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La Teoría de la Relatividad de Einstein cumple un siglo

El 25 de noviembre de 1915, Albert Einstein ofreció ante la Academia de Ciencias Prusiana la cuarta de sus conferencias, donde explicó su Teoría de la Relatividad General —10 años después de la publicación de la relatividad especial, referente a fenómenos electromagnéticos— a través de un artículo, publicado en el Boletín de la misma academia, que exponía las llamadas “Ecuaciones del campo de la gravitación”.

Las ecuaciones describen la gravitación como resultado de que el espacio-tiempo es curvado por la materia y energía, y fueron expuestas hace un siglo en medio de un intenso estrés para el físico, puesto que en sus conferencias previas —todas en noviembre de 2015— no había logrado resolver los problemas e inconsistencias de su teoría, en tanto que otro célebre físico alemán, David Hilbert, lo había logrado por su parte.

Finalmente, Einstein lo resolvió, realizó su exposición y en los siguientes años, incluso hasta el día de hoy, abrió una nueva forma de explicar nuestra realidad macroscópica, astrofísica y cosmológica. Es una teoría que no ha terminado de repercutir en el conocimiento humano, sigue viva y tanto científicos en el pasado como otros más en nuestros días han ayudado a complementarla.

En entrevista, Shahen Hacyan, investigador del Instituto de Física de la UNAM, y Octavio Obregón, investigador de la Universidad de Guanajuato (UG), expertos en la obra de Einstein, explican conceptos básicos de la teoría, su relevancia, aplicación y la frontera del conocimiento de la relatividad general, así como los retos que enfrenta: su conjunción con la mecánica cuántica (que describe el mundo atómico) y su empleo para explicar la materia y energía oscuras del Universo.

La teoría presentada hace un siglo por Einstein hacía ya una predicción y una comprobación importantes: la primera es que los rayos de luz que pasan cerca de un cuerpo como el Sol tienen que desviarse cierto ángulo, lo cual fue comprobado en 1919 por Arthur Eddington, quien en una expedición a África documentó y fotografió el desplazamiento de la posición de las estrellas que se observaban alrededor del Sol. Gracias al eclipse, fue posible observar el desplazamiento de la luz de las estrellas (el brillo solar las hacía invisibles al ojo humano) debido al efecto gravitacional del Sol.

La otra comprobación fue la explicación de por qué el perihelio de la órbita de Mercurio presenta una anomalía y no era explicable con la gravitación newtoniana. Einstein empleó la relatividad general para explicar por qué el perihelio de las órbitas de Mercurio se corrían lentamente; de acuerdo con las observaciones astronómicas y el resultado de las ecuaciones del físico, encontró que el perihelio avanzaba 43 segundos por siglo.

Entrados en evolución cósmica —recordemos que le relatividad general explica la física de los fenómenos macro y cosmológicos— el autor de Del mundo cuántico al Universo en expansión recuerda que a principios de la década de los 20 del siglo pasado, el ruso Aleksandr Fridman realizó una ampliación de la relatividad general para explicar que el Universo podría estarse expandiendo, dependiendo de la materia que contenga. “Los modelos de Fridman coinciden con las observaciones astronómicas, excepto por dos detalles: hay una aceleración cósmica (causada aparentemente por la energía oscura) y parece que hay una gran cantidad de masa que produce una atracción gravitacional, pero que no podemos ver (materia oscura)”, señala Hacyan.

Así, en la expansión del Universo, la gravitación nos dice cómo ocurre, pero con estos fenómenos oscuros todo se complica, incluso la comprensión de la materia que existe en éste. La materia de planetas, estrellas, galaxias… conforman un 5% del Universo conocido, en tanto que el 25% corresponde a materia oscura y el resto a la energía oscura.

Al igual que el Telescopio Horizonte de Eventos, los resultados de las observaciones de DESI tendrá repercusiones en la comprobación de la relatividad general a escalas cosmológicas, y será un engrane más para entender la evolución cósmica del Universo.

Para el especialista, mientras no comprendamos este fenómeno “nos quedamos un poco cojos” en entender la gravitación de manera completa. No obstante, para Hacyan, si ese momento de unificación teórica no se descubre, tampoco es causa de alarma. “Sería una curiosidad matemática y teórica básicamente, si no se logra, no pasará nada. Aunque quizá se aplique después, uno nunca sabe, como con la mecánica cuántica que ahora ésta es la base de gran parte de la tecnología que tenemos en la actualidad”.

De esta forma, la Teoría de la Relatividad General aún sigue en crecimiento y desarrollo,  construida y en construcción por generaciones de físicos; es uno de los pilares de la física moderna y la que otorgó gloria al científico más importante del siglo XX. Einstein luchó mucho tiempo para demostrar que su brillante teoría no era una excentricidad, hoy parecen lejanas algunas de esas argumentaciones.

Fuente: Crónica

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