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Libros de 2013
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- El templo del cielo
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- Todo bajo el cielo (e)
- Inferno (e)
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Libros de 2012
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- El Último Merovingio
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Libros de 2004
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Zoco Astronomía: 100 años de Relatividad General
Versión extendida del artículo publicado originariamente en el suplemento el Zoco de Diario Córdoba el domingo 29 de noviembre de 2015. Agradezco especialmente a Enrique F. Borja, autor del excelente blog Cuentos Cuánticos, por su enorme labor divulgativa en conceptos a veces tan abstractos como la Mecánica Cuántica o la Relatividad General. Me basé en sus posts especiales sobre la Relatividad General para preparar este artículo, así que en parte es mérito también suyo. Asimismo, le "pillé prestada" la imagen de la ecuación de la Relatividad General que uso, con sus créditos. Finalmente quiero recomendar muy encarecidamente el podcast especial de La Buhardilla 2.0 compilando las 4 entrevistas que realizaron sobre Relatividad en noviembre de 2015.
El 25 de noviembre de 1915 un peculiar físico teórico alemán, Albert Einstein, presentaba ante la Academia Prusiana de Ciencias en Berlín las ecuaciones de la Relatividad General. En aquel momento a casi todo el mundo le parecía que toda esa enorme y prácticamente incomprensible construcción matemática iba a ser algo inútil. Esto sigue ocurriendo con la ciencia pura, ¿y para qué me sirve a mí en mi vida cotidiana estas cosas tan raras? Un siglo después la comprensión y puesta en práctica de la Teoría de la Relatividad ha transformado la sociedad. No sólo por el gran salto mental y el cambio de paradigma físico que se deriva de ella, ni tampoco por darnos la llave para investigar y empezar a entender el Universo tanto de lo muy grande (galaxias, estructura a gran escala, evolución del Universo, lentes gravitatorias como la mostrada en la imagen) como el de lo muy pequeño (partículas elementales y física de altas energías) sino porque, sin saberlo, la usamos todos a diario en aplicaciones como el sistema de posicionamiento global (GPS) y en telecomunicaciones. Por ejemplo, si no corregimos el efecto predicho por ella, los GPS acumularían un error de unos 11 kilómetros al día. En efecto, la Teoría de la Relatividad de Einstein, a pesar de lo anti-intuitiva que parece, es una de las teorías más precisas que existen: todas las veces que se ha realizado un experimento buscando contradecirla se ha fallado. Además, es una de las teorías con mayor aplicabilididad que conocemos: está en todas partes, muchas veces sin notarlo a primera vista.
En realidad hay dos “Teorías de la Relatividad”, la Relatividad Especial (1905) y la Relatividad General (1915). Cada una posee un postulado general sencillo. Sobre ellos se construye toda la realidad física, con predicciones experimentales a todos los niveles. La Física que conocíamos hasta entonces (la Mecánica de Newton o el Electromagnetismo de Maxwell) se deriva de la Teoría de la Relatividad de Einstein para los casos particulares de bajas velocidad y bajas energías, que es el dominio de nuestro mundo cotidiano.
El postulado de la Relatividad Especial (y que luego absorbe la Relatividad General) es el siguiente: no importa cómo lo mires, un rayo de luz siempre se mueve a la misma velocidad, la velocidad de la luz (casi 300 mil kilómetros por segundo). ¿Cuál es la consecuencia de esta afirmación? Que ahora tanto el tiempo como el espacio van a depender de cómo se mueva el observador. Si te mueves a grandes velocidades para ti el tiempo pasará más despacio (dilatación temporal) que a una persona en reposo, a la vez que medirás tamaños más pequeños (contracción de las longitudes) que ella. De este postulado también se deriva que las masas y las energías son equivalentes (la famosa ecuación E = mc 2).
Imagen: Lente gravitatoria tipo “Anillo de Einstein” LRG 3-757 junto con la ecuación de la Relatividad General de Einstein, donde se explica cada término. Crédito imagen: ESA/Hubble y NASA. Crédito de la Ecuación de la Relatividad General: Enrique F. Borja (Cuentos Cuánticos).
La Relatividad General introduce el principio de equivalencia entre aceleración y gravedad. ¿Qué quiere decir esto? Que es lo mismo un sistema acelerado que estar bajo la influencia de un campo gravitatorio. Mejor lo vemos con un experimento mental: estamos dentro de un ascensor y soltamos un objeto, una manzana por ejemplo. Sabemos que la manzana caerá al suelo del ascensor por la fuerza gravitatoria de la Tierra. Da igual el objeto que soltemos: la aceleración que experimentaría por la gravedad sería la misma (esto ya lo sabía Newton y se puede demostrar fácilmente soltando a la vez dos libros de muy distinto tamaño). Pero si este ascensor estuviese en el espacio sin la influencia de la gravedad y se estuviese acelerando hacia “arriba” mediríamos exactamente lo mismo que antes: que la manzana cae al suelo. ¿Qué pasaría si estamos dentro del ascensor pero en caída libre dentro de un campo gravitatorio? Que no notaríamos nada: “caemos” a la vez que lo hace el ascensor, y la manzana “flotaría” a nuestro lado. Sin embargo, si el ascensor fuese muy grande (kilómetros) y tuviésemos con otras personas en el ascensor “cayendo” hacia la Tierra, notaríamos que poco a poco se van acercando a nosotros. Esto ocurriría porque a Tierra “tira” de los cuerpos hacia su centro. La trayectorias que seguirían estas otras personas al caer no sería paralelas, sino curvadas. Y aquí vino la otra gran genialidad de Einstein: que las trayectorias sean curvadas indican que la gravedad no es una interacción sino un efecto de la geometría del propio espacio-tiempo. Esta geometría está afectada por la distribución de la energía (=masa) y de cómo se mueve ésta. Ambas cosas son idénticas: la geometría del espacio-tiempo (G) y la distribución y movimiento de la masa y la energía (T), unidas matemáticamente por una constante universal. Belleza matemática y física en estado puro que un siglo después de ser enunciada continúa liderando el avance del conocimiento de la Humanidad.
Más información
- La Teoría que pasó de irrelevante a transformar la Humanidad, Pepe Cervera en El Confidencial, 24 noviembre 2015.
- 25 de noviembre de 1915 – El artículo de Einstein, Cuentos Cuánticos en Naukas, 25 de noviembre de 2015.
- Relatividad general, ¿por qué la gravedad es geometría?, Cuentos Cuánticos, 21 de noviembre de 2015.
- Relatividad General – 100 años, Cuentos Cuánticos, noviembre de 2015.
- Cumpliendo un siglo y tan bella como el primer día, 1 de octubre de 2015.
- La relatividad es más cotidiana de lo que piensas, MiGUi en Naukas, el 28 septiembre de 2011
- Imagen del HST con Anillo de Einstein, 19 diciembre 2011
- Podcast especial de La Buhardilla 2.0 compilando las 4 entrevistas que realizaron sobre Relatividad en noviembre de 2015.
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