Uno de mis profesores anteriores lo expresó simplemente como “El universo tiende hacia la energía mínima y la aleatoriedad máxima”.
Las esferas tienen una propiedad realmente agradable que surge de los problemas clásicos de tarea en una variedad de clases de matemáticas y ciencias:
- Las esferas contienen la cantidad máxima de volumen en la menor cantidad de área de superficie
En pequeña escala, las gotas líquidas son esféricas, o están cercanas si están sentadas en una superficie o cayendo por el aire. Hay energía en la tensión superficial de la gota. Si exprimes la gota en una elipse larga y delgada, aumentas la energía de la superficie. El sistema retrocede hacia una esfera cuando lo sueltas, incluso si se eleva contra la gravedad. La caída en la energía de la superficie es más que el aumento del potencial gravitacional.
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Las burbujas son esféricas. Las burbujas de jabón tienen un cierto volumen a granel de jabón que contiene un volumen fijo de aire. Una forma esférica minimiza nuevamente el área que contiene el volumen de aire y maximiza el grosor de la pared. Las burbujas de gas en un líquido son una cantidad fija de aire o vapor dentro de un vacío en el líquido. Para una cantidad dada de gas encerrado, la esfera presenta el área de superficie mínima para que las moléculas internas reboten, maximizando la presión efectiva que entregan para contrarrestar las presiones externas del líquido. (y cuando la burbuja aumenta, la presión en su refresco o vaso de cerveza cae un poco, la burbuja se expande, aumenta la flotabilidad y se obtiene un proceso descontrolado que eleva la burbuja hacia la superficie)
Grandes cuerpos astronómicos … la regla allí parece ser más como ‘más allá de cierto tamaño, obtienes más y más esférico, das o tomas un momento angular conservador y tal si también estás girando’. Aquí, en lugar de la tensión superficial, es posible que tengas un asteroide pedregoso de unos pocos kilómetros o unos 10 segundos de diámetro. Existe la fuerza de la gravedad, que empuja todos los átomos hacia el centro de masa. Y están las fuerzas de enlace de todos los átomos que comprenden la masa sólida. En casos pequeños, como los asteroides, la gravedad no es lo suficientemente fuerte, y el estado de menor energía es “como es ahora”.
En un caso más grande, como nubes gigantes de hidrógeno que se condensan en una estrella, no es tanto un problema con los enlaces químicos. Pares de hidrógenos se encuentran y forman H2, eso es todo. Todos se atraen mutuamente a través de un barrido de espacio, acercándose cada vez más hasta que aplastas a los internos en la fusión, o simplemente alcanzas un cierto equilibrio, como Júpiter, que no está allí.
Para las cosas grandes como las galaxias, vuelves a ese tipo de pregunta de equilibrio de “qué” exactamente. Hay una gran cantidad de gravedad extendida en el trabajo, pero está actuando sobre cosas como las estrellas que pueden haber tenido un impulso bastante sustancial en relación con el centro de la galaxia, y no hay una forma real de deshacerse de él sin interactuar con otras estrellas cercanas, de vez en cuando con una colisión espectacular, la mayoría de las veces solo con tirones de largo alcance que incluso igualan el vecindario local. Has vuelto a la escala más grande al mismo problema que tienen los átomos. Tienes que tener en cuenta hasta el último bit de energía e impulso, y no hay tantas maneras de desangrarlo significativamente a otra cosa cuando estás separado de tus vecinos por años luz.
