“Un genio es alguien que descubre que la piedra que cae y la Luna que gira representa un único y mismo fenómeno”. (E. Sábato)

La primera entrega tuvo una acogida que me dejó fascinado. A mi sugerencia de plantear cuestiones para continuar con la saga parece que nadie se acogió, ya que no se plasmó ni una sola pregunta. Pero qué malos sois. [Nota: cuando se escribió esto aún no había ninguna pregunta]. Bueno, digo “parece” porque es todo lo contrario: tenéis tantas que no sabéis por dónde empezar, ¿a que sí? Entonces os daré una segunda oportunidad, y aprovechadla, venga. Mientras tanto seguiremos con lo que prometí, y ya se sabe que lo prometido es deuda. Toca teoría de la Relatividad.

Si viajásemos unos cien años atrás en el tiempo veríamos que un tal Albert Einstein, primo de Frankenstein (no podía evitar el chiste), consiguió uno de los mayores logros del pensamiento humano. ¿De qué se trata? Pues de simplificar un problema que venía de mucho antes, cuando el Galileo Galilei que nos mencionaban en el cole demostró que bolas de distinto peso caían a la vez, según se dice, tirándolas desde la torre de Pisa. Es casi seguro que esta historia es una trola, aunque sí lo hizo lanzándolas sobre un plano inclinado.

Más en general, lo que les ocurre a una manzana, un piano o un cuerpo cualquiera (en el sentido físico) cuando sobre ellos actúa una fuerza está dicho en la segunda ley de Newton: todos se acelerarán a un ritmo proporcional a la fuerza y se desacelerarán según sean sus masas. Así, una misma fuerza actuando sobre un cuerpo A con el doble de masa que otro B le producirá a A la mitad de aceleración que a B.

Además de esas leyes, Newton descubrió una ley que describía la fuerza de la gravedad: todo cuerpo atrae a todos los demás cuerpos con una fuerza proporcional a la masa de cada uno de ellos, o lo que es lo mismo, cuanto más separados estén los cuerpos, menor será la fuerza gravitatoria entre ellos. Con una idea tan simple como ésta se predicen con gran fiabilidad las órbitas de la Tierra, la Luna y los planetas.

Hasta ahora todo bien, siempre hacemos nuestros trucos quietecitos. ¿Pero qué pasa si los hacemos en movimiento? Pues... ¡nada, todo va igual! Y ahí está el problema. A ver, si con los pajaritos del anuncio de Nike en la cabeza nos pusiéramos a jugar al fútbol en un tren en movimiento, veríamos que el balón sigue las leyes de Newton igual a como lo hiciera, como dicen los argentinos, en una cancha en tierra firme. Por lo tanto, ¡no hay forma de distinguir si es el tren o es la Tierra lo que se mueve!

Otro ejemplo. Si estiramos los dos brazos y empezamos a agitar el izquierdo, si tuviéramos un loro (echarle imaginación) en nuestro brazo derecho, éste vería que se mueve el brazo izquierdo. Pero si estuviera en el izquierdo y se moviera el izquierdo... ¡vería que se mueve el derecho! (porque el izquierdo se mueve con él y así permanece invariable). Esta falta de posición absoluta tuvo a Newton tan preocupado que hasta se negó a admitirla, pese a que sus leyes indicaban en esa dirección.

Newton en pleno siglo XVII, y al igual que el gran público de hoy día, creía en un tiempo absoluto, en que el tiempo pasa por igual para todo el mundo sin depender del espacio que ocupe cada cual. Sí, parece algo de sentido común. Sin embargo, aunque nuestras nociones de lo que parece ser el sentido común funcionan bien cuando se usan en el estudio del movimiento de las cosas que viajan relativamente lentas, tales como manzanas o planetas, no funcionan para nada cuando se aplican a cosas que se mueven a toda pastilla, cercanas a la velocidad de la luz, como los neutrinos. La verdad está más del lado de la Relatividad, como veremos pronto, y como a veces les digo a mis amigos, no es que la Relatividad vaya contra el sentido común, es que el sentido común va contra la Relatividad :-)

Recordemos que la luz viaja a una velocidad muy, muy elevada, pero finita, y esto se sabe desde el año 1676 gracias al astrónomo Roemer. No obstante, una teoría de la propagación de la luz en condiciones no surgió hasta 1865, cuando el físico Maxwell consiguió unificar las teorías que se usaban para la electricidad y el magnetismo. Según las ecuaciones de Maxwell, la luz debía viajar a una velocidad fija determinada. Como la teoría de Newton se había alejado de un sistema de referencia absoluto, había que especificar con respecto a qué sistema de referencia se medía esa velocidad fija de la luz. Para que esto tuviera sentido, se sugirió la existencia de una sustancia que estaba presente en todo (como la Fuerza de los jedi) llamada éter. La luz debía viajar a través del éter al igual que el polen a través del aire o las olas a través del mar.

Poco más tarde, en una de las hazañas más importantes de la Física (aunque menos reconocidas), el polaco Michelson y el estadounidense Morley compararon la velocidad de la luz en la dirección del movimiento de la Tierra y luego en la dirección perpendicular a dicho movimiento... ¡y vieron que esa velocidad en ambas direcciones era exactamente la misma! Durante casi dos décadas hubo diversos intentos de relacionar el resultado de este experimento con el éter. Así, por narices. Y aquí llega la simplificación de Einstein que mencionaba al comienzo: podemos olvidarnos del éter si también estamos dispuestos a olvidarnos de un tiempo absoluto. ¿Comor?

Sí, a ver, la idea inamovible y básica de la teoría de la Relatividad es que las leyes de la Ciencia deben ser las mismas para todos independientemente de la velocidad a la que nos movamos (voluntaria o involuntariamente). Esto ya era cierto para las leyes de Newton, pero ahora lo extendemos a la teoría de Maxwell y a la velocidad de la luz: todo hijo del vecino debería medir la misma velocidad de la luz sin importar la rapidez con la que se estuviera moviendo.

Esta simplificación tiene algunas consecuencias extraordinarias. Quizás la más conocida sea la equivalencia masa-energía resumida en la famosa ecuación E = mc2 (E es la energía, m la masa y c la velocidad de la luz). Cuando la velocidad de un objeto se aproxima a la velocidad de la luz, su masa aumenta de forma que cada vez cuesta más energía acelerarlo. De hecho nunca puede alcanzar la velocidad de la luz, porque entonces su masa habría llegado a ser infinita y, por la equivalencia masa-energía, eso habría costado una cantidad infinita de energía. Por esta razón, cualquier cosa que no sea la luz debe moverse siempre a velocidades menores que la de la luz (aunque en los cómics Flash sí pueda).

Pero lo importante para nosotros ahora es quedarse con la idea de que para cargarse al éter la teoría de la Relatividad acabó con la idea de un tiempo absoluto. Cada observador debe tener su propia medida del tiempo, que es la que indicaría un reloj que va con él. Por ello Einstein decía “en mis teorías sitúo un reloj en cada punto del espacio, pero en la vida real apenas puedo permitirme el lujo de comprarme uno para mi casa”.