A cien años de la teoría de la relatividad

 

Misael Pérez


 

 

"La ciencia no tiene miedo de chocar con el llamado sentido común. Solo tiene miedo del desacuerdo entre las ideas existentes y hechos experimentales nuevos, y, si ocurre un desacuerdo de este tipo, la ciencia destroza implacablemente la idea que había creado previamente y eleva nuestro conocimiento a un nivel superior"

Landau y Rumer - "What is Relativity?"

 

 

En 1905, A la edad de 26 años, Un joven examinador de patentes, de dudosos méritos académicos, de nombre Albert Einstein inició lo que sería una de las más grandes revoluciones científicas de la era moderna, ese año, él enuncio la Teoría de la Relatividad especial, acaso la contribución máxima de un individuo sólo a la física desde los tiempos de Newton.

Este fue el primero de una serie de descubrimientos que cambiaron para siempre el panorama de la física, ciencia cuyo máximo exponente hasta esa fecha era Newton, cuyas aportaciones crearon una serie de paradigmas que dominaron la física durante dos siglos, sin negar el indudable avance que representaron para la ciencia, dichas teorías que pretendieron crear una serie de leyes para entender el mundo, tenían una serie de limitaciones que sin embargo no fueron elucidadas inmediatamente.

A fines del siglo XIX la física se asemeja a un edificio prácticamente terminado, solo faltaban unos cuantos detalles... y entonces ocurrió la catástrofe.

Física clásica

El éxito de la mecánica engendro un cierto numero de tendencias intelectuales, filósofos y pensadores políticos erigieron a la física newtoniana como modelo de teoría intelectual, ¿Cómo es que ocurrió esto?

Las leyes del movimiento de newton posibilitaron predicciones cuantitativas precisas que se podían comprobar en fenómenos observados, sin embargo, cuando otros científicos intentaron aplicarla a todo el universo, empezaron los problemas.

El determinismo mecánico de Laplace suponía que, una vez que se conociesen las posiciones y velocidades en cualquier momento en el tiempo, se podría determinar para siempre el comportamiento del universo.

Las leyes de Newton no eran vistas por estos científicos como aproximaciones aplicables en ciertas circunstancias, sino como leyes absolutas y universales, toda la rica diversidad de fenómenos naturales quedaba reducida a un conjunto absoluto de leyes cuantitativas basadas en unas pocas variables.

En otras palabras "todo el universo anda como un gigantesco aparato de relojería". Esta visión mecanicista necesariamente desarrollo un punto de vista unilateral de los fenómenos de la naturaleza.

Con la llegada de la revolución en la física planteada por la mecánica cuántica y la relatividad, se cuestiona de raíz a la física clásica, lo que abre también un cambio profundo en la forma de pensar de los científicos.

Es verdad que la física clásica casi ha sobrevivido a esta revolución, pero sabemos que ya nunca podrá aspirar a la universalidad, su dominio es supremo es un campo limitado.

El siglo XX dio a los físicos una lección: cuando uno pasa de un nivel de realidad a otro en el estudio de la naturaleza, las leyes y los conceptos tienen que cambiar.

Relatividad especial

El primer postulado de la teoría general de la relatividad dice que "todas las leyes de la naturaleza son las mismas en todos los marcos de referencia en movimiento uniforme". Lo que nos dice esta ley es muy sencillo, pero de enormes implicaciones, es posible caminar en un tren en movimiento uniforme de la misma manera que lo haríamos si estuviésemos en reposo, lo mismo que servir una taza de café en un avión en movimiento a cientos de kilómetros por hora que si lo hiciéramos en reposo, con una condición: que la velocidad sea constante, la aceleración modifica las condiciones para las cuales las leyes de la física clásica son validas.

El segundo postulado no deja de ser también engañoso en cuanto a su sencillez: "La velocidad de la luz es la misma para todos los observadores en todas direcciones, independientemente de su estado de reposo o movimiento".

Esta situación significa que independientemente de si viajemos en un avión a velocidad supersónica o estemos en reposo, veremos pasar un haz de luz a la misma velocidad.

Antes de continuar es necesario decir que muchos de las implicaciones y experimentos que demuestran la teoría de la relatividad son simples y claros, pero aceptarlos no es tan fácil, ya que no pertenecen a nuestra experiencia sensorial cotidiana, la primera impresión en muchas personas es el escepticismo pues parecen cosas fuera de sentido común, "Pero el sano sentido común, por apreciable compañero que sea en el domestico dominio de sus cuatro paredes, experimenta asombrosas aventuras en cuanto arriesga por el ancho mundo de la investigación..." (Alan Woods, Razón y Revolución)

Experimentos posteriores han confirmado la teoría de la relatividad en fenómenos como la dilación del tiempo, la contracción de la longitud y el aumento de la masa, hechos que ocurren a grandes velocidades.

El desarrollo de la relatividad barrió con muchos de los supuestos que existían en la física, como la noción de absolutos, al demostrar la relatividad del tiempo y el espacio. Los experimentos demostraron que "dos observadores relativamente en movimiento no pueden ponerse de acuerdo acerca de si dos acontecimientos que suceden en lugares diferentes ocurrieron simultáneamente". Es decir, que un mismo suceso puede ser visto y medido por dos personas de manera diferente, y ambos tener razón a su manera.

Desde luego que esto ha llevado a interpretaciones subjetivas que dicen que "todo depende del cristal con que lo mires", pero es falso decir que "todo es relativo", ya que si existen absolutos en la teoría de la relatividad, como lo es la velocidad de la luz y la energía en reposo.

Las interpretaciones vulgares de la relatividad intentan justificar la explotación. Al relativizar la validez de la lucha contra ella, este argumento es típico de intelectuales desilusionados y es evidentemente una interpretación errónea.

Espacio y tiempo

La anulación de la separación entre los conceptos de espacio y tiempo es uno de las consecuencias más profundas de la teoría de la relatividad.

Vivimos en un espacio tridimensional, dicho de manera coloquial, existen el ancho, largo y alto, como cuando describimos una caja, pero estas tres dimensiones no ofrecen una descripción completa, existe una cuarta dimensión: el tiempo, la caja no siempre fue una caja, fue fabricada en cierto momento y también en cualquier momento puede destruirse.

De esta manera la descripción de la caja como un objeto tridimensional solo es valida durante un periodo especifico de tiempo, no puede hablarse significativamente del espacio sin involucrar al tiempo. Los objetos existen en un espacio - tiempo.

Contradicciones

Los experimentos planteados por la relatividad implican contradicciones en sus resultados, que desafían las leyes de la ciencia conocida hasta entonces, por poner un ejemplo, la paradoja del garaje: En un garaje con puertas en ambos extremos, en el cual pasa un coche que en reposo que es ligeramente más grande que el garaje, Si el carro pasa a una velocidad cercana a la de la luz, desde el punto de vista de alguien que esta en el garaje, puede abrir la puerta trasera para dar paso al carro y después cerrarla detrás del carro reducido antes de abrir la puerta delantera para dejarlo salir.

Sin embargo desde el punto de vista del chofer, es el garaje el que se ha encogido, lo que ve él, es que el coche en algún momento se asoma por ambos extremos del garaje, y entonces las 2 puertas han debido estar abiertas a la vez.

El sentido común nos indicaría que uno ha de estar errado, según el punto de vista de la relatividad no se trata de una cuestión de equivocación sino que la diferencia esta en la sucesión de apertura y cierre de puertas según lo ven los dos observadores.

Este ejemplo ilustra cómo la discordancia en cuanto a la secuencia de tiempo conduce a una interpretación diferente de las relaciones espaciales de los objetos.

Relatividad general

Los postulados de la relatividad fueron la punta de lanza de la revolución en la física, junto con la mecánica cuántica, son la piedra de toque sobre la cual esta ciencia sufre un cambio y un desarrollo radical, pero Einstein estaba insatisfecho y regreso sobre el tema con la relatividad general en 1916, en donde analizo el problema de la luz visto desde el punto de vista de observadores en movimiento acelerado, el resultado fue una reformulación total de la mecánica en el que el concepto de fuerza desaparece prácticamente. En cambio, la acción de los campos deforma el tejido mismo del espacio, a tal grado que una línea recta no es ya la distancia más corta entre dos puntos.

E = mc2

Ya en Dialéctica de la naturaleza, Engels cuestionaba los límites de la mecánica newtoniana, que no podía explicar a la energía como algo inherente a la materia, fue precisamente Einstein quien demostró que cualquier cosa que tuviese energía también tenia masa.

Esta relación esta expresada en la famosa formula E = mc2 la cual expresa que para cualquier fin practico, masa y energía son idénticos.

Esta es una formula perfectamente universal, valida lo mismo para una fogata como para una bomba nuclear. La única diferencia con la energía nuclear es que ésta es la única fuente de energía lo bastante potente para que los cambios de masa sean realmente notorios. Por ejemplo, al calentar el agua desde su punto de congelación hasta el de ebullición sólo se incrementa su masa en un equivalente de10-11.

La ciencia y el futuro

Nunca como en nuestra época las fuerzas productivas han experimentado un desarrollo sorprendente, sin precedentes, y sin embargo, también es en esta misma época cuando el capitalismo en crisis esta llevando a la humanidad a la barbarie.

Mientras la tecnología y la ciencia han avanzado, no lo ha hecho al mismo ritmo la conciencia, de esta manera es como vemos la elite que gobierna en casi todo el mundo es una burguesía retrograda que intelectualmente vive en el medioevo.

La ciencia, en la sociedad capitalista, esta al servicio de los poderosos, los nuevos inventos que se dan están en función de que tan rentables son, la ciencia es vista desde el punto de vista del lucro y no de la mejora de la vida de los trabajadores.

Esto solo puede cambiar con la revolución socialista, que liberara al hombre de las cadenas de la explotación y a la ciencia de las cadenas de la filosofía idealista y la regresara al servicio de la sociedad.

Einstein es recordado no solo como uno de los grandes genios de nuestro tiempo, sino también como un científico de ideas progresistas que a su manera reivindico el socialismo.

La revolución socialista no solo permitirá el surgimiento de nuevos científicos de la talla de Einstein, sino que permitirá que todos los trabajadores sean también participes del conocimiento de la ciencia.

 

 

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