|
Jean Einsenstaedt
Laboratorio de Gravitación
y Cosmología Relativistas, Universidad Pierre y Marie Curie, París, Francia
Antonio Augusto Passos Videira
Departamento de
Astrofísica, Observatorio Nacional/CNpq, Departamento de Filosofía,
Universidad del Estado de Río de Janeiro
|
|
Cuando a comienzos del
presente siglo dio a conocer la teoría de la relatividad general, Einstein
previó que la luz sufriría desvíos al pasar cerca de cuerpos de gran masa.
Como la comprobación de ese efecto dependía de un objeto con masa suficiente
para causar un desvío perceptible, el científico tuvo la idea de fotografiar
las estrellas lejanas que estuviesen cerca del Sol -lo que sólo es posible en
un eclipse total- y comparar las imágenes con otras, de las mismas estrellas,
obtenidas por la noche, para verificar si estas cambiaban de posición. La
historia de los intentos de hacer esas fotografías registra varios fracasos,
pero en 1919, durante el eclipse observado en Ceará, Brasil, astrónomos
ingleses midieron el desvío y consagraron a Einstein definitivamente.
|
|
Cuando, en 1907, Albert Einstein decidió enfrentar el problema de la
gravitación, encontró poco apoyo entre los científicos, Después de todo, eso
significaba poner en peligro la teoría de la gravitación universal de Sir
Isaac Newton, lanzada 220 años antes e irrefutada hasta entonces. ¿Qué podía
resultar? Para el físico alemán, sin embargo, se trataba de una cuestión de
principios. La presencia de una duda en la grandiosa construcción teórica de
Newton (Figura 1) resultaba insoportable para Einstein, pero tenía, al mismo
tiempo, un lado positivo, en tanto significaba que todavía quedaba algo por
ser comprendido.
El detalle que perturbaba
a Einstein puede presentarse del siguiente modo: mientras el concepto de
velocidad -dentro de la teoría de la relatividad restringida que él mismo
había elaborado y publicado en 1905- es relativo, no ocurre lo mismo con el
concepto de aceleración. Así, el sistema inercial (sistema en el cual son
válidas las leyes de la mecánica) parecía ocupar un lugar privilegiado en la
teoría de Newton, situación que incomodaba al científico, porque indicaba que
algo no estaba bien entendido en las relaciones entre el principio de la
relatividad y la gravitación newtoniana. Esa molestia hizo que dedicara los
diez años siguientes de su vida al problema y lo llevó al desarrollo de la
teoría de la relatividad general.
Aunque la relatividad
restringida había introducido profundas modificaciones en la estructura
conceptual de la mecánica clásica -las ideas de espacio y tiempo relativos, y
de una velocidad máxima (c) para todos los cuerpos, por ejemplo-, al ser
yuxtapuesta a la gravitación newtoniana (yuxtaposición obligatoria, ya que la
relatividad restringida es una superteoría, o sea, todas las otras teorías de
la física deben obedecer sus postulados), la nueva teoría contenía un serio
problema. Los sistemas de referencia inerciales (sistemas de coordenadas
donde no existen fuerzas externas actuando) aparentemente seguían teniendo
una situación privilegiada, comparados con los otros sistemas llamados
no-inerciales.
La teoría de la
relatividad general propone convertir los sistemas no-inerciales en
"equivalentes" a los sistemas inerciales. En otras palabras, con la
formulación de su teoría de la relatividad general, Einstein (Figura 2)
intentó construir una física que fuese válida para cualquier sistema de
referencia.
|
|
Fig 1
Sir Isaac Newton publicó su teoría de la gravitación universal en 1687.
Recién 200 años más tarde fue modificada
|
Fig 2
Albert Einstein aún era desconocido cuando dio a conocer la teoría de la
relatividad, en el comienzo del presente siglo, enfrentando las ideas
newtonianas
|
|
Para aclarar la duda,
Einstein necesitó estudiar la geometría de Riemann, para lo que contó con la
ayuda de Marcel Grossmann, antiguo compañero de estudios en la Eidgenossische
Technische Hochschule, en Zurich. El recurso a esa geometría, basada en el concepto
de curvatura, contrariaba las desconfianzas iniciales de Einstein, pues
parecía significar que la naturaleza no era tan simple como él se imaginaba,
o al menos, tanto como lo deseaba.
Otro problema por encarar era verificar que las ecuaciones newtonianas de la
gravitación conservaban su forma en relación con las transformaciones
(ecuaciones de "comparación" entre sistemas referenciales
distintos) de Galileo, pero no en relación con las de (Hendrick) Lorentz. En
suma, la teoría de Newton no era compatible con la relatividad restringida. A
pesar de eso, las críticas de Einstein aún no convencían enteramente a
algunos de sus colegas. ¿Acaso la teoría de la gravitación universal no había
sido "perfectamente" verificada? ¿No era aplicable al sistema solar
y a los sistemas de estrellas binarias y, por lo tanto, válida para todo el
universo?
Los físicos teóricos de la época sabían que las relaciones conceptuales entre
la relatividad restringida y la gravitación newtoniana eran imperfectas, y
quizá hasta admitirían la existencia de una incoherencia entre las dos
teorías. Pero afirmaban que otras cuestiones de la física debían ser
investigadas antes que ese problema. Un ejemplo era la teoría cuántica, que
comenzaba a ser desarrollada, reclamando enormes esfuerzos de la comunidad
científica. Además, tenía un programa de investigación ya establecido, o más
detallado que el propuesto por Einstein para el problema de la gravitación
newtoniana. Por otra parte, la teoría cuántica planteaba cuestiones que,
además de ricas e interesantes, eran aparentemente más
"abordables", es decir, más resolubles.
|
