A. EINSTEIN: UNA BIOGRAFÍA. Juventud (VIII)

Teoría de la Relatividad Especial (TRE) 

El más importante de los cuatro, y por el que se hizo tan famoso, fue el tercero. Recibido en Anales el 30 de junio, se publicó el 26 de setiembre. Lo había titulado “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento” y en él, Einstein, sienta las bases de la TRE.

Más parece que surgiera como fruto de una prolongada reflexión sobre la problemática, que de un intento de respuesta para la segunda de las "... dos pequeñas nubes oscuras" de Lord Kelvin. El “resultado negativo” del fallido experimento de Michelson y Morley en 1887, y del que algunos historiadores piensan no llegó siquiera a conocer.

(En mis razonamientos la experiencia de Michelson no tuvo considerable influencia. Ni siquiera recuerdo si la conocía cuando escribí mi artículo).

Con los dos postulados en los que se fundamenta, inició la reconciliación entre las leyes del movimiento (LGU) de I. Newton de 1687 y la teoría electromagnética (TEM) de J. C. Maxwell de 1870, mediante una modificación de la teoría del espacio y el tiempo.

Modificación que dio origen a otro nuevo campo de conocimiento, la Física Relativista, un pilar más de la física del siglo XX: la Física Moderna.

Relatividad galileana

Cabe recordar que, la de Einstein, no es la primera relatividad conocida por el hombre. Ya en 1632, G. Galilei afirmó la independencia de las leyes de la mecánica con el estado de movimiento del observador, siempre que éste se mueva con movimiento recto y uniforme (MRU).

Este principio relativista galileano fue asumido por Newton en su física del siglo XVII y, su validez general, continuó hasta las postrimerías del siglo XIX. No obstante, con el nacimiento del electromagnetismo y sus leyes, surgieron los primeros escollos relativistas y se vislumbraron los límites galileanos.

Según la TEM de Maxwell, la radiación electromagnética se propaga por el espacio como un movimiento ondulatorio y, como la Física Clásica nos dice que lo deberá hacer a través de un medio material, así el sonido en el aire, ergo, pensaron en la existencia del éter, el éter lumínico.

Pero, de la misma TEM también se deduce que todas las ondas electromagnéticas (entre ellas la luz) se mueven a unos trescientos millones de metros cada segundo, en un vacío que tome como referencia un sistema en reposo en el éter.

Y aquí surge la contradicción pues, la relatividad de Galileo no valdría para la luz ya que, en cuanto no estuviese en reposo, su velocidad no sería la calculada por Maxwell.

Para más inri, los experimentos demostraban que la velocidad de la luz era siempre la misma; no había diferencias entre los valores obtenidos desde un sistema en reposo, y otro que se moviera.

El dilema estaba servido. O se modificaba la física clásica, válida desde el siglo XVII, o se revisaba la, recién nacida TEM, del siglo XIX. That is the question.

Genial solución einsteniana

Einstein, en su TRE, se decantó por la primera solución. Amplió el principio de Galileo al electromagnetismo de forma que, ahora, eran todas las leyes de la física las que permanecían iguales, en cualquier sistema de referencia inercial.

Podrían cambiar los valores numéricos de las magnitudes que midiéramos, al pasar de un sistema a otro, pero en todos ellos regían las mismas leyes físicas. También postuló que la velocidad de la luz es constante e insuperable.

Una afirmación que resolvía la paradoja relativista, pero que planteaba nuevas dificultades cognitivas.

De un lado, un conflicto intelectual, ya que negaba nuestra concepción del espacio y del tiempo (absolutos, independientes e invariables), para conformar un continuo espacio-tiempo dependiente del observador.

Del otro, un reto al sentido común, ¿cómo va a tener la luz del faro de un tren la misma velocidad, si el tren está parado o en movimiento?

¿Por qué no se podía alcanzar, ni superar, para la luz ese valor de velocidad? (El sentido común no es más que un depósito de prejuicios establecidos en la mente antes de cumplir dieciocho años).

E = m·c²

El 27 de setiembre -y casi como una ocurrencia, sólo ocupaba tres páginas- envió su cuarto trabajo sobre la relación entre masa y energía, con un retórico título “¿Depende de su energía la inercia de un cuerpo?

Fue publicado en noviembre, y éste ya, en el volumen 18, págs 639-641. Llegaba a demostrar que, cuando un cuerpo libera energía en forma de radiación, su masa disminuye en una cantidad proporcional, e igual, a L/c².

No es en este artículo donde aparece la famosa fórmula ya que, Einstein, al principio empleó la letra L, en lugar de la E, para simbolizar a la energía y, además, se refirió a la masa (m) de un cuerpo como medida de su contenido energético.

En otras palabras, que la primera expresión de tan famosa relación fue m = L/c² , donde c² es un factor muy alto, el cuadrado de la velocidad de la luz en el vacío.

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