EINSTEIN

Diez años de enormes esfuerzos tardó Einstein en elaborar su teoría general de la relatividad. Esta teoría, según el propio Einstein, debe su existencia a la interpretación, no realizada por la física clásica, de la igualdad de las masas inerte y gravitatoria, es decir, de la equivalencia entre aceleración y gravedad: los efectos que experimenta un astronauta situado en la superficie de la Tierra son los mismos que experimentaría en una nave espacial sometida a una aceleración igual a la gravedad terrestre. Además, Einstein se desmarcó del concepto de espacio rígido e inmodificable y, siguiendo el ‘genio solitario e incomprendido de Riemann’, concibió un espacio con la flexibilidad suficiente para participar en los fenómenos físicos: el espacio tridimensional incorpora el tiempo en un continuo tetradimensional ‘con el descubrimiento de la relatividad de la simultaneidad’.

Con estos fundamentos, diferentes de los de Newton, Einstein construyó una teoría de la gravitación más amplia que la de la física clásica, la cual, debido a su gran éxito práctico, no tuvo antes estudios críticos a las bases de su sistema. Para desarrollar la teoría general de la relatividad, Einstein siguió una ruta matemática harto complicada: extendió la relatividad a sistemas de coordenadas acelerados, lo que implica la aparición de campos gravitatorios, supuso que el mundo físico está formado por el conjunto tetradimensional espacio – tiempo y empleó las leyes más sencillas que satisfacían la métrica de Riemann. Veamos las consecuencias de este tratamiento matemático.

Como en los sistemas acelerados los movimientos son curvilíneos y variados, el espacio-tiempo es curvo y la distancia más corta entre dos puntos ya no es un línea recta, sino una geodésica (que sería un arco en un círculo). Si, como dijo Einstein, ‘la masa curva el espacio-tiempo’, desaparece el concepto de fuerza de Newton y, por ejemplo, los planetas se mueven por inercia alrededor del Sol, siguiendo trayectorias de mínima distancia (geodésicas) en un espacio-tiempo curvado por la masa solar. Por otra parte, al ser la velocidad de la luz la máxima posible en el universo, la acción entre las masas no puede ser instantánea, en contra de la hipótesis de la mecánica clásica. Además, debido a la equivalencia entre masa y energía, esta tiene masa gravitatoria, por lo que la luz puede ser desviada por los campos gravitatorios.

¿Es posible confirmar experimentalmente estas conclusiones? Dice el propio Einstein: «La nueva teoría de la gravitación, en lo que se refiere a principios, se diferencia considerablemente de la de Newton; pero sus resultados prácticos concuerdan tan de cerca con los de la teoría clásica que es difícil hallar criterios de diferenciación accesibles a la experiencia… La teoría es completa desde el punto de vista lógico. Por lo tanto, si una sola de las conclusiones que se extraigan de ella resulta ser errada, tendremos que abandonarla»- Hasta el momento, esto no ha sucedido.