El Hombre de la Relatividad

Patricia Chacón.
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Se abre el telón a un mundo de múltiples diseños, colores, en el que el hombre se deja llevar por su creatividad, la ansiedad a despertar en un ambiente diferente, donde sus ideas retoman su libertad, es un siglo que deja atrás la ambigüedad, la sumisión, y la monotonía en el cual habitan, y se ven nacer grandes pensadores, que logran hacer de diferentes contextos una verdadera galería de arte; contextos como los fueron la arquitectura, la literatura, el teatro, la física, las matemáticas, la pintura, entre otros; uno de estos grandes colosos del siglo XIX nace en uno de los países mas importantes del continente europeo, Alemania en 1879, un hombre que recibe el nombre de Albert Einstein, de una familia que se destacó por ser emprendedora y negociante. Debido a factores inesperados el padre de Einstein fracasa en su negocio, y decide abandonar el país, reiniciando una nueva vida con su familia, en un lugar propicio para grandes oportunidades; es así como ve en Italia un país prospero que le ayudaría y le abriría las puertas a un mundo diferente. Allí logra radicarse.

Einstein era un niño como cualquier otro, no era un fenómeno de la naturaleza, le encantaba el juego y colaborarle a su padre en el taller de máquinas eléctricas; en realidad el estudio no le apasionaba, puesto que le gustaba más las cosas prácticas, y menos teóricas.

Uno de sus tíos mas allegados comienza a explorar la mentalidad de este pequeño, y por medio de ejemplos precisos y no aburridos, crea en él un hábito, o más que un habito, su tarea consistió en enseñarle ha ‘amar las matemáticas’, logrando así que él se aficionara por completo a este campo; al cual en la actualidad muchos temen.

Al entrar a la adolescencia, se da cuenta que los conocimientos adquiridos en matemáticas y física no son suficientes, que necesita terminar sus estudios para lograr obtener un titulo que le permitiría desenvolverse laboralmente; es así como logra ingresar al Instituto Politécnico Nacional de Zurich, donde se gradúa como físico matemático; titulo que le permitió trabajar dando clases particulares y de profesor suplente.

Le encantaba la docencia, enseñar era un arte, dar conocer lo poco que sabía, para él ya era una recompensa, además de que enseñando aprendía y conocía cosas nuevas. Como para cualquier ser humano es indispensable encontrar un trabajo estable, para Einstein también lo era, puesto que de esta manera lograría estabilizarse económicamente y poder pensar entonces en tener una familia; por esto acepta una estupenda propuesta de trabajo, que consistía en trabajar como examinador en la Oficina Suiza de Patentes en Berna.

Einstein poseía una característica particular…, era demasiado inquieto, le asaltaban muchas ideas, las cuales lo llevaron a generar y preguntarse muchas cosas acerca del universo que lo rodeaba, se cuestionaba y le inquietaban algunas teorías ya existentes, refutarlas o aceptarlas se convirtió en un verdadero reto, por esto durante sus ratos libre es decir en horas de la noche, citaba a sus amigos a su casa para exponer y escuchar lo que pensaban acerca de las diversas incógnitas que tenía.

Al igual que su mente, su corazón también existía y latía fuertemente como el de cualquier persona, entonces conoce en Berna a una mujer de la cual se enamora y con la cual decide casarse, de esta unión nacen dos varones que eran su mayor orgullo.

Ya casado, realiza un doctorado en la universidad de Zurich sobre las dimensiones de las moléculas, además de esto publica su primer articulo de gran valor para la física del siglo XX, al cual llama Movimiento browniano en honor a Robert Brown, (escocés botánico, quien en 1827 descubre el fenómeno del movimiento de las moléculas del fluido; Rober Plantea que las moléculas chocan aleatoriamente con las partículas suspendidas, debido al movimiento propio de cada una de ellas); con este planteamiento Albert Einstein da una explicación matemática de este fenómeno y lo integra en la teoría cinética, además formula predicciones importantes sobre el movimiento aleatorio de las partículas dentro de un fluido, predicciones que fueron comprobadas en experimentos posteriores.

El segundo artículo que Einstein plantea es acerca del efecto fotoeléctrico. Según Einstein, bajo ciertas circunstancias la luz se comportaba como una partícula; afirma que la energía que llevaba toda partícula de luz, denominada fotón, era proporcional a la frecuencia de la radiación, llegando así a una representación matemática con la fórmula

E = hu, donde E es la energía de la radiación, h una constante universal llamada Planck y u es la frecuencia de la radiación.

Para entender un poco mejor este planteamiento es importante conocer, que es un efecto fotoeléctrico, en realidad es una formación y liberación de partículas eléctricamente cargadas, que se produce en la materia, cuando es irradiada con luz ultravioleta otra radiación electromagnética, es decir se liberan electrones en la superficie de un conductor metálico al absorber energía de la luz que incide sobre esta superficie.

Anteriormente en 1887 se había demostrado, que el efecto fotoeléctrico externo tenía determinadas características que no podían explicarse por las teorías de aquella época, que consideraban que la luz y todas las demás clases de radiación electromagnética se comportaban como ondas; los experimentos mostraron que la máxima energía posible de los electrones emitidos, sólo depende de la frecuencia de la luz incidente, y no de su intensidad.

Para tratar de explicar mejor este mecanismo del efecto fotoeléctrico externo, Albert Einstein sugiere que podría considerarse que la luz se comporta en determinados casos como una partícula, y que la energía de cada partícula luminosa o fotón, sólo depende de la frecuencia de la luz; consideró además que un electrón libre del metal cuando es golpeado por un fotón, absorbe la energía del mismo; si el fotón tiene la suficiente energía, el electrón es expulsado del metal. La teoría de Einstein explicaba muchas características del efecto fotoeléctrico externo, como por ejemplo que la energía máxima de los electrones expulsados sea independiente de la intensidad de la luz, para Einstein, esta energía máxima sólo dependía de la energía del fotón que lo expulsaba, y que a su vez sólo dependía de la frecuencia de la luz. Esta teoría contribuyó al desarrollo de la teoría cuántica, rechazando teorías anteriores que planteaban que la luz era la manifestación de un proceso continuo.

Como tercera publicación, Einstein formula una pregunta que revoluciono al mundo y rechazo teorías planteadas por newton durante su época, ¿Depende la inercia de un cuerpo de la energía que contiene?, las formulaciones que Einstein realizo con respecto a esta pregunta, posteriormente recibe el nombre de teoría especial de la relatividad.

Los filósofos de las ciencias naturales, nombre que recibieron los físicos y químicos, como Isaac Newton intentaron desarrollar algunas teorías para dar una explicación mas certera del mundo que los rodeaba, estuvieron indagando acerca de la materia, la radiación, su interacción en algunos modelos unificados del mundo y de visión electromagnética, pero ninguna de estas concepciones lograron dar una explicación acerca de la interacción de la radiación y de la materia, al ser observadas desde diferentes sistemas de referencia.

Debido a estos planteamientos y sin importar que fueran verdaderos o no, y a las teorías que Maxwell planteó al sugerir la posibilidad de emplear la óptica para medir la velocidad de los cuerpos en el espacio, empleando una especie de fluido en reposo al que llamó éter, y por medio del cual se mueven muchas partículas; Albert Einstein comienza un nuevo ciclo de investigaciones, que lo llevan negar la realidad del espacio newtoniano y afirmar que la velocidad de la luz es constante en todas partes, esto significa que la luz posee la misma velocidad, si es medida en la tierra, al borde de un cohete, o en dos observadores que se transporte en direcciones opuestas paralelamente.

Uno ejemplo muy claro que Einstein plantea es la de dos cohetes, uno que se mueve a una velocidad inferior a la de la luz persiguiendo un rayo luminoso y otro que se aleja del rayo en dirección opuesta, igualmente a una velocidad extremadamente alta pero inferior a la de la luz, después de este experimento llegó a la conclusión de que la velocidad con la que el rayo luminoso se aleja del cohete es la misma con la que intenta alcanzar al otro cohete, rechazando así las suposiciones de otros investigadores, quienes afirmaron que el primer cohete choca contra el rayo de luz a una velocidad mucho mayor, con la que el rayo de luz logra alcanzar al segundo cohete.

Además de esto Einstein plantea que la simultaneidad de dos acontecimientos que ocurren por separado es consecuencia de la forma en la cual son observados; por ejemplo, un tren que se mueve a gran velocidad lleva a bordo en uno de sus vagones a un observador y a una lámpara colocada en el centro de este; la cual al pasar cerca de otro observador que se encuentra ubicado en un punto fijo de la tierra, emite un destello de luz en direcciones de los dos extremos del vagón, con el fin de que el observador que se encuentra dentro del tren y el que se encuentra en la tierra, según su perspectiva den una opinión de cual rayo de luz llegara primero; a que no adivinan que contestaron los observadores. El que se encuentra dentro del vagón afirma, que ambos destellos de luz abandonan el centro del vagón y se dirigen a cada uno de los extremos en un mismo momento. Mientras que él que se encuentra en la tierra, debido al movimiento del tren, le parece que llega primero el destello que se dirige hacia la izquierda del tren. ¿Quien tiene razón? Es aquí donde Einstein concluye que ambos tienen la razón, que ninguno de ellos se equivoca, puesto que este fenómeno depende del observador.

Al igual que este ejemplo, se han planteado otras situaciones como fue la paradoja de los gemelos que muchos conocemos, la cual afirma que el gemelo que se encuentra dentro de un cohete que realiza un viaje a una de las estrellas mas cercanas, a una velocidad relativamente alta pero menor a la de la luz, al regresar a la tierra encuentra que su hermano es mucho mas viejo que él, y que el reloj que poseía en el cohete se atraso considerablemente con el que se encuentra en la tierra. ¿Como? ¿Porque?, Fueron preguntas que muchos se plantearon, y que como respuesta, teniendo en cuenta la teoría de la relatividad; opinan que esto se debió al efecto de la dilatación del tiempo es decir a los bruscos cambios de aceleración y desaceleración ocasionados al gemelo del cohete.

La vida, sus orígenes, la evolución y todo aquello que de esto se deriva, nos ha inquietado por largo tiempo; yo diría, a sido pregunta para muchos desde siempre; cada vez que una nueva investigación se plantea, se intenta comprobar, y mejor aún, se logran obtener resultados convincentes para la humanidad, revoluciona al mundo. Esto fue precisamente lo que las hipótesis planteadas y comprobadas por Einstein han provocado; independientemente de las múltiples investigaciones que se han realizado, nos agobian muchos interrogantes; ¿si hay dos cuerpos en movimiento cuál es el que verdaderamente se mueve? ¿En cual de los dos transcurre el tiempo más despacio?, ¿Qué le pudiese suceder a un objeto que alcanzara una velocidad mayor a la de la luz?, considero que como estas hay otras preguntas que valdría la pena realizarnos.

La teoría de la relatividad cambio el sentido no solo de la física, sino de nuestras vidas en general, fue algo similar a la aparición del fuego en la era del paleolítico, puesto que desecho muchas teorías ya existentes, que nos habían acompañado por largo tiempo.

Con esto entonces, podemos concluir que ninguna parte del universo se encuentra en reposo absoluto, eso es sólo una ilusión de nuestros sentidos; la forma, la masa y las demás características de la materia son cambiantes y relativas; por otra parte el movimiento altera las magnitudes, medidas de tiempo y espacio y por consiguiente el de la velocidad.

Estas teorías no fueron fáciles de aceptar, para algunos rompe con los conceptos básicos de tiempo y espacio, y son meras casualidades, con muchas deficiencias; pero en realidad han sido las mejores que durante mucho tiempo se han logrado generar.

Por último, vale la pena resaltar lo que llevó, al maestro de la física ‘Albert Einstein’ al éxito, “creación de hipótesis, con análisis profundo y una gran capacidad predictiva”.