La idea brillante de Einstein

einsteinDesde que Einstein es Einstein, creo que no ha habido un científico al que no se le haya pedido que se decante entre uno de los dos genios: Newton o el alemán. Y la cuestión es mucho más complicada de lo que parece a primera vista. A mí, al menos, me lo parece. Por más vueltas que le doy no consigo, siendo Newton quien fue y Einstein quién fue, pasar del empate. Porque si Newton fue el mayor mayor científico de la historia de la humanidad, Einstein también. El punto que me haría, quizás, decantarme por Newton, aunque todavía me lo estoy pensando, es que el genio inglés tuvo que “inventar” las matemáticas que usó en sus teorías. Y eso es algo que a Einstein le vino dado. Y al final, Newton describió el mundo en el que le tocó vivir, mientras que Einstein, precisamente por el mundo en el que le tocó vivir, pudo ir más allá. No sé. No hay vez en que no piense que esta pregunta es como aquella que fuerza al niño a elegir si quiere más a mamá o a papá.

En cuestión de música el que lo tenía claro era el propio Albert Einstein. Mozart (1756-1791) fue su compositor favorito. Ahí no hay ningún género de dudas. Y Einstein sabía de esto, aunque dejara de estudiar música con 13 años porque le aburrían sus maestros. Einstein era tan inseparable de su violín como del envés no escrito de sobres y papeles, donde plasmaba con letra menuda su visión del universo en forma de ecuaciones. Y es muy curiosa su forma de pensar precisamente en la música de Mozart. Para Einstein, su música era la pureza extrema. Su música estaba ahí, en el universo, simplemente esperando a que el genio de Mozart la descubriera. Muchos opinan lo mismo de la Teoría de la Relatividad General: estaba ahí hasta que el genio de Einstein la descubrió al mundo. Y en cierto modo es así: la geometría del espacio-tiempo es la que es. Sólo que no lo sabíamos hasta que el genio alemán le dio una vuelta a la cuestión.

Fue el 25 de diciembre de 1915, en la cuarta sesión de los jueves. Hace cien años y unos meses. Me lo imagino entrando en la Academia prusiana de Ciencias para presentar su teoría en un artículo que iba a cambiar para siempre la forma que tenemos los seres humanos de ver el Universo, sintiendo que se libraba de un gran peso sobre sus hombros. Seguro que pensó: «ya está hecho. Aquí tengo en una única teoría la descripción del espacio, del tiempo y de la materia». Los tres ingredientes que Newton trató por separado, Einstein comprendió que estaban inextricablemente unidos. Y Einstein le pidió perdón. Lo hizo en sus notas autobiográficas, porque Newton fue el único capaz de hacer lo que hizo en su tiempo. Y él (Einstein) sólo se había subido, también, a hombros de gigantes.

Y con ese artículo Einstein puso al alcance de todos su visión de la gravitación. Esa unión inseparable entre el espacio, el tiempo y la materia, que nos sirve para describir la cosmología actual y a la que sacamos partido cada día en nuestra tecnología. Algunos se agitarán por dentro al leer “puso al alcance de todos”. Conocida es la anécdota protagonizada por el astrofísico sir Arthur Eddington (1882-1944), a quien le preguntaron si era cierto que únicamente había tres personas en el mundo que comprendieran la teoría. Él respondió: ¿quién será el tercero? Dejaba claro el “sir” que uno era Einstein y otro él mismo, desconociendo que hubiera una tercera persona…

Pero en aquel entonces la teoría rompía ciertos paradigmas y acaba de ser formulada. Hoy en día se la estudia dentro del plan de estudios de la carrera de ciencias físicas, en la especialidad de Física Teórica, por lo que, en cierto modo, sí está al alcance de muchos. Además, y lo digo por experiencia propia, no es tan complicado captar las profundidades de la teoría. Precisamente porque, si bien la herramienta matemática que está detrás es extraordinariamente compleja, los estudiantes van adquiriendo (hemos adquirido) el manejo de la misma a lo largo de los cursos de carrera, de manera que finalmente no supone un gran esfuerzo el estudio de la teoría en sí, llegado el momento.

Diez años separan las dos teorías de la Relatividad. Y quizá sea bueno detenernos un poco en sus diferencias, que básicamente las encontramos en el grupo de covariancia. En otras palabras, la Relatividad Especial no incluye la gravitación: sólo incluye la dinámica, la mecánica clásica, el electromagnetismo (incluyo la óptica dentro del electromagnetismo por ser parte de él) y se basa en que las leyes que rigen esa física son las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales (sistemas de referencia que se mueven con velocidad constante sin aceleración). La llamada Especial habría bastado por sí sola para subir a Einstein al altar de los científicos más importantes de la humanidad.

Pero él no se quedó ahí. 10 años después presentó otra teoría mucho más ambiciosa. En ella, Einstein unía la gravedad al resto de fenómenos físicos e indicaba que tanto ésta como éstos serían invariantes bajo cualquier cambio de coordenadas. Es decir, que esas leyes serían las mismas (incluyendo la gravedad) en cualquier sistema de referencia esté o no acelerado. Estoy de acuerdo con los que opinan que la Relatividad Especial podría haber sido presentada por muchos físicos contemporáneos a Einstein. Pero si el genio alemán no hubiera presentado la Relatividad General dudo mucho que hoy en día tuviéramos noticias de tal teoría. Es más, algunos piensan que habríamos tardado centenares de años en conseguir una teoría tal. Es aventurado y no deja de estar en el ámbito de la ficción científica, pero no es descabellado de por sí el pensar en semejante retraso. Quizás incluso se hubieran detectado experimentalmente sus efectos: no me cabe duda de que los científicos se habrían vuelto locos al intentar inventar el GPS y obtener resultados tan ilógicos. Al final, quizá ese tipo de necesidad habría dado con la teoría o con partes de ella.

Antes de presentar esta teoría, exactamente en 1905, Einstein no sólo presentó la llamada Especial, sino que acompañó esa teoría con otros cuatro trabajos más, cada uno de los cuales era merecedor de un premio Nobel: describió el movimiento browniano en uno de ellos y en otro presentó sus estudios acerca del efecto fotoeléctrico. Sólo este último le dio el nobel unos años más tarde. Un artículo, además, relacionado precisamente con la mecánica cuántica y no con teorías clásicas. Como «anno mirabilis» se conoce 1905.

Llegar a 1915 con una teoría general de la relatividad en la mano no fue un camino fácil. Hubo muchas pistas falsas, muchos caminos sin salida, mucha intuición equivocada quizá por demasiados prejuicios. La perspectiva de los años es engañosa porque cuando a uno le enseñan Relatividad General, y José Manuel Sánchez Ron, mi viejo profesor, sabe mucho de esto, a uno le presentan una teoría limpia, bella, que surge majestuosa. No nos cuentan los errores cometidos hasta llegar ahí, los caminos equivocados, sin salida. Pero en lo que todos los historiadores coinciden es que 1907 fue un año clave. Cuentan que ese año, mientras trabajaba en la oficina de patentes, Einstein vio por su ventana cómo una persona caía desde un tejado. Entonces algo hizo click en su cerebro y Einstein comprendió que esa persona que caía era la única que no sentía la gravedad: si te dejas caer en un campo gravitatorio, este desaparece. Según el propio Einstein, ese fue el pensamiento más feliz de su vida, porque fue el que le llevó a enunciar el principio de equivalencia, base de la gran teoría.

Entre las pistas falsas hubo algunas que no lo fueron tanto y que hicieron que Einstein descartara una versión correcta de la teoría en 1912, tres años antes de que la terminara realmente. En 1912, en el manuscrito de Zurich, están perfectamente escritas las ecuaciones en forma linealizada. Pasar de ahí a las ecuaciones generales habría sido evidente para cualquiera. Pero Einstein las desechó precisamente por un prejuicio que le corroía la mente: para Einstein, la gravedad afectaba al tiempo, pero no al espacio. Por eso aquellas ecuaciones en las que la gravedad afectaba al espacio y al tiempo no le gustaban. Y siguió trabajando cuando ya tenía la versión real de la teoría en sus manos. Esto le hizo perder tres años de angustiosa búsqueda de la teoría correcta. No fue hasta que se pudo deshacer de sus prejuicios cuando comprendió la maravillosa esencia de su teoría, aceptándola, convirtiendo la gravitación en pura geometría.