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El legado de
Einstein.
La Física
nunca volverá a ser la misma
Desde
el interior del átomo a la estructura del espacio, pasando por el
corazón de las galaxias, nada se puede entender sin echar mano de
sus ideas. Sus trabajos han influido decisivamente en la Física del
siglo XX.
Misterio cósmico
De su teoría de la relatividad se deduce la existencia de
agujeros negros, esto es, regiones del espacio de las que nada,
ni siquiera
la luz, puede escapar. |
En
1969 se publicaba en serbio la biografía de Mileva Maric. Su autor,
Desanka Trbuhovic-Gjuric, defendía que gran parte de la relativid ad
especial era creación, no de Einstein, sino de su primera mujer. No
era la primera vez que se lanzaba este tipo de acusación, ni tampoco
fue la última. También se ha dudado su paternidad en las ecuaciones
clave de la relatividad general. Algunos historiadores han señalado
que el artículo donde aparecen por primera vez las ecuaciones del
campo gravitatorio fue enviado por Einstein a la Academia de
Ciencias de Berlín el 25 de noviembre de 1915, pero 5 días antes el
gran matemático de Gotinga David Hilbert enviaba otro titulado
Los fundamentos de la Física donde también aparecen las
ecuaciones de la relatividad general. ¿Pudo haberse inspirado
Einstein en este artículo que sabemos que Hilbert le envió para
encontrar las ecuaciones que buscaba con ahínco desde 1907? En
principio es posible, aunque lo que resulta innegable es que la
interpretación correcta corresponde, sin lugar a dudas, a Einstein.
No obstante, ambas acusaciones no se sostienen. La primera, porque
en ningún momento de su vida Mileva comentó tal punto y no hay
ninguna indicación en los documentos de la época que nos haga pensar
así (algunos conspiranoicos han querido ver en el hecho de que
Einstein le entregara la totalidad del dinero del premio Nobel a
Mileva, como le prometió en el divorcio, una forma de acallar su
voz). La segunda, sólo se pudo resolver a favor de Einstein en 1999
porque se encontraron las primeras pruebas del artículo de Hilbert,
fechadas el 6 de diciembre de 1915.
Un universo de goma
La paternidad
de Einstein de ambas teorías es, pues, innegable. Lo que sí es
cierto es que la construcción formal de ambas teorías fue labor
de otros: Minkowski para la relatividad especial y el propio
Hilbert y Noether, entre otros, para la general. Así, la primera
solución a las ecuaciones de la relatividad general fue
encontrada por el director del Observatorio de Postdam, Karl
Schwarzschild. Con cuarenta años, se alistó como voluntario al
comenzar la Primera Guerra Mundial y mientras se encontraba en
el frente ruso, en diciembre de 1915, halló una solución
analítica al problema de una masa puntual situada en el espacio
vacío. Desgraciadamente, no pudo defender su trabajo en la
Academia. Durante su estancia en el frente oriental contrajo una
enfermedad de la piel, el pénfigo, en aquella época incurable y
mortal. Repatriado urgentemente, murió el 11 de mayo de 1916 en
un hospital de Postdam. |
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Un nuevo universo
Einstein cuántico Su trabajo abrió la exploración el
interior de la materia. Hoy sabemos que protones y neutrones
están compuestos por quarks . |
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Uno de sus mayores logros es que la descripción del espacio-tiempo
encontrada explica correctamente el campo gravitatorio del Sistema
Solar. Sin embargo, lo realmente fascinante es que esa misma
descripción introduce uno de los objetos más desconcertantes de la
física: el agujero negro. Schwarzschild demostró que si una masa
está lo suficientemente concentrada, la curvatura del espacio en
regiones próximas alcanzará tal magnitud que la dejará separada,
aislada, del resto del Universo. Cualquier masa que se precipite en
su interior se perderá irremisiblemente.
La relatividad general también predice que el Universo se encuentra
en expansión. Cuando Einstein descubrió esta consecuencia no pudo
creérsela. Para evitarlo, modificó las ecuaciones introduciendo un
término ajeno a la teoría que detenía esa expansión: la constante
cosmológica. Cuando tiempo después el astrónomo Edwin Hubble
descubrió la expansión del Universo, Einstein declaró que la
introducción de la constante cosmológica había sido el mayor error
de su vida.
Y sin embargo... existen
Durante
muchos años, pensar que los agujeros negros existían era
cosa de locos; ni al propio Einstein le gustaba esta
consecuencia de sus propias ecuaciones. Se pensaba que la
naturaleza encontraría la forma de que la materia en colapso
gravitatorio pudiera escapar a ese funesto destino. Pero en
los años 70 Stephen Hawking y Roger Penrose se encargaron de
demostrar que las singularidades del
espacio-tiempo son inevitables.
Un
agujero negro emite ondas gravitacionales, ondulaciones del
espacio-tiempo, que los científicos quieren detectar. |
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Una teoría de todo
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Quien sacó todo el partido a la cosmología encerrada en la
relatividad general fue un meteorólogo ruso llamado Alexander
Friedmann, que optó por resolver las ecuaciones para descubrir cuál
sería el futuro del Universo. Y encontró que sólo hay dos opciones:
un Universo abierto en continua expansión, y un Universo cerrado,
donde la expansión se detiene y comienza a contraerse. Después entró
en acción el belga Georges Lemâitre, un sacerdote con una encendida
pasión por la Física, que siguiendo las ideas de Friedmann pensó que
si se pasaba la película del Universo al revés, hacia el origen de
todo, la materia tendría que haber estado concentrada en un punto,
que bautizó con el nombre de átomo primitivo. Hoy su extravagante
idea es aceptada por los cosmólogos de todo el mundo y Lemâitre es
reconocido como el padre del Big Bang. |
Un nuevo universo
Los trabajos de Einstein nos mostraron el verdadero rostro de un
cosmos que hasta entonces se había ocultado a nuestros ojos. |
Pero la gran revolución en la Física vino del Einstein que
demostró que la luz presenta dos naturalezas: corpuscular, como los
balines disparados en una feria, y ondulatorio, como las olas de un
estanque. Esta visión la completó en 1924 el francés Louis de
Broglie, al afirmar que ni siquiera los balines tenían que
comportarse siempre como balines; también podían comportarse como
las olas del estanque. La misma materia presenta esta dualidad
onda-corpúsculo. El siguiente paso lo dieron Werner Heisenberg, que
creó un esquema matemático conocido como mecánica matricial, con la
que fue capaz de reproducir los resultados de la vieja teoría
cuántica, y Erwin Schrödinger, que ofreció una formulación
matemática a las teorías de De Broglie: nacía así la mecánica
ondulatoria. Paul A. M. Dirac demostró que ambas eran formulaciones
equivalentes de lo que desde entonces se conoce como mecánica
cuántica. Con ella, no sólo hemos sido capaces de construir
televisores y ordenadores, sino que hemos descubierto la verdadera
estructura interna de la materia y nos dirige al sueño de una teoría
que lo abarque todo.
Éste es el legado de Einstein: una nueva visión del mundo, de lo muy
pequeño a lo inmensamente grande. Una visión en la que el propio
espacio se ha convertido en una tela elástica que se estira y
deforma y el decurso del tiempo depende de la velocidad a la que nos
movemos
Miguel Ángel Sabadell
PARA SABER MÁS
Einstein (2 vols.) Javier Turrión. Ed. UnaLuna. Zaragoza,
2002.
El Señor es sutil Abraham Pais. Ed. Ariel. Barcelona, 1984.
E=mc2 David Bodanis. Ed. Planeta. Barcelona, 2001.
The collected papers of Albert Einstein (7 vols) Albert
Einstein. Princeton Univ. Press. 1987-2001.
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