La Relatividad, para inexpertos. Parte 1. Albert Einstein

No podemos comenzar a ver las dos teorías que llevan el nombre de relatividad sin hablar un poco sobre el excepcional científico que las elaboró: Albert Einstein

Einstein nació en Alemania en 1879, y no comenzó su vida de forma que se adivinara a dónde iba a llegar. Tardó más que la mayoría de los niños en aprender a hablar y en el colegio pasó inadvertido. Tal vez fue decisiva la influencia de su tío, quien le enseñó a resolver ecuaciones a una edad temprana con un método indudablemente didáctico. Le decía algo como: “si no podemos coger al animal que intentamos cazar, lo llamamos “x” y le seguimos persiguiendo hasta que lo metemos en el saco”.

De este modo, en sus primeros años destacó en matemáticas y física pero en las demás asignaturas no se mostraba interesado, hasta tal punto que un profesor le aconsejó que dejara los estudios, añadiendo: “usted no llegará a nada, Einstein”.

Einstein a los 14 años

A los 16 años se trasladó con su familia a Italia, donde le impactó la tradición artística de aquel país, en especial las obras de Miguel Ángel. Posteriormente intentó ingresar en la universidad suiza, pero no lo logró, por lo que se diplomó como Ingeniero Eléctrico en el Instituto de Tecnología de Suiza, conocido como el Politécnico de Zúrich. A continuación tuvo que buscar trabajo y, no sin dificultad, en 1901 consiguió un puesto de “experto técnico de tercera clase en la Oficina de Patentes suiza en Berna”. Fue aquí donde encontró tiempo libre en el trabajo para dedicarse por su cuenta al estudio de la Física.

En 1905 publicó tres artículos científicos cruciales:

  1. La explicación del efecto fotoeléctrico. Ya vimos este asunto en la primera parte de la mecánica cuántica. Por un lado sirvió para aportar nuevas evidencias a la esencia microscópica de la naturaleza que había introducido Max Planck, organizada en pequeños paquetes, y por otro fue decisivo para entrever la naturaleza ondulatoria de las partículas.

Las placas solares son una aplicación del efecto fotoeléctrico

  1. El análisis del movimiento browniano. El botánico escocés Robert Brown, a quien debemos el término “núcleo celular”, había observado en 1827 cómo los granos de polen suspendidos en el agua se movían de un lado a otro de manera aparentemente desordenada.
Robert Brown

Einstein obtuvo una ecuación que representaba el movimiento de las moléculas de agua golpeando a los granos de polen o a cualquier otro pequeño objeto. Lo grande de esta ecuación es que en ella figuraba el tamaño de la molécula del agua.

Hasta ese momento aún había científicos que no creían en la existencia real de átomos y moléculas, sólo los consideraban ficciones teóricas útiles para comprender las reacciones químicas. Einstein sentó las bases para considerar a los átomos entes físicos reales.

  1. Un trabajo acerca de la electrodinámica de los cuerpos en movimiento. Esto de nombre tan complejo no es otra cosa que la Teoría Especial de la Relatividad. A ella nos dedicaremos de manera amplia próximamente. Baste decir que cambió de un plumazo la concepción del universo.

De esta teoría se deduce, entre otras cosas, la ecuación más famosa del mundo: E = mc² (la Energía que se puede obtener de un cuerpo es igual a su masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado), la raíz para la comprensión de las reacciones nucleares y del funcionamiento de las estrellas. También, desgraciadamente, la base para la bomba atómica.

La energía del sol se explica mediante esa ecuación

Y en 1915 dio su golpe de mano definitivo cuando publicó la Teoría General de la Relatividad, una descripción de la fuerza de la gravedad que sirve de herramienta para el estudio de las leyes acerca del nacimiento y la evolución del todo el universo en su conjunto. También la veremos ampliamente en los próximos capítulos.

Poco después, en 1917, Einstein expuso un estudio acerca de la ganancia y pérdida de energía de los átomos al ser golpeados con fotones. Este trabajo “menor” fue utilizado en 1960 por T. H. Maiman para construir el primer emisor de rayos láser.

Rayo láser

A partir de la década de los años 20 del siglo pasado, Einstein trabajó para intentar unificar su teoría de la gravedad con las otras tres fuerzas del universo, la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil  Pero no creía demasiado en la Mecánica Cuántica, la otra gran teoría universal junto a la Relatividad General, y fracasó en su intento. Aún hoy no se ha conseguido una teoría unificada. Pasan las décadas y se llega a pensar que los humanos no damos de sí para más.

Y esta fue, en líneas muy generales, la labor de un hombre del que se puede decir que tal vez sea el único científico a lo largo de la historia que se puede colocar a la altura de Isaac Newton, pero además fue mucho más simpático que este último.

Muy interesante la serie estadounidense de televisión de 2017, producida por National Geographic y dedicada a la vida de este hombre desde su juventud. Más política y biografía que ciencia, pero muy recomendable.