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¡Feliz cumpleaños para la relatividad general!

Celebramos el centenario de la obra cumbre de Albert Einstein con un número especial de Investigación y Ciencia y una fiesta de blogueros en SciLogs.

Hace ahora cien años, el 25 de noviembre de 1915, Albert Einstein presentaba ante la Academia Prusiana de Ciencias las ecuaciones definitivas de su nueva teoría de la gravedad. Aquel resultado cambió para siempre la manera de entender el espacio y el tiempo, que dejaron de ser mero telón de fondo para convertirse en agentes dinámicos cuya geometría cambiaba en presencia de la materia y la energía. La teoría de Einstein engendró muy pronto líneas de investigación completamente nuevas, como la cosmología, y un siglo después sigue siendo uno de los pilares fundamentales en la comprensión del mundo físico y en la descripción del universo como un todo.

A modo de homenaje, nuestro número de noviembre repasa la historia, los fundamentos y el impacto en la investigación actual de una de las creaciones científicas más bellas de todos los tiempos:

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100 AÑOS DE RELATIVIDAD GENERAL

Einstein: La relatividad general y la reinvención de la realidad

 

Incluye artículos de autores destacados como Brian Greene, José Manuel Sánchez Ron y Juan Maldacena, entre otros expertos, así como un artículo original de Albert Einstein publicado en 1950 en Scientific American e inédito hasta ahora en castellano.

 

El legado cultural de Albert Einstein

Einstein sacudió los cimientos de la física en 1905, pero su verdadero salto a la fama llegó en 1919, cuando las observaciones astronómicas durante un eclipse de Sol confirmaron las predicciones de la relatividad general. Hijo de una época convulsa, Einstein se convertiría muy pronto en un icono cultural cuya influencia persiste aún hoy. En «La importancia de Einstein», Brian Greene, físico teórico de la Universidad de Columbia y autor de El universo elegante, analiza los factores que han convertido al físico alemán en el emblema de la indagación científica por medio del pensamiento puro.

El camino de la relatividad

En los meses de octubre y noviembre de 1915, y tras casi diez años de trabajo, Einstein se vio obligado a competir con David Hilbert por la formulación definitiva de las ecuaciones de la relatividad general. A través de sus cartas y otros documentos originales, Walter Isaacson, presidente del Instituto Aspen, reconstruye los últimos momentos de aquella extenuante carrera en «Einstein y la invención de la realidad».

La relatividad general nació envuelta en un aura de tintes casi místicos. La teoría no solo obligaba a entender el espacio y el tiempo de una manera completamente nueva, sino que hacía gala de una complejidad matemática formidable para la época. En «Einstein, Lorentz, Eddington, Weyl y la relatividad general», José Manuel Sánchez Ron, catedrático de historia de la ciencia de la Universidad Autónoma de Madrid y miembro de la Real Academia Española, analiza cómo acogió la comunidad científica de la época aquel cambio de paradigma.

La manera de pensar de un genio

Einstein llegó a malinterpretar algunas de las predicciones de su propia teoría. En «Los errores de Einstein», el físico y cosmólogo de la Universidad de Arizona Lawrence Krauss reconstruye la evolución del pensamiento del físico alemán a partir de tres de sus equivocaciones más significativas: su creencia de que el efecto de lente gravitatoria sería inobservable, su conclusión de que las ondas gravitacionales no podían existir y su célebre escarceo con la constante cosmológica.

La relatividad general nació a partir de un ejercicio de imaginación: ¿podría un observador distinguir un campo gravitatorio de un movimiento acelerado? Años después, Einstein popularizó el uso de estos «experimentos mentales», o Gedankenexperimente, en sus intentos de rebatir la mecánica cuántica. En «Los experimentos mentales de Einstein», Sabine Hossenfelder, experta en gravedad cuántica del Instituto Nórdico de Física Teórica, repasa las implicaciones de esta manera de trabajar y enfatiza su importancia en la física teórica actual.

Los límites de la teoría: agujeros negros y viajes en el tiempo

Un curioso aspecto de la relatividad general es que, al menos sobre el papel, sus ecuaciones permiten viajar atrás en el tiempo, una posibilidad que ya descubrió Kurt Gödel en 1949 y que abre la puerta a todo tipo de paradojas relacionadas con la causalidad. En «Una breve historia de los viajes en el tiempo», el periodista científico Tim Folger repasa cómo los investigadores han explorado esta insólita propiedad de la teoría de Einstein para indagar sus límites.

La relatividad general aún no ha sido puesta a prueba en campos gravitatorios extremos. En los próximos años, una red internacional de telescopios intentará verificar las predicciones de la teoría en las inmediaciones de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea. Los astrónomos Dimitrios Psaltis, de la Universidad de Arizona, y Sheperd S. Doeleman, del Instituto de Tecnología de Massachusetts, revelan las perspectivas de este ambicioso proyecto en «La prueba del agujero negro».

Más allá de la relatividad general

Einstein dedicó los últimos años de su vida a construir una teoría que fuese más allá de la relatividad general y que abarcase el resto de la física conocida. Encontrarla sigue siendo hoy el sueño más ambicioso de los físicos. En «La búsqueda de la teoría final», el divulgador científico Corey Powell repasa los retos experimentales y teóricos a los que se enfrenta el camino hacia la anhelada teoría del todo.

En los intentos por obtener una descripción cuántica del espaciotiempo, una de las propuestas más originales de los últimos años plantea la equivalencia de dos fenómenos aparentemente inconexos que, curiosamente, fueron analizados por el propio Einstein en dos artículos independientes escritos en 1935: el entrelazamiento cuántico y los agujeros de gusano. La relación entre ambos parece implicar que la bella continuidad del espaciotiempo einsteiniano podría tener un origen profundamente cuántico. Juan Maldacena, físico teórico del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton y uno de los mayores expertos mundiales en gravedad cuántica, explica con gran claridad esta nueva propuesta en «Geometría y entrelazamiento cuántico».

El sueño de Einstein, contado por él mismo

Cinco años antes de morir, Albert Einstein publicó en Scientific American un artículo divulgativo sobre su teoría del campo unificado. El texto, inédito hasta ahora en español y titulado «Sobre la teoría generalizada de la gravitación», constituye un testimonio único de las motivaciones filosóficas y la cadena de consideraciones físicas que llevaron a su autor a embarcarse en la formulación de la relatividad general primero y en su posible generalización después.

Además, en «La edad del universo» (en la sección Juegos matemáticos) Bartolo Luque, de la Universidad Politécnica de Madrid, plantea una discusión sobre la geometría del cosmos.

Y en la sección Libros se ofrecen las reseñas de cuatro de las últimas publicaciones sobre el legado de Einstein: Relativity: The special and the general theory (100th Anniversary edition), Albert Einstein (Princeton University Press, 2015); The road to relativity: The history and meaning of Einstein's «The foundation of general relativity» featuring the original manuscript of Einstein's masterpiece, Hanoch Gutfreund y Jürgen Renn (Princeton University Press, 2015); The physicist and the philosopher. Einstein, Bergson, and the debate that changed our understanding of time. Jimena Canales (Princeton University Press, 2015), y Albert Einstein. Volume 14. The Berlin years: Writings & correspondence, April 1923-May 1925. Dirigido por Diana Kormos Buchwald, József Illy, Ze'ev Rosenkranz, Tilman Sauer y Osik Moses (Princeton University Press, 2015).

 

FIESTA DE BLOGUEROS EN SciLogs

También nuestros blogueros se han unido a la celebración del centenario de la relatividad general (#100AñosDeRelatividadGeneral). A lo largo de los últimos días han publicado una colección de artículos en los que nos cuentan cómo ha influido el legado de Einstein en su carrera investigadora y en el desarrollo de la ciencia en general. Descubre sus experiencias, anécdotas y reflexiones:

 

bellido.jpgCien años de relatividad general: Fundamentos y cosmología
Por Juan García-Bellido Capdevila
Investigador del Instituto de Física Teórica del CSIC y cosmólogo teórico reconocido internacionalmente. Ha trabajado en el CERN, el Imperial College de Londres y la Universidad Stanford.

 

xgf.pngEinstein: Más allá de la relatividad general
Por Xavier Giménez Font
Profesor del departamento de química física de la Universidad de Barcelona. Docente en química ambiental y química física de materiales e investigador en simulación computacional de reacciones químicas.

 

ortsgil.jpgEinstein entre bastidores y La Fórmula G
Por Guillermo Orts-Gil
Doctor en química física e investigador en nanotecnología de la Sociedad Max Planck. También es coordinador científico de la oficina europea de la FECYT en Alemania.

 

guardiola.jpgMileva Marić ¿La primera esposa de Albert Einstein?
Por Fco. Javier Martínez Guardiola
Profesor asociado en el departamento de ingeniería de comunicaciones de la Universidad Miguel Hernández. Actualmente investiga en el Grupo de Holografía y Procesado Óptico de la Universidad de Alicante.

 

reche.jpgRelatividad general: 100 años de realidades que parecen mentira
Por Francisco Pérez Reche
Profesor en el Instituto de Sistemas Complejos y Biología Matemática de la Universidad de Aberdeen. Experto en modelos matemáticos para describir fenómenos como el comportamiento de materiales inteligentes, epidemias o ecosistemas.

 

cristina.pngCien años de relatividad general: Influencias en diferentes disciplinas de la física
Por Cristina Manuel Hidalgo
Investigadora científica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-IEEC).

 

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Relatividad general por todas partes
Por Jorge Zuluaga
Profesor del Instituto de Física de la Universidad de Antioquia en Medellín, Colombia. Investigador del grupo de física y astrofísica computacional.

 

turpin.jpgEinstein e Interstellar
Por Álex Turpin
Estudiante de doctorado de física en el grupo de Óptica de la Universidad Autónoma de Barcelona.

  

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La relatividad general. La lucha de Einstein por resolver un gran enigma
Por J. L. Vázquez y D. Fernández
Vázquez es catedrático de matemática aplicada en la Universidad Autónoma de Madrid doctor Honoris Causa por la Universidad de Oviedo. Fernández se encuentra terminando su tesis doctoral en la UAM y el Instituto de Ciencias Matemáticas.

 

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Observando los efectos de la relatividad general alrededor de agujeros negros
Por Xavier Barcons
Profesor de investigación del CSIC en el Instituto de Física de Cantabria. Investiga en galaxias activas en rayos X con XMM-Newton y otros telescopios.

 

foto susana biro-MINI.jpgLos eclipses de Einstein
Por Susana Biro
Historiadora y divulgadora en la Dirección General de Divulgación de la Ciencia de la Universidad Nacional Autónoma de México.

 

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Dejen de citar a Einstein, por favor
Por Carlos Sabin
Físico teórico. Investigador ComFuturo en el Instituto de Física Fundamental del CSIC.

 

 

¡Gracias a todos los blogueros por compatir con los lectores vuestra pasión por la física! 

— La redacción

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