CONSTANTES EN LAS CIENCIAS

• Principales constantes en física, química y astronomía. Los valores de las cincuenta principales constantes universales de la ciencia.
• Constantes de los elementos químicos. Listado de todos los elementos, con sus números y masas atómicas, y con su ¡configuración electrónica completa!
• Constantes matemáticas principales. Valores de las principales constantes en matemáticas con ¡50 dígitos de precisión!

   ¿Qué son y qué importancia tienen las constantes científicas?

        La palabra "constante" viene del Latin constans, o constantis, y científicamente se refiere a una variable que tiene un valor fijo en un determinado proceso o cálculo. Otras palabras para hablar de constantes son "invariables" o "invariantes", especialmente en topología. El término constante, sin embargo, no solamente se refiere a una entidad que no cambia en las fórmulas matemáticas, pero a una entidad que siempre tiene el mismo valor en la realidad. En muchas ciencias una constante suele referirse a un coeficiente numérico que aparece en la expresión de una ley, o en una expresión algebraica representativa de un determinado fenómeno o de una relación entre varios de ellos. No obstante, en ciertos casos sólo indica cierto valor experimental que es siempre el mismo o casi el mismo, e incluso en medicina se habla de "constantes vitales" como el conjunto de los datos relativos a la composición y las funciones del organismo cuyo valor debe de mantenerse dentro de ciertos límites para que la vida se desarrolle en condiciones normales.

        En química, se habla de "constantes químicas" en especial en referencia a las constantes de un cuerpo, o a un conjunto de caracteres y propiedades físicas y químicas propias y exclusivas de una especie química y que permiten diferenciarla de las demás. Algunas de las constantes físicas de los cuerpos o especies son el punto de ebullición, el punto de fusión, la densidad, y el índice de refracción, mientras que las constantes químicas son el peso molecular y atómico, el calor de combustión, etc. En estas ciencias puras, se considera una constante a aquel dato, principio o hecho que no esta sujeto a cambios ni variaciones.

        Existen una multitud de constantes que se han obtenido en el transcurso de las sucesivas investigaciones de la física, la química y la matemática, y muchas de ellas han constituido el fundamento de explicaciones científicas posteriores, (la mayoría han recibido el nombre de su descubridor). Algunas de las más importantes son las siguientes:

        Número definido como el limite, al tender n a infinito, de : 1 + 1 / 2 + ... + 1 / n - log n. Se desconoce si este número es irracional. También se conoce con el nombre de Constante de Mascheroni.

         En 1900 Planck formuló la teoría de los cuantos en la que postulaba que cuando un sólido emite o absorbe energía, no lo hace de forma continua sino por medio de paquetes discretos de energía de magnitud, E = h·n, paquetes que se llamaron cuantos; (donde n es la frecuencia de la radiación y h es la constante de proporcionalidad o constante de Planck cuyo valor es 6,6255 · 10^-34 Julios por segundos). Cada cuanto está asociado con una cantidad de energía muy pequeña y por ello, cuando se emiten cantidades grandes de radiación, la naturaleza discreta de la energía no se pone de manifiesto. La teoría de Planck no tuvo en sus comienzos más que el alcance de una simple curiosidad, pero su importancia fue revalorizada por Einstein años más tarde al interpretar el efecto fotoeléctrico y generalizar las ideas de Planck postulando que toda radiación electromagnética tiene lugar en forma de cuantos o fotones. La constante de Planck completa la serie de las constantes atómicas fundamentales. Todas las demás constantes que surgen en la teoría atómica son múltiplos o combinaciones de las cuatro siguientes:

        Velocidad de la luz : 2,9979 · 10⁸ m/s
        Masa del electrón : 9,1096 · 10^-31 kg
        Carga del electrón : 1,6022 · 10^-19 C
        Constante de Planck : 6,6262 · 10^-34 J·s

         En 1811, Avogadro propuso el siguiente principio "Volúmenes iguales de todos los gases medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura contienen el mismo número de moléculas". Según este principio el número de moléculas de un gas que existirán en un volumen molar medido en condiciones normales será un número constante. Este número, conocido como el número de Avogadro, tiene el valor de 6,023 · 10²³.

        La constante de Boltzman se conoce también como la constante de los gases molecular. Proviene del siguiente principio: Para cualquier cantidad de un gas que se encuentre en condiciones ideales se cumple que el producto de su presión, por el volumen que ocupa dividido entre su temperatura es constante, es decir: PV/T = cte. El valor de la constante se puede calcular suponiendo que el gas se encuentra en condiciones normales, es decir a 1 atm de presión, a 273ºK y ocupando el volumen de un mol, es decir 22,4 litros. Sustituyendo en la expresión anterior estos valores, se puede calcular la constante de los gases R= 0,082 atm/l mol ºK. Puesto que un mol tiene el número de Avogadro de moléculas, es decir 6,023 ·10²³, la constante de Boltzman K se obtiene de dividir R entre el número de Avogadro, su valor expresado en ergs/molécula-grado es de 1,38 ·10^-16.

        Newton (1642-1727) formuló la siguiente ley, conocida como ley de la Gravitación Universal : "La interacción gravitatoria entre dos cuerpos puede expresarse mediante una fuerza directamente proporcional a las masas de los cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa." F=G M m/r² ; donde G es la constante universal de gravitación cuyo valor es:
      G=6,67·10-11 N m²/kg²
Según esto, una masa cualquiera M crea a su alrededor un campo de fuerzas, de forma tal, que la fuerza ejercida en cada punto sobre la unidad de masa viene dada por:F=G M/r² y está dirigida al centro de la masa M. A este campo de fuerzas se le llama campo gravitatorio correspondiente a la masa M.