7 de junio de 2010

Einstein y... sir Isaac Newton


Lunes, 07 de junio de 2010

Einstein y... sir Isaac Newton



En el siglo XVII Isaac Newton básicamente creó la física del mundo moderno, desarrollando teorías acerca de la gravedad, la luz, la inercia, la masa, e incluso las matemáticas necesarias para comprender estos conceptos. La mecánica de Newton fue considerada como la descripción definitiva del universo, hasta que Einstein vino a cambiarlo todo.

Einstein fue el que comenzó la revolución de la física moderna que terminaría derrocando el viejo paradigma de la física newtoniana, por lo que tanto Einstein como Newton crearon las bases de nuevas formas de pensar. Efectivamente, hay grandes paralelismos entre ambos físicos. Los dos tuvieron lo que ha dado en llamarse un “año maravilloso” cuando tenían veintitantos años. El de Newton fue el que él llamó “año de la plaga”, en 1666. Ese año creó el cálculo diferencial e integral, descubrió la ley de gravitación universal y determinó cómo la gravedad hace que los planetas se muevan en elipses. El de Einstein fue en 1905, durante el que publicó la teoría especial de la relatividad, la solución al problema del efecto fotoeléctrico (para la que aplicó la hipótesis cuántica a la luz), una explicación del movimiento browniano y la ecuación E = mc2 . Hay sin embargo una pequeña diferencia entre Einstein y Newton a la hora de tratar estos descubrimientos: Newton no publicó la mayoría de sus primeros trabajos hasta décadas después pero, cuando lo hizo, todo el mundo los aclamó como correctos inmediatamente. Los dos hombres también están unidos por el hecho de que ambos llegaron a ser tremendamente famosos durante sus vidas. Newton fue una figura tan iconográfica durante su época como Einstein lo fue en la suya, sólo hay que sustituir una formal peluca británica por la melena alborotada de Einstein.

A lo largo de los siglos, la fama de Newton como fundador de la física moderna le había incrustado en la consciencia de la sociedad como el genio que había creado la ciencia tal y como se conocía. Surgieron sin embargo varias discrepancias, las más evidentes tenían que ver con la luz y la óptica.

Newton había lanzado la hipótesis de que la luz estaba constituida por “corpúsculos”, partículas como pequeñas bolas. En el siglo XIX varios físicos, entre ellos, más notablemente, James Clerk Maxwell, habían determinado que la luz era de hecho una onda. Pero los problemas para la mecánica newtoniana estaban sólo comenzando. La teoría de Maxwell cuestionaba otras facetas de la visión del mundo de Newton. Para la época en que Einstein estaba haciendo el doctorado estaba claro para los físicos más perceptivos de que se estaba en medio de una crisis: o Newton estaba equivocado o lo estaba Maxwell. La publicación por Einstein en 1905 de la teoría especial de la relatividad fue el golpe decisivo: Maxwell era el ganador y la mecánica newtoniana, con su dependencia del tiempo absoluto y del espacio absoluto, era incorrecta. Pero Einstein no se paró ahí. Si bien no tenía un plan premeditado para desmantelar el edificio que Newton había construido, él fue el que vino a cambiar el concepto aceptado, mecánico y determinista, del mundo.

Einstein abordó la cuestión de la gravedad, dándose cuenta de que la forma en la que era comprendida no era compatible con su teoría de la relatividad. En 1911 publicaría su primera aproximación a la teoría general de la relatividad, que reformaba otra de las grandes teorías de newton: la ley de la gravedad universal. Newton había dicho que todos los objetos del universo se atraían entre sí con una fuerza proporcional a sus masas. Pero sabía que no podía ofrecer una idea de por qué esto era así. “Non fingo hypotheses”, no formulo hipótesis, fue su comentario ante su falta de una teoría. Con la relatividad general Einstein ofrecía una solución a por qué la gravedad funcionaba: dos objetos se atraían entre sí porque la masa distorsiona el espaciotiempo alrededor de ella de tal manera que cualquier otra masa en su cercanía se “desliza” hacia ella. En su forma más sencilla las ecuaciones de Einstein son equivalentes a las de Newton; las de Newton no son expresiones equivocadas, sino incompletas, y las de Einstein son más completas. Algún día aparecerá una teoría que complete aún más las de Einstein.

A pesar de haber contribuido tanto a bajar del pedestal en el que se encontraban las teorías de Newton, Einstein siempre profesó una gran admiración por Newton. En 1940, en un artículo que escribió para Science titulado “Consideraciones acerca de los fundamentos de la física teórica”, Einstein dijo de Newton que fue la primera persona en “establecer una base teórica uniforme” para el mundo de la ciencia. Einstein seguía: “Esta base newtoniana probó ser sumamente fructífera y fue considerada definitiva hasta finales del siglo XIX. No solamente proporcionó resultados para los movimientos de los cuerpos celestes, hasta los más pequeños detalles, sino que también suministró una teoría de la mecánica de las masas continuas y discretas, una explicación sencilla del principio de conservación de la energía y una teoría completa y brillante del calor”. Newton había producido un conjunto de reglas, sistemático y omnicomprensivo, que unía todos los fenómenos conocidos en su época. Encontró que la mecánica era una forma tan buena de explicar la naturaleza que la aplicó a todo lo que vio; como lo hizo todo el mundo los doscientos años siguientes, hasta que llegó Einstein para cambiar de nuevo la visión del mundo.

[Para ver correctamente la imagen debes tener en cuenta que la realidad depende del observador: aléjate de la pantalla hasta que veas a Newton; acércate para ver a Einstein. La imagen Newton / Einstein es cortesía de Daniel Rozin].

Referencia:

EINSTEIN, A. (1940). CONSIDERATIONS CONCERNING THE FUNDAMENTS OF THEORETICAL PHYSICS Science, 91 (2369), 487-492 DOI: 10.1126/science.91.2369.487

Fuente:

Experientia Docet

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