Sociedad / 14 de octubre de 2014

A 125 años de su nacimiento

Albert Einstein no destruyó a Newton, lo mejoró

Fue el hombre que dislocó la visión newtoniana del tiempo y del espacio para elaborar una teoría que transformaría la física y la filosofía del siglo XX.

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Nació un 14 de marzo de 1879, hace 125 años, pero al parecer no fue recordado por nuestros medios. Sin embargo fue el hombre que dislocó la visión newtoniana del tiempo y del espacio para elaborar una teoría que transformaría la física y la filosofía del siglo XX. En el mundo de Einstein solo una cosa era absoluta: la velocidad de la luz. Y a 109 años de enunciada, la Teoría de la Relatividad sigue torturando el sentido común y asombrando a quienes se internan en ella, aunque sigan discutiéndola.

Einstein transformó el mundo de Isaac Newton y con ello inauguró una física distinta. Provocó una conmoción filosófica y dio las claves para que el hombre contemporáneo llevara a un mismo tiempo muy lejos su conocimiento y se acercara peligrosamente a la destrucción. Tal vez por todo ello, Albert Einstein se convirtió en uno de los hombres más importantes de la historia.

Sin embargo, para la mayoría sigue siendo un nombre famoso, algo así como un sabio distraído que llenaba de misteriosas fórmulas los negros pizarrones universitarios y que tocaba el violín. Un rostro ingenuo y ajado, coronado por su pelo revuelto y canoso.
Siempre se lo vincula a la Teoría de la Relatividad, pero aun a un estudiante de física la resulta generalmente difícil explicar esa teoría de trascendencia insospechada.

Jacob Bronowski intentó –en su célebre programa El ascenso del hombre; obra maestra de la divulgación científica- hacer entender la relatividad. Fue con las cámaras de TV a Berna, y frente a la torre del reloj, subió al tranvía que Einstein tomaba cada día para ir a su trabajo, en la oficina suiza de Patentes: “Supongamos –propuso- que este tranvía se va alejando del reloj de la torre a la velocidad de la luz. Aceptemos que el reloj marca las 12 en punto en el momento de partir. Nos alejamos entonces del reloj a 300.000 kilómetros (distancia que a la velocidad de la luz se recorre en un segundo).

El reloj, según nosotros lo vemos, sigue marcando las 12 en punto, porque el haz de luz que procede de reloj tarda exactamente lo mismo que nosotros en recorrer 300.00 kilómetros”. Entonces para nosotros, todo ocurre como si el tiempo en la torre se hubiese detenido, pero es obvio que para quienes permanecen en ella no es así. Nuestro reloj sigue funcionando, pero ¿tiene acaso sentido cotejarlo con otro que esté fuera de nuestro propio sistema de referencia?

A 109 años de enunciada la Teoría de la Relatividad, sigue siendo difícil para el lego admitir que tiempo y espacio son relativos, y que lo único absoluto es la velocidad de la luz.

Joseph Schwart y Michael Mc Guinness pocuraron explicarlo en Einstein for beginners (Einsten para principiantes): un estupendo libro, verdaderamente seductor, que resume la vida del sabio, publicado por Welters and Readers Publishing Cooperative. Lo que sigue es el resumen de simples textos, que revelan al lector la médula de la apasionante y desconcertante Teoría de la Relatividad.

Esta era la posición de Albert Einstein:

1) No hay interacciones instantáneas en la naturaleza.
2) Por lo tanto, debe haber una máxima velocidad posible para la interacción.
3) Esa velocidad máxima es la velocidad de la interacción electromagnética.
4) Y la velocidad de la interacción electromagnética es la velocidad de la luz.
5) Ergo, la velocidad de la luz es la máxima velocidad posible.

Pero lo realmente difícil era demostrar cómo cada uno podía ver la misma velocidad. Y ello solo fue resuelto por Einstein cuando descubrió que el tiempo era el comodín del mazo. El tiempo transcurrido entre los eventos no era necesariamente el mismo para todos los observadores. Pero aquí debemos recordar, antes de proseguir, que la velocidad es la distancia recorrida por el tiempo empleado.

De tal modo, la persona que está en movimiento puede observar cómo la luz viaja una cierta distancia (D), en un cierto tiempo (T), y con esos datos obtener la velocidad de la luz (V). Pero mientras que una persona inmóvil puede observar la luz viajando una distancia (D) diferente, en un tiempo (T) diferente, al calcularla resulta que la velocidad es la misma.

Otra clave es saber que aquellos juicios en los cuales tiene que ver el tiempo, son siempre juicios sobre eventos simultáneos. Así por ejemplo: si decimos, el tren llegó a las 7, eso significa algo así como “la aguja de mi reloj marcando las 7, y el arribo del tren, fueron eventos simultáneos.

Según Einstein, los eventos simultáneos que se dan dentro de un marco de referencia, no tienen que ser necesariamente simultáneos cuando se los ve desde un marco distinto. El llamó a esto “Relatividad de la simultaneidad”, y sugirió que se podía ilustrar su argumento con un tren como marco de referencia inmóvil.

Para ello, hay que ponerle a la locomotora un vagón de pasajeros. Y luego imaginarnos que en el centro de ese vagón hay un dispositivo que permite un rayo de luz hacia adelante, y al mismo tiempo, otro rayo de luz hacia atrás.

Después aceptar que la puerta delantera y la puerta trasera pueden ser abiertas automáticamente por los rayos de luz actuando como “ojos mágicos”. Para la persona que accione el dispositivo, las puertas se abrirán simultáneamente, pero para la persona que esté en el terraplén, la puerta trasera se abrirá antes que la delantera.

Porque para la persona inmóvil, la puerta trasera se está moviendo hacia adelante para encontrarse con el rayo de luz, mientras que la puerta delantera se aleja del rayo. Pero entonces viene la pregunta: ¿las puertas se abren al mismo tiempo o no?
Y en este punto, dado que la velocidad de la luz debe ser la misma para ambos observadores, Einstein dedujo que los eventos que son simultáneos con referencia al tren, no lo son respecto al terraplén y viceversa.

Tomemos otro ejemplo más aceptable para el sentido común: la distancia recorrida. Imaginemos que la persona que está en el medio del vagón se levante. ¿Hasta dónde ha ido esa persona? Respecto del tren, ha recorrido la mitad del vagón, pero respecto del terraplén ha ido más allá.

Entonces la distancia recorrida es una medida relativa. Y del mismo modo, Einstein sostuvo que el tiempo transcurrido es también una medida relativa. Para la persona que está en el vagón, las puertas se abren simultáneamente: el tiempo transcurrido entre la apertura de la puerta delantera y la apertura de la puerta trasera, es cero. Pero para la persona que está en el terraplén, el tiempo transcurrido entre la apertura de una y otra puerta, no es cero y depende de cuán rápido el tren se esté moviendo.

Otro problema es el de la relatividad de las mediciones del largo, en este caso, del largo de un vagón. Un observador situado en el tren mide el intervalo con un metro en línea recta. Esta es la longitud del vagón medida por el observador en movimiento.

Pero la cosa es distinta cuando la distancia es juzgada desde el terraplén. Einstein sostuvo que para medir el largo del vagón desde el terraplén, había que marcar los puntos desde el terraplén frente a los cuales pasaban, a un mismo tiempo, la puerta delantera y la puerta trasera, según se veía desde el mismo terraplén. La distancia entre esos puntos es entonces medida con un metro y da la longitud del vagón, medida por el observador inmóvil.

Pero la longitud del tren medida desde el terraplén puede ser diferente de la longitud medida en el tren mismo. Con lo cual, Einstein preparaba el camino para una revisión del análisis de Newton sobre espacio, tiempo y movimiento.

La mecánica clásica suponía 1) el intervalo de tiempo entre eventos es independiente del movimiento del observador; 2) el intervalo de espacio (largo) de un cuerpo es independiente del movimiento del observador. Pero no es así: los intervalos de tiempo y espacio son relativos y dependen del movimiento del observador.

Newton decía: los intervalos de tiempo y espacio son absolutos y la velocidad de la luz es relativa.

Einstein afirmó: la velocidad de la luz es absoluta y los intervalos de tiempo y espacio son relativos.

Es decir que Albert Einstein sustituyó los absolutos metafísicos de Newton –espacio absoluto y tiempo absoluto- por un absoluto material. No hay interacciones instantáneas en la naturaleza. El aporte de Einstein fue revolucionario: cambió los principios de la física tradicional que habían sido acepados durante los dos siglos anteriores.

Filosóficamente este cambio es sustancial. En la práctica las teorías newtonianas siguen valiendo –como caso particular de un cuerpo de mayor generalidad- para todos aquellos fenómenos donde no estén involucradas velocidades comparables a las de la luz. Con ello, queda a resguardo tanto nuestro sentido común como la mayor parte de la ingeniería. Einstein no destruye a Newton. Mejor que eso, corona el extraordinario edificio que construyó.

(*) El autor es escritor, periodista y diplomático

 

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