Archivo | noviembre, 2015

Un siglo de Relatividad General

25 Nov

He aquí mi pequeño homenaje al grandioso personaje Einstein cuando se cumplen hoy 100 años desde que publicara durante la mítica conferencia en la Academia Prusiana de las Ciencias en la que presentó sus exactas y valiosas ecuaciones de campo.

Mi tributo consiste en intentar hacer un humilde intento de explicar de forma breve e intuitiva, sin fórmulas ni dibujos (que hay a puñados en internet) lo que yo he entendido de esta magistral teoría. Es evidentemente un ejercicio de malabarismo entre rigor y síntesis que suele acarrear críticas por parte de los estudiosos de la materia y alabanzas por parte de los neófitos, pero he ahí en cualquier caso.

Mi explicación condensada de los conceptos y conclusiones que describe la Relatividad es que el universo se compone sólo de 2 cosas, que se entremezclan e interactúan ya que están interrelacionadas entre sí:
1.- La materia y energía (masas, campos)
2.- El espaciotiempo, que es una entidad absoluta (sí, así lo afirmo) y continua (a nivel macro sí, a nivel micro “opino” que está discretizada, pero este detalle no importa ahora) que llena todo el universo de principio a fin, a modo de tejido flexible y modificable.

Ambas entidades se relacionan según las ecuaciones de la Relatividad General.

Pero, ¿cómo se relacionan? Aquí la manida frase (que no por ser manida deja de ser descriptiva y cierta) que dice que la masa le dice al espaciotiempo cómo tiene que curvarse, y el espaciotiempo le responde a la masa diciéndole cómo tiene que moverse.

¿Pero el espacio se curva de verdad, en serio?

Es importante en este punto darse cuenta de qué significa que el tiempo forme parte del espaciotiempo como una dimensión más, ya que cualquier espacio de cuantas dimensiones queramos imaginar, para curvarse, necesita una dimensión adicional. Lo que se curva es el espaciotiempo, no el espacio exclusivamente. Me explico: Cuando pensamos una esfera como ejemplo de superficie convexa-curvatura positiva- o en una silla de montar a caballo como superficie cóncava-curvatura negativa, la curvatura se manifiesta porque la superficie en cuestión “invade” una dimensión adicional (pensando en modo euclídeo-recto-canónico) a la cual no puede accederse directamente desde la superficie considerada.
Cada observador, en su movimiento concreto a través del espaciotiempo, lo atraviesa de una forma concreta subjetiva obteniendo unas percepciones particulares del mismo que determinan sus mediciones espaciotemporales (el espacio y tiempo relativos famosos) así como la forma en que se manifiesta la inercia. El espaciotiempo es absoluto, nuestras percepciones son relativas a nuestra “línea de universo”, que es nuestra trayectoria concreta por estos mundos de Dios.

En nuestra experiencia diaria no observamos paralelas que se alejan o acercan, suma de ángulos de un triángulo mayor o menor de 180 º, …, que corresponderían a una superficie curva. La escala con la que estamos familiarizados y que es la base de nuestra intuición, es eucídea, y es por eso que nuestra mente es obstinadamente euclídea y nuestro tiempo absolutos. Es al dar el salto de escala a lo cósmico (o a los despalazamientos extremadamente céleres) cuando se manifiestan estos efectos, como tantas cosas en Relatividad.

Pero existe un efecto que sí se manifiesta a nuestra escala claramente: La gravedad. Ésta no es más que el efecto de reacción que nos provoca un objeto (el suelo) que se interpone en nuestro camino por la trayectoria más corta del espaciotiempo, la cual recorreríamos dócil y tranquilamente si ese objeto no se interpusiese, observando cómo objetos distantes aceleran respecto a nosotros.
La trayectoria más corta entre 2 puntos (recuerdo, del espaciotiempo no del espacio exclusivamente, es decir, esos 2 puntos pueden ser el mismo punto en el espacio y diferir sólo en el tiempo). Al estar deformada la “rejilla” espaciotemporal, el resultado es que recorremos más espacio en la misma unidad de tiempo, lo cual se traduce en una aceleración. La aceleración gravitatoria. O experimentamos fuerza gravitatoria (si el suelo nos sujeta) y observamos al resto de cuerpos acelerarse, o dejamos de sentir fuerza (en caida libre) y lo que observamos es aceleración respecto a objetos distantes. Son 2 caras de la misma moneda.

Sea como fuere, la velocidad generalizada en ese espaciotiempo de 4 dimensiones siempre es “c” de módulo, es decir, la de la luz. Sí, queridos lectores, estáis ahora mismo yendo a la misma velocidad que la luz sólo que en R4. Nos desplazamos a casi la velocidad de la luz en el tiempo y apenas a una minúscula proporción de ésta en el espacio, mientras la luz va quieta en el tiempo y a “c” en el espacio. En cualquier caso, sumando ambas velocidades en el tiempo y espacio, la velocidad total es siempre “c”. Esta es la diferencia que hay entre materia y energía, y es que la materia nunca puede dejar de desplazarse en el tiempo mientras que la energía sí puede hacerlo. Por eso la materia, al tener siempre una componente en el tiempo, nunca puede alcanzar la “c” en el espacio.

¿Y cómo se llega a estas conclusiones, son reales? Sobre todo, ¿cómo llega a estas conclusiones un científico solitario renegado del sistema académico y medio arruinado, peleado con todo el stablishment docente e incluso político? Pues admitiendo sólo una cosa: que la luz tiene una velocidad constante para cualquier observador. Partiendo de esa única premisa, este gigante de gigantes del intelecto humano fue tirando del hilo de forma tenaz contra viento y marea hasta llegar a estas asombrosas conclusiones.

Gracias, Einstein, por regalarnos la Relatividad.

 

Einstein y la bomba atómica

5 Nov

Coincidiendo con el mes del 100 aniversario de la publicación de la Teoría General de la Relatividad, el mayor constructo intelectual del ser humano realizado por un único individuo, voy a escribir unas líneas para aclarar a qué me refería en la entrada ya antediluviana La solución, ¡tengo la solución! cuando afirmaba que Einstein apenas tuvo que ver con la Bomba Atómica, en contra de la opinión generalmente extendida.

En 1905, cuando este tipo era un paria al que ninguna universidad quería como profesor (porque a todo el mundo replicaba y no ofrecía el “respeto debido” a las autoridades académicas), razonando sobre simples observadores en movimiento lanzando pulsos de luz y cosas así de abstractas, revolucionó la física conocida hasta entonces sin que nadie (casi nadie) se diera por enterado. Entre las fórmulas valiosísimas que dedujo, estaba la archiconocida E=mc² que todo el mundo relaciona con la bomba nuclear. Sin embargo, esta fórmula nada tenía que ver con la física nuclear (porque estaba por aquel entonces en pañales empezado a desarrollarse y por obra de otros científicos como Curie, …, no por Einstein, que se centraba en otras áreas). Dedujo fórmulas de mucho más valor durante ese año pero la propaganda nos ha metido en la cabeza una sola.

Einstein siguió siendo un paria durante varios años más, hasta que en 1915 publicó su Teoría General de la Relatividad quedando exhausto y cayendo enfermo durante meses justo a continuación debido al agotamiento físico y mental al que había tenido que someterse para alumbrar semejante prodigio humano. Pero aun así, la comunidad científica, que ya le tenía en gran estima, no acababa de encumbrarle ya que no todos veían con buenos ojos (o directamente no entendían) una revolución intelectual tan profunda. Sólo cuando en 1919 se confirmó la desviación de la luz en la cantidad que había predicho Einstein (diferente de la que predecía la teoría newtoniana), su fama adquirió proporciones adecuadas al tamaño del mérito de este gran personaje de la historia: dimensiones colosales.

En 1939, ya viviendo desde 1933 en EEUU aunque aun sin la nacionalidad concedida, que hubo de esperar a 1940, le llegaron noticias de colegas y amigos franceses y alemanes de que se podía lograr una reacción nuclear en cadena con uranio y que Alemania había detenido la exportación de este mineral desde sus minas, lo cual interpretaban algunos como que Alemania podía estar intentando fabricar dicho artefacto. La realidad es que los científicos nazis estaban muy despistados en esto, pero desde el otro lado no podía saberse con exactitud.
Usando su celebridad y capacidad de influencia (desde 1919 era una figura mundialmente conocida como ya se ha dicho), dirigió una carta (que redactaron entre varios colegas pero que firmó él pues era la estrella mediática) al entonces presidente de los EEUU, Roosevelt, para que acelerase el estudio para fabricar una bomba de esas características porque si Alemania dispusiera de ella antes, no habría forma posible de vencerla. A esa carta no se respondió nunca y Einstein no volvió a saber nada del asunto hasta 1945.

La realidad es que todo apunta a que el Proyecto Manhattan se inició gracias a esta carta, y de hecho en 1942 el proyecto Manhattan había logrado la primera reacción nuclear en cadena con Uranio, pero a Einstein le excluyeron completamente del asunto porque se le consideraba un “comunista peligroso” y para más INRI, alemán de nacimiento. Era evidente que no era un tipo de fiar para la maquinaria bélica estadounidense.

Cuando se cometió la atrocidad de tirar las bombas sobre civiles sabiendo el destrozo salvaje que provocarían, la guerra estaba finalizada de facto. Recordar que la toma de Berlín se produjo en mayo de 1945, tras el suicidio de Hitler en su búnker, quedando entonces sólo el frente del Pacífico. Con un lanzamiento de demostración en una zona poco habitada o en una zona militar, el efecto habría sido exactamente el mismo, suponiendo que fuera ese el motivo principal de la rendición de Japón. Numerosos estudiosos del asunto sostienen que habría bastado la entrada de Rusia en ese frente (lo cual era inminente en Agosto del mismo 1945) para producir la rendición automática de Japón, pero no dio tiempo a saberlo porque Truman (que fue quien tomó la decisión final en el mando aliado) quiso dar un mensaje a los rusos de quién había ganado la guerra, aunque ello se llevara cientos de miles de vida de forma instantánea y muchos cientos de miles más de forma lenta pero inexorable durante las décadas siguientes. No es una teoría que yo me haya inventado sino que hay gente mucho más informada que yo que la sostiene.

Muchas corrientes de opinión interna americanas veían en haber arrojado las bombas sobre ciudades muy pobladas un acto desmedido, cruento e innecesario. El estado mayor norteamericano no quería explicar las verdaderas razones de semejante decisión (que nunca antes ni después había tomado nadie) como que se deseaba hacer pruebas con seres humanos reales sobre sus efectos (por eso se eligieron destinos en los que no hubiera nubes que impidiesen la filmación de la hazaña, lo cual libró a Tokio de ser destino del experimento) o que era el primer ataque estadounidense hacia la URSS en la recientemente iniciada guerra fría (desde Abril como ya he explicado antes, que fue cuando la II Guerra Mundial apuntó definitivamente a su fin).

Durante muchos años después se estuvo negando que hubiera radiaciones en Japón que iban a dejar secuelas en su población durante décadas, y tratando de justificar la decisión con hipotético ahorro de vidas de soldados aliados, pero como la trola era demasiado grande incluso para una población eufórica por la reciente victoria, queridos amiguitos, tomaron otra decisión radical: hay que echarle la culpa al alemán. Einstein, para más señas.

Ya está!!! Le ponemos un “E=mc²” enorme al portaaviones USS Enterprise (1957) en medio de la cubierta y así despistamos al personal más aún para que se traguen la trola hasta el fondo de sus cerebritos. Y por supuesto, prohibido hacer cualquier película de la factoría de propaganda llamada Hollywood sobre la bomba o sobre Einstein, que se vería la trola a la legua.

¿Es extraño que un personaje tan influyente, con una vida tan agitada, con tanto tirón mediático, …, o un hecho tan convulso como la bomba atómica, nunca hayan despertado el apetito de Hollywood? Pues no. Y es que hay cosas que ni Hollywood se atreve a hacer. Los italianos se atrevieron a hacer una de Einstein que podéis ver aquí. Me ahorro el comentario sobre ella.

Así, con estas sencillas artes, han logrado que todo el mundo asocie a Einstein con las atrocidades de Hiroshima y Nagasaki sacudiéndose las pulgas de las bombas de camino. Preguntad a cualquier persona que tengáis cerca si la bomba atómica la “inventó” Einstein y veréis cuál es su respuesta.

Cuando Einstein vio las proporciones de la tragedia, comprendió de inmediato que aquello había nacido de aquella carta que él firmo, lo cual le sumió en un profundo desasosiego. Lo que no sabía era que le iban a colgar el mochuelo.

Incluso aun hoy persisten los efectos letales de las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki arrojadas en 1945.

Hasta otra.