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  • Noviembre 2015Nº 470

INTRODUCCIÓN

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Cien años de relatividad general

Hace un siglo, Albert Einstein publicó su teoría general de la relatividad y reformuló las bases de la física.

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Todo el mundo sabe qué es la gravedad. Un bebé de tres meses mostrará sorpresa si una caja no se tumba como espera, y un niño de un año sabrá si un objeto en una posición inestable caerá o no según la forma que tenga. Primero los científicos pensaron que la gravedad era un tirón ejercido por la Tierra; más tarde, la concibieron de manera más general como una fuerza de atracción entre dos masas.

Entonces llegó Albert Einstein. En 1915, su teoría general de la relatividad puso de manifiesto que, más que una fuerza, la gravedad debía entenderse como una consecuencia de la curvatura del espacio. En otras palabras, todo lo que creíamos haber aprendido sobre la gravedad a partir de nuestra experiencia cotidiana resultó ser un error.

En un principio, la publicación de Die Feldgleichungen der Gravitation («Las ecuaciones de campo de la gravitación») el 2 de diciembre de 1915 no tuvo excesiva repercusión fuera del ámbito académico. Sin embargo, unos años después, las observaciones efectuadas durante un eclipse solar por una expedición dirigida por Sir Arthur Eddington catapultaron la teoría a la fama. Tal y como Einstein había predicho, la luz de las estrellas se desviaba al pasar cerca del Sol. El New York Times lo anunció con un célebre titular: «Los hombres de ciencia, más o menos encandilados con los resultados de las observaciones del eclipse».

No faltaban razones para aquella excitación. Resulta difícil exagerar hasta qué punto la relatividad general cambió la imagen del mundo físico imperante hasta entonces. De un plumazo, el espacio y el tiempo dejaron de ser un mero telón de fondo para convertirse en verdaderos protagonistas dotados de una dinámica propia. Su curvatura dictaba los movimientos de los cuerpos celestes y nos mantenía con los pies pegados al suelo. Incluso la luz estaba obligada a moverse siguiendo su contorno.

La revolución relativista moldeó en buena medida el siglo XX. Influyó en la filosofía, el arte, la política y la cultura popular. Su creador se convirtió en el científico más famoso del mundo y su nombre se trocó en sinónimo de genio («La importancia de Einstein», por Brian Greene). Einstein se valió de su prominencia para influir en asuntos de importancia mundial. Abogó por la construcción de la bomba atómica, algo que luego lamentaría durante años. Presionó para que se protegiese al pueblo judío, criticó sin tapujos el racismo y fue activista en favor de los derechos civiles. La fama que rodeó a Einstein y a su gran idea supuso un cambio decisivo en la percepción pública de la ciencia. El siglo XX quedó convertido en la era científica por excelencia y dio paso a una transformación tecnológica que aún estamos viviendo.

El centenario de la relatividad general nos brinda una oportunidad para escrutar el increíble avance de la ciencia y su efecto en la sociedad. En las páginas que siguen recapitularemos cuánto hemos aprendido del logro de Einstein y aventuraremos los secretos que todavía nos depara su obra. Examinaremos de cerca el momento de inspiración que condujo al genio por el camino de la relatividad («Einstein y la reinvención de la realidad», por Walter Isaacson) y repasaremos cómo acogió la comunidad científica de la época su teoría de la gravedad («Einstein, Lorentz, Eddington, Weyl y la relatividad general», por José Manuel Sánchez Ron). Exploraremos la evolución de sus ideas a través de sus errores («Los errores de Einstein», por Lawrence Krauss) y homenajearemos su capacidad para llegar a la verdad por medio del pensamiento puro («Los experimentos mentales de Einstein», por Sabine Hossenfelder).

La trascendencia de la relatividad general puede también calibrarse a partir de un fracaso: cien años de mentes brillantes no han bastado para formular una teoría que unifique la gravedad con el resto de las interacciones fundamentales de la naturaleza. Einstein dedicó los últimos años de su vida a perseguir este sueño, que llegó a creer al alcance de la mano. Su motivación y su manera de afrontar el problema quedaron plasmadas en un artículo divulgativo que él mismo escribió en 1950 para Scientific American. A modo de homenaje, este número recupera también esta pieza histórica («Sobre la teoría generalizada de la gravitación», por Albert Einstein).

Hoy los físicos aún intentan materializar dicho sueño. Para ello, sondean algunos de los misterios que han aparecido tras su muerte, como la energía oscura, y exploran caminos que les permitan conjugar la gravedad y la mecánica cuántica («La búsqueda de la teoría final», por Corey Powell). Al respecto, una línea de investigación reciente sugiere que la continuidad del espaciotiempo einsteiniano podría deberse al entrelazamiento cuántico, la misma propiedad que —ironías del destino— el físico alemán tachó de «espeluznante» («Geometría y entrelazamiento cuántico», por Juan Maldacena).

Otros investigadores se han propuesto examinar la relatividad general indagando sus límites. Desde el punto de vista observacional, una red de radiotelescopios intentará comprobar si las predicciones de la teoría siguen aplicándose en el entorno extremo del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea («La prueba del agujero negro», por Dimitrios Psaltis y Sheperd S. Doeleman). Y, desde una perspectiva matemática, hace años que los expertos analizan una de las propiedades más sorprendentes de la relatividad general: que no prohíba los viajes al pasado («Una breve historia de los viajes en el tiempo», por Tim Folger).

Pocas teorías han influido tanto en la física del siglo XX como la de Einstein, y pocos legados científicos siguen hoy tan vivos como el suyo. Cien años después, la física espera su próxima relatividad general. Podría valernos otro Einstein.

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