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Los herederos de Einstein

Los herederos de Einstein | Foto cortesía

Los herederos de Einstein | Foto cortesía

La aparición de la Teoría General de la Relatividad en el número del 25 de noviembre de 1915 de la revista de la Academia Prusiana de Ciencias le dio un giro a las nociones tradicionales de la gravedad, del espacio y del tiempo. La genialidad del científico alemán que se atrevió a reescribir las leyes de la Física hizo posibles desde el GPS hasta el estudio de los agujeros negros y sigue siendo un campo de investigación desafiante

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“Durante días estuve fuera de mí con una alegre excitación”. Albert Einstein hablaba así de su estado de ánimo en noviembre de 1915, fecha oficial de nacimiento de la Teoría de la Relatividad General. Era una forma modesta de describir la euforia que sin duda lo embargaba, aquella sensación de logro intelectual que obligó alguna vez a Arquímedes a salir corriendo de la bañera mientras gritaba: “¡Eureka!”.

No era para menos. Einstein presentó en esa fecha ante la Academia Prusiana de Ciencias de Berlín las ecuaciones que sostenían una nueva teoría de la gravedad que desplazaba las ideas de Newton que habían predominado durante siglos. Sus resultados fueron el producto de “ocho años de trabajo arduo, siguiendo un camino sinuoso, aprendiendo unas matemáticas inventadas medio siglo antes y totalmente ajenas al lenguaje de los físicos”, explica el investigador y divulgador venezolano Héctor Rago. La intuición, el genio y la perseverancia del científico alemán le dejaron a la humanidad “una de las más hermosas teorías de la física, un aporte formidable para la comprensión del universo y una de más grandes creaciones del intelecto humano”, añade.

Haber sustituido la rigidez del espacio y el tiempo de la Física de Newton por una nueva concepción según la cual esas nociones son elásticas, se deforman y se curvan, supuso un gigantesco salto adelante para la ciencia. “En los siguientes cuarenta años después de su aparición, la relatividad fue el paraíso de los teóricos. Y luego, labor de los físicos experimentales y de los observadores indagar en la realidad para ver si ella se comporta como dice la teoría. A partir de los años sesenta, fue el infierno de los experimentales. Hoy es una herramienta indispensable para entender y calcular aspectos del mundo físico”, enumera Rago, doctor en Física por la Universidad Central de Venezuela y profesor de la Universidad Industrial de Santander, en Colombia.

Tarea pendiente

Si, como recuerda Rago, una teoría en Física es una apuesta acerca del comportamiento de la realidad, la Teoría de la Relatividad General fue un juego a ganador. Las deducciones basadas en las ideas de Einstein se desarrollaron con solidez, incluso aquellas en las que el ganador del Premio Nobel de 1921 no depositó en principio su confianza, como la expansión del universo.

“El impacto de una teoría puede medirse por la cantidad de áreas de estudio que abre una vez que está consolidada. La de Einstein se ha desplegado en una diversa gama de subdisciplinas activas, tanto teóricas como experimentales y computacionales”, agrega.

Postulados como los del Big Bang, la explosión primigenia que dio origen al universo; la idea de que el cosmos no sólo se expande sino que lo hace de forma acelerada o de la existencia de los agujeros negros, fueron posibles gracias al artefacto intelectual creado por Einstein.

A la hora de mencionar las tareas pendientes para los científicos que siguen sus pasos, la lista la encabeza la búsqueda de las ondas gravitacionales, las perturbaciones en el espacio-tiempo que se supone producen los cuerpos masivos cuando interactúan. “Es de los mayores esfuerzos que se están haciendo, porque la amplitud de estas ondas, la intensidad con la que viajan, es muy sutil y se ha tenido que llevar al límite la tecnología”, indica el investigador venezolano Luis Núñez, actualmente en la Universidad Industrial de Santander, en Bucaramanga.

La mesa parece servida para que el objetivo se logre pronto, gracias a la última actualización tecnológica del LIGO, siglas del Laser Interferometer Gravitational Observatory, diseñado con la misión de captar esas ondas. “Hay tres sitios en Estados Unidos que tienen el instrumento y se quiere tener otros tres a escala mundial. Sería otra ventana de observación en lo que se conoce como astronomía multimensajero, que hace posible mirar un objeto desde varias vertientes y predecir fenómenos del universo extremo”.

Encontrar las ondas gravitacionales sería como poner la guinda a un helado, se regocija Núñez. “Una vez que se logre, todas las predicciones de Einstein habrán sido corroboradas”. Es un esfuerzo cuya culminación se espera desde hace muchos años, apunta Rago, quien recuerda haber asistido hace décadas a un congreso donde el asesor científico de la película Interestelar, Kip Thorne, vaticinó que si no se detectaban pronto, los relativistas tendrían que dedicarse a cultivar papas. “Las ondas gravitacionales resultaron mucho más esquivas de lo vislumbrado inicialmente”.

Desde el celular

El venezolano Willians Barreto, investigador visitante en la Universidad Estadal de Río de Janeiro, ha cultivado otra disciplina derivada las ideas einstenianas: la Relatividad Numérica. Desde esta perspectiva, se abordan algunos de los problemas planteados por la Relatividad General, como el colapso gravitacional, la explosión de estrellas, la formación y evolución de los agujeros negros y el destino del universo, utilizando el lenguaje de los números. “Hay problemas en los cuales la única forma de tener una idea aproximada de la solución es mediante el análisis numérico y su respectiva implementación en una computadora o miles de ellas”, explica.

Los teléfonos celulares se han convertido en aliados de esta ambición, cuenta Barreto, que utiliza una aplicación que permite una conexión remota segura a su laboratorio, desde donde puede monitorear cálculos en marcha. “A veces, hasta en el autobús o en el aeropuerto queremos saber si tenemos algún número como resultado o queremos lanzar de nuevo la aplicación que hemos desarrollado para seguir el abordaje numérico del problema”. Uno de los problemas que lo ocupan es el modelaje de agujeros negros, para tratar de entender la dinámica de esas regiones donde la gravedad es tan poderosa que ni la luz puede escapar de su atracción. Son varios los objetivos de una investigación de este tipo. “Uno de ellos es ayudar a confirmar las predicciones de la Relatividad General. Otro es encontrar el límite práctico de la teoría y entender más la gravitación”.


Nuevas fronteras

Si alguien piensa que las ideas de Einstein no tienen una aplicación práctica, debería mirar su GPS, señala Núñez. Sus ecuaciones permiten corregir las diferencias entre el ritmo en el que fluye el tiempo en los satélites y la Tierra, lo que hace posible esta tecnología. Es solo un consuelo, porque la Teoría General de la Relatividad y los desafíos que la sucedieron, aún ponen a prueba la capacidad humana para entender la realidad.

Ni el propio Einstein logró completar el sueño al que dedicó los últimos años de su vida, la teoría unificada, la partitura que permitiría interpretar cómo actúan en conjunto las cuatro fuerzas fundamentales: la interacción electromagnética, la fuerte (que mantiene los electrones unidos al núcleo), la débil (que mantiene unidas las partículas) y la gravitación.

En los límites de la relatividad general se erige la idea de crear una teoría cuántica de la gravitación, en la que se han esforzado físicos teóricos desde los años treinta. Lo que se persigue es “hacer compatible la relatividad general, la física de lo muy grande y masivo, con la física cuántica, la física de lo microscópico y de la menor de las escalas posible”, señala Rago.

El final del camino quizás lleve a los herederos de Einstein a despejar las incógnitas acerca de las singularidades en el interior de los agujeros negros, allí donde las leyes de la Física dejan de ser válidas, o a echar un vistazo más certero en el origen mismo del universo.

Contribuciones en suelo venezolano

En Venezuela se hizo un esfuerzo para estudiar la Relatividad General desde los años setenta, recuerda el científico Willians Barreto. “En la Universidad Simón Bolívar se reunían en un seminario sobre Relatividad y Campos Rodolfo Gambini, Julián Chela Flores, Carlos Aragone, Antonio Trías y Luis Herrera Cometta, entre otros. Fue en la Universidad Central de Venezuela donde se organizó un grupo de investigación y se dirigieron muchas tesis de doctorado alrededor de Herrera, considerado como el físico venezolano de más renombre por sus trabajos en Relatividad General”, señala.

Aproximadamente veinte científicos que se formaron gracias a esta iniciativa crearon luego grupos de investigación en las universidades de Los Andes, de Oriente y de Carabobo.

Afirma que la producción científica local en Relatividad General llegó a ser notable y destaca el intercambio activo que hubo con físicos de Iberoamérica y de otras latitudes.

“Todavía hoy persisten algunos esfuerzos individuales desde Venezuela o de físicos venezolanos en el exterior”, agrega Barreto, para quien valdría la pena precisar cuál ha sido la contribución del país en el área, mediante una búsqueda de cuántos trabajos se han publicado en revistas científicas arbitradas y quiénes han sido sus autores.