100 años de relatividad

EXTRA VOZ

El 25 de noviembre de 1915 Albert Einstein presentaba  en Berlín la Teoría General de la Relatividad. La gravedad dejaba de ser una fuerza de atracción para convertirse en una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo

22 nov 2015 . Actualizado a las 12:00 h.

Albert Einstein mostró una curiosidad incurable desde pequeño. De niño disfrutaba con juegos que requerían gran concentración.  El preferido era una brújula que le regaló su padre. Observando el comportamiento de la aguja reflexionó sobre las fuerzas invisibles que gobiernan el mundo.  No fue un mal estudiante pero sí bastante indisciplinado. Gastaba su energía solo en aquello que le parecía interesante.

Durante los estudios superiores en la Escuela Politécnica de Zúrich, cuando ya imaginaba como sería alcanzar un rayo de luz, conoció a dos personas importantes en su futuro. A Mileva Maric, la única chica de su clase con la que mantenía profundas conversaciones sobre ciencia. Einstein se casó con ella y tuvo dos hijos pero este matrimonio acabaría enturbiando su vida personal.  En Zúrich también coincidió con Marcel Grossmann.  Además de un excelente colaborador científico, Grossman le consiguió a Einstein su primer empleo en la oficina de patentes de Berna, donde todo empezó.  Ese puesto le permitió pulir aspectos relacionados con la física teórica. «El secreto de Einstein fue que trabajaba solo. No estaba  en un ambiente académico sino en una oficina y pudo desarrollar sus pensamientos sin la influencia de otros científicos.  Para descubrir algo como el bosón de Higgs se necesitan muchas personas pero para proponer su existencia hay que pensar libre e individualmente», dice John Ellis, físico del CERN.

El estallido creativo llegó en Berna en 1905, el Annus Mirabilis (año milagroso). Einstein escribió cuatro revolucionarios artículos; sobre el efecto fotoeléctrico, por el cual ganaría el Nobel en 1921, la relación entre masa y energía plasmada en la ecuación E=mc2, la idea de que el espacio y el tiempo no son independientes sino que constituyen el tejido del universo y acerca de la velocidad  de la luz, insuperable y universal para todos los observadores, capaz de dilatar el tiempo y el espacio. Estos dos últimos puntos conforman su teoría especial de la relatividad.

Principio de equivalencia

Mientras ganaba notoriedad entre la comunidad científica Einstein buscaba completar su teoría sobre la relatividad. Una mañana de 1907 observando por la ventana de la oficina de patentes tuvo la que definió como la mejor idea de su vida. En uno de sus experimentos mentales imaginó que ocurriría si alguien se precipitase desde lo alto del edificio y concluyó que durante la caída el observador no experimentaría  ninguna fuerza y que, por tanto, el campo gravitatorio tiene una existencia relativa. Después visualizó una persona en el interior de un ascensor sin ventanas  y se preguntó qué pasaría si se soltase el cable que lo sujeta. 

El observador puede pensar que cae porque está sometido a un campo gravitatorio o porque está experimentando una aceleración pero será incapaz de distinguir la razón de su caída.  

Sobre estas ideas comenzó a trabajar con la gravedad, cuyas leyes no habían sido modificadas desde Newton, aunque Einstein sabía que había cosas de la gravitación del genio inglés que no cuadraban. «Newton dicía que a terra estaba ligada o sol pola forza da gravidade pero ¿qué sucedería se eliminásemos a estrela? Según Newton os planetas seguirían unha línea recta porque a gravidade desaparecería de xeito instantáneo.  

Einstein sabía que iso non era posible porque na relatividade especial establece un límite de velocidade para todo o universo, trescentos mil kilómetros por segundo, a da luz.  Se o sol explotase tardaríamos oito minutos en darnos conta  porque ese é o tempo que necesita  a luz para chegar ata nós», explica el gallego Xián Camaño, investigador en el Instituto Albert Einstein- Max Planck de Postdam.

Curvatura del espacio-tiempo

Desde la época de Galileo se conocía también que dos cuerpos en un espacio vacío, aunque tengan diferente peso, caen con la misma aceleración.  Así que Einstein añadió a sus pensamientos una pregunta ¿qué podría provocar ese efecto? «Después de mucho razonar propuso que cambia la geometría,  la relación que guardan los ángulos y las distancias en el espacio. Cuando no hay materia gobierna las reglas de Euclides que establece que dos paralelas nunca se cortan pero si se coloca una masa, como el Sol, se deforma el espacio y las trayectorias ya no son rectas sino curvas que generan órbitas que obligan a otros cuerpos, como los planetas, a girar a su alrededor», comenta Javier Mas, físico teórico de la Universidad de Santiago. Esta idea quedó muy bien explicada en una cita del físico estadounidense John  Wheeler «El espacio-tiempo le dice a la materia cómo moverse y la materia le dice al espacio-tiempo cómo curvarse».