José María Laso Prieto, Alberto Einstein, como político y científico, El Catoblepas 42:6, 2005 (original) (raw)

El Catoblepas • número 42 • agosto 2005 • página 6

José María Laso Prieto

Sobre la gran relevancia de la personalidad de Einstein
tanto en el campo político como en el científico

Alberto Einstein ha sido considerado por muchos científicos como el personaje que más ha contribuido a modificar y ampliar nuestra concepción del Universo. Asimismo como la mente más aguda que, con respecto a muchos problemas astrofísicos, se ha adelantado en varias décadas a otros científicos contemporáneos. Sin embargo, a su agudeza científica, hay que añadir su perspicacia política. Desde el punto de vista político, fue un activo pacifista y no menos activo antifascista. Por haber tomado partido por la II República Española, defendiendo incansablemente su causa cuando se produjo la rebelión reaccionaria contra sus instituciones, fue criticado por el filósofo español José Ortega y Gasset en su epílogo a La rebelión de las masas. No deja de ser sorprendente esta actitud del filósofo español, cuando él mismo había sido el que le presentó cuando vino a España a dar un curso de conferencias sobre la teoría de la relatividad.

Habiéndose exiliado de Alemania, debido a los riesgos que corría por su condición de judío, combatió incansablemente la ideología nazi en artículos, cartas y conferencias. Iniciada la Segunda Guerra Mundial, fue uno de los primeros científicos en ser consciente del riesgo que para los aliados antifascistas supondría la posibilidad de que los científicos alemanes construyesen antes que los aliados la bomba atómica. Consciente de ello, escribió al presidente Roosevelt advirtiéndole de tal riesgo. La consecuencia de tal advertencia, fue la iniciación del Proyecto Manhattan, que, bajo la dirección del físico Robert Oppenheimer, logró fabricar la bomba atómica y explotarla experimentalmente en Álamo Gordo (Nuevo México) el 18 de julio de 1945. Luego se produjeron los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki. Horrorizado por tales barbaridades, Alberto Einstein inició una intensa actividad contra las pruebas nucleares y frente a la eventual construcción de la Bomba de Hidrógeno. Hasta el final de sus días, Einstein continuó su actividad pacifista, a veces, conjuntamente con el filósofo Bertrand Russell.

Desde una perspectiva científica, Alberto Einstein se hizo mundialmente famoso cuando, estando empleado en la Oficina de Patentes de Berna, formuló la primera teoría de la Relatividad. Es decir la teoría de la Relatividad Especial que después quedaría como una parte de la teoría de la Relatividad General. Modificando radicalmente la concepción mecanicista del Universo que habían formulado Newton y Laplace, Einstein demostró que todos los movimientos de objetos en el Universo son relativos unos respecto a otros. La teoría de la Relatividad es una teoría basada en una interpretación física coherente, de los conceptos de espacio, tiempo y movimiento. El nombre de teoría de la Relatividad alude al hecho de que el movimiento, desde el punto de vista de su posible comprobación experimental, aparece siempre como movimiento relativo de un objeto respecto a otro (por ejemplo el de un vehículo respecto al suelo, o el de la Tierra respecto al Sol y las estrellas). Nunca puede observarse el «movimiento respecto al espacio vacío», o, según se ha definido, como «movimiento absoluto». El principio de Relatividad, en el sentido más amplio, está consignado en el siguiente enunciado: El conjunto de los fenómenos físicos, es de tal índole que no puede servir de base para introducir el concepto de «movimiento absoluto» o bien, dicho de un modo más conciso, aunque sea menos exacto, el movimiento absoluto no existe.

Pudiera parecer que nuestra inteligencia del asunto apenas gana nada con un aserto negativo como éste. Sin embargo, de hecho, impone una considerable restricción a las leyes naturales (concebibles). En este sentido, la teoría de la Relatividad se parece mucho a las Leyes de la Termodinámica, que también se basan en una negación. El perpetuum movile no existe.

El desarrollo de la teoría de la Relatividad se ha realizado en dos etapas: «Teoría Especial de la Relatividad» y «teoría General de la Relatividad». Esta implica la validez de la primera como un caso límite, y es su continuación lógica.

Teoría especial de la Relatividad

Desde un punto de vista físico, si la simetría es el conjunto de leyes en virtud de las cuales los cuerpos rígidos, recíprocamente en reposo, pueden estar situados unos respecto a otros; por ejemplo, un triángulo, consiste en tres varillas cuyos extremos se hallan en contacto permanente. Se da por supuesto que con esta interpretación las leyes euclidianas son válidas. Según esta misma interpretación, el «espacio» es un cuerpo rígido o eskeleton infinito, con respecto al cual se determina la posición de todos los demás cuerpos de referencia. La geometría analítica (Descartes), utiliza como cuerpo de referencia, en representación del espacio, tres varillas rígidas recíprocamente perpendiculares sobre las cuales se miden las coordenadas (x, y, z) de los puntos del espacio, por el conocido procedimiento de la proyección perpendicular, y empleando una unidad rígida de medida.

Simultaneidad

La física trata de sucesos en el espacio y el tiempo. A cada suceso corresponde, además de sus coordenadas de posición (x, y, z) de los puntos del espacio, un valor T del tiempo. Se creía medible este último por medio de un reloj. Este reloj R debe considerarse en reposo en un punto del sistema de coordenadas, por ejemplo, en el origen de las mismas (x=z así como z=0). Según esto el tiempo que corresponde a un suceso que tiene lugar en un punto P (x,y,z) es a. A esta simultaneidad se le atribuía aquí un significado físico pleno sin que hubiera mediado definición alguna especial. Esto constituye una falta de precisión que si tiene visos de inocua es sólo porque empleando la luz (cuya velocidad es prácticamente infinita)desde el punto de vista de la experiencia cotidiana) parece que se puede juzgar inmediatamente la simultaneidad de los sucesos distantes en el espacio.

La Teoría de la Relatividad Especial, o restringida, elimina esta imprecisión, definiendo físicamente la simultaneidad mediante señales luminosas emitidas por el suceso acaecido en P, que es el que marca el reloj R en el momento de llegar una señal luminosa emitida por el suceso, corregida a aquel respecto al tiempo emitido por la luz al recorrer la distancia PR. Esta corrección postula que la velocidad de la luz es constante.

Esta definición reduce el concepto de simultaneidad de los sucesos alejados en el espacio y ha tenido por consecuencia, no sólo demostrar que todos los movimientos son relativos a la posición de un observador, sino que asimismo revolucionan la concepción del Universo, superando los mecanicismos de Newton y Laplace.

La Teoría de la Relatividad de Einstein provocó apasionadas discusiones que transcendieron el campo de la Física y pasaron al de la Metafísica. Pero los éxitos logrados al aplicar la Teoría de Einstein y los fracasos de todos los experimentos con que se pretendió demostrar su falsedad, hicieron que cesase paulatinamente la controversia. A ello contribuyó el imponente aparato matemático de que se echó mano al generalizar la teoría, lo que hizo que los matemáticos deslumbrados por su belleza, creyeron ciegamente en ella y que físicos y filósofos, con contadas excepciones, la diesen por plenamente demostrada y que quienes se resistiesen a aceptarla fuesen calificados de recalcitrantes anacrónicos. Así se justifica el que las revistas científicas, con poquísimas excepciones, rechazasen cuanto fuese en contra de la Teoría de Einstein por considerarlo vano empeño.

Que se sepa, ninguno de los que rechazan la Teoría de la Relatividad de Einstein ha logrado aducir razones concluyentes. Para descubrir su eventual falsedad, sería preciso descubrir algún hecho que la contradiga de modo indudable, o demostrar que conduce a un absurdo. Y como se trata de una teoría basada en las ecuaciones de Lorentz, hay que probar que estas ecuaciones conducen a un absurdo matemático, tal como si es cierto que A es mayor que B, con igual razón haya de ser A menos que B.

Distancias y duraciones son magnitudes físicas inconfundibles, lo que no impide introducir un espacio abstracto; esto es, irreal, en el que el tiempo figure como cuarta dimensión. Todo el aparato matemático de la Teoría de Einstein subsiste en la nueva teoría sin más que completar el concepto de tensor, atribuyendo a cada uno un grado de «homogeneidad» de acuerdo con su forma dimensional.

Sus ecuaciones admiten que la mecánica gravitatoria de Newton sea considerada como Ley aproximada, y además ciertos efectos que han sido confirmados por la observación (desviación de la luz por el campo gravitatorio, de una estrella, influencia del potencial gravitatorio sobre la frecuencia de la luz emitida, ligera rotación de las trayectorias elípticas de los planetas, y traslación del perhelio del planeta Mercurio). Además dan cuenta del movimiento de expansión de los sistemas galácticos, revelados por el desplazamiento de la luz de las estrellas hacia el rojo.

La Teoría General de la Relatividad es un tanto incompleta, en cuanto si bien suministra una teoría bien definida en el campo gravitatorio de una estrella, la influencia del potencial gravitatorio no define lo bastante la teoría del campo total, que debería incluir al electromagnetismo y la gravitación cuántica. La razón de ello es que el principio general de la relatividad, por si solo, no determina suficientemente las leyes del campo general.

A pesar de que la teoría de Einstein es considerada, casi unánimemente, como firmemente establecida, se da el hecho singular de que aparecen constantemente diversos artículos con los que se pretende explicar una de sus más sorprendentes consecuencias: que el tiempo, que se tenía por la variable independiente por antonomasia, resulte depender de cómo se mueve el reloj con el que se miden las duraciones. Esta presunta dependencia, dio origen a la famosa «paradoja de los relojes» que fue objeto de una animada discusión, al ser presentada por el físico Paul Langevin. Según la teoría de Einstein, si un personaje realiza un viaje de ida y vuelta desde la Tierra a gran velocidad, encontrará a su regreso que su reloj se ha retrasado respecto al que se encontraba en su puntode partida. Ello es cosa asombrosa, pero no imposible ni siquiera paradójica. La paradoja surge si se tiene en cuenta que la teoría de Einstein se basa en las ecuaciones de Lorentz, las cuales exigen que lo contrario sea igualmente cierto, pues si es verdad que el reloj móvil retrasa en relación a los relojes fijos que encuentra a su paso, también ha de suceder que cada reloj se retrase respecto a los relojes móviles que desfilan delante de él.

La discusión en torno a la famosa paradoja, ha resurgido, y el resultado de la controversia, por ahora, ha consistido en que quienes mantienen el principio de relatividad, esto es, la no existencia de un sistema inercial privilegiado, se hayan visto obligados a abandonar tal teoría. Así Dingle, ha tenido que rechazar las ecuaciones de Lorentz y volver a la ya clásica transformación de Galileo y Burniston, que propugna muy razonable el admitir como postulado fundamental de la acción a distancia, justamente un nuevo enunciado del principio de relatividad. A las tendencias que suponen una mella a la teoría, por estar protagonizadas por físicos veteranos que han profundizado en la misma, se las puede considerar como demostración de que la teoría en cuestión se halla en crisis, al menos momentánea, y el hecho de que continúe la aportación de explicaciones de la paradoja de los relojes, refuerza este aserto.

Argumentos definitivos

Que se sepa, ninguno de los que rechazaron la Teoría de Einstein logró aducir razones concluyentes para demostrar su falsedad. Para lograrlo, sería necesario descubrir algún hecho que la contradiga o demostrar que conduce a un absurdo matemático.

Uno de los postulados ya comprobados de la Teoría de la Relatividad, es que el aumento de la velocidad de un móvil produce un aumento de su masa. A velocidades próximas a las de la luz, su masa se hace infinita, por lo que requeriría una energía infinita para moverse. Ello hace imposible que se pueda superar la velocidad de la luz. La consecuencia es la ralentización del tiempo a altas velocidades. Así, si unos eventuales viajeros terrestres se desplazasen a altas velocidades, al regresar a la Tierra encontrarían a sus contemporáneos muy envejecidos.

La primera comprobación científica de la Teoría de la Relatividad, se obtuvo aprovechando un eclipse de Sol. Ello permitió que dos expediciones astronómicas –una desplazada a Natal (Brasil) y otra a Durban (Sudáfrica)– en 1912, comprobaran que por el paso de la luz de una estrella por el campo gravitatorio solar, esa luz se habría desviado en su curvatura en los segundos de arco que calculó Einstein. Todo ello debido al doble comportamiento de la luz como onda y como partícula. Las partículas (fotones) tienen peso y por ello son desviadas en cierta proporción por la gran masa solar.

Otra comprobación experimental de la Teoría de la Relatividad, es la que se obtuvo con la explosión de la primera bomba atómica en Álamo Gordo (Nuevo México) el 18 de julio de 1945. Así se comprobó que la energía de un cuerpo es igual a la multiplicación de su masa por el cuadrado de la velocidad de la luz, según la famosa fórmula elaborada por Einstein (E=mc2). Lo mismo sucede con la energía nuclear lenta de las centrales nucleares. Aún así, en los procesos de fisión de los átomos sólo se aprovecha una parte de esa energía. Por el contrario, en los procesos de fusión nuclear –basados en la fusión de cuatro átomos de Hidrogeno para formar uno de Helio– se aprovecha la casi totalidad de tal energía. Es un proceso semejante al que constantemente se produce en las diversas estrellas.

Otra comprobación experimental de la Teoría de la Relatividad, es la que se obtuvo acelerando en los grandes aceleradores (Ciclotrones) partículas subatómicas y comprobando que, como consecuencia de tal aceleración, se había incrementado su masa.

En este texto hemos tratado de exponer la gran relevancia de la personalidad de Alberto Einstein tanto en el campo político como en el científico.

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