¿Qué cambió después de la teoría?

La relatividad general ha permitido viajar hacia atrás en la historia del universo hasta un instante después de su creación. También predijo la existencia de uno de los fenómenos más misteriosos de la ciencia: los agujeros negros. Todavía queda por confirmar la presencia de ondas gravitacionales


Una de las sorpresas que trajo consigo la relatividad era que permitía considerar el universo como un objeto de estudio. De pronto, la ciencia podía trabajar sobre la evolución del espacio-tiempo. Y lo asombroso fue descubrir que está en expansión. Una idea que no gustó nada a Einstein que lo veía como algo  estático. «Para contradicir esa hipótese introduxo a famosa constante cosmolóxica de forma que o efecto da materia que provocaba que o universo se expandise fora contrarrestado por esa outra interacción da constante que impedía a evolución», explica Xián Camaño. Pero en 1929 Edwin Hubble, midiendo la velocidad de las galaxias demostró la expansión. Einstein acabaría diciendo  que esa especie de fuerza de repulsión fue la peor idea de su vida. Incluso los genios se equivocan. En un universo, que se expande como un globo, si retrocedemos en el tiempo debería ir haciéndose cada vez más pequeño hasta que todo estuviese concentrado en algún momento en único punto. Esta es la idea del Big Bang, la teoría más famosa sobre su origen. Desde los años sesenta la ciencia dispone de una prueba que sustenta esta tesis, el fondo cósmico de microondas. «El universo primitivo era muy denso y caliente, como una sopa. No había átomos y las partículas de luz no podían fluir, por tanto no era transparente. Pero mientras crecía se enfrió lo suficiente para liberar los fotones y crear la primera luz de la historia que inunda el universo y que ha llegado a nosotros en forma de microondas precisamente por la expansión» explica Jean-Luc Lehners, físico del Albert Einstein Institute en Alemania.

Una singularidad

La relatividad general predecía la existencia de cuerpos tan densos que podrían generar una curvatura infinita del espacio-tiempo. Einstein descartó esta idea. Echó la culpa a las matemáticas y dijo que en el universo no podría existir algo así. Hoy sabemos que sí existen y que hay muchos, los llamamos agujeros negros porque la gravedad es tan intensa que nada puede escapar, ni siquiera la luz.  Pero aunque la teoría acertó con la predicción no es capaz de explicar qué sucede en el interior. «cuando existe una singularidad, como en el centro de un agujero negro, para un físico significa que la leyes ya no valen y por eso no sabemos qué ocurre dentro», dice María Varela,  experta en agujeros negros del Institute Max Planch alemán. «Las ecuaciones te llevan a una dinámica irreversible en la que ocurren cosas como que es posible viajar atrás en el tiempo pero no en el espacio. La flecha del tiempo admite de repente dos direcciones pero la del espacio solo una, hacia adelante, por eso no se puede escapar», añade Javier Mas. 

Una de las aplicaciones prácticas que tiene la relatividad general la encontramos en el funcionamiento de los GPS. Si los satélites no tuviesen en cuenta las predicciones de la teoría nos llevarían lejos del destino señalado. Einstein descubrió que un campo gravitatorio produce un retraso en los relojes y que cuanto más intenso es el campo más despacio pasa el tiempo con respecto a otro reloj que está sometido a una gravedad menor. Como la gravitación que produce la Tierra  es más intensa en la superficie que donde están los satélites, el tiempo de los relojes terrestres pasa más lento que los del espacio, que se adelantan 38 microsegundos por día, justo como predijo Einstein. Puede parecer algo insignificante para una persona pero es un desfase que hay que corregir para que la información que envía el satélite al GPS del coche sobre su posición y momento que la ha enviado sea correcta. Este dispositivo de uso extendido en la actualidad es un ejemplo de que la teoría funciona. 

La prueba definitiva

Cuando una piedra cae en un lago  genera ondas que se propagan sobre el agua y que siguen haciéndolo a pesar de que la piedra esté lejos. Según Einstein la gravedad actúa de forma  parecida con el espacio y por ello predijo la existencia de unas ondas gravitacionales. Los cuerpos curvan el espacio propagando esa perturbación que surge en un punto muy lejano y que puede llegar a nosotros pero de forma tan extremadamente débil que es difícil detectarla. Encontrar esas ondas está entre las prioridades de la ciencia ya que es la pieza final de la teoría centenaria.  Pero no dar con ellas sería un verdadero problema que incluso podría poner en cuestión la relatividad general. «No solo la teoría de Einstein sería incorrecta sino otras muchas que hemos inventado sobre la gravedad y que también predicen la existencia de esas ondas. Las hemos detectado de forma indirecta pero lo cierto es que aún no ha sido posible observar una onda gravitacional.  Si no somos capaces de encontrarlas debemos sentarnos y pensar qué puede estar mal», reflexiona Roland Haas, físico del Max Planch en Postdam.

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