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Albert Einstein publica la Teoría de la Relatividad

El 11 de abril de 1905, un desconocido de 26 años nacido en Baviera, Alemania, empleado en una oficina de patentes en Berna, Suiza, publicó tres artículos en la revista científica alemana "Annalen der Physik" que constituyeron uno de los logros más trascendentes sobre física en la historia de la humanidad.

La importancia de esos artículos fue más que suficiente para asegurar la grandeza de su autor, aunque nunca más hubiera escrito una sola palabra. Al cabo de unos años, los científicos más brillantes lo aclamarían, siendo reconocido como uno de los principales pensadores del siglo XX (si no el principal).

De hecho, su nombre, Albert Eisntein, se toma habitualmente como sinónimo de genio. Einstein dejó la escuela a los 15 años, tras obtener malas notas en historia, geografía y letras; estudió física y matemáticas en la Academia Politécnica Federal de Zürich, en Suiza, y tocaba el violín (y muy bien) desde muy joven.

Los artículos presentados en 1905 estaban escritos con un inusual estilo literario; contenían no demasiados términos matemáticos y pocas referencias a trabajos científicos precedentes. La lógica empleada era natural y completa, sin puntos flojos; parecía como si al autor se le hubieran aparecido de repente los mecanismos ocultos intrínsecos del universo y él recordara perfectamente lo visto.

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Einstein en 1893, a los 14 años.
Einstein en 1893, a los 14 años.

En uno de los trabajos, Einstein explicaba el movimiento browniano, el movimiento desordenado de partículas suspendidas en un fluido. Atribuía estos movimientos a colisiones entre los componentes moleculares de las partículas y el fluido. Si muchos científicos dudaban para entonces de la estructura atómica del universo, ahora ya ninguno podría dudar.

Un segundo artículo, por el que le otorgaron el Premio Nobel de Física en 1921, trataba sobre el efecto fotoeléctrico, sobre cómo se irradia la luz. Confirmando una hipótesis ya planteada cinco años antes por Max Planck (quien descubrió en que el átomo absorbía y desprendía energía en pequeñísimas partículas denominadas “cuantos” y no en forma continua y uniforme), Einstein demostró que la luz es emitida y absorbida en “cuantos”, pequeñas partículas, y no en ondas continuas. Esto constituye la base de la moderna teoría cuántica.

El tercer trabajo presentado introdujo la teoría de la relatividad. Einstein demostró que el espacio y el tiempo, formalmente considerados absolutos, eran en realidad relativos; sólo la velocidad de la luz es constante, independientemente del observador. Postuló que, en ausencia de fuerzas gravitatorias, cuanto más se aproxima la velocidad de un objeto a la de la luz, su volumen disminuye, su masa aumenta y el tiempo transcurre más lentamente. A la velocidad de la luz, un objeto tendría un “volumen cero”, una masa infinita y el tiempo no existiría. Esto llevó a la integración del espacio y el tiempo y creó una nueva “geometría” del universo. Determinó que las leyes de la física son las mismas para todos los observadores que no aceleran, y que la velocidad de la luz en el vacío era independiente del movimiento de los observadores. Esta teoría fue denominada “teoría de la relatividad especial”, introdujo un nuevo marco para toda la física y propuso nuevos conceptos de espacio y tiempo. Como resultado, descubrió que el espacio y el tiempo estaban entretejidos en un solo “continuo”, conocido como espacio-tiempo.

La fórmula más famosa del mundo (E=MC²) define que la equivalencia entre masa (m) y energía (E) implica que la energía de un objeto que se mueve aumenta su masa, un efecto que únicamente es apreciable a velocidades cercanas a la de la luz (c).

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Einstein pasó después 10 años tratando de incluir el factor de la aceleración en la teoría de la relatividad ya presentada, y publicó su “teoría de la relatividad general” en 1915. En ella, determinó que los objetos masivos (poseedores de masa) causan una distorsión en el espacio-tiempo que se percibe como gravedad. Dos objetos ejercen una fuerza de atracción uno sobre otro conocida como "gravedad". Isaac Newton cuantificó la gravedad entre dos objetos cuando formuló sus tres leyes del movimiento. La fuerza que “tira” entre dos cuerpos depende de cuánta masa tenga cada uno y de a qué distancia se encuentren entre ellos. A pesar de que el centro de la Tierra atrae hacia ella, los demás cuerpos, con menor masa, retroceden tratando de alejarse de ella. Pero la Tierra, de masa muchísimo mayor, apenas siente el tirón, con lo cual cualquier otro cuerpo es atraído por dicha enorme masa, debido a esa fuerza: la gravedad.

En su teoría de la relatividad general (cuyo calificativo de “general” responde a que generaliza la llamada teoría “especial” de la relatividad) se describen y definen la gravedad, la aceleración, la noción de la curvatura del espacio-tiempo (estableciendo que el espacio-tiempo no será plano en presencia de materia) y que la curvatura del espacio-tiempo será percibida como un campo gravitatorio.

Como el mismo Einstein dijo con humor, “A veces me pregunto cómo llegué a desarrollar la teoría de la relatividad. La razón, creo, es que un adulto normal nunca se detiene a pensar en problemas de espacio y tiempo. Estas son cosas que se piensan durante la infancia; pero mi desarrollo intelectual se retrasó, y como resultado comencé a plantearme preguntas sobre el espacio y el tiempo cuando ya había crecido”.

Como quedó dicho, Albert Einstein recibió el Premio Nobel de Física en 1921. Años después, cuando Adolf Hitler fue nombrado canciller de Alemania, Einstein renunció a su nacionalidad alemana. Así, Einstein tuvo tres nacionalidades: alemana, suiza y estadounidense. Al final de su vida, un periodista le preguntó qué posibles repercusiones habían tenido sobre su fama esos cambios. Einstein contestó: “Si mis teorías hubieran resultado falsas, los estadounidenses dirían que yo era un físico suizo; los suizos, que era un científico alemán; y los alemanes que era un astrónomo judío.”

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Teoría de la Relatividad, parte de Walk of Ideas, en la Isla de los Museos (Berlín).
Teoría de la Relatividad, parte de Walk of Ideas, en la Isla de los Museos (Berlín).

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