, aunque describía bien el espectro del cuerpo negro observado experimentalmente, se dio cuenta de que no era perfecta.
El año anterior, 1899, había observado que la energía de los fotones sólo podía adoptar ciertos valores discretos que eran siempre un múltiplo entero de una determinada constante, conocida ahora como constante de Planck. De este modo, la luz y otras ondas se emitían en paquetes discretos de energía que él denominó «cuantos». La definición de la constante de Planck le permitió definir un nuevo conjunto universal de unidades físicas o unidades de Planck (como la longitud de Planck, el tiempo de Planck, la temperatura de Planck, etc.), todas ellas basadas en cinco constantes físicas fundamentales: la velocidad de la luz en el vacío, la constante gravitatoria, la constante de la fuerza de Coulomb, la constante de Boltzmann y su propia constante de Planck.
Más tarde, en 1900, revisó su teoría del cuerpo negro para incorporar el supuesto de que la energía electromagnética sólo podía emitirse en forma «cuantizada», de modo que la energía sólo podía ser múltiplo de una unidad elemental E = hv (donde h es la constante de Planck, que ya había introducido en 1899, y v es la frecuencia de la radiación). Aunque en aquel momento la cuantificación era una hipótesis puramente formal en los trabajos de Planck y éste nunca llegó a comprender del todo sus implicaciones radicales (que tendrían que esperar a las interpretaciones de Albert Einstein en 1905), su descubrimiento se ha considerado el nacimiento de la física cuántica y el mayor logro intelectual de la carrera de Planck. Fue en reconocimiento a este logro por lo que se le concedió el Premio Nobel de Física en 1918.
Planck fue uno de los pocos que reconoció inmediatamente la importancia de la teoría de la relatividad especial de Einstein, publicada en 1905, y utilizó su influencia en el mundo de la física teórica (fue presidente de la recién creada Sociedad Alemana de Física de 1905 a 1909) para garantizar que la teoría fuera rápida y ampliamente aceptada en Alemania, al tiempo que realizaba sus propias contribuciones a su desarrollo. Cuando Planck fue nombrado decano de la Universidad de Berlín, pudo llamar a Einstein y crear una cátedra especialmente para él en 1914. Los dos científicos pronto se hicieron amigos íntimos y se reunían con frecuencia para tocar música juntos.
La esposa de Planck, Marie, murió en 1909, probablemente de tuberculosis, y en 1911 se casó por segunda vez con Marga von Hoesslin, que le dio un tercer hijo, Hermann, ese mismo año. Cuando se produjo la anexión de Alemania y la Primera Guerra Mundial en 1914 (que Planck acogió inicialmente con satisfacción, pero contra la que protestó más tarde), ya era la máxima autoridad de la física alemana, como uno de los cuatro presidentes permanentes de la Academia Prusiana de Ciencias y líder del influyente organismo coordinador, la Sociedad Kaiser Wilhelm. A finales de la década de 1920, Niels Bohr, Werner Heisenberg y Wolfgang Pauli habían desarrollado lo que se conoce como la «interpretación de Copenhague» de la mecánica cuántica, y la teoría cuántica que el trabajo de Planck había desencadenado se fue consolidando cada vez más, aunque el propio Planck (al igual que Einstein) nunca se sintiera del todo cómodo con algunas de sus implicaciones filosóficas.
Cuando los nazis llegaron al poder en 1933, Planck era un anciano de 74 años y, en general, evitó cualquier conflicto abierto con el régimen nazi, aunque organizó una reunión oficial conmemorativa un tanto provocadora tras la muerte en el exilio de su colega físico Fritz Haber. También consiguió que varios científicos judíos siguieran trabajando en secreto en los institutos de la Sociedad Kaiser Wilhelm durante varios años.
El movimiento «Deutsche Physik» atacó a Planck, Arnold Sommerfeld y Werner Heisenberg, entre otros, por seguir enseñando las teorías de Einstein, tachándolos de «judíos blancos». Cuando terminó su mandato como presidente de la Sociedad Kaiser Wilhelm en 1936, el gobierno nazi le presionó para que no se presentara a la reelección. A finales de 1938, la Academia Prusiana de Ciencias perdió la independencia que le quedaba y pasó a manos nazis. Se negó categóricamente a afiliarse al partido nazi, aunque recibió considerables presiones políticas para que lo hiciera.
Las campañas de bombardeo aliadas contra Berlín durante la Segunda Guerra Mundial obligaron a Planck y a su esposa a abandonar temporalmente la ciudad para vivir en el campo, y su casa de Berlín quedó completamente destruida por un ataque aéreo en 1944. Siguió viajando con frecuencia, dio muchas conferencias públicas, en particular sobre religión y ciencia (fue un devoto y persistente seguidor del cristianismo durante toda su vida), y a la avanzada edad de 85 años aún estaba en forma para escalar picos de 3.000 metros en los Alpes.
Al final de la Segunda Guerra Mundial (durante la cual su hijo menor, Erwin, participó en el intento de asesinato de Hitler en 1944 y fue ahorcado), Planck, su segunda esposa y el hijo que le quedaba se trasladaron a Gotinga. Allí murió el 4 de octubre de 1947, a los 89 años, tras sufrir varios infartos.
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