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1 de Noviembre de 2015
Historia de la ciencia

Einstein, Lorentz, Eddington, Weyl y la relatividad general

A pesar de su complejidad, la teoría de la relatividad general encontró pronto defensores. Se preocuparon por desarrollar algunas de las implicaciones teóricas y confirmaron su predicción de la curvatura de los rayos de luz, lo que hizo de Einstein un personaje de fama mundial.

Los principales responsables de la primera recepción de la teoría de la relatividad general aparecen reunidos en esta fotografía tomada en el Observatorio de Leiden el 26 de septiembre de 1923: en primer fila, A. Eddington y H. A. Lorentz; detrás, Einstein, P. Ehrenfest y W.de Sitter. Einstein había llegado a Leiden para trabajar durante unos días con Ehrenfest (profesor en Leiden junto con De Sitter y Lorentz) y dio la casualidad de que coincidió con Eddington, también de visita. [INSTITUTO AMERICANO DE FÍSICA]

En síntesis

A pesar de su complejidad matemática y gran originalidad, la teoría de la relatividad general que Albert Einstein culminó en 1915 encontró pronto un pequeño pero selecto grupo de defensores: el físico H. A. Lorentz, sus discípulos A. D. Fokker y J. Droste, así como los astrónomos W. de Sitter y A. Eddington.

El problema del movimiento de N cuerpos en relatividad general o los modelos cosmológicos fueron las principales aportaciones de los primeros. Eddington se distinguió por su difusión de la teoría, así como por liderar la expedición que durante el eclipse de Sol de 1919 confirmó la predicción einsteiniana de la curvatura de los rayos de luz en presencia de un campo gravitacional. La confirmación catapultó a Einstein a la fama.

Ya antes de ese resultado, el matemático H. Weyl inauguró en 1918 un nuevo escenario para la relatividad general: la unificación de la gravitación y el electromagnetismo mediante una geometría más general que la de Riemann empleada por Einstein, quien pronto se sumó a aquel empeño unificador.

El 25 de noviembre de 1915, tras una larga búsqueda que había esbozado en 1907 (cuando introdujo el «principio de equivalencia») y comenzado con dedicación plena en 1911, Albert Einstein (1879-1955) presentaba en la Academia Prusiana de Ciencias de Berlín, de la que era miembro desde 1914, una comunicación titulada «Las ecuaciones del campo gravitacional». Esta contenía las ecuaciones que todavía hoy, un siglo después, aceptamos para describir una de las cuatro fuerzas de la naturaleza, la gravedad. Por fin, había conseguido producir una teoría relativista de la gravitación: la teoría de la relatividad general.

Se trataba de una construcción teórica que utilizaba un aparato matemático poco familiar para los físicos de entonces: la geometría riemanniana, o «cálculo diferencial absoluto», adecuada a geometrías no planas, un mundo de objetos matemáticos denominados tensores, aplicado, además, a un conjunto de diez ecuaciones no lineales en derivadas parciales.

En una fecha tan tardía como el 27 de mayo de 1929, Oliver Lodge, distinguido físico de la Universidad de Birmingham, confesaba al también notable Edmund Whittaker, catedrático en la Universidad de Edimburgo, sus problemas con aquella nueva física, debidos a sus carencias matemáticas:

«Le agradezco que me haya enviado su conferencia sobre “¿Qué es la energía?”. Pero estoy aterrado al ver que no puedo seguirla, esto es, entenderla, en absoluto. Más bien me sorprende que haya que introducir tensores en relación con algo tan fundamental como la energía. Ni siquiera sé lo que es un tensor. Sé que un vector es un escalar con dirección, además de magnitud. Uno ha tenido que acostumbrarse a los vectores. Supongo que un tensor es un vector con algo añadido. Pero ¿qué? ¿Es un giro o lo que Robert Ball llamaba un tirón? A mi edad ya no voy a aprender el cálculo tensorial pase lo que pase.»

«Ni siquiera sé lo que es un tensor», decía, así que ¿cómo iba a poder entender la relatividad general?

 

Lorentz y la conexión holandesa
Cualquier científico tiene sus «héroes», colegas del pasado o del presente cuyas obras admira, bien por su originalidad, dominio de recursos técnicos o por lo que representan. Y esto se aplica incluso en algunos de los científicos cuyas obras constituyen hitos en la historia del pensamiento: Galileo admiraba a Arquímedes; Darwin, a Lyell; Maxwell, a Faraday y a Kelvin, y Planck, a Clausius. En el caso de Einstein, su héroe, el físico al que respetaba y quería por encima de todos, era el catedrático de Leiden Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928).

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