Un físico descubre que todos los objetos se rompen siguiendo el mismo patrón

La distribución de los fragmentos de un objeto que se fragmenta se vuelve predecible

La fragmentación interesa desde hace tiempo a los científicos porque puede utilizarse para comprender mejor lo que ocurre durante los terremotos o desprendimientos de rocas, los bombardeos de electrones o la producción de nanopartículas. Estos fenómenos son esenciales para la industria, la astrofísica y la geofísica.

Sin embargo, predecir cómo se romperá un jarrón, una roca o una pompa de jabón parece extremadamente complejo: es difícil imaginar que estos diferentes elementos puedan fragmentarse según una ley común.

Es más, el número de fragmentos, su forma y su tamaño podrían ser un rompecabezas propio de la Medalla Fields, que se concede cada cuatro años a la mejor contribución matemática del mundo.

Pero eso es lo que propone Emmanuel Villermaux, físico francés de la Universidad de Aix-Marseille, en un artículo publicado en Physical Review Letters el 25 de noviembre de 2025 (1).

En lugar de estudiar las distintas causas de la fragmentación, sobre todo en función de los materiales implicados, decidió estudiar el resultado de estas divisiones en términos de distribución y forma. Descubrió que este resultado sigue una ley de potencia y no una ley normal.

Si estudiamos la distribución de la estatura humana, la mayoría se sitúa entre 1m60 y 1m90. Es poco probable encontrarse con un hombre que mida 20 metros o 2 centímetros. Por tanto, la estatura humana sigue una distribución normal con una media calculable.

En el caso de una ley de potencias, ocurre lo contrario. La distribución de la riqueza en nuestro planeta sigue una ley de potencia: unos pocos multimillonarios poseen tanto como miles de millones de pobres. Esto significa que si medimos el tamaño de los escombros producidos por la explosión de una roca en una mina, no obtendremos una mayoría de "guijarros" medios, que respetarían una ley normal, sino que el resultado respetará una ley de potencia: millones de granos de polvo, miles de pequeñas gravas y unas pocas y raras rocas enormes.

El estudio demostró increíblemente que esta ley de potencia sigue siendo válida cualquiera que sea el material de que se trate, ya sea sólido o líquido. Es como si el Universo tuviera una receta universal para la fragmentación.

"La simplicidad y el éxito de este enfoque son notables. Los resultados sugieren que las características estadísticas de la fragmentación no están dictadas por los detalles microscópicos de las grietas o inestabilidades, sino por la forma en que la aleatoriedad está limitada por la cinemática global." (2)

La única excepción se refiere a ciertos plásticos o a un fluido continuo, sin aleatoriedad, como cuando el agua fluye de un grifo.

Trabajos anteriores habían seguido la intuición de Platón en cuanto a la forma de los fragmentos: la naturaleza produce preferentemente cubos.

El antiguo filósofo Platón creía que el universo estaba formado por átomos con formas geométricas perfectas. Para él, el elemento "Tierra" estaba formado por cubos, porque es la forma más eficaz de llenar el espacio. Un equipo de investigadores húngaros y estadounidenses quiso comprobar si, matemática y físicamente, la naturaleza realmente "prefería" los cubos a la hora de romper objetos. (3).

Los investigadores estudiaron miles de fragmentos: rocas rotas por la erosión, placas tectónicas e incluso grietas en barro seco. Su conclusión es sorprendente: si se toma cualquier objeto sólido y se rompe al azar en un gran número de trozos, la forma media de estos trozos es un cubo. Esto no significa que cada guijarro sea un cubo perfecto; los guijarros son claramente irregulares. Esto significa que si contamos el número de caras, vértices y aristas de todos los trozos, la media geométrica corresponde exactamente a la de un cubo (6 caras, 8 vértices).

Lo mismo ocurre con una piedra pequeña o un continente. ¿Por qué cubos y no pirámides o esferas? Los investigadores han demostrado que cuando las grietas se propagan en un material, tienden a intersecarse en ángulos rectos. En tres dimensiones, estas grietas que se cruzan acaban cortando el espacio en bloques que parecen ladrillos. Ésta es la forma más "natural" y probable de división de la materia.

¿La ecuación de Villermaux aplicada a las ciencias sociales?

La propuesta de Emmanuel Villermaux, respaldada por trabajos anteriores sobre la fragmentación, abre perspectivas reales para analizar, predecir y evaluar mejor todos los fenómenos ligados a la fractura de un elemento, ya sea sólido o líquido; terremotos, tsunamis, estudios de supernovas, predicción de modificaciones estructurales a nivel atómico ligadas a la presión, la temperatura o los choques.

Las aplicaciones son numerosas, y los desarrollos futuros podrían constituir la base de una teoría global de la fragmentación. Y empezamos a soñar que esta teoría podría aplicarse a las ciencias sociales, del mismo modo que la sistémica, disciplina matemática en su origen, para predecir, analizar y evaluar la fragmentación de las sociedades.

Ilustración: ShutersStock - 2663820841

Referencias

1- Fragmentación: principios frente a mecanismos- Emmanuel Villermaux- Nov 2025- https://physics.aps.org/featured-article-pdf/10.1103/r7xz-5d9c

2- Descifrando el caos de la ruptura - Física- Ferenc Kun- 26 Noviembre 2025- https://physics.aps.org/articles/v18/184

3- G. Domokos et al, "El cubo de Platón y la geometría natural de la fragmentación" - 17 de julio de 2020- https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2001037117

4- ¿Podemos escapar de un agujero negro? Thot Cursus - 21 de noviembre de 2018- https://cursus.edu/fr/15678/peut-on-sortir-dun-trou-noir

5- Predecir lo impredecible: ahora a nuestro alcance - 9 de marzo de 2020 - Denys Lamontagne - https://cursus.edu/fr/21453/predire-limprevisible-maintenant-a-notre-portee