Guía de uso - Relatividad Especial - Relatividad General - Visión histórica - Multimedia VISIÓN HISTÓRICA 6. El
Cosmos de Einstein. La
complejidad matemática de una teoría sobre la realidad no significa que sea
inabordable filosóficamente. A través de sencillas palabras, se puede transmitir
al alumnado las profundas implicaciones filosóficas que una teoría puede
tener. Máxime cuando ésta afecta radicalmente a la comprensión o visión del
Universo. La obra de Einstein supuso un cambio esencial, una auténtica revolución,
en todos los ámbitos de la Física e interesa, por muchos motivos, a cualquier
persona. Hoy día y para sorpresa de muchos, tanto la Teoría
Especial de la Relatividad como la General siguen
triunfando en la prueba de fuego que supone para cualquier teoría el contraste
con la realidad, con la Naturaleza.
Tanto la visión de Newton como la de Einstein se basaron en una descripción física y matemática de la Realidad. Ahora bien, si Newton partía de los cuerpos (del qué, de la materia como primordialidad), Einstein puso su atención, sobre todo, en los fenómenos, a los que dedicó los primeros Postulados de la relatividad especial. Es decir, Einstein se interesó más por el cómo funcionaban los sucesos en el Universo. La velocidad (una
magnitud secundaria en Newton, es decir, obtenida a partir de la relación
entre dos magnitudes primarias, “cuantías” de espacio y “duraciones” de
tiempo) de la luz es elevada a la categoría de Postulado en la Teoría de
la Relatividad Especial (1905). La velocidad de la luz, finita y constante,
cercana a los 300.000 kilómetros por segundo*,
deberá ser, además, velocidad límite del Cosmos. De la misma manera
que Newton tomó una sola propiedad
para caracterizar físicamente la materia, la llamada masa
inercial, “cuantía“ o “cantidad de” materia, Einstein tomó una sola propiedad de las muchas que tiene
la luz, su velocidad, para construir su impresionante teoría física.
El Espacio y Tiempo
Absolutos de Newton eran referenciales de lugar y de instante para cualquier
cuerpo. Con la Relatividad Especial,
el límite de
la velocidad de la luz (Postulado) originó nuevas concepciones en la geo-metría (medida de espacio) y en la crono-metría (medida de tiempo), es decir,
en la métrica de la espacialidad y de la temporalidad. La Teoría de la
Relatividad Especial no modificó los referenciales de
lugares y de tiempo (el Espacio
y Tiempo Absolutos newtonianos) en
tanto que estructura soporte donde ocurre el movimiento de los cuerpos.
Sólo
afectó a las medidas de reglas y relojes en movimiento uniforme (no acelerado).
En la Relatividad
Especial,
materia y energía son equivalentes y transmutables
la una en la otra y viceversa. Esto constituyó una revolución intelectual
incalculable: el ser (la cosa) aristotélico ya
no era radicalmente existente; pues la máxima: “donde no hay, no puede
aparecer ser” fue puesta en cuestión. Los aceleradores de partículas se han encargado
de dar la razón a Einstein al obtenerse experimentalmente pares de partículas-antipartículas
a partir de energía. De igual forma, la propiedad newtoniana cantidad de
materia o masa inercial se tambaleó; de propiedad caracterizadora de un
cuerpo pasó a ser una mera propiedad dependiente del movimiento. La masa
inercial se transformó también en un concepto relativo, los cuerpos
que viajan rápidamente
aumentan, sorprendentemente, de masa (o energía).
La Teoría de
la Relatividad Especial fue publicada en 1905 y este artículo
fue leído por Minkowski. Hacia
1907-1908, Minkowski, el gran geómetra pitagórico (la Naturaleza está escrita
en lenguaje matemático) pretendió explicar las metrías espaciales y temporales
relativistas cambiando los referenciales, es decir, sustituyendo el Espacio
y Tiempo Absolutos por un único referencial: el Espacio-Tiempo o Mundo
Absoluto. En otras palabras, obvió el problema de las unidades de medida
(reglas y relojes en movimiento relativo) y se fijó exclusivamente en los
referenciales para explicar el problema. Así, el dónde y el cuándo
newtonianos fueron unificados por Minkowski a través de una nueva métrica:
los puntos de Newton se transformaron en sucesos,
híbrido de punto e instante que depende de cuatro variables (las cuatro
dimensiones: tres espaciales y una temporal), que integran el dónde-cuándo.
Este Mundo Absoluto fue, en última instancia, una nueva perspectiva filosófica
geométrica
(matemática) sobre el Universo.
Einstein, tras leer
a Minkowski, rescató del olvido la Relatividad Especial,
que había sido elevada por el primero a la condición de una compleja cosmovisión,
y la reinterpretó unificando el espacio y el tiempo en un solo marco referencial
(el Mundo Absoluto). Durante los años siguientes, Einstein trabajaría incansablemente
buscando la formulación matemática de una teoría general que explicara
las causas y los efectos gravitatorios (que se transmitían, supuestamente,
con una velocidad infinita en el Cosmos newtoniano) en consonancia con
el Postulado “L” sobre
el límite de la velocidad de la luz, que conlleva una relatividad absoluta
en las medidas de reglas y relojes en movimiento.
El Cosmos hacia 1920
se concibe ya según la Teoría General
de la Relatividad de Einstein (dada a conocer el 25 de noviembre de 1915
y formulada “definitivamente” en
1916 en Los fundamentos
de la teoría general de la relatividad) como:
1º.
Un Todo posiblemente finito, frente al Universo Infinito de Newton.
2º.
Pero ilimitado, es decir, carente de límites.
3º. El Cosmos,
en la concepción primera de Einstein, presenta una estaticidad intrínseca como totalidad
(es decir, el Cosmos, como unidad ha sido siempre igual a sí mismo y permanecerá,
en líneas generales, siempre idéntico: ni crece, ni encoge, a nivel
global). La dinamicidad en el Cosmos sólo es local, es mera variación (cambio
de lugar).
4º.
El Cosmos es Realidad Única (espacial-temporal-material-energética).
En Newton la materia, el espacio y el tiempo eran sustantivos, nombres
propios. Ahora, se consideran adjetivos de la Realidad.
El Cosmos de Einstein
ya “no está” en el Espacio Absoluto sino que es espacioso;
análogamente, su Universo tampoco “discurre” en el Tiempo Absoluto sino que
es tempóreo. Espacio, tiempo y materia ya no son propiedades independientes
del Cosmos sino que están interrelacionadas, son interdependientes o pertenecen
a una estructura única.
En la Teoría General
de la Relatividad el Cosmos se concibe como un Todo Único
finito (curvado sobre sí mismo). El Cosmos, concebido como totalidad,
debería
ser estático, por lo que Einstein postuló la constante cosmológica para
frenar la expansión que se desprendía de las soluciones de las ecuaciones
de campo. Posteriormente, cuando Hubble descubrió la expansión de las galaxias,
reconsideraría
esta estaticidad, que para Einstein fue el mayor error de su vida (motivado
por sus creencias religiosas o por sus preferencias estéticas, según otros
autores).
[*] La ley de la constancia de la velocidad de la luz en el vacío no puede aspirar a validez ilimitada, pues los rayos de luz sólo pueden curvarse si la velocidad de propagación de ésta varía con la posición (...) La Teoría de la Relatividad Especial no puede arrogarse validez en un campo ilimitado; sus resultados sólo son válidos en la medida en que se pueda prescindir de la influencia de los campos gravitatorios sobre los fenómenos (los luminosos, por ejemplo). Einstein A. Sobre la Teoría de la Relatividad Especial y General, pp. 68 y 69, Alianza, Madrid, 1984.
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