martes, 20 de junio de 2017

Una revisión de #Genius: Einstein (Capítulo 5)

Corre el año 1909. Tras pasar varios años trabajando duramente en la Oficina de Patentes de Berna, Albert Einstein se estrena como profesor de Física en las mismas aulas donde él asistía como alumno, en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza). Pero nada sale como esperaba.

Se da cuenta que no disfruta delante de una pizarra como lo hace mientras fluyen las ideas de su mente. Incluso una clase del gran Einstein hablando sobre el gran Newton podía ser aburrida. Entonces, propone a sus alumnos «dar un paseo». Y como antaño se hiciera en la Antigua Grecia, al más puro estilo de la Escuela peripatética de Aristóteles, Einstein lleva a sus alumnos a pasear y les invita a preguntar sobre la Física, puesto que «intenta explicar todo el Universo».

Einstein vive atormentado por varios aspectos que no ha logrado explicar aún sobre su revolucionaria Teoría de la Relatividad Especial y que le hace sentirse «como un charlatán». La teoría solo se aplica a velocidades constantes, cosa que no siempre ocurre, y tampoco dice nada acerca de la gravedad. Y le asalta el miedo ante la invitación, por parte de Max Planck, a dar una conferencia en un congreso en Salzburgo (Austria).


National Geographic.


Finalmente la conferencia fue todo un éxito, aunque sin hablar de la relatividad, sino de la naturaleza de la luz, derribando todo cuanto se sabía hasta ese momento. Todo el mundo le felicita, incluso el Ministro de Educación del Imperio Austrohúngaro, que le ofrece un trabajo como profesor de Física Teórica en la Universidad de Praga. Lo acepta, aunque algo reticente. Invita a su colega Jakob Laub a ir con él para continuar juntos con la Teoría de la Relatividad, pero éste le informa que será ayudante de Philipp Lenard en la Universidad de Heidelberg.

Además, Einstein le cuenta una experiencia que tuvo en un ascensor cuando fue a Salzburgo a dar su conferencia y concluye que «la aceleración y la gravedad son la misma cosa» en lo que llamó Principio de Equivalencia. «La idea que le faltaba para completar la Relatividad».

La aceleración no es más que la variación de la velocidad y se puede experimentar al pisar el acelerador mientras conducimos; al frenar, también la experimentamos, pero en sentido negativo. La gravedad es la fuerza que experimentan los objetos cuando se caen ―lo hacen a una aceleración constante de 9,8 m/s2― y la que nos mantiene pegados al suelo.

En el capítulo, Einstein se imagina en un ascensor cayendo, como si se hubiera roto el cable, a una aceleración de 9,8 m/s2, y él, junto con sus papeles y todo lo que lleva, flotando dentro, como si no tuvieran peso, aunque un observador desde fuera sí viera que está cayendo. Luego imagina el ascensor subiendo, acelerando hacia arriba también a 9,8 m/s2, contrarrestando totalmente la gravedad; está pegado al suelo del ascensor, como si se encontrara tranquilamente en la Tierra,  y no se da cuenta que lo que está experimentando no es la gravedad, sino la aceleración hacia arriba. En este caso, el observador de fuera también lo vería subir.

Einstein explicó en su artículo de 1915 “Ecuaciones de campo de la gravitación”, donde expone la Teoría General de la Relatividad, que sin un sistema de referencia, es imposible diferenciar entre una aceleración y la fuerza de la gravedad, es decir, la gravedad también es relativa. Volviendo al caso anterior: alguien que está observando el ascensor desde fuera sabría distinguir en todo momento cuándo sube o baja el ascensor, pero no el que está dentro.

Pero hubo más en la Teoría de la Relatividad General: Imaginemos el espacio como si fuera una cama elástica. Si hacemos rodar un balón de fútbol de un extremo a otro, éste pasa en línea recta curvando la tela elástica, pero si lo hacemos con un balón medicinal, que es más pesado, la curvatura de la tela será mayor y cuanto más cerca del balón. Dejando el balón medicinal en el centro, volvemos a hacer pasar el balón de fútbol, que ya no es capaz de trazar una línea recta, sino que se desvía debido a la curvatura provocada por el balón medicinal.


La curvatura del espacio-tiempo provocada por un cuerpo (hardscienceainthard.com)


Ahora cambiemos balón medicinal por el Sol y balón de fútbol por la Tierra. Según Newton, la gravedad era la fuerza que nos mantiene pegados al suelo y que la Tierra ―y demás planetas― gire alrededor del Sol. Según Einstein, la gravedad no es una fuerza, sino una manifestación de la curvatura que provoca un cuerpo en el espacio-tiempo. A esas curvaturas es a lo que llamó Einstein ondas gravitacionales y calculó que se propagan a la velocidad de la luz (300.000 km/s). Él predijo su existencia en 1915 y hasta cien años después no se pudo confirmar. Es un efecto que solo se puede dar en fenómenos cósmicos masivos, como puede ser el choque de galaxias o de agujeros negros, que fue lo que detectó el observatorio LIGO en 2015. Hace tan solo unas semanas se han detectado por tercera vez y tal proyecto ha sido recientemente por el premioPrincesa de Asturias en la categoría de Investigación Científica y Técnica.

La situación en la Tierra es bien distinta. Aquí, lejos de cualquier perturbación en el espacio, la Teoría de la Relatividad se simplifica. Es decir, a nuestra escala todo se mueve a velocidades muy, muy, muy bajas respecto a la velocidad de la luz, por lo que todo se reduce a la Ley de Gravitación de Newton.

Tal fue el rumbo que tomó la Ciencia ―la Física, especialmente― en aquella época, que empezaron a reunirse los mayores científicos del momento en los famosos Congresos de Solvay, bajo el mecenazgo del químico belga Ernest Solvay. La primera edición tuvo lugar en el Hotel Metropole de Bruselas entre el 29 de octubre y el 4 de noviembre de 1911. El tema principal fue intentar separar la Física Clásica de la incipiente Física Cuántica y entre los invitados estaban Albert Einstein y Marie Curie.

En el capítulo dejan constancia de que Philipp Lenard no fue invitado, por lo que acrecienta su odio (o envidia) hacia Einstein. También que hubo un rechazo hacia Marie Curie por rumores sobre una relación amorosa con el también físico ―y casado― Paul Langevin. Ella ya era viuda y los rumores eran ciertos, pero no de la incumbencia de los que allí se reunían y totalmente ajenos a la Ciencia.


National Geographic.


Es emocionante ver cómo dos genios como Einstein y Curie entablan conversación y surge una bonita amistad, incluso van juntos de vacaciones a los Alpes suizos. Congenian bien ya que «no aceptan todas las convenciones de la Ciencia». Radiactividad y relatividad, de la mano, llevando a la Ciencia a una nueva era.

Durante una visita de trabajo en Berlín, vuelve a encontrarse con su prima Elsa, a quien no ha visto desde hace años. Y surge una chispa entre ellos. Ella está divorciada y tiene dos hijas y la serie la pinta más encantadora que Mileva, cuya estancia en Praga está siendo especialmente difícil. Estancia en la cual hacen sendos cameos el emperador Francisco José I y el escritor Franz Kafka.

De vuelta a Zúrich (Suiza), Einstein recibe la visita de Max Planck, con una oferta procedente de la Academia Prusiana de las Ciencias, que está en Berlín, donde vive Elsa, que había hecho de intermediaria hablando con el químico Fritz Haber. Tras hablar a su favor en la Academia, y contra la voluntad de Lenard, deciden “fichar” al «pensador más original del mundo».


FUENTES

·Acín, A. y Acín, E. (2016). La teoría de la relatividad general. En Persiguiendo a Einstein (93-114). Materia. Descubrir la ciencia.
·Blanco Laserna, D. (2012). Los pliegues del espacio-tiempo. En Einstein. El espacio es una cuestión de tiempo (85-122). National Geographic.



*Esta entrada forma parte del especial "Una revisión de Genius: Einstein".
*Todas las imágenes de la serie son extraídas de http://channel.nationalgeographic.com/genius.
*Soy totalmente consciente de que hay términos que no domino, por lo que habrá explicaciones a medias o no del todo correctas. Ruego que me disculpen, he tratado de hacerlo lo más sencillo posible. Intentaré seguir aprendiendo sobre estos temas tan complejos y además os recomiendo estas páginas que pueden ayudarnos a entender mejor el “universo” Einstein:
·http://naukas.com/2015/11/25/25-noviembre-1915-einstein-relatividad-general/
·https://cuentos-cuanticos.com/minicursos-cuentos-cuanticos/relatividad-general-100-anos/

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Para saber más visite " + document.location.href + "
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