29 de julio de 2007

Los nuevos universos de Albert Einstein

A mediados de 1919 y mientras en París se preparaban las condiciones para la firma del Tratado de Versalles que pondría fin a la Primera Guerra Mundial, (la que culminó con un macabro saldo de once millones de muertes aproximadamente), en la isla del Príncipe, situada en el Golfo de Guinea frente a las costas africanas y en el pequeño pueblo de Sobral, en el estado de Ceará en el noreste brasileño, se llevaban a cabo simultáneamente el primero de los tres experimentos (que consistían en fotografiar un eclipse solar) que demostrarían la validez de una teoría expuesta en 1905 y que determinaría el fin de la cosmología de Newton, la que había prevalecido durante más de dos siglos fundada en las líneas y ángulos rectos de la geometría euclidiana y los conceptos de tiempo absoluto de Galileo Galilei, para dar paso a una nueva y revolucionaria concepción del espacio y el tiempo. La física ya no volvería a ser la misma; para la mayoría de la gente, la relatividad nunca fue más que una imprecisa causa de inquietud, al entender que tanto el tiempo como la longitud absolutas habían sido derrotados: el movimiento era curvilíneo y, por lo tanto, nada era seguro en el movimiento de las esferas celestes. Era como si el globo terrestre hubiese sido arrancado de su eje y arrojado a la deriva en un universo que ya no respetaba las normas usuales de medición. A partir de ahora, a las tres dimensiones del espacio físico había que añadirles el concepto de tiempo o cuarta dimensión, con todo lo novedoso e inquietante que esto presuponía. Esa teoría, llamada Teoría General de la Relatividad, había sido publicada por el físico y matemático Albert Einstein, quien había nacido el 14 de marzo de 1879 en Ulm, Alemania, en la casa de sus padres Hermann (1847-1902) y Pauline Koch (1858-1920), quienes seguramente jamás imaginaron aquel día que, cuarenta años más tarde, ese niño iba a convertirse en un héroe global, reclamado por todas las universidades del mundo y atrayendo multitudes en dondequiera que apareciese. Cuando tenía sólo un año de vida, la familia se traslada a la ciudad de Munich para instalar un pequeño taller de máquinas eléctricas, en donde permanecerían hasta 1894. Allí estudió en el Petersschule, un colegio católico, a la vez que recibía en su casa instrucción religiosa judaica, lo que despertó en él una curiosidad por los asuntos religiosos que le duraría hasta los 12 años; en ese momento culmina su religiosidad y comienza a tomar clases de violín; para entonces ya conocía la geometría de Euclides. Desde 1888 había estudiado en el Luitpold Gymnasium, de donde se retira para reunirse con su familia en Milán, Italia, a comienzos de 1895. De regreso en Alemania, intenta con dos años menos de edad que los estipulados, ingresar al Instituto Politécnico Federal, pero no logra aprobar el examen de admisión, por lo que ingresa al Colegio Cantonal de Aargau. Se gradúa al año siguiente, lo que le permite, ahora si, entrar al Instituto Politécnico Federal de Zurich. En 1899, contando con veinte años de edad, solicita la ciudadanía suiza tras renunciar a la alemana por estar disconforme con la mentalidad militarista de sus conciudadanos, la que obtendría dos años más tarde. Mientras tanto, en 1900, se gradúa en el Instituto Politécnico, envía su primer ensayo científico a la revista Anales de la Física y anuncia su intención de contraer matrimonio con su compañera de estudios Mileva Maric, (una mujer de origen campesino serbo-griego con antecedentes esquizofrénicos en su familia), pese a la oposición materna. Por entonces trabaja como profesor auxiliar en el colegio técnico de Winterthur y como tutor en un internado privado en Schaffhausen. En 1902 obtiene un puesto temporal como experto técnico de tercera clase en la Oficina de Patentes de Berna al tiempo que escribe una tesis sobre las fuerzas moleculares en los gases. Es probable que para esa época, sin estar aún casados, Mileva diera a luz a su hija Lieserl, un acontecimiento sumamente traumático para el científico quien veía peligrar el nombramiento federal que aguardaba con ansiedad. Se presume que la pequeña nunca vivió con sus padres y que fue entregada en adopción para fallecer un año más tarde como resultado de una escarlatina; sea como fuere, Einstein jamás volvió a hacer mención de ella. A comienzos de 1903 contrae matrimonio con Mileva y para septiembre de ese año mientras se pierde todo rastro de su primogénita, ella está encinta otra vez. Cuando al siguiente año nace en Berna su hijo Hans (quien muere en 1973 en Berkeley, California), Einstein está a punto de obtener el nombramiento permanente en la Oficina de Patentes, hecho que efectivamente ocurre en septiembre de 1904. En lo concerniente a sus investigaciones científicas, 1905 es sin dudas el año más espectacular: el 30 de abril publica “Una nueva determinación de las dimensiones moleculares” (tesis con que obtiene su doctorado en física), el 9 de junio “Sobre un nuevo punto de vista heurístico respecto a la producción y transformación de la luz” (donde propone una teoría cuántica de la luz), el 18 de julio “Sobre el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en líquidos estacionarios” (en donde se valida la teoría cinética-molecular del calor), el 26 de septiembre “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento” (primer ensayo sobre la teoría especial de la relatividad y un hito en el desarrollo de la física moderna) y el 21 de noviembre “¿La inercia de un cuerpo depende de la energía que contiene? (en donde se amplía la teoría del ensayo precedente y aparece por vez primera la celebérrima ecuación E=mc2). Al año siguiente recibe formalmente el grado de Doctor de la Universidad de Zurich y es ascendido a experto técnico de segunda clase en la Oficina de Patentes. En los siguientes tres años trabaja además como profesor en el colegio cantonal de Zurich y en la Universidad de Berna. En 1909 renuncia a su puesto en la Oficina de Patentes de Suiza tras ser nombrado profesor extraordinario de física teórica en la Universidad de Zurich y haber recibido el doctorado honoris causa de la Universidad de Ginebra. En 1910 nace su segundo hijo varón, Eduard, (quien padecía una enfermedad mental que lo confinó toda su vida en una clínica psiquiátrica de Suiza hasta su muerte en 1965, y con quien su padre tuvo muy poco contacto; mucho menos aún tras la partida de Europa a la llegada del nazismo, cuando ya no se comunicó con su hijo ni siquiera por correspondencia) y poco tiempo después acepta el nombramiento como director del Instituto de Física Teórica en la Universidad Alemana de Praga.Por entonces, se relaciona con Elsa Löwenthal, una prima suya divorciada y madre de dos hijas, y mantiene una romántica correspondencia con ella, al tiempo que su matrimonio se desintegra. En 1914 llega a Berlín para dirigir el Instituto de Física del Kaiser Wilhelm poco tiempo antes de que estallase la Primera Guerra Mundial. Su esposa e hijos vuelven a Zurich y él firma junto a otras personalidades el Manifiesto a los europeos, su primera afirmación política pública. Durante la guerra continúa trabajando, publicando ensayos científicos (entre ellos el más célebre y revolucionario de todos: “Fundamentos de la teoría general de la relatividad”) y presidiendo la Sociedad Alemana de Física y, para 1919, cuando comenzaba su fama como figura pública tras las comprobaciones empíricas de sus predicciones, se divorcia de Mileva y contrae matrimonio con Elsa. En 1921 recibe el Premio Nobel de Física por su explicación del efecto fotoeléctrico y comienza una larga serie de viajes para dictar conferencias en distintas partes del mundo (Estados Unidos, Japón, Palestina, España, Cuba, el Lejano Oriente y Sudamérica). Participa cada vez más activamente en temas políticos y sociales, firma con Gandhi un manifiesto contra el servicio militar obligatorio a nivel planetario y distintos manifiestos en pro del desarme mundial. Para 1933, con el nazismo en el poder, Einstein renuncia a la Academia de Ciencias Prusiana y, tras un corto periplo por Bélgica y Suiza, se radica en Estados Unidos (en donde obtiene la ciudadanía) e inicia su cátedra en el Instituto de Estudios Avanzados de la Universidad de Princeton. Mientras tanto, el marido de su hijastra consigue rescatar todos sus ensayos y trabajos que permanecían en Berlín y mandarlos a Francia primero y a los Estados Unidos después. Por esos años publicó entre otras obras “El significado de la relatividad”, “La física, aventura del pensamiento” (en colaboración con L. Infeld) y “¿Porqué la guerra?” (en colaboración con S. Freud). En 1939 envía al presidente norteamericano Roosevelt una carta en donde le advierte sobre las implicaciones militares de la guerra atómica y, a raíz de ello, los Estados Unidos inician el proyecto Manhattan (que desarrolló la bomba atómica antes que lo hiciera Hitler y que seis años más tarde devastaría dos ciudades japonesas), lo que provocaría en el científico un sentimiento de culpabilidad que lo acompañaría por el resto de sus días según sus propios dichos.No obstante ello, en 1943 se hace consultor de la División de Munición y Explosivos de la Marina norteamericana y al año siguiente subasta y vende por u$s 6.000.000.- una copia manuscrita del ensayo de 1905 sobre la relatividad para contribuir al esfuerzo que la guerra generaba en los Estados Unidos. Cuando termina la Segunda Guerra Mundial se retira del Instituto de Estudios Avanzados y asume la presidencia del Comité de Científicos Atómicos, el que urge a las Naciones Unidas para la creación de un gobierno mundial como el único modo de mantener una paz duradera. Simultáneamente trabaja, junto a otras figuras de renombre como Bertrand Russell, en la elaboración de proyectos y manifiestos en pro del desarme nuclear de todas las naciones. En 1950, tras conocer el diagnóstico de un aneurisma en la aorta abdominal, firma su testamento por el que transfiere a la Universidad Hebrea de Jerusalén todos sus archivos. Dos años más tarde rechaza la presidencia de Israel que le había sido ofrecida y continúa trabajando en una oficina en la Universidad de Princeton de la que recibe una pensión anual, hasta que una anemia hemolítica agrava su estado de salud. Finalmente, el 18 de abril de 1955, Albert Einstein fallece como consecuencia del rompimiento del aneurisma arterioesclerótico de la aorta abdominal.
Para comprender la enorme importancia de los descubrimientos que Einstein legó a la humanidad, basta con saber que su Teoría General de la Relatividad acabó con doscientos cincuenta años de reinado del universo clásico, infinito, eterno y lineal de Newton, quien había convertido sus teorías sobre la mecánica celeste en el paradigma de toda la ciencia adjudicándose triunfos espectaculares como la predicción del regreso del cometa Halley en 1758 o el descubrimiento del planeta Neptuno en 1846 a base de puro cálculo. La teoría de Einstein prohibía cualquier velocidad superior a la de la luz (ya que deducía la imposibilidad de que un cuerpo material lograse alcanzar dicha velocidad y si, hipotéticamente, algún objeto pudiese viajar a una velocidad cercana, el tiempo transcurriría cada vez más lentamente y esta contracción temporal se reflejaría tanto en los relojes de pulsera y atómicos como en nuestros propios relojes biológicos), con lo cual se condenaba a muerte a la fuerza de gravitación newtoniana, que actuaba instantáneamente y se propagaba con velocidad infinita.Con ella desapareció el tiempo que fluía uniforme y matemático sobre todos los puntos del universo y la gravitación pasó a ser una travesura del espacio-tiempo que se modificaba ante la presencia de la materia. La relatividad general formuló una ecuación aplicable al universo en su conjunto; algunas variantes predecían que el universo se encuentra en estado de expansión, cosa que después pudo comprobarse experimentalmente y hasta la teoría del Big Bang surgió también de dichas ecuaciones. Si bien la idea del universo nacida de la mente de Einstein fue superada tiempo después por científicos como Hubble o Gamow, es innegable que a partir de ella se sacudieron los conceptos más profundos de la ciencia clásica y fue necesario para los cosmólogos construir nuevos universos y aceptar que éstos están en continuo cambio y modificándose a cada momento.