La Teoría de la Relatividad

El 25 de noviembre de 1915, un exhausto Albert Einstein presentó ante la Academia Prusiana de las Ciencias lo que hoy conocemos como la teoría general de la relatividad. Cuatro años después, en mayo de 1919, el astrónomo más renombrado de su tiempo, Sir Arthur Eddington, regresaba de una expedición en la isla Príncipe con datos cruciales para respaldar esta teoría. El cosmos se comportó tal como lo había predicho Albert Einstein. La relatividad general fue confirmada, y su creador alcanzó la fama mundial. Nació una nueva estrella, el digno sucesor de Isaac Newton: Albert Einstein.

La relatividad general es posiblemente la teoría más hermosa, elegante, sutil y poderosa jamás concebida. Con unos pocos símbolos, describe la armonía del cosmos, la danza rítmica de planetas y estrellas, pero también su lado más monstruoso, más agitado: las estrellas de neutrones, los agujeros negros, las supernovas. La relatividad general es el andamiaje del cosmos, la estructura del espacio-tiempo. De hecho, es difícil exagerar la importancia y grandeza de esta teoría, una de las cumbres del pensamiento humano: la relatividad general de Albert Einstein.

¿Qué es la relatividad general? En el ámbito de la relatividad, hay dos teorías. Todo comenzó en 1905, cuando un casi indigente Albert Einstein comenzó a reflexionar sobre la dinámica de la luz, notando las deficiencias en las teorías clásicas. Sus esfuerzos dieron lugar a la relatividad especial, una teoría que describe la materia, el movimiento, el espacio y el tiempo sin la influencia de la gravedad.

La dilatación del tiempo, la dilatación de las distancias, la paradoja de los gemelos y otros fenómenos forman parte de la relatividad especial. Sin embargo, esta teoría es "especial" no porque carezca de genialidad, sino porque es limitada, es un caso particular, un universo sin gravedad. Einstein sabía que su trabajo estaba incompleto, ya que no incluía la gravedad, y un mundo sin gravedad, sin aceleración, es solo una teoría a medias.

Einstein también notó que su relatividad especial era incompatible con las leyes de Newton, en particular, con la ley de la gravedad universal. Esta ley establece que la fuerza entre dos cuerpos es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. Sin embargo, la relatividad especial planteaba la pregunta: ¿cuál de las dos distancias tomar en cuenta? En la relatividad especial, las distancias se acortan o se expanden según el observador. Esta ambigüedad no podía ser aceptada, y una nueva teoría de la gravedad era necesaria. Enfrentar esta tarea suponía un gran desafío, y muchos de sus amigos le advirtieron sobre la dificultad de la empresa. Pero Einstein estaba decidido a alcanzar una teoría completa de la gravedad, lo que lo llevó a una década de intenso trabajo y esfuerzo hercúleo. Utilizó sus conocimientos de física y matemáticas para desarrollar una teoría que describiera la materia, el movimiento, el espacio y el tiempo con la influencia de la gravedad: la relatividad general.

En noviembre de 1915, presentó su obra maestra ante la Academia Prusiana de las Ciencias, una expansión de la relatividad especial para abarcar a cualquier observador en el cosmos. La relatividad general es la teoría más completa de la dinámica del universo. Lo que Einstein buscaba era leyes del movimiento válidas para todos los observadores, tanto los inerciales (sin aceleración) como los no inerciales (con aceleración). La relatividad especial abordó el primer grupo, pero la relatividad general extendió su alcance a todos los observadores, lo que la convirtió en una teoría más completa.

Einstein se apoyó en el "principio de equivalencia" como un punto de partida para su teoría. Si una persona está en un ascensor acelerado hacia arriba, siente una fuerza que simula la gravedad. Las leyes de la relatividad general permiten que la aceleración y la gravedad sean indistinguibles. Esta idea fue crucial para comprender la verdadera naturaleza de la gravedad. Einstein se dio cuenta de que la gravedad no es una fuerza como la entendemos en términos clásicos, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo causada por la presencia de masa y energía.

La relatividad general revolucionó nuestra comprensión del tiempo, la luz, la gravedad y el cosmos en su conjunto. También predijo la existencia de las ondas gravitacionales, que se detectaron en 2015, y abrió nuevas áreas de la física, como la cosmología. El Big Bang, la expansión del universo y la inflación son consecuencias directas de esta teoría. Además, permitió el estudio de objetos fascinantes como los agujeros negros y los agujeros de gusano.

La relatividad general es una obra maestra que ha transformado la forma en que vemos el mundo y nuestro lugar en el universo. Ha dejado una marca indeleble en la ciencia y la comprensión del cosmos. A través de esta teoría, Einstein se convirtió en uno de los gigantes de la física, una mente preclara que cambió para siempre nuestra comprensión del mundo que habitamos.