Einstein 1905 :todo cambi¨®

Albert Einstein cre¨ªa en el valor de los experimentos mentales. Hagamos uno. Retrasemos el reloj un siglo e imaginemos que, en 1905, Einstein hubiera sido un empleado mod¨¦lico de la oficina de patentes de Berna, concentrado en el examen minucioso de las solicitudes, inmune a la distracci¨®n. Y ahora echemos un vistazo al sal¨®n de nuestra casa. ?Ponemos el telediario? No podemos, porque la tele ha desaparecido. Para convertir la electricidad en im¨¢genes hay que entender el efecto fotoel¨¦ctrico, y eso no es posible sin una de las teor¨ªas revolucionarias que Einstein desarroll¨® en 1905 rob¨¢ndole tiempo al trabajo en la oficina. Habr¨¢ que buscar otro modo de informarse, quiz¨¢ un peri¨®dico. Pero las r¨¢pidas t¨¦cnicas de fotocomposici¨®n que se usan para editar los libros y los diarios tambi¨¦n se basan en esa teor¨ªa, luego el peri¨®dico no habr¨¢ llegado a tiempo y el libro ser¨¢ demasiado caro. Probemos con Internet. Pero ?d¨®nde demonios est¨¢ el ordenador? No existe. Las tripas de los ordenadores y las calculadoras se basan en una f¨ªsica del estado s¨®lido que nadie ha podido desarrollar sin las contribuciones esenciales que Einstein hizo en 1905 a las mec¨¢nicas cu¨¢ntica y estad¨ªstica. Tampoco se ha podido inventar el l¨¢ser, y, por tanto, no hay discos compactos ni c¨®digos de barras. Nos queda la radio. En concreto, una de esas radios del tama?o de un aparador, porque en nuestro mundo imaginario nadie ha podido inventar el transistor.

Aqu¨¦l fue el annus mirabilis de Albert Einstein, el momento milagroso en que un empleado de patentes de 26 a?os cambi¨® para siempre la f¨ªsica y el mundo.

El joven genio tardar¨ªa a¨²n tres lustros en hacerse famoso entre el gran p¨²blico. Eso lleg¨® en 1919, cuando la prestigiosa academia de ciencias brit¨¢nica, la Royal Society, anunci¨® la confirmaci¨®n experimental de una de sus asombrosas teor¨ªas. Pero Einstein, aclamado a partir de entonces como la mayor inteligencia creativa del mundo, nunca lleg¨® a comprender la raz¨®n de su popularidad. El historiador de la ciencia Gerald Holton, de la Universidad de Harvard, desempolv¨® hace unos a?os la siguiente an¨¦cdota. Cuando Einstein visit¨® por primera vez el Reino Unido, en 1921, el entonces arzobispo de Canterbury, Randall Davidson, removi¨® Roma con Santiago para acercarse a ¨¦l y preguntarle qu¨¦ implicaciones tendr¨ªa para la religi¨®n su teor¨ªa de la relatividad. "Ninguna", respondi¨® el f¨ªsico de inmediato. "La relatividad es una cuesti¨®n puramente cient¨ªfica y no tiene nada que ver con la religi¨®n".

Muchos de los equ¨ªvocos sobre la teor¨ªa de la relatividad, incluido el de Sara Montiel, se deben a su nombre precisamente. Porque esa c¨¦lebre teor¨ªa no introduce elementos de relatividad en la f¨ªsica, sino que los elimina. Veamos por qu¨¦.

Al igual que Newton, su predecesor en el cargo de creador de mundos, Einstein siempre estuvo fascinado por la naturaleza de la luz. En 1896, cuando ten¨ªa 17 a?os, concibi¨® el primero de sus famosos experimentos mentales sobre este problema. La luz, dec¨ªa la f¨ªsica de su tiempo, era una onda que se propagaba por el espacio a una velocidad fija. Pero entonces, ?qu¨¦ ocurrir¨ªa si una persona corriera tan deprisa que lograra alcanzar esa onda de luz? La persona, se respondi¨® el joven Einstein, ver¨ªa una onda de luz que est¨¢ quieta, como parece estar quieto un tren que se mueve en paralelo al nuestro. Pero la forma en que se propaga la luz, y, por tanto, su velocidad, es un componente estructural b¨¢sico de la realidad, una ley fundamental de nuestro universo. ?C¨®mo se traga entonces que una onda de luz pueda estar quieta?

La idea clave sobre la relatividad -es decir, sobre la paradoja de la luz detenida- le sobrevino a Einstein durante una conversaci¨®n casual con su colega de la oficina de patentes Michele Besso. La velocidad de un objeto es la distancia que ha recorrido dividida por el tiempo que ha tardado en recorrerla. Supongamos que el objeto es un cohete que va a la Luna. Para medir el tiempo que tarda ponemos el cron¨®metro cuando el cohete despega y lo paramos cuando aluniza. Pero ?cu¨¢ndo aluniza? No lo sabemos. Lo ¨²nico que sabemos es cu¨¢ndo le vemos alunizar desde la Tierra, y para eso la luz del cohete tiene que viajar de vuelta a nuestro planeta. Si en vez de quedarnos en la Tierra nos mont¨¢ramos en el cohete con nuestro cron¨®metro, medir¨ªamos un tiempo diferente.

Faltaba a¨²n mucho trabajo matem¨¢tico por hacer, pero fue este destello repentino el que resolvi¨® la paradoja que le hab¨ªa atrapado nueve a?os antes. La velocidad de la luz, como buena ley fundamental, es siempre la misma. Si el observador corre tanto que se pone a su nivel, no la ve detenerse, sino moverse a la misma velocidad de siempre. Y la raz¨®n, por incre¨ªble que parezca, es que para ese observador lo que se ha detenido no es la luz, sino el tiempo. La luz recorre muy poca distancia respecto a ¨¦l, pero el tiempo apenas pasa: una distancia muy peque?a dividida por un tiempo muy corto da la misma velocidad de siempre, la velocidad de la luz, que es una constante fundamental.

La expresi¨®n matem¨¢tica de esta idea, desarrollada por Einstein durante las seis semanas siguientes, es de una complejidad frustrante para los profanos; pero la idea en s¨ª misma, como hemos visto, es una intuici¨®n repentina sobre la verdadera naturaleza del tiempo. De hecho, el historiador John Stachel, de la Universidad de Boston, ha reunido evidencias de que el principal empuj¨®n intelectual que permiti¨® a Einstein cuestionar lo que a todo el mundo le hab¨ªa parecido siempre incuestionable -que el tiempo pasa igual para cualquiera- no fue una lectura cient¨ªfica, sino filos¨®fica: el Tratado de la naturaleza humana, de David Hume, donde el gran pensador brit¨¢nico sosten¨ªa que el tiempo y el espacio no deb¨ªan verse como entidades autosuficientes, sino como "la forma en que un objeto existe".

Y el propio Einstein dej¨® escrito: "A veces me pregunto c¨®mo pude ser yo quien desarrollara la teor¨ªa de la relatividad. Creo que la raz¨®n es que un adulto nunca se para a pensar en problemas de espacio y tiempo, cosas en las que ya pens¨® cuando era ni?o. Pero mi desarrollo intelectual estuvo retardado, y como resultado de ello empec¨¦ a preguntarme sobre el espacio y el tiempo cuando ya hab¨ªa crecido". Tambi¨¦n afirm¨® en otro momento: "Una nueva idea llega de repente y de forma intuitiva. No se llega a ella a trav¨¦s de conclusiones l¨®gicas conscientes. Pero, pensando en ella despu¨¦s, siempre puedes descubrir las razones que te han conducido inconscientemente a tu intuici¨®n, y encontrar¨¢s una manera l¨®gica de justificarla. La intuici¨®n no es m¨¢s que el resultado de la experiencia intelectual previa". Como otros grandes creadores, Einstein se asombraba de la facilidad con que hallaba sus ideas.

Esta teor¨ªa de 1905 se llama relatividad especial para distinguirla de la relatividad general, una teor¨ªa de la gravitaci¨®n formulada por Einstein 11 a?os despu¨¦s. La relatividad especial es el marco adecuado para tratar con velocidades muy altas, que son las regiones de la realidad en las que el tiempo se dilata y las ecuaciones de Newton ya no valen. Pero una de sus derivaciones inesperadas, tambi¨¦n descubierta por Einstein en su annus mirabilis de 1905, fue la c¨¦lebre ecuaci¨®n E = mc2, tal vez la ¨²nica f¨®rmula matem¨¢tica que se ha ganado el estatus de icono del siglo XX. Significa que la masa (m) y la energ¨ªa (E) son dos caras de la misma moneda, y que una ¨ªnfima cantidad de masa puede convertirse en una gran cantidad de energ¨ªa al multiplicarse por el cuadrado de la velocidad de la luz (c), que es un n¨²mero enorme.

Las consecuencias de esta ecuaci¨®n para la historia del siglo XX son de una trascendencia indiscutible. La demostraci¨®n de que 100 gramos de materia pueden producir la misma energ¨ªa que la combusti¨®n de varios millones de litros de gasolina no es s¨®lo una pieza esencial de conocimiento. Tambi¨¦n es una fuente de inspiraci¨®n para los amantes de la energ¨ªa. Y para los amantes de las explosiones. A finales de los a?os treinta, con el mundo cayendo en picado hacia el mayor conflicto armado de su historia, la ¨¦lite de la f¨ªsica ya estaba en condiciones de convertir la ecuaci¨®n de Einstein en una bomba con un poder destructivo sin precedentes. Algunos miembros de esa ¨¦lite hab¨ªan tenido que salir pitando de la Alemania nazi y trabajaban por entonces en Estados Unidos. Pero otros f¨ªsicos de primera l¨ªnea segu¨ªan en Alemania. Demasiado riesgo.

Su repugnancia por el militarismo alem¨¢n ya se hab¨ªa gestado en los albores de la I Guerra Mundial, hacia 1914, cuando se mud¨® con su familia a Berl¨ªn para trabajar en la Academia Prusiana de las Ciencias. Con la guerra ya en marcha lleg¨® incluso a repartir propaganda pacifista por Berl¨ªn. Su ingenuidad le hizo creer que las aventuras militares alemanas se hab¨ªan acabado para siempre con la firma del armisticio que puso fin al conflicto en 1918. Pero pronto la derecha alemana, que ya le hab¨ªa puesto en el punto de mira por su actitud antibelicista, termin¨® de odiarle cuando empez¨® a apoyar p¨²blicamente el movimiento sionista. En 1921 recibi¨® el Nobel, y durante la siguiente d¨¦cada, mientras su fama y prestigio se agigantaban, se fue encontrando cada vez m¨¢s inc¨®modo en su pa¨ªs natal. En 1933, cuando Hitler subi¨® al poder, Einstein renunci¨® a su ciudadan¨ªa alemana y acept¨® una plaza en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (EE UU), donde seguir¨ªa el resto de su vida.

La idea de que las radiaciones como la luz pod¨ªan dividirse a veces en paquetes discretos, o cuantos, ya hab¨ªa sido propuesta cinco a?os antes (en 1900) por uno de los f¨ªsicos m¨¢s influyentes de la ¨¦poca, el tambi¨¦n alem¨¢n Max Planck. Pero Planck era un cient¨ªfico conservador -o un revolucionario reticente, como le describen algunos historiadores- y nunca acab¨® de aceptar las implicaciones m¨¢s profundas de su propia idea. Einstein vio m¨¢s all¨¢. No era que la luz se organizara en cuantos, o fotones, bajo ciertas condiciones: es que consist¨ªa en ellos.

La contribuci¨®n radical de Einstein fue esencial en la g¨¦nesis y la aceptaci¨®n de la f¨ªsica cu¨¢ntica, la gran teor¨ªa actual del mundo microsc¨®pico. Y ello no s¨®lo a pesar de Planck, sino tambi¨¦n del propio Einstein, cuya firme creencia en un universo dise?ado en todo detalle -el f¨ªsico dijo creer en "el Dios de Spinoza, que se revela en la armon¨ªa de todo lo que existe"- le hizo aborrecer la teor¨ªa cu¨¢ntica que se iba imponiendo cada vez con m¨¢s ¨¦xito, una f¨ªsica donde las certezas hab¨ªan sido sustituidas por meras probabilidades. "Dios no juega a los dados", fue su famosa reacci¨®n de rechazo. El cient¨ªfico que hab¨ªa aportado varios elementos cruciales para el nacimiento de la nueva f¨ªsica de lo microsc¨®pico se vio incapaz de aceptar las consecuencias de su propia revoluci¨®n.