(A 100 años de la Teoría de la Relatividad)

Fue en una oficina de patentes suiza, que un técnico de clase II y de unos veintitrés años de edad, conmocionará y cambiará para siempre la visión que tenemos del universo. Todo parece haber comenzado para este excepcional joven a los dieciséis años de edad, con una pregunta aparentemente ingenua: ¿Qué impresión produciría una onda luminosa a alguien que avanzara a su misma velocidad? Ciertamente, es en esta pregunta donde se esconde la semilla de una respuesta que empleará diez años en madurarse. La misma se concreta en un artículo publicado por la prominente revista alemana Annalen der Physik (1905) con el título: Zur Elecktrodynamik beweyter Körper (Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento) y firmado por un joven llamado: Albert Einstein. Sin duda, treinta páginas a partir de las cuales el universo ya no sería el mismo. Fue el acta de nacimiento de la portentosa Teoría de la Relatividad. 

Ya en 1895, Albert Einstein conseguía escribir su primer ensayo científico. On the Investigation of the State of the Ether in the Magnetic Field (Una investigación sobre el Estado del éter en el campo magnético), en el cual Einstein tempranamente delínea los rudimentos de la Relatividad. Allí están los gérmenes de conceptos y relaciones tales como energía,materia, electromagnestimo y gravedad. Debemos recordar que la mayoria de los físicos de entonces consideraban el espacio entero como un recipiente que contenía una sustancia invisible e inmutable, el éter. El mismo serviría para propagar las ondas electromagnéticas. Como podemos ver, este artículo estaba en el núcleo de una interesante controversia. 

Pero es el año 1905 el Annus Mirabillis (Año Maravilloso) de Einstein,pues el mismo es equivalente a los años 1665 y 1666, cuando Issac Newton, para escapar de la plaga, se confina en su casa de campo en Woolsthorpe (Inglaterra) y termina desarrollando las bases del cálculo, la ley de gravedad y su teoría de los colores. En el Annus Mirabillis, Einstein publica cuatro artículos completos fundamentales:

–On a Heuristic Point of View Concerning the Production and Transformation of Light ("Sobre un punto de vista heurístico concerniente a la producción y a la transformación de la luz "). A este artículo Einstein le denominó Gelegenheitsarbeit (trabajos que se realizan cuando la ocasión se presenta). Einstein retoma la idea original de Max Planck de los quanta (paquetes de energía discreta) para explicar el fenómeno fotoeléctrico, donde una pieza de metal cargado con electricidad estática descarga electrones cuando es expuesto a una frecuencia dada de luz. Sugiriendo que el haz de luz es constituido por partículas y contradiciendo la idea prevalente de la naturaleza ondulatoria de la luz.

–On the Motion of Small Particles Suspended in Liquids at Rest Required by the Molecular-Kinetic Theory of Heat (Sobre el movimiento de partículas pequeñas suspendidas en líquidos en reposo requerido por la teoría cinético-molecular del calor). En este artículo Einstein propone ideas para una nueva determinación de la dimensiones moleculares, y así predice el número y la masa de las moléculas en un volumen dado de líquido.

–On the Electrodynamics of Moving Bodies (Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento). Aquí Einstein introduce la Teoría Especial de la Relatividad, estableciendo una nueva visión de la relación espacio/tiempo. De un plumazo Einstein destrozaba los conceptos casi divinos de espacio absoluto y de tiempo absoluto newtonianos. Así, Einstein arriba a dos suposiciones fundamentales:

1) sólo va a tener sentido hablar de movimiento en relación a un sistema de referencia dado inmóvil; y 2) la existencia de la barrera absoluta que impone la velocidad de luz (300.000 Km/seg). Por tanto, la velocidad de la luz será la misma, no importando cual sea el sistema de referencia.

–Does the Inertia of a Body Depend on Its Energy Content? (¿La inercia de un cuerpo depende de su contenido de energía?). En este artículo, Einstein nos muestra que la energía (E) de un objeto y su masa (m) no son conceptos independientes sino intercambiables: E = m .c² (en donde c es la velocidad de la luz). Aquí,Einstein constata que el movimiento acelerado de un objeto cualquiera del universo produce una deformación o alabeo de la coordenada espacio, y analogamente de la coordenada tiempo. La geometría euclideana también es "borrada" de un plumazo.

Así, estos dos últimos artículos terminan proporcionándonos una imagen de nuestro universo en donde el espacio y el tiempo se alabean y deforman en presencia de una masa cualquiera (sea esta el Sol, la luna, una estrella de neutrones o cualquier otro objeto). Por tanto, el espacio y el tiempo dejan de ser escenarios inertes o pasivos y pasan a formar parte íntima del acontecimiento. Una estrella que colapsa concentrando toda su masa en una región suficientemente pequeña, deformará de tal manera el espacio/tiempo que la luz misma no podría escapar de tal región y así tenemos un agujero negro. Esa es la belleza que nos proporciona la concepción einsteiniana.

DR.CARLOS APONTE

1. Hoffmann, B. Einstein. Biblioteca SALVAT de Grandes Biografías. SALVAT Edt. Barcelona. España. 1985.

2. Greene, B. El universo elegante. Edit.Planeta. Barcelona. España. 2001.

3. Styx, G. (2004). The Patent Clerk’s Legacy. Sci. Am. 291(3): 28 – 33.