La Teoría de la Relatividad

Una revolución para la física contemporánea

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Los púlsares generan ondas gravitatorias que nos llegan de inmediato según la teoría general de la relatividad, no como la luz. Swinburne Astronomy Producciones

Una de las características de Albert Einstein es que nunca se opuso a un debate académico, su producción científica fue notable (más de 350 trabajos científicos), pero tampoco rehuyó debatir sobre cuestiones políticas de su tiempo e implicarse activamente contra el fascismo.

Y en ciencia también tuvo que enfrentarse al paradigma newtoniano dominante, que rechazaba las nuevas ideas en base a prejuicios, no con una argumentación científica sólida.

Su teoría de la relatividad (especial y general) obligó a reescribir los libros de ciencia proponiendo deconstruir a Newton para integrarlo en un nuevo paradigma.

Trabajo de oficina

Gracias a un tranquilo trabajo en la oficina de patentes de Berna, a los 26 años, Albert Einstein pudo dar rienda suelta a una idea revolucionaria que plasmó en la Teoría Especial de la Relatividad. Pasaron meses de su publicación en una revista científica, hasta que un físico de renombre, Max Planck (1858 - 1947), se percató de la original concepción de la física del universo que allí se presentaba.

  • La velocidad de la luz es una constante en el universo. Estés aquí o a millones de galaxias, no cambia. Pero además, si viajáramos a casi la velocidad de la luz, el tiempo adquiriría un extraño comportamiento. Para un astronauta que viaja así de rápido a una estrella cercana, sólo habrán transcurrido unos años, mientras que en la Tierra han pasado miles de años (El Planeta de los Simios es una película que retrata esa posibilidad). Si no encontráramos una alternativa para viajar a la velocidad de la luz nunca podremos explorar un territorio mayor que diez años luz. Imagina por un momento lo ridículo que suena en una galaxia mil veces más grande, por no hablar ya de otras galaxias como Andrómeda, mucho más grande que la Vía Láctea.

    El universo no distingue entre espacio y tiempo

    • El espacio y el tiempo dependen del observador y cuando el tiempo se estira, el espacio se comprime. Esta cualidad del espacio tiempo implica que a este último concepto, el tiempo, hay que incluirlo entre nuestras dimensiones habituales. Hay que hablar pues de 4 dimensiones: ancho, alto, largo y tiempo. Y tampoco cabe hablar de espacio y tiempo como entidades separadas. Son la misma urdimbre del universo.
    • E=mC2. La energía es igual a la masa multiplicado por el cuadrado de la velocidad. Esta revolucionaria fórmula permitió imaginar cómo se puede liberar de un gramo de materia una energía equivalente a 20 000 kilotones. Pero se trata de una energía siempre potencial, nunca se libera afortunadamente. Esta concepción en que la naturaleza de la realidad se cuestionaba y relativizaba ha tenido consecuencias desafortunadas, sobre todo cuando se pusieron a experimentar en cómo dañar a otros seres humanos.

    La Teoría General de la Relatividad

    Pero la teoría especial de 1905 encontró un complemento fantástico en la Teoría General de la Relatividad cuando una fuerza fundamental en el cosmos encontró acomodo en las fórmulas: la gravedad. En 1915, Einstein dio al mundo la TGR que ha servido de base a la cosmología moderna.

    Diez años aplicado a la tarea de que sus teorías de la relatividad aplicada a casos específicos (para objetos no acelerados) fuera útil también a sistemas acelerados, una teoría general que abarcase todos los sistemas. Llegó a las siguientes conclusiones:

    • la aceleración y la gravedad están relacionadas;
    • la masa provoca la curvartura del espacio;
    • la luz no viaja en línea recta, sino que también es curvada por la gravedad.

      De la Teoría General de la Relatividad se infieren multitud de conceptos nuevos que aún siguen intrigando a físicos y cosmólogos: la velocidad a que se alejan las galaxias, la expansión del universo, una concentración de masa muy grande hará que el objeto se curve sobre sí mismo y provoque un agujero negro, el propio momento del Big Bang. El mundo de hoy, rodeado de tecnología debe en buena medida su existencia a Einstein.

      Confirmación de la Teoría

      Sin embargo, en su momento, la comunidad científica rechazaba sus conclusiones a pesar de su impecable razonamiento y formulación. Tuvieron que pasar varios años para que se realizara la confirmación definitiva de la validez de esta teoría que, bajo un prisma nuevo, había conseguido reconciliar a Newton con la nueva física.

      El 14 de septiembre de 2015 se ratificó sin paliativos una de las muchas predicciones que surgen de la Teoría de la Relatividad cuyos modelos nos acercan a muchos aspectos insólitos del cosmos.

      Uno de los más misteriosos corresponde a los púlsares que generan ondas gravitacionales como las producidas cuando dos agujeros negros supermasivos en su proceso de fusión ondulan el espacio tiempo.

      Detectadas en 2015, esta imagen ilustra cómo se producirían ese tipo de ondas que recién comienzan su andadura científica. Los púlsares son los núcleos de estrellas que han explotado que envían haces de ondas de radio como faro balizas. La rotación de los púlsares es tan precisa que los investigadores dicen que se parecen a los relojes atómicos.
      Crédito de la imagen: Swinburne Astronomy Producciones