Los experimentos y teorías de Albert Einstein

Albert Einstein es uno de los científicos más importantes que ha dado la historia. Responsable de algunas de las más novedosas teorías y experimentos de los últimos siglos, también se convirtió en un icono pop con una popularidad arrolladora. Todo ello, ocupándose de complejas investigaciones relativas a la física teórica.

Einstein nació en la localidad alemana de Ulm, vivió de niño en Italia y se asentó en Berna (Suiza). Sin embargo pasó las últimas décadas de su vida en Estados Unidos, país del que obtuvo su nacionalidad. Apátrida y apasionado, judío en la Alemania nazi de los años 20 y 30, hizo altavocía pública de sus ideas progresistas y pacifistas, pero a la vez escribió al presidente Roosevelt para pedir el avance de la utilización de la energía nuclear para fines militares.

La gran biografía de Einstein se adereza con la complejidad de sus teorías, todas ellas centradas en la física teórica y que necesitan de un avanzadísimo nivel de matemáticas para ser comprendidas. Pese a ello, fue una auténtica estrella mediática en vida y se convirtió en un icono popular a su muerte. Es autor, además, de algunas de las frases más notables de la historia.

El año milagroso

Albert Einstein era un simple oficial de la oficina de patentes de Berna cuando realizó algunos de los descubrimientos más innovadores de la historia de los experimentos. En el año 1905 publicó a la vez, aunque de forma separada, cuatro diferentes teorías en la revista científica Annalen der Physik, en lo que se ha dado en llamar su año milagroso (Annus mirabilis en latín). Cualquier de ellas, hubiera servido para revolucionar la física tal y como se la conocía hasta entonces.

'Sobre un punto de vista heurístico relativo a la producción y transformación de la luz'. El mismo título del primer texto de Einstein en Annalen der Physik demuestra la complejidad de sus teorías. Este artículo, en realidad, cambiaba el concepto de la misma naturaleza de la luz. Años antes, Max Planck (1858-1947) había descubierto que la energía no es un flujo continuo, como un grifo de agua corriente, sino una suma de pequeños paquetes llamado cuantos, como cuando se abre una tubería atascada y el agua sale a borbotones.

Planck había abierto el camino a la mecánica cuántica dentro del mundo de la física, y Einstein lo había trasladado al ámbito de la luz. Ello implicaba asumir que la luz tiene en realidad dos naturalezas, como corpúsculo y como onda. El llamado 'efecto fotoeléctrico' llevó a la concesión, en 1921, del premio Nobel de Física a Albert Einstein.

El segundo de sus artículos se titulaba: 'Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calor de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario'. En él, Einstein analizaba el llamado 'movimiento browniano', que hace oscilar a pequeñas partículas ubicadas en un medio fluido. El físico no sólo daba la explicación a ese efecto, sino que proporcionaba la base teórica para la estructura atómica de la materia, algo que en la época todavía no estaba aceptado.

El tercer estudio se titulaba 'Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimientos', aunque se ha dado en llamar la teoría de la relatividad especial. Este artículo no tiene que ver con la relatividad general que enunciaría años después y que representaría el triunfo de Einstein como científico de escala mundial, y aportaba grandes avances teóricos y experimentales sobre el movimiento de la luz.

En la cuarta de las publicaciones de Albert en Annalen der Physik aparecía la ecuación más famosa de toda la historia. El experimento se llamaba '¿La inercia de un cuerpo es dependiente de la energía que contiene?' e introducía por primera vez su e=mc2.  Con ella, se introducía la relación entre masa y energía que harían posibles todos los experimentos futuros relativos a la energía nuclear, incluyendo las temidas bombas atómicas.

La teoría de la relatividad

Todos estos experimentos de Einstein de 1905 tuvieron una importante resonancia, pero exclusivamente en el cerrado ámbito científico. No iba a ocurrir lo mismo con la llamada 'teoría de la relatividad general'. Presentada en 1915 en el marco de una serie de conferencia en el marco de la Academia Prusiana de Ciencia, a la que Albert había entrado un año antes, esta teoría ponía literalmente la física patas arriba.

Einstein enunció en la academia un ley que, ni más ni menos, acababa con la ley de la gravedad de Newton, que llevaba dos siglos siendo un axioma de la ciencia. La gravedad dejaba así de ser resultado de una energía en la distancia para convertirse en resultado de la curvatura espacio-tiempo.

Una vez más, las teorías del científico revolucionaron la física, pero tampoco esta vez llegaron al gran público. En su discurso, además de la base teórica para este cambio de paradigma, Einstein anunció que un experimento podría confirmar uno de sus enunciados, el que se refería a la curvatura de la luz.

El experimento del eclipse

Este gran investigador sostenía que la luz no se desplazaba siempre en línea recta, como se sostenía hasta entonces, sino que estaba sujeta también a la fuerza de la gravedad. Esta idea podría confirmarse con un experimento: la medición de la luz durante un eclipse permitiría comprobar cómo afectaba la masa del Sol a la luz proveniente de las estrella, aprovechando ese momento de oscuridad.

El experimento para confirmar la curvatura no se pudo llevar a cabo hasta el siguiente eclipse de Sol. En 1919, el astrónomo británico se desplazó con su equipo de cámaras fotográficas hasta Brasil. Sus instantáneas se reveleron en Londres en medio de una gran expectación.

Una reunión en la Real Sociedad Británica permitió dar a conocer el mundo el éxito del experimento. El físico suizo había acertado completamente sus previsiones, puesto que las fotografía confirmaban cómo la luz también era atraída por la gravedad solar. De ser un gran científico pero limitado a una comunidad de iniciados, Einstein pasó a convertirse en un científico de fama ilimitada. Había derrocado a Newton y su hazaña se convirtió en portada durante semanas en los principales periódicos de todo el mundo. Albert Einstein se había convertido en una estrella.