La ciencia está de aniversario. Y de los grandes. Hace un siglo exacto, el 25 de noviembre de 1915…
Hace un siglo exacto, el 25 de noviembre de 1915, Albert Einstein presentaba en Berlín la teoría de la relatividad general, un documento que removió los cimientos de la física y cambió el conocimiento acerca del mundo y del Universo. Esta teoría supuso toda una revolución científica, revelando que el espacio y el tiempo –que no transcurre igual en todas partes– están entrelazados y se pueden deformar. El avance ha deslumbrado desde entonces a los físicos y está considerado como una de las cimas intelectuales de la humanidad.
La fórmula E=mc2 indica que la energía de un cuerpo es igual a su masa por la velocidad de la luz al cuadrado. Para comprender el camino que siguió el físico alemán (después nacionalizado austríaco, suizo y estadounidense) hasta llegar a la formulación definitiva de su teoría hay que remontarse a 1905, año en el que presentó cuatro artículos fundamentales. Uno sobre el efecto fotoeléctrico, que le valió el Premio Nobel de Física en 1921. Otro trataba sobre el movimiento browniano de las partículas –esencial para entender el átomo–. Un tercero planteó su famosa fórmula E=mc2, indicando que la energía de un cuerpo es igual a su masa por la velocidad de la luz al cuadrado.
El cuarto artículo versaba sobre la electródinámica de cuerpos en movimiento, donde ya establece que la velocidad de la luz es constante y presenta la teoría de la relatividad especial, cuyos cálculos se plantearon en ausencia de fuerzas gravitatorias.
“La relatividad general es uno de los dos pilares sobre los que se basa la física moderna, junto con la mecánica cuántica.“
Una década más tarde, el 25 de noviembre de 1915, Einstein presentó ante la Academia Prusiana de las Ciencias la teoría de la relatividad general, en la que ya tiene en cuenta los efectos de la gravedad.
Manuscrito original de la teoría de la relatividad general, donado por Albert Einstein al Estado de Israel. Y es que la Teoría de la Relatividad de Einstein se divide en dos: la especial, que describe cómo se percibe el espacio y el tiempo en función de un sujeto observador no acelerado, y la general, que incluye la gravedad y la une «íntimamente» al espacio y tiempo.
Velocidad de la luz constante
Lo auténticamente revolucionario fue que Einstein entendiese como ley fundamental, base de su teoría de la relatividad especial, que la velocidad de la luz es constante (casi 300.000 kilómetros por segundo) se mida donde se mida -para observadores no acelerados-, y además nada en el Universo puede superarla.
Teniendo en cuenta esta premisa, al tiempo y al espacio les pasan cosas diferentes cuando nos acercamos a la velocidad de la luz: el espacio se contrae y el tiempo pasa más despacio; con mayor velocidad se produce una especie de compresión del tiempo.
“Con mayor velocidad se produce una compresión del tiempo.“
Si un astronauta hiciese un viaje por el espacio a una velocidad cercana a la de la luz, al regresar a la Tierra descubriría que su reloj -biológico- no coincide con el de sus familiares que le esperan: el tiempo transcurrido para este sería menor (envejecimiento más lento).
Con Einstein, tiempo y espacio dejan de ser absolutos (contradiciendo las reglas de Newton) y pasan a depender del observador. Pero Einstein continuó. Unos años más tarde extendió los conceptos de su primera teoría para explicar la gravedad.
Explicación de la gravedad
En la teoría general (25 de noviembre de 1915), el físico planteó que la gravedad viaja exactamente a la velocidad de la luz. Además, estableció que la gravedad está íntimamente unida al espacio y tiempo (unificados en el tejido espacio-tiempo).
Representación simplificada del tejido espacio-temporal. De esta manera, el Sol curva el espacio-tiempo y atrae a los planetas que giran a su alrededor (como en un colchón con dos personas en el que la más corpulenta lo deforma y atrae a la otra). Y el tiempo también se curva en presencia de masa (gravedad): el reloj del suelo va más despacio que el reloj a gran altura.
Utilidad en la vida cotidiana
¿Y para qué sirven las ecuaciones de Einstein además de para explicar los apasionantes entresijos del Universo? Están en cosas más cercanas de lo que pensamos.
Los móviles y los GPS: los satélites gracias a los cuales sabemos dónde estamos tienen relojes atómicos que, al estar en menor gravedad, van más rápido que los de la superficie, así que haciendo caso a Einstein hay que corregir ese desfase.
Después de un siglo, estos postulados siguen tan vigentes como el primer día, enriquecidos con los descubrimientos astronómicos modernos. Cde Albert Einstein creó una visión totalmente revolucionaria, radical en su planteamiento, que puso patas arriba la concepción del Universo, redefiniendo conceptos hasta entonces sagrados como el tiempo, el espacio o la gravedad. Desde ese 25 de noviembre de 1915, los científicos han demostrado una y otra vez la validez de sus teorías. Junto con la mecánica cuántica, es uno de los dos pilares sobre el que se basa la física moderna.
