Cien años de la relatividad de Albert Einstein

Por: Sergio Torres Arzayús

A sus 36 años, el físico alemán formuló una teoría que cambió la manera de concebir el universo.

Publicado inicialmente en El Tiempo.

Uno de los brotes de creatividad científica más intensos que se ha registrado en la historia de la ciencia ocurrió hace 100 años. En noviembre de 1915, Albert Einstein, un joven alemán, de 36 años, formuló una teoría que cambió la manera como el Homo sapiens sapiens concibe el universo: la teoría de la relatividad general.

Se trata de una teoría abstracta que, a pesar de su fama de ser remota de lo cotidiano, ha generado aplicaciones prácticas, como la tecnología de GPS (sistema de posicionamiento global) con la cual se estiman mejoras en la eficiencia del tráfico aéreo que representarán ahorros de miles de millones de dólares.

A Einstein le frustraba cuando los periodistas le pedían que resumiera su teoría en un minuto. ¿Cómo podía diluir su trabajo de 10 años en unos pocos minutos? Un científico arrogante le diría al periodista que no le hiciera perder tiempo. Pero así no era Einstein, todo lo contrario, él era accesible y para nada pretencioso.

En uno de esos encuentros con la prensa, Einstein respondió a la pregunta qué es la relatividad con una escueta frase: “Es una teoría del espacio y del tiempo que conduce a una teoría de la gravedad”.

En todo momento tenemos contacto con el espacio y con el tiempo: el espacio que ocupamos y en el que nos movemos, el tiempo que transcurre entre los eventos que suceden en la jornada.

¿Cómo llegamos del espacio y el tiempo a la gravedad? Aquí está la genialidad de Einstein.

Con su profunda intuición, se dio cuenta de que la gravedad y la aceleración son el mismo fenómeno. La aceleración –el empujón hacia el frente del bus cuando frena repentinamente– y la gravedad –la fuerza con la que un objeto es halado hacia el piso– son fenómenos indistinguibles, pensaba Einstein.

La aceleración es una propiedad del movimiento y el movimiento ocurre en el espacio y en el tiempo. De la misma forma, la gravedad, por ser igual a la aceleración, es producto del espacio y el tiempo. La gravedad es entonces manifestación de la curvatura del espacio.

¿Cómo lo probó?

Una teoría no tiene valor científico si no genera predicciones específicas que se puedan medir en laboratorios. En este aspecto, la teoría de la relatividad general brilla espectacularmente. Desde el funcionamiento de relojes en campos gravitacionales hasta agujeros negros, la teoría se ha comprobado experimentalmente y es consistente con las observaciones astronómicas.

Acá algunas predicciones: los rayos de luz se desvían al pasar en cercanía de estrellas; los agujeros negros; el tiempo transcurre más lentamente donde la gravedad es más intensa; el universo se expande; los objetos astronómicos en rotación arrastran el espacio como si este fuera melaza; el perihelio de Mercurio (su punto más cercano al Sol) se desplaza cada año por una distancia apreciable; un par de estrellas circulando una en torno a la otra emite ondas de gravedad; la frecuencia de la luz es afectada por la gravedad; la gravedad y la inercia son equivalentes. Todas se han medido con exquisita precisión.

Relatividad, ¿relativismo?

Una de las peores injurias que escucho es cuando se dice que Einstein demostró que la verdad es relativa al observador. Peor es cuando sofisticados críticos extrapolan el concepto de relatividad a las esferas filosóficas y al ámbito humano. La teoría de Einstein nada tiene que ver con los criterios de los humanos para justificar la veracidad de una idea o situación.

Relatividad no es relativismo. Todo lo contrario, la teoría de la relatividad se basa precisamente en identificar las entidades físicas que son invariantes; es decir, independientes del observador.

La teoría de la relatividad fue desarrollada bajo el precepto de que las leyes físicas deben ser las mismas independientemente del estado de movimiento de la persona que está aplicando esas leyes. En 1905 se publicó la teoría de la relatividad restringida, en la cual Einstein descubre que los intervalos de espacio y de tiempo medidos separadamente no son invariantes. La entidad física que es invariante es una combinación del espacio y el tiempo (el espacio-tiempo).

Pensemos en dos eventos: en un avión el pasajero en la silla 31 enciende la luz y un segundo más tarde el pasajero en la silla 2 también lo hace. Lo que Einstein nos dice es que el tiempo transcurrido entre los dos eventos no es una cantidad absoluta: en el avión es un segundo, pero medido en Tierra es diferente.

Igualmente ocurre con la distancia que separa a los dos pasajeros. Existe una cantidad que combina el intervalo de tiempo y la distancia entre los pasajeros que es invariante, tiene el mismo valor en el avión y en tierra. La relatividad general extiende esos conceptos a sistemas que se mueven con aceleración, con lo cual incluye a la gravedad.

El fenómeno Einstein

Las calles de Nueva York alborotadas. Todos, afanados por ver a una personalidad que desfilaba con su caravana de 10 automóviles, como si se tratara de un deportista campeón mundial o una diva del rock. Así recibieron a Einstein en Estados Unidos. Nunca jamás se había visto una reacción del público tan efusiva ante la presencia de un científico. ¿Por qué tanto interés por Einstein?

Cuando llegó a Nueva York, en 1921, Einstein fue recibido como un héroe. Lo esperaba una multitud en las calles.

Todo parte del contexto histórico. En 1919, el ciudadano europeo se encontraba sumergido en el oscuro ambiente de la postguerra. Durante los cuatro años de la Primera Guerra Mundial la humanidad descendió a un nivel de barbarie nunca antes visto. El pesimismo y la desesperanza engendraron un afán latente por hallar algo nuevo.

En ese mismo año, un día de noviembre, los titulares de primera página pregonaban la observación de un fenómeno astronómico de trascendental importancia. ‘Revolución científica -Nueva teoría del universo’ sentenció el periódico The Times de Londres.

Se trata de la confirmación de la desviación de los rayos de luz –predicha por Einstein– observada durante el eclipse de mayo de 1919 por el astrofísico inglés Arthur Eddington.

Con esta confirmación, Einstein se convirtió en una figura pública de fama universal. El hecho de que un científico inglés comprobara una teoría de un científico alemán resonó en la atmósfera europea de la postguerra y fue recibido como un presagio de tiempos mejores.

Einstein y su obra aparecen como un referente al que se podría anclar la posibilidad de redimir la historia. No fue un científico aislado. Desde joven, Einstein se comprometió con el pacifismo, fue activo en el movimiento sionista, apoyó a víctimas de persecución y fue influyente en el movimiento antinuclear.

Los historiadores coinciden en que fue un ser humano extraordinario. De todos los rasgos, el que más lo define es su honestidad intelectual, que lo puso en problemas porque decir lo que pensaba. También era una persona multidimensional, compleja y a veces paradójica.

Como buen científico, ajustaba sus ideas cuando le presentaban nuevos datos. Su pacifismo absoluto, por ejemplo, fue ajustado a la cruda realidad presentada por la ascensión del nazismo. Einstein firmó la carta a Roosevelt que dio inicio al proyecto de la bomba atómica.

A pesar de su apoyo a la causa sionista, fue crítico de Israel en lo relacionado con el tratamiento a las minorías árabes. Sus ideas en la política, su pensamiento multidimensional y su honestidad hicieron que no fuera entendido por todos.

Los físicos nazis rechazaron su ciencia porque era “ciencia judía”. Algunos físicos antisemitas del comité del Premio Nobel bloquearon su nominación. La relatividad fue censurada en la Unión Soviética por falta de pureza ideológica. El cardenal de Boston dictaminó que detrás de las teorías de Einstein se escondía el ateísmo.

Einstein estuvo bajo la mira del senador estadounidense Joseph McCarthy, pero a pesar de acusaciones de sospecha consignadas en el ‘archivo Einstein’ del FBI, nunca se le pudo involucrar con el partido comunista.

Murió en 1955, en Princeton, Nueva Jersey, donde vivía. Aunque bien merecía un sepelio con todos los honores, conforme a su deseo, no se hizo ninguna ceremonia y sus cenizas fueron arrojadas al río Delaware. Polvo de estrella retornando a su hábitat cósmico. Difícil pensar en un final más apropiado para un ser humano excepcional que nos abrió una ventana al universo.

SERGIO TORRES ARZAYÚS*

Especial para EL TIEMPO

*PH. D., astrofísico del Centro Internacional de Física (CIF).