Mundo, 19 de agosto 2025 (ATB Digital).- ¿Alguna vez te has preguntado por qué una pelota que lanzas siempre cae en el suelo siguiendo una trayectoria curva, o por qué la luz que atraviesa una ventana entra siempre por el camino más directo? Puede parecer que estos movimientos son simples o incluso casuales, pero en realidad, están guiados por una ley invisible que funciona en el mundo entero, desde lo más pequeño hasta lo más grande.
Por ejemplo, imagina que estás en la cocina y tienes que verter agua en un vaso que está un poco alejado. ¿Por dónde decides mover la jarra? Probablemente eliges el camino que te parezca más rápido y sencillo, sin dar muchas vueltas ni hacer movimientos innecesarios. Sorprendentemente, la naturaleza hace algo parecido con todos los objetos y las fuerzas que existen. Siempre busca el camino “más eficiente”, el que requiere menos esfuerzo o energía. Esta regla mágica se llama principio de mínima acción, y es el secreto que explica por qué todo en el universo se mueve de cierta manera, desde una pelota rodando hasta la luz que viaja por el espacio.
El secreto de los caminos más cortos
Pero para entender el principio de mínima acción, debemos empezar por algo que todos conocemos: caminar de un lugar a otro. Cuando vas a casa de un amigo, ¿cómo decides por dónde ir? Lo más probable es que elijas el camino que te lleva más rápido o con menos esfuerzo, ¿verdad? Pues bien, la naturaleza hace algo parecido. Cuando una pelota cae, o un rayo de luz viaja, ellos “eligen” el camino que requiere la menor “acción”, una especie de medida que combina tiempo, energía y distancia.
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Un ejemplo clásico es la luz en un espejo. Cuando prendes una linterna y la luz rebota en un espejo, la luz no se dispersa al azar; sigue un camino muy especial: el camino que tarda menos tiempo en recorrer. Esto se llama el principio de Fermat, que es en realidad una manifestación del principio de mínima acción. Así, aunque parezca que la luz “sabe” qué camino tomar, en realidad está siguiendo esta regla invisible.
Este principio no solo explica cosas simples, sino también movimientos complejos como la órbita de los planetas. La Tierra, por ejemplo, no gira al azar alrededor del Sol; su trayectoria es la que “minimiza” la acción, lo que hace que su movimiento sea estable y predecible. Todo un GPS cósmico.
¿Qué es exactamente la “acción”?
Puede sonar un poco abstracto, pero la “acción” en física es una especie de “puntuación” que mide lo que cuesta para algo moverse de un punto a otro, teniendo en cuenta energía y tiempo. El principio de mínima acción dice que la naturaleza siempre busca el camino donde esta “puntuación” sea el más bajo posible.
Imagina que eres un ciclista y tienes que llegar a la cima de una colina. Puedes ir directo, pero será muy difícil; o tomar un camino más largo, pero más fácil. La “acción” sería algo así como la cantidad de energía que usas multiplicada por el tiempo que tardas. La naturaleza, en cambio, “elige” la ruta con la menor puntuación, no necesariamente el camino más corto, sino el que es más eficiente en términos de energía y tiempo.
Este concepto fue desarrollado formalmente por el físico Lagrange en el siglo XVIII y más tarde perfeccionado por Hamilton. Lo increíble es que esta idea se aplica en todos los rincones de la física, desde el movimiento de un simple péndulo hasta las ecuaciones que describen partículas subatómicas. La mínima acción es como el lenguaje secreto que habla el universo.
la simplicidad en la naturaleza
Una de las cosas más fascinantes del principio de mínima acción es cómo refleja una especie de “economía” en la naturaleza. El universo siempre busca la forma más simple y eficiente de hacer las cosas. En vez de gastar energía de más o complicar movimientos, todo sigue esta regla de oro.
Por ejemplo, cuando una pelota es lanzada, su trayectoria no es aleatoria. Va describiendo una parábola porque esta es la forma en que la acción total se minimiza, combinando la gravedad y la velocidad inicial. Es como si la pelota “supiera” el camino que le va a costar menos energía seguir.
Este mismo principio aparece en la óptica, en la mecánica clásica, y en la física cuántica. Incluso, en el mundo cuántico, donde las partículas parecen bailar al azar, la acción mínima también dicta las probabilidades de que algo suceda. Es como si el universo, a nivel microscópico, también prefiriera los caminos “más baratos” en energía.
Fuente: National Geographic