El estudio clásico del movimiento es la rama más antigua de la física. La mecánica de partículas en cualquiera de sus formas siempre ha sido la base del estudio de cualquier signo científico, ya sea desde el más sencillo movimiento rectilíneo uniforme, pasando por el movimiento curvilíneo, con fuerzas que actúan sobre la materia puntual o sin ellas, la mecánica de fluidos e incluso el más moderno movimiento relativo con respecto al tiempo y la velocidad. En cualquiera de sus diferentes ramas, la mecánica siempre ha fascinado a la humanidad.
La respuesta a la pregunta que planteo en el título es rotundamente sí, sin condiciones. Y esta respuesta siempre ha sido clara para todos los científicos y mentes pensante de la historia. La pregunta que se desprende pues es, ¿por qué nos movemos? Y ésta es una cuestión nada trivial de responder. Cabría otra cuestión más a partir de esta última que sería ¿el movimiento es siempre el mismo en todas las circunstancias? La respuesta ahora sí parece más clara como una respuesta negativa ya que el movimiento de una masa puntual depende de las fuerzas que se le apliquen (si las hubiere), de su estado inicial (si parte del reposo o con cierta inercia), del medio en el que se encuentre, de si el observador está también en las mismas hipótesis que la masa puntual (es decir, en qué sistema de referencia se encuentra) o si se haya a nivel microscópico o con una velocidad cercana a la velocidad de la luz (física relativista).
Centrándome en la segunda cuestión planteada en el párrafo anterior, no fue hasta hace poco más de un siglo que se sentaron las bases para tratar de responder semejante rompecabezas y, como casi siempre, se basó en la curiosidad de un científico ajeno a la física.
El notable Robert Brown observó lo que hoy en día se conoce como movimiento browniano al percatarse de la trayectoria errática y caótica en el agua de unas microscópicas partículas con las que trabajaba este botánico, unos minúsculos fragmentos de polen de ciertas plantas. En sus propias palabras: "mientras examinaba la forma de esas partículas en el agua, observé que muchas de ellas estaban evidentemente en movimiento... Después de observaciones repetidas frecuentemente, me convencí de que estos movimientos no procedían de corrientes en el líquido ni de su evaporación gradual, sino que eran algo propio de las mismas partículas". Este movimiento tan misterioso y desconcertante fue explicado décadas después por Albert Einstein. Brown se pregunto si esto era debido a algunas características especiales de los pólenes utilizados por lo que experimentó con infinidad de pólenes de distintas plantas y concluyó que todos esos gránulos, si son lo suficientemente pequeños, producían en el agua trayectorias permanentes e irregulares al estar suspendidos en el agua. Incluso realizó pruebas con polvo no orgánico llegando a la misma conclusión. Lo más fascinante de esta experiencia es el carácter, al parecer, eterno de este movimiento.
La explicación llegó con la teoría cinética de la materia (la cinemática del movimiento) que, de forma breve, dice lo siguiente, para este caso concreto: las partículas de polen, que son visibles a través del microscopio, chocan incesantemente por las muchísimo más pequeñas partículas que componen el agua. Y ésto independientemente de la "calidad" del microscopio utilizado para la observación, desde uno de andar por casa hasta el más potente del mundo, de ahí que la explicación al movimiento browniano se sustenta en la teoría cinética y no en la simple observación.
Hay que destacar que este movimiento particular se da si los gránulos observados son lo suficientemente pequeños ya que la intensidad de estos choques o bombardeos no es la misma en todas direcciones. El movimiento browniano se puede extrapolar a las moléculas de cualquier elemento material. Este movimiento "que se ve" depende de otro "que no se ve" y ese movimiento invisible (el de las moléculas de agua) se produce porque esas moléculas tienen cierta masa y velocidad, de ahí que el estudio del movimiento browniano sea isomorfo al estudio de la masa de las moléculas y, por ende, a su movimiento (ya que si tiene energía cinética, tiene velocidad).
La cantidad de información que se extrae de un experimento de movimiento browniano es enorme debido precisamente a su naturaleza caótica y ha sido ampliamente estudiado. Las moléculas de agua tienen energía ya que son capaces de mover partículas más grandes (de polen, siguiendo nuestra referencia), por lo que poseen masa. Esta masa de una molécula de agua se puede calcular fácilmente utilizando la constante de Avogadro, cuestión química que obviaré en esta entrada. Y este resultado se puede extrapolar a cualquier molécula de cualquier materia que, partiendo de la base que tiene energía, tiene movimiento. Así, el universo microscópico se puede transformar en macroscópico en términos de energía y, por tanto, de movimiento, y todo esto salió a la luz gracias a un botánico curioso.
