domingo, 10 de enero de 2021

EL LEGADO DE EINSTEIN (I)

 


1905.- Ése fue el año clave, sólo comparable a otro "annus mirabilis", el de 1665 - 1666, en el que Isaac Newton, refugiado en su casa de campo para escapar de la peste, sentó las bases del cálculo integral, la Ley de Gravitación y la Teoría de los Colores.

En 1905, el joven "esclavo de las patentes", como D. Alberto gustaba de autodenominarse, escribía a su amigo Conrad Habicht de una serie de "balbuceos sin importancia".

A saber:

1.- «Über emem die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heugristichen Gesishtspunk» (Sobre un punto de vista heurístico acerca de la creación y la transformación de la luz) que le valió el Nobel de Física en 1921.
En este ensayo, Einstein utilizaba la idea de "cuanto" para explicar el efecto fotoeléctrico, a saber, que cuando la luz ultravioleta incide sobre un metal, éste emite electrones. Einstein sugirió  que el haz luminoso se compone de partículas, más tarde denominadas fotones.
Con ello contradecía la noción, entonces admitida, de que la luz constituía un fenómeno ondulatorio, y negaba que la emisión de la energía en forma de cuantos fuese una característica exclusiva del Cuerpo Negro, sino que era una propiedad intrínseca de la Energía.
Esta genial concepción del electromagnetismo allanó definitivamente el camino para entender y aceptar la dualidad de la luz como onda y partícula.
En aquel momento, Einstein todavía no se había doctorado.

2.- Pero en este año logra doctorarse con un trabajo sobre el movimiento browniano. Einstein postuló que este movimiento se debía al enérgico empuje de las moléculas de agua sobre las partículas en suspensión.
Este estudio fue básico para desarrollar la Mecánica Estadística moderna.

3.- « Zur Elektrodynamik bewegter Körper » (Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento).
Recordemos que Einstein no fue el primero en hablar de la Relatividad.
En 1632, Galileo sugirió que las leyes físicas permanecen invariables cualquiera que sea el estado de movimiento del observador, siempre que éste se mueva a velocidad constante (por ejemplo en la cubierta de un navío).
Este principio de relatividad se mantuvo para las leyes de la Mecánica que estableciera Newton a mediados del XVII.
Pero la aparición del Electromagnetismo y el establecimiento de sus leyes fundamentales por James Clerk Maxwell, en las postrimerías del XIX, lo transtornó todo, porque la velocidad de la luz siempre se mantenía constante. Era una constante, un valor absoluto, como la constante gravitacional, o el valor de Pi.
Este carácter de constante física echaba por tierra nuestra concepción del Tiempo y el Espacio como entidades absolutas e invariables.
Evidentemente, si pensamos en la velocidad como el cociente entre la distancia y el tiempo, para que la velocidad permanezca constante, la distancia y el tiempo deberán modificarse a la par. Igualmente aumentará la masa del objeto que aumente su velocidad, puesto que la velocidad es también el momento de inercia dividido por la masa.

4.- Y de todo lo anterior dedujo la Teoría Especial de la Relatividad

5.- Completó su inicial trabajo sobre la Relatividad Especial. Afirmaba que "la masa de un cuerpo constituye una medida de la energía que contiene". Concepto que formuló mediante la famosa ecuación: E= mc².
Aunque en realidad la fórmula original era: m= E/c².

Después de 1905, lo mejor estaba por llegar: "La Teoría de la Relatividad General" publicada en 1916, marcó un hito en la Historia de la Física.
Por cierto, Henri Poincaré estuvo a punto de adelantarse a Einstein en la formulación de la Relatividad Especial, pero se quedó a un paso (el más decisivo): se negó a rechazar el Éter.
La Teoría Especial resolvía las disparidades entre la Mecánica Newtoniana y el Electromagnetismo de Maxwell, pero sólo para el movimiento rectilíneo uniforme.
La Teoría de la  Relatividad General servía para cualquier clase de movimiento, tanto uniforme como acelerado, tanto rectilíneo como curvo. Es más, hacía equivalente la aceleración a la Gravedad.
Para Newton, la Gravedad correspondía a una fuerza que actúa de forma instantánea independientemente de la distancia. Según Einstein, en cambio, constituía una propiedad intrínseca del Espacio y del Tiempo.
Sostenía que, cualquier astro o cuerpo dotado de masa, curva el Espacio y el Tiempo a su alrededor, de forma que los planetas se desplazan sobre trayectorias curvas en el continuo Espacio-Tiempo.
La idea de que la masa comba el Espacio-Tiempo y que el Espacio-Tiempo combado impone cómo debe moverse la masa constituye una absoluta genialidad.
Entre 1916 y 1925, Einstein realizó nuevas contribuciones a la Teoría cuántica incluido el trabajo sobre la emisión estimulada de radiación que, andando el tiempo daría lugar al LÁSER.
Pero quedó decepcionado de la Mecánica Cuántica que describía los fenómenos del mundo subatómico. No aceptaba la interpretación probabilística-estadística, en vez de la clásica relación causa-efecto.
Durante los últimos años de su vida se volcó en desarrollar una teoría de campos que permitiera unificar Mecánica Cuántica y Teoría Relativista. Pero todo acabó en un callejón sin salida.

Con su Principio de Equivalencia de 1907, Einstein había puesto en duda la idea, nunca objetada hasta entonces, de que existían dos tipos de masas: la gravitatoria y la inercial. Einstein afirmó que sólo existía un tipo de masa: no hay posibilidad alguna de distinguir entre lo que le sucede a una masa presionada contra el fondo de un cohete espacial que se acelera y a una masa a la que un campo gravitatorio mantiene contra el suelo de una habitación inmóvil.

Análogamente, Einstein creía firmemente en la existencia de un único tipo de magnetismo, originado, según él, por la alineación de pequeños imanes, en realidad las corrientes cerradas creadas por los electrones al girar alrededor de los núcleos atómicos.

« Einstein habría sido uno de los más grandes físicos teóricos de todos los tiempos incluso si no hubiera escrito una sola línea sobre la Teoría de la Relatividad » (Max Born)

El papel que en la nueva Teoría Cuántica se asignaba a la PROBABILIDAD m
nunca pudo ser asimilado por Einstein. Y así lo expresa por carta  (de modo tremendista) al matrimonio Born a mediados de 1924, ya en la antesala de la aparición de las respectivas formulaciones de Werner Heisenberg (1925) y de Erwin Schrödinger (1926):

« Me resultaba intolerable la idea de que un electrón expuesto a la radiación pueda escoger a su antojo el momento y la dirección del salto. Si así resultara, finalmente preferiría haber sido un zapatero remendón, o incluso empleado de casino antes que físico »

O esta otra dirigida a su amigo Michele Besso, el 12 de diciembre de 1951: 

« Un total de 50 años de especulación consciente no me ha acercado a la solución de la cuestión: ¿Qué son los quanta de luz? Es cierto que hoy día cualquier pillo cree saber la respuesta, pero se equivoca »

SIDNEY HARRIS

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