Mi Oscilador Armónico: un latido invisible

Si miramos de cerca de qué está hecho todo, descubriremos que el vaivén —con sus fluctuaciones periódicas— es el evento favorito de la naturaleza. Es algo que está en todas partes. En física, este movimiento se conoce como el **oscilador armónico**.

Es el principio fundamental que está en toda la realidad que conocemos: desde el mundo subatómico hasta el columpio de un niño. Cómo vibran las cuerdas de un violín, cómo oscilan los átomos en una molécula o cómo viaja la luz por el espacio; en fin, son miles o más bien millones de fenómenos que siguen ese modelo.

El modelo es uno de los más bellos y elegantes de las matemáticas. En esencia, nos dice que cuando un sistema se aleja de su punto de equilibrio, surge una fuerza restauradora que intenta devolverlo al centro.

Pero en ese intento, el sistema gana impulso, sobrepasa el centro y vuelve a empezar. Este ciclo infinito de búsqueda de equilibrio es lo que mantiene a todo el universo en movimiento. Todo responde a esta danza matemática, que se puede describir como:

F=-kx

Donde la fuerza  es proporcional al desplazamiento  por una constante  (que puede ser, por ejemplo, el coeficiente de elasticidad). El signo negativo es la invitación constante, la tendencia a regresar siempre al centro.

La Transferencia de Energía
Lo más hermoso del oscilador armónico es su eficiencia. Es la forma que tiene la naturaleza de conservar y transformar la energía. En un mundo ideal, sin fricción, un oscilador se movería por siempre.

Pero en nuestro mundo cotidiano, estas oscilaciones siempre están sujetas al roce y la oscilación se va amortiguando en el tiempo. Estas oscilaciones son las que nos permiten experimentar sonidos, colores y, curiosamente, una de las formas de descanso más profundas que existen. 

Eso ya lo veremos, espérense un poquito nomás.

Esa ecuación es aparentemente sencilla, pero consiste en una aproximación brutal y grosera de lo que ocurre en la realidad. En el artículo de Wikipedia sobre el tema se puede ver que el modelado para oscilaciones reales puede ser mucho más complicado.

Los que hemos tenido formación en electrónica sentimos un cariño especial y una fascinación por los osciladores, que son fuente de muchas maravillas como la resonancia, las ondas estacionarias, el circuito LC, las series de Taylor y series de Fourier, entre muchas otras maravillas.

De la Teoría a la Práctica
Como electrónico jubilado, siempre he sentido una fascinación enorme por el oscilador armónico, lo mismo que mi buen amigo el físico teórico Tito Torres, que cuando se larga a hablar de eso no lo para nadie. Y eso que es un tipo de muy pocas palabras.

Bueno, resulta que hoy, finalmente, decidí instalar un oscilador armónico de escala humana en mi propio patio: una hamaca.

Al colgarla entre los dos postes más firmes que encontré, además de un mueble de exterior, creé un sistema pendular diseñado para la desconexión.

Al sentarme y dar el primer impulso, sentí inmediatamente la física en acción. Mi peso estiró las fibras, la gravedad se convirtió en mi fuerza restauradora y, de repente, dejé de ser un adulto estresado para convertirme en una masa en suspensión siguiendo una trayectoria parabólica perfecta.

Una historia de muchos años atrás
La primera vez que me subí a una hamaca fue en la casa de mis tíos Polo y Berti en Viña del Mar. Quedé maravillado. No puedo explicar con palabras la sensación de mecerme en el aire bajo la sombra veraniega. Ese día no lo olvidé nunca y me hice el propósito de que algún día iba a tener una para mí.

Eso debe haber sido en 1967 más o menos; recién hoy, 59 años después, pude cumplir ese sueño que se encontró con mil dificultades. Cuando compré mi casa rodante también compré una hamaca, pero nunca pude encontrar dónde colgarla.

Pasaron años y años en los que permaneció guardada entre los cachureos de mi querida suegra, hasta que hace unos pocos días la encontré y decidí que ya era tiempo de cumplir mi sueño. Después de unos 250 y tantos problemas, ya la tengo instalada y probada.

La Frecuencia del Descanso
Hay algo profundamente instintivo en el balanceo. Tal vez nuestra fascinación por este movimiento viene de nuestro tiempo en el vientre materno, pero después de diez minutos de mecerme, prefiero pensar que es porque estoy sintonizado con la frecuencia de la naturaleza.

La primera vez que la probé tomé impulso y empecé a balancearme, contando las oscilaciones que daba hasta quedar completamente inmóvil. Nunca quedó en reposo porque la brisa o un cambio de distribución de mi peso la movía, pero alcancé a contar hasta 200 ciclos.

Mientras el sol bajaba, las oscilaciones se hacían más lentas por la resistencia del aire y mi respiración empezó a sincronizarse con el vaivén. En la hamaca, el tiempo no corre en línea recta, sino que oscila, va y viene hacia los lados.

Si El Pulento, al crear el universo, decidió que el oscilador armónico fuera la base de todo, ¿quién soy yo para llevarle la contraria? No hay duda de que —a veces— la mejor forma de entender las leyes del cosmos es dejarse llevar por ellas.

Como escribió Serrat: "vencer la tentación cayendo de lleno en sus brazos".