Historia

El "año de las maravillas" de Einstein, 100 años después

Por Stefan Lovgren

15 de abril de 2005

Ya han pasado cien años desde el annus mirabilis de Albert Einstein, o “año de las maravillas”, durante el cual el entonces funcionario de 26 años escribió una serie de artículos que revolucionaron nuestra forma de entender el universo.

Para marcar la ocasión, las Naciones Unidas decidieron que 2005 sería el Año Internacional de la Física.

Por supuesto, han surgido decenas de avances científicos pioneros desde los tiempos de Einstein. Pero, básicamente, la ciencia todavía opera dentro del mismo marco dispuesto por Einstein hace un siglo.

“No solo cambió la ciencia sino también el camino para hacer buena ciencia”, afirma Gerald Holton, profesor de física y estudioso de Einstein en la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts.“Él no intentaba encontrar soluciones a los pequeños problemas, sino hacer que toda la física estuviera recogida bajo un mismo techo”.

E=mc2

Einstein, nacido en Alemania, se encontraba trabajando como funcionario de bajo rango en la Oficina de Patentes suiza de Berna cuando concibió sus teorías radicales, que sentarían las bases de la física moderna.

Fue entonces cuando resentó una serie de artículos a Annalen der Physik, la principal revista alemana sobre física en el momento.

En un artículo escrito en mayo de 1905, Einstein demostraba cómo la existencia de átomos (una idea que estaba siendo intensamente debatida, pero todavía lejos de ser aceptada universalmente) podía verificarse midiendo los movimientos de las partículas microscópicas en un vaso de agua.

El proceso, midiendo lo que se conoce como movimiento browniano, proporcionó a los científicos una forma de contar átomos mirando a través de un microscopio ordinario.

En junio del mismo año, Einstein introdujo la relatividad, una teoría del tiempo, la distancia, la masa y la energía. Estableció la velocidad de la luz como el límite de velocidad universal y demostró que la distancia y el tiempo no son absolutos, sino que se encuentran afectados por el movimiento.

“Hasta entonces, las personas se aferraban a la idea de que el tiempo era fijo”, explica Clifford Will, profesor de física en la Universidad de Washington en St. Louis, Missouri.“Einstein escogió un punto de vista operativo, viendo el tiempo como aquello que miden los relojes y nada más”. (Will es el autor del libro “¿Tenía razón Einstein?”)

En un añadido de tres páginas a su teoría, completada en septiembre de 1905, Einstein derivó su famosa ecuación E=mc2. La ecuación demuestra que la energía de un cuerpo es igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado.

Sin embargo, el más revolucionario fue quizá su primer artículo, escrito en marzo.

En él, Einstein argumentaba que la luz no era una onda, como pensaban previamente la mayoría de los físicos, sino que se trataba de un torrente de diminutos paquetes de energía que desde entonces se conocen como fotones. Esto explicaba el efecto fotoeléctrico: la emisión de electrones por parte de ciertas sustancias cuando se ven expuestas a la luz o la radiación.

La teoría hizo que Einstein ganase el Premio Nobel en 1921 y sentó las bases de la teoría cuántica, que sostiene que la física no puede hacer predicciones definidas. Solamente puede predecir la probabilidad de que las cosas salgan de uno u otro modo.

La teoría cuántica, que es una descripción estadística de la naturaleza a escala subatómica, ha probado ser cierta. Sin embargo, Einstein llegó a rechazar la imprevisibilidad de la mecánica cuántica, en su famosa frase “Dios no juega a los dados con el universo”. En su lugar, él la veía como un mero camino para llegar a una descripción más profunda y completa del universo.

“Era incapaz de aceptar que en el tejido mismo del cosmos hubiera un elemento de incertidumbre”, explica Brian Greene, profesor de física y matemáticas en la Universidad de Columbia en Nueva York. “Esperaba que el marco probabilístico de la mecánica cuántica fuera simplemente un punto intermedio alcanzado en su estudio. Pero parece que ese no es el caso”, afirmó Greene, escritor del best seller “El universo elegante”.

Una teoría unificada

Holton, físico de Harvard, explica que mirar los artículos de Einstein de forma individual es un error.

“Todos muestran la misma motivación”, afirma. “En las primera líneas [Einstein dice que] nuestra forma de entender la naturaleza no es del todo correcta… que existen cuerpos microscópicos que son lo suficientemente grandes como para observarse, y un mundo submicroscópico de átomos y moléculas que no podemos ver.

Einstein decía: ‘No, solo puede haber un único tipo de física. Dios no habría podido crear dos tipos de física’”.

Einstein se autoconvenció de que una teoría unificada podría explicar el orden del universo. “Su forma de ver la física era encontrando conexiones entre las cosas que se veían como entes separados”, afirma Greene.

“Su meta última fue hallar una conexión entre todas las fuerzas de la naturaleza”. Einstein nunca pudo encontrar el éxito en su búsqueda de la teoría del todo. Pero muchas personas consideran a los teoristas de cuerdas, como Greene, como los sucesores naturales de Einstein.

La teoría de cuerdas es un modelo físico que sostiene que los bloques de construcción de las bases del universo son filamentos de energía que vibran dentro de toda partícula.

“La verdad es que estamos continuando con un programa iniciado por Einstein”, afirma Greene. “No sé si estamos en el camino correcto. Pero si es el correcto, entonces será el tipo de teoría que Einstein pasó 30 años intentando encontrar, algo que nunca hizo. Descubrirla sería algo maravilloso”.

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