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Albert Einstein. El genio.

Desde siempre me ha impresionado la obra de este genio, su teoría de la relatividad demostrada científicamente, su obra y su pensamiento es un icono universal de nuestro tiempo. Aquí tenemos unos apuntes.

El pequeño Albert fue un niño quieto y ensimismado, que tuvo un desarrollo intelectual lento. El propio Einstein atribuyó a esa lentitud el hecho de haber sido la única persona que elaborase una teoría como la de la relatividad: «un adulto normal no se inquieta por los problemas que plantean el espacio y el tiempo, pues considera que todo lo que hay que saber al respecto lo conoce ya desde su primera infancia. Yo, por el contrario, he tenido un desarrollo tan lento que no he empezado a plantearme preguntas sobre el espacio y el tiempo hasta que he sido mayor».

albert_einsteinDurante 1905, publicó cinco trabajos en los Annalen der Physik, el primero de ellos le valió el grado de doctor por la Universidad de Zurich, y los cuatro restantes acabaron por imponer un cambio radical en la imagen que la ciencia ofrece del universo. De éstos, el primero proporcionaba una explicación teórica, en términos estadísticos, del movimiento browniano, y el segundo daba una interpretación del efecto fotoeléctrico basada en la hipótesis de que la luz está integrada por cuantos individuales, más tarde denominados fotones, los dos trabajos restantes sentaban las bases de la teoría restringida de la relatividad, estableciendo la equivalencia entre la energía E de una cierta cantidad de materia y su masa m, en términos de la famosa ecuación E = m c², donde c es la velocidad de la luz, que se supone constante.

Sir Arthur Eddington usó un eclipse para probar un resultado de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein.

Si la luz se desvía al pasar por un campo gravitacional, entonces la luz de las estrellas tendría que torcerse un poquito al pasar cerca del sol. Pero para poder estudiar la luz de las estrellas que se encuentran detrás del sol había que esperar un eclipse, al tapar la luna al sol se podrían ver las estrellas. Fotografiando las que estuvieran cerca del sol durante el eclipse y comparando esas imágenes con fotos de las mismas estrellas, pero cuando el sol no está ahí, se podría medir la magnitud de la desviación. El eclipse del 29 de mayo de 1919 era ideal, porque iba a ocurrir cuando el sol se encontrara en una región del cielo repleta de estrellas brillantes (la constelación de Tauro).

El resultado de que una expedición británica confirmara la teoría de un científico alemán en esos días de posguerra fue que Einstein se hizo mundialmente famoso de la noche a la mañana. Los científicos suspendieron todas sus dudas acerca de la teoría general de la relatividad.

sistema_solarSegún las leyes del movimiento establecidas por primera vez con detalle por Isaac Newton hacia 1680-89, dos o más movimientos se suman de acuerdo con las reglas de la aritmética elemental. Supongamos que un tren pasa a nuestro lado a 20 kilómetros por hora y que un niño tira desde el tren una pelota a 20 kilómetros por hora en la dirección del movimiento del tren. Para el niño, que se mueve junto con el tren, la pelota se mueve a 20 kilómetros por hora. Pero para nosotros, el movimiento del tren y el de la pelota se suman, de modo que la pelota se moverá a la velocidad de 40 kilómetros por hora.

Como veis, no se puede hablar de la velocidad de la pelota a secas. Lo que cuenta es su velocidad con respecto a un observador particular. Cualquier teoría del movimiento que intente explicar la manera en que las velocidades (y fenómenos afines) parecen variar de un observador a otro sería una «teoría de la relatividad».

La teoría de la relatividad de Einstein nació del siguiente hecho: lo que funciona para pelotas tiradas desde un tren no funciona para la luz. En principio podría hacerse que la luz se propagara, o bien a favor del movimiento terrestre, o bien en contra de él. En el primer caso parecería viajar más rápido que en el segundo (de la misma manera que un avión viaja más aprisa, en relación con el suelo, cuando lleva viento de cola que cuando lo lleva de cara). Sin embargo, medidas muy cuidadosas demostraron que la velocidad de la luz nunca variaba, fuese cual fuese la naturaleza del movimiento de la fuente que emitía la luz.

Einstein dijo entonces: supongamos que cuando se mide la velocidad de la luz en el vacío, siempre resulta el mismo valor (unos 299.793 kilómetros por segundo), en cualesquiera circunstancias. ¿Cómo podemos disponer las leyes del universo para explicar esto? Einstein encontró que para explicar la constancia de la velocidad de la luz había que aceptar una serie de fenómenos inesperados.

Si una nave espacial viaja a una velocidad de “sólo” 100.000 kilómetros por hora, tardará unos 80.000 años en llegar a Alfa Centauri y regresar a la Tierra: el tiempo transcurrido en la nave será sólo unas tres horas más corto que el registrado en la Tierra. Pero si la velocidad de la nave espacial es cercana a la de la luz, la contracción del tiempo se manifestará en toda su magnitud: si la nave viaja a 299.000 kilómetros por segundo, transcurrirán poco más de ocho años, medidos en la Tierra, desde el momento en que despega la nave hasta que regresa, pero para los tripulantes habrán pasado ¡solamente siete meses!

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  1. Bitacoras.com linked to this post on 21 marzo 2009

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