¿Conoce usted la teoría de la relatividad? ¿Sabría explicarla?
Dos opciones:
1) Hombre, claro que sí, E=mc2, Einstein y yo éramos grandes amigos y de hecho estábamos en una farra cuando se le ocurrió.
2) La verdad, ni idea, sólo sé que E=mc2, pero no me pregunte más.
Si era usted el compañero de farras de Einstein no tengo nada que decirle, pero si su caso es la opción 2ª intentaré explicársela sin que salga corriendo; no le prometo que sea suficiente explicación, pero sí que no saldrá corriendo.
En primer lugar, algo que usted sí sabe y entiende: si va usted caminando y lanza una colillas hacia delante o hacia atrás, por lo que a usted respecta la colilla se mueve a la misma velocidad; pero si le observa una persona quieta, ésta verá que si la lanza hacia delante la colilla sale disparada y si la lanza hacia atrás la colilla cae más despacio. Si usted hace juegos malabares en un tren en movimiento, pongamos el AVE a 300 km/h, para usted las mazas no se mueven (aparte de lo obvio); para un señor que ve pasar el tren, las mazas sí se mueven: un segundo antes las estaba viendo y un segundo después están en Kentucky.
Es decir, la velocidad es un concepto relativo, porque depende del observador. Todo esto quedó definido por Isaac Newton, por eso vivimos en un mundo newtoniano; si quiere usted explicar el movimiento de forma distinta a Newton, tendrá que formular su propia "teoría de la relatividad".
Y eso fue lo que hizo Einstein. ¿Por qué? Pues porque lo que he dicho antes de la velocidad relativa de los cuerpos se descubrió que no funcionaba para la luz: no importaba la velocidad de los cuerpos ni del observador, la velocidad de la luz siempre era la misma. Y esto se comprobó con precisión total, así que no es cuestionable. ¿Entonces?
No sé si han visto ustedes Big Bang ("The Big Bang Theory"), que les comenté hace tiempo. En la serie, Sheldon Cooper es un físico teórico, Leonard Hofstader es un físico experimental.
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| Dr. Hofstader |
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| Dr. Cooper |
Cooper es un físico teórico: se dedica a elucubrar teorías que expliquen lo que pasa (el Universo, diría él). Como es lógico, lo que los teóricos intentan explicar son fenómenos para los que no tenemos explicación.
Pues éste era el caso de Einstein: había que explicar lo de la luz. Y ahí su genialidad: lo hizo, pero para hacerlo tuvo que establecer como ciertas una sere de hipótesis que a nadie se le habían ocurrido porque, entre otras cosas, sonaban del todo punto imposibles. Juzguen ustedes mismos:
En primer lugar, hay que dar por cierto que todo cuerpo en movimiento se acorta en la dirección del movimiento. A la velocidad a la que nos movemos habitualmente, esto no se nota y por eso nadie se había dado cuenta antes; pero a velocidades del orden de la de la luz, sí.
Ítem más, si el objeto se movía a la velocidad de la luz éste se había acortado tanto que su longitud era cero.
En segundo lugar, y aún más increíble: la masa de los objetos aumenta con la velocidad; cuanto más rápido, mayor es su masa; y un objeto a a la velocidad de la luz tiene una masa infinita.
Si eso es raro, esto aún más: el paso del tiempo en un objeto en movimiento es más lento cuanto más veloz se mueve; en el límite, a la velocidad de la luz el tiempo en ese objeto se para. Recuerde que Einstein intenta explicar un fenómeno inexplicable; lo que se le ocurrió fue que eso sí sería explicable (y además logico y esperable) en un universo en el que se cumplieran estos supuestos. Y un cierto supuesto más: que la masa es equivalente a la energía, y viceversa. Este último supuesto es el que se ha hecho más popular porque es el más fácil de entender, eso de E=mc2, o al menos el único repetible con visos de entenderse.
Bueno, pues en 1905 Einstien publicó su "Teoría Especial de la Relatividad" - porque en ese momento sólo trataba cuerpos con velocidad constante-, y en 1915 la amplió con su "Teoría General de la Relatividad". El resumen es que con las bajas velocidades que percibimos, las hipótesis de Newton bastan para explicar el mundo; pero para incluir el rango de lo que ocurre a velocidades lumínicas, hay que entender que el universo se comporta como él dice. Por cierto que en la Teoría General incluyó algunas complicaciones, entre otras cosas porque también trató los efectos gravitatorios, harina de otro costal, pero para el propósito de este artículo ya vale.
En resumen, la Teoría de la Relatividad es la explicación de la Física, aportando unas extrañísimas certezas sin las cuales no se podía con los principios de Newton, los "clásicos de toda la vida". ¿Entiende ahora porqué se tiene a Einstein por un genio de calibre incomparable?
¿Entiende ahora, al menos, a qué se dedica Sheldon Cooper? Pues ahora les cuento lo de Hofstader: un físico experimental. Cuando un físico teórico como Cooper, como Einstein, formula una teoría, los físicos experimentales como Hofstader han de confirmarlas o rebatirlas. Se dedican a hacer experimentos que las prueben. Si algún experimento da un resultado diferente al esperable de acuerdo con esa teoría, entonces la teoría es errónea (o el experimento está mal, claro).
En el caso de Einstein, el problema está en que versa sobre el comportamiento de los cuerpos a velocidades muy grandes; bueno, pues se ha podido experimentar con partículas subatómicas, que sí se mueven a esas velocidades, y resultó que la teoría clavaba los resultados. De hecho, si la teoría no fuera cierta, no funcionarían los aceleradores de partículas, hay observaciones astronómicas que no se habrían hecho y las bombas atómicas nunca habrían explotado. Y esto último convendrán conmigo que sí ha ocurrido, y ya me dirán cómo si no se obtenía una energía tan brutal de unas masas tan pequeñas.
Eso sí, si usted quiere entender con más detalle los supuestos einstenianos me temo que este blog no es el sitio adecuado; pero para andar por la calle, con lo aquí dicho ya vale.
En cualquier caso, quédense con la copla: Einstein era un figura.
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