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El genio de Einstein aún puede explicar el cosmos

Su ecuación demostró que el espacio y tiempo se pueden tejer en un continuo, y que la gravedad es una deformación de ese tejido.

Por: Anjana Ajuja

Publicado: Viernes 6 de noviembre de 2015 a las 04:00 hrs.

En 1905, un empleado de una oficina de patentes a quien le apasionaba tocar el violín compensó su poco notoria carrera de estudiante al publicar cuatro artículos que cambiarían la física para siempre. Los garabatos de Albert Einstein de modos diversos revelaron que la luz está compuesta por partículas, la equivalencia de la masa y la energía -capturada en la ecuación E=mc2- y la teoría de la relatividad especial. Demostró que las leyes de la física, incluyendo la velocidad de la luz en el vacío, eran las mismas para todos los observadores no acelerados.

Y sin embargo, estos últimos cálculos él los sentía como una mancha en su “annus mirabilis” (año de milagros): ¿qué podía hacer para aplicar su teoría de la relatividad a observadores acelerados, no solamente a la situación “especial” en la cual se movían a una velocidad constante? En noviembre de 1915 Einstein, quien aún no tenía 40 años, le anunció a la Academia Prusiana de Ciencias que tenía la solución.

Este mes se conmemora el centenario de ese momento, cuando el físico reveló su teoría general de la relatividad. Su triunfo consistió en añadirle la gravedad a la relatividad especial y así crear un marco más completo para comprender cómo funciona el universo. Culminó el reinado de Sir Isaac Newton como emperador de la física.

Las predicciones de la relatividad general se han confirmado, y su continua supremacía como la forma de entender el universo se refleja en el número de eventos que se están celebrando para conmemorar el aniversario. Las celebraciones se enfocan en el pasado al igual que en el futuro, en futuros experimentos que continuarán buscando grietas en la obra maestra de Einstein.

La perspicacia de Einstein fue ver que los objetos existen en el tiempo, al igual que en las tres dimensiones espaciales. Sus ecuaciones demostraron que el espacio y el tiempo se pueden tejer en un continuo; y que la gravedad es una deformación en el tejido espacio-tiempo en lugar de la fuerza instantánea como la concibió Newton. (Einstein vio que la gravedad no podía actuar instantáneamente a través del espacio porque nada puede ser más rápido que la luz).

Las deformaciones o curvas en el espacio-tiempo, sostuvo Einstein, eran causadas por objetos como estrellas y planetas. Mientras Newton explicó la órbita de la tierra alrededor del sol en términos de un objeto masivo tirando de uno más pequeño, Einstein describió a nuestra estrella más cercana como una pesada bola en un colchón, y la tierra desplazándose alrededor como una bola girando en una ruleta.

La primera confirmación de la proeza de Einstein ocurrió en la expedición de 1919 de Sir Arthur Eddington a la isla Príncipe en África Occidental para ver un eclipse solar y estudiar la posición de las estrellas cercanas. Previamente Eddington había determinado las posiciones de las estrellas desde Inglaterra; usó el eclipse, el cual disminuyó el brillo cegador del disco solar, para demostrar que esas estrellas no se encontraban donde se esperaba encontrarlas. El sol curvaba la luz de las estrellas, haciendo que las propias estrellas parecieran desplazadas y distorsionadas en el cielo.

Este fenómeno de objetos masivos que distorsionan la luz cercana, llamado lente gravitacional, fue una predicción clave de la relatividad general. Las noticias de la confirmación hecha por la expedición se esparcieron rápidamente y garantizaron que la reputación de Einstein muy pronto excediera la de Eddington, uno de los primeros divulgadores de la ciencia.

Un experimento venidero de la relatividad general se enfoca en el agujero negro supermasivo -del tamaño de 4 millones de soles- que se dice existe en el medio de la Vía Láctea. Los agujeros negros, predichos por Einstein, devoran todo lo que se les acerca, incluso la luz, por lo tanto no se pueden observar de manera convencional. Pero ahora existe una red mundial interconectada de radiotelescopios que observan esta región, convirtiendo a nuestro planeta en una gran antena receptora. Si esta red encontrara una sombra circular reveladora en medio de las emisiones de radio galácticas, sería otro triunfo más para el ya muy condecorado historial de Einstein. La confirmación, o lo contrario, podría ocurrir el próximo año.

Quizás el mayor reto es detectar directamente una onda gravitacional, una ondulación que confirme la intuición de Einstein de que el espacio no es un contenedor vacío sino una gelatina invisible salpicada de galaxias, estrellas y planetas.

Un evento cósmico como la colisión de dos estrellas pudiera hacer que la gelatina temblara. Se espera que un experimento estadounidense llamado Ligo -concebido hace 20 años, desactivado y finalmente reiniciado este año- capte señales de estos temblores.

Los científicos parecen confiados de que si no se puede detectar algo será a causa de instrumentos poco sensibles en lugar de a una falla de la relatividad general. Al igual que nada puede ser más rápido que la luz, los científicos están convencidos de que aún nadie puede ser más astuto que Einstein.

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