Entendiendo a Einstein. Parte IV y final.
Por Carlos Otto*
La gravedad es algo tan cotidiano que pasa desapercibida a los ojos. Sin embargo, su naturaleza es tan extraña y magnífica que vale la pena saber porqué Newton y Einstein dedicaron sus vidas a descifrarla.
Sabemos que la gravedad es una fuerza de atracción que aparece entre dos o más cuerpos. Mientras más grandes sus masas y más cerca estén, más grande será esta fuerza. Aquí ya surgen varias preguntas: ¿por qué es sólo de “atracción” y no también de repulsión? ¿En qué instante exacto aparece esta interacción? ¿Y cómo se transmite esta fuerza entre los cuerpos si no hay nada que los una físicamente?
A primera vista, pareciera ser que los cuerpos en el universo estuvieran “comunicados” entre sí. Es como si la Luna “sintiera la presencia” de la Tierra para orbitar alrededor de ella. Lo mismo cada planeta con el Sol, o cualquier objeto que se cae al suelo por efecto de la gravedad. Newton, que era bastante esotérico, decía que “los cuerpos son gobernados por un ente interno inteligente”, al mismo tiempo que publicaba las ecuaciones de la “ley de gravitación universal” en 1687. A estas alturas, y con todo respeto al genio, tenemos claro que los planetas no tienen espíritu ni discernimiento propio ¿Qué es entonces, lo que los lleva a atraerse como por arte de magia? ¿Qué indescifrable y misteriosa instrucción cósmica reciben para obedecer la ley de gravedad?
La comunidad científica estuvo más de 200 años sin poder dar una explicación clara de la naturaleza real de la gravedad. Las ecuaciones de Newton permitieron al hombre llegar a la Luna y construir las más impresionantes obras civiles, pero nunca pudieron explicar qué tipo de “conexión” provocaba la atracción entre las masas. Según Newton, la fuerza aparecía instantáneamente (o a velocidad infinita) entre dos cuerpos, independiente de qué tan lejos se encontraran. Esto llamó la atención de Einstein, que ya había comprobado que no hay nada más veloz que la luz en el universo. La gravedad, por cierto, no podía exceder este “límite de velocidad cósmico”.
En base a esto, Einstein dedicó años de su vida en encontrar una explicación consistente a la naturaleza de la fuerza de gravedad, hasta que elaboró su “Teoría de la Relatividad General” en 1915. En una frase, se resume así:
“El espacio-tiempo es curvo.”
No se preocupe, yo quedé igual de colgado que usted la primera vez que leí esto. Pero refiérase a la columna pasada, donde explicamos que el espacio-tiempo definido por Einstein es la estructura 4D de la que está hecha nuestro universo (3 dimensiones espaciales + el tiempo como una dimensión espacial adicional). Lo que descubrió Einstein es que no estamos en una “malla” de líneas rectas, si no que esta malla se “curva” en presencia de masas grandes. Y mientras más grande la masa, más se curvaba nuestra “malla cósmica”:
En esta malla curva, la trayectoria más corta entre dos puntos no tiene porqué ser una línea recta. O una línea recta en 3 dimensiones es realmente una curva en 4 dimensiones. Varios efectos se traducen de esta visualización del espacio. Uno de ellos es la gravedad.
Para Einstein, la gravedad no era más que el efecto de la deformación del espacio-tiempo lo que hacía que los objetos cayeran al suelo, o que los planetas orbitaran alrededor del sol. Una masa grande (como un planeta) deformaba el espacio lo suficiente para que cualquier cuerpo que pasara por las cercanías cambiara su trayectoria natural, y comenzara a dar círculos eternos alrededor. Le recomiendo que vea este didáctico video donde se visualiza fácilmente lo que estoy hablando (lamento que no esté subtitulado, pero incluso si lo vieran sin audio, entenderán la idea):
Según la teoría de Einstein, hasta la luz debía curvarse en presencia de esta deformación. Para fortuna suya, justo hubo un tremendo eclipse donde todos pudieron comprobar que, efectivamente, la luz seguía la trayectoria curva del espacio deformado. Para más remate, las ecuaciones de Einstein explicaron un extraño fenómeno de la órbita de Mercurio que había intrigado por años a la astronomía. Las ecuaciones de Einstein dieron resultados muchísimos más precisos que las de Newton. Había derribado 200 años de dudas y establecido un hito en el conocimiento del universo.
Ver también:
La Teoría de la relatividad especial y porqué no debemos estresarnos por el tiempo
El espacio-tiempo y la verdad sobre la 4ta dimensión
Carlos Otto – Ingeniero Eléctrico USACH, Intérprete aficionado de Ukelele, Profesor de Física, guitarrista rítmico en y astrónomo frustrado.
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