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William Thomson (Lord Kelvin)

William Thomson, también conocido como Lord Kelvin, fue un científico precoz, que fue a la universidad cuando todavía era prácticamente un niño.

Entre sus logros científicos hay aportaciones tan importantes como el de la famosa escala de temperatura absoluta llamada Kelvin. Este nombre proviene del título de Baron Kelvin of Largs, que le dio el Gobierno Británico a William Thomson en 1892.

Su progenitor, James Thomson, era un rígido presbiteriano. No obstante, el pequeño William siempre tuvo una buena relación con él, ya que conectaban mucho por tener las mismas inquietudes. James Thomson era profesor de ingeniería en Belfast e inició a su hijo, desde temprana edad, en el campo de las matemáticas. En cuanto a su madre, ésta murió cuando el pequeño sólo contaba con seis años de edad. A la edad de diez años William Thomson empieza su etapa universitaria. Ingresa, pues, en la Universidad de Glasgow. Actualmente ello nos puede sorprender mucho, pero en aquellos tiempos en Escocia era algo considerado normal. Así, los estudiantes más avanzados se saltaban cursos iniciales porque se les consideraba capacitados para realizar los superiores. No obstante, los estudios propiamente universitarios los empezó en 1838, cuando tenía 14 años. De 1838 a 1839 estudia astronomía y química. Al año siguiente se centra en física y luego, con sólo 15 años consigue una medalla de oro en la Universidad de Glasgow por haber realizado un relevante ensayo: “Essay on the Figure of the Earth”.
Cuando acaba el periodo académico 1839-40 Thomson lee La Teoría Analítica del Calor realizada por Jean Baptiste Joseph Fourier. También leyó “La Mecánica Celeste” de Laplace de 1839 a 1840 y en esa época aprovechó además para visitar la capital francesa. Y es que en aquel entonces los maestros de Glasgow tenían un gran interés en los científicos franceses.

En 1841 el joven ingresa a la Universidad de Cambridge y en ese año sale a la luz su primer artículo. Éste es sobre las expansiones de las series trigonométricas de las funciones de Fourier. En 1842 publicó otro artículo, todavía más interesante que el anterior. Éste era sobre el movimiento uniforme del calor y su conexión con la teoría matemática de la electricidad y llevaba por título: “On the uniform motion of heat and its connection with the mathematical theory of electricity”.

William Thomson acabó sus exámenes finales en 1845 y se graduó en el segundo puesto de su promoción. Fue galardonado, además, con el primer premio Smith y elegido Fellow of Peterhouse. En el mismo año, el genial científico estudió los trabajos de George Green, que contenían importantes ideas en cuanto a las metodologías de investigación. Por consejo de su padre y con el fin de profundizar en los avances franceses, Thomson fue a París. En tierra francesa trabajaría en el laboratorio del físico Henri-Victor Regnault y participaría en diferentes discusiones teóricas con Biot, Cauchy, Liouville, Dumas y Sturm, entre otros.

En 1846 el cargo de profesor de la cátedra de filosofía natural en la Universidad de Glasgow queda vacante. Thomson es elegido por unanimidad como persona más adecuada para ocupar el puesto. De 1847 a 1849 colabora con Stokes en unos estudios hidrodinámicos. Pero ambos científicos estarían siempre en contacto a través de cartas. En muchas de ellas discuten sobre el calor y los fluidos. Los trabajos de Thomson, sobretodo de 1848 a 1852, propician que sea uno de los fundadores de la termodinámica. Al afirmar “la disipación de la energía utilizable” nos acerca al segundo principio de la termodinámica más asequible que la de la entropia de Clausius. Con sus estudios sobre la teoría del calor desarrolla una escala de temperatura absoluta, cuyo cero lo situó en –273º C. Comprobó que el punto de fusión del hielo desciende al aumentar la presión. No obstante, la escala de temperatura absoluta, tal y como la conocemos ahora, fue definida con más exactitud más tarde. Ello sucedió en el momento en que se consiguió entender mejor la conservación de la energía. A dicha escala absoluta de temperatura se la conoce con el nombre de Kelvin (William Thomson).

En 1852 Thomson hizo un importante descubrimiento. Y es que mientras observaba el paso de una cantidad de gas concreta, a través de un tabique poroso se dio cuenta que su temperatura decrecía cuando el gas se expandía por los poros vacíos. A tal efecto se le llamaría Joule- Thomson. Ello se debe a que en esos momentos, Joule quería cambiar a Thomson algunas ideas acerca del calor. Consiguió hacerlo, ya que Thomson en 1872 desarrolló su teoría dinámica sobre el calor.

La teoría dinámica sobre el calor llevó al famoso científico a sentar las bases de una sobre la electricidad. Así, en 1855 estudió la distribución de carga en los conductores y sus oscilaciones eléctricas, descubriendo que las descargas son oscilantes. Además calculó el periodo de oscilación. Entonces decidió construir el electrómetro de cuadrantes y descubrió el “Efecto Thomson” en termoelectricidad. Éste consiste en el calentamiento o enfriamiento producido en un conductor homogéneo al paso de la corriente eléctrica en la dirección del gradiente de temperatura.

En 1866 estuvo a cargo de los trabajos de colocación del cable telegráfico submarino que, después de tres intentos fallidos, uniría definitivamente Irlanda con Terranova. Se empleó el galvanómetro de espejo como receptor. Éste era un invento de Thomson y se caracterizaba por ser más sensible que el aparato de Morse. En 1867 mejoró el galvanómetro con el “siphon recorder”. Mediante éste se reflejaban en tinta las oscilaciones de aquél. Por otro lado, diseñó el “puente de Thomson” para las medidas de las resistencias eléctricas.

Lord Kelvin, que publicó más de 600 artículos de gran importancia para la ciencia, recibió varios honores. Así, fue nombrado miembro de la Royal Society of London en 1851 y luego fue su presidente de 1890 a 1895. Se le otorgó la Royal Medal en 1856. También recibió la Copley Medal en 1883. El genio escocés fue además, un miembro de la Royal Society of Edinburgh y fue su presidente en tres temporadas. Por otro lado, Thomson fue miembro y presidente en 1871 de la British Association for the Advancement of Science. Después de una vida de éxito, murió en Escocia, en 1907.