El siglo de la relatividad. El gran legado de Einstein
En 1905, Einstein formuló la teoría de la relatividad y transformó para siempre nuestra concepción del universo. Así ha cambiado el mundo de la física en los últimos cien años. Numerosas ciencias, desde la química a la biotecnología, deben mucho a Einstein. En sólo unos años, este genio demostró la existencia de las moléculas, impulsó la mecánica cuántica, desarrolló la mecánica estadística moderna y concibió la teoría de la relatividad especial.
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La clave está en los átomos
El 11 de mayo, Annalen recibía su segundo artículo, dedicado al movimiento browniano. Se dice que a Einstein le llegó la inspiración mientras conversaba con su mejor amigo, Michele Besso, acerca de la relación entre la viscosidad del líquido y el tamaño de las moléculas de azúcar disueltas: al disolverse un terrón en el té, se difunde por toda la taza y lo hace más viscoso. De esta observación, Einstein dedujo una nueva forma de determinar el tamaño de las moléculas. Ambos trabajos pretendían respaldar "la existencia de átomos de tamaño definido". Con ellos salvó los problemas teóricos a los que se habían enfrentado los físicos del siglo XIX y contribuyó sobremanera a la llamada física estadística. Sin ella hoy sería imposible comprender desde la estructura interna de las estrellas hasta los superconductores.
Una de las aplicaciones más espectaculares de esta disciplina se da en economía. ¿Puede establecerse una relación entre ambas? Sí. En 1900, el matemático francés Bachelier descubrió que las fluctuaciones de la bolsa podían describirse usando la teoría del movimiento browniano. En particular, propuso una fórmula para fijar el precio de una opción basándose en la idea de que tales fluctuaciones seguían el mismo proceso que una molécula moviéndose en un gas. Este trabajo quedó olvidado hasta los años 70, cuando los científicos Black y Scholes usaron la física estadística para describir el mercado de opciones. Desde entonces, algunas entidades financieras contratan físicos expertos en este campo para evaluar los riesgos a los que se enfrentan en el mercado de futuros.
Más recientemente se han diseñado los denominados "trinquetes brownianos", una versión microscópica de las ruedas dentadas de los cabrestantes, capaces de transformar el movimiento aleatorio en un desplazamiento sistemático. Algo parecido sucede con los trinquetes de los relojes, que usan el movimiento de la muñeca para darle cuerda. Gracias a ello se pueden clasificar los virus por tamaño o separar los contaminantes del agua. Pero el artículo por el que Einstein sería más conocido fue el que los editores recibieron el 11 de junio. Se titulaba "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento" y en él sentaba las bases de la relatividad especial. Con él eliminaba los problemas surgidos al querer reconciliar la teoría electromagnética de Maxwell con la mecánica de Newton y el descubrimiento experimental de que la velocidad de la luz parecía ser independiente de la velocidad del observador.
Una teoría elegante
La teoría que había nacido era simple y elegante, pero el precio a pagar era elevado. Se dejó de considerar el tiempo y el espacio como entidades separadas y se empezó a hablar de un continuo espacio-tiempo que depende del observador. Lo más sorprendente es lo que Einstein mostró a los editores de Annalen el 27 de septiembre: masa y energía son intercambiables y están relacionadas a través de la fórmula E=mc2. Sin ella prácticamente ningún fenómeno atómico, ni siquiera la propia estructura de la materia, podría entenderse.
Texto: Miguel Ángel Sabadell