Einstein y sus revoluciones, en un siglo convulsionado

A 65 años de su muerte, un recorrido por su universo teórico y los terremotos históricos en que nació y se desarrolló.

Corre el año 1914 en un continente europeo en que la tensión entre naciones y clases se corta por un hilo. En el frío Imperio Ruso, más precisamente en la provincia de Crimea, una expedición de astrónomos, físicos y técnicos va a la caza de un eclipse. De ser posible, su medición precisa cambiará drásticamente el futuro de la física tal y como se la conoce.
Liderada por el joven astrónomo alemán Erwin Finlay-Freundlich (1885–1964) y con expreso mandato de su coterráneo Alberto Einstein (1879-1955) y autor de la teoría de la Relatividad, la misión tiene como tarea medir si existe desviación de la luz originada por estrellas lejanas debida al Sol -como predecía la teoría que había causado hasta entonces revuelo en los círculos académicos, pero que no contaba con pruebas de su validez a cuestas. Esta desviación, con ángulos minúsculos vistos desde la Tierra, sólo podía ser medida durante un eclipse debido a la oscuridad requerida y, como se sabe, los eclipses ocurren esporádicamente.
Dos años antes, una misión similar en Brasil se había visto frustrada por un día nublado. Pero este nuevo intento, que gracias al reconocimiento alcanzado por el propio Einstein corría con la financiación del magnate industrial Gustav Krupp, parecía dirigirse a buen puerto. El joven Freundlich esperaba en el puerto de Feodosiya al equipo argentino de astrónomos que desde Alemania llevaba parte del instrumental y los recursos humanos necesarios. Pero estos nunca llegaron. La Primera Guerra Mundial rompió estruendosamente y Freundlich fue rápidamente encarcelado con parte de su equipo.
La demostración de que el tiempo y las distancias eran relativas iba a tener que esperar. Por suerte para Einstein, su teoría para 1914 estaba incompleta: faltaba su ladrillo fundamental, que en parte corregía la desviación predicha e iba a ser el ángulo que con un grado de exactitud inmenso se obtuviera en 1919.
El episodio de Crimea no iba a ser la primera vez que Einstein –de cuya muerte se cumplen este 18 de abril 65 años- viera frustrada su labor por la guerra. La Segunda Guerra Mundial lo tendría como refugiado en sus comienzos y como triste protagonista en su final.

Cada genio en su contexto

Nacido en Stuttgart en el seno de una familia judía en 1879 y marcado por sus dificultades para el aprendizaje a temprana edad, Einstein tuvo una formación temprana en los rígidos institutos de formación Gymnasium, originados en la época de Otto von Bismarck. La aparición a mediados del siglo XIX de las grandes escuelas de investigación vinculadas a la Industria, y la aseguración por parte del Estado de la profesionalización de los científicos y de una mano de obra calificada a gran escala, vino a retroalimentar el despegue de Alemania como primera potencia europea hacia finales del siglo.
Este sistema tendía a mostrar sus límites en estructuras rígidas y autoritarias (sobre las cuales se montaría Hitler décadas más tarde para desalojar a la ciencia y sus hacedores judíos de las universidades, como advierten Steven y Hillary Rose en el genial Ciencia y Sociedad), que motivaron en parte el abandono de Einstein del Gymnasium a edad temprana, para concluir sus estudios de bachillerato en Suiza.
Será allí, en el seno de la escuela politécnica de Zurich, donde completará sus estudios en física y matemática, pero la imposibilidad de conseguir un cargo en la Universidad y las ganas de convivir con su pareja lo trasladaron a la Oficina de Patentes en Berna. Es durante esta época y a los 25 años de edad que enviará a la revista Annalen der Physik tres artículos que constituyen pilares para entender el mundo en que vivimos, cada uno de los cuales hubiera ameritado un Nobel (se lo dieron, en 1921, solamente por uno de ellos).

El comienzo de un nuevo paradigma

El primer artículo enviado fue sobre el llamado movimiento “Browniano”, el típico movimiento zigzagueante de las partículas dentro de un medio viscoso (que podemos observar a diario en el movimiento del polvo en el aire). Permitió resolver finalmente un problema que Leucippus y Demócrito habían planteado hacía más de dos milenios, a propósito de la naturaleza corpuscular de la materia. La segunda teoría, sobre el Efecto Fotoeléctrico, proponía la luz dividida en “cuantos” (fotones), para explicar la emisión de electrones por un material al incidir luz sobre él.
Finalmente el tercer artículo sobre la teoría de la Relatividad Especial (R.E), se trata de la primera parte de una teoría más general que sería completada más tarde. La R.E. introducía una importante clarificación de la estructura del espacio y el tiempo.
Es una teoría conceptualmente difícil de digerir, más aún que la Relatividad General, y se torna imposible explicarla en los estrechos márgenes de este artículo. A riesgo de repetir la experiencia del escritor y físico Sábato -que les advirtió a sus interlocutores que la Relatividad ya nada tenía que ver con la explicación simplista a la que había arribado por demanda de los periodistas- digamos que esta teoría mostraba por primera vez que no es que a la visión newtoniana del mundo le faltasen piezas, sino que debía ser radicalmente cambiada.
La R.E. marca un verdadero y revolucionario cambio de conceptos tan arraigados como lo son la simultaneidad, el tiempo, el espacio o la materia y la energía. Habitábamos un mundo mucho más complejo del que marcan nuestros sentidos y, al decir del soviético Lev Landau (1908-1968), “la ciencia no tiene miedo de chocar con el llamado sentido común. Sólo 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”.
Renombrado mundialmente por esta serie de artículos, Einstein se convierte en una figura mundial y se le ofrecen trabajos en todas las universidades del mundo. Pero algo lo perturbaba: su teoría más famosa hasta la fecha dejaba fuera de su marco la venerable teoría “universal de la gravedad” de Newton. ¿Debía tenerse en cuenta? Finalmente los cuerpos con masa se atraen, pero ¿por qué? A diferencia de una tanza que se tira de un extremo, ¿qué mantiene a la Tierra y a la Luna interactuando si hay espacio mediante? Algún mediador que pueda transmitir esa fuerza debía estar presente.
Diez años ininterrumpidos de estudios maníacos, de intentos frustrados, confusiones, ideas brillantes correctas e incorrectas, series de artículos publicados con resultados erróneos, más errores y grandes dosis de estrés. Finalmente la teoría de La Relatividad General es publicada, ganándole de mano a uno de los matemáticos más grande del siglo XX, David Hilbert (para ver un impresionante relato de esta carrera, invitamos a leer La realidad no es lo que parece, de Carlo Rovelli).
La belleza de esta teoría emanaba por sus poros. Ya no se trataba de encontrar una forma matemática a un campo gravitatorio y obtener fórmulas del mismo. Newton, en línea con el iluminismo de su tiempo, concebía a los cuerpos moviéndose en un espacio enorme, vacío y contenedor, una caja rígida para el Universo, un inmenso andamio donde los objetos se mueven en líneas rectas, hasta que una fuerza los desvía. Pero ese espacio que contenía el Universo, ¿cómo estaba hecho? Más aún, ¿qué es el espacio? El genio de Einstein residió en entender precisamente que el espacio no era esa estructura vacía concebida por Newton, sino el campo gravitatorio. Una brillante, hermosa y simple teoría.
No hay espacio sin materia, tampoco tiempo. El espacio, a pesar de lo que pensaba el filósofo Immanuel Kant, no puede existir sin algo que lo llene, y este algo es precisamente la materia.
La unidad indisoluble de tiempo, espacio, materia y movimiento. El Universo es precisamente la unidad dialéctica de la materia y el espacio.

El exilio, la bomba, su muerte y su legado

Con el ascenso del nazismo en Alemania, las universidades fueron “depuradas” y Einstein finalmente emigra a los Estados Unidos. La persecución nazi no sólo afectó a los científicos judios como tales, sino también a su ciencia: apuntaba directamente contra la física “judía” -esto es, einsteiniana- y condenó a la ciencia alemana a una situación de mucho atraso. Además de la expulsión de muchos científicos, algunos de los cuales -como Rudolf Peierls y Otto Frisch, y el propio Einstein- habrían de jugar un papel muy importante en el surgimiento de la bomba atómica.
La posibilidad de que una fisión atómica nuclear autosuficiente pudiera tener lugar en el uranio fue reconocida a mediados de 1939 en Inglaterra, USA y Alemania. Einstein mismo escribió su célebre carta al entonces presidente norteamericano Franklin Delano Roosevelt instando a aventajar en la construcción de la bomba atómica a los nazis. Desarrollada en el llamado Proyecto Manhattan, seis años más tarde fue arrojada en Hiroshima y Nagasaki, en uno de los mayores crímenes en la historia de la humanidad. Quien fuese seguidor del socialista Friedrich Adler, amigo personal del espartaquista Paul Levi y autodenominado pacifista, se veía arrastrado por las inmensas fuerzas sociales que imperan en la guerra.
La actividad científica de Einstein no se detendría hasta su muerte. Continuó con la estadística de las partículas elementales llamadas bosones junto con el físico indio Bose (1894-1974), la teoría del campo unificada, los debates con Edwin Hubble sobre un Universo en expansión, y la introducción de la “constante cosmológica” en sus ecuaciones relativistas, que luego consideró su “mayor error” como físico y retiró. Vuelta curiosa de la historia, ya que en 1998 tuvo que ser reintroducida para poder explicar la expansión acelerada del Universo.
A 65 años de su muerte, su legado está más presente que nunca. Dos impactantes acontecimientos recientes -la medición que en 2015 hiciese el experimento multinacional LIGO de las ondas gravitacionales viajantes desde los albores del Universo, y la primera foto a un agujero negro tomada en 2019 por el telescopio Event Horizon- vinieron a dar muestras empíricas de fenómenos que habían sido concebidos muchas décadas antes en las ecuaciones de Einstein y sus pares. Y esta labor está lejos de finalizar: desconocemos el 96% de lo que está constituido el Universo, y en esa interrogante buscamos modelos superadores y más abarcativos extendiendo sus ecuaciones.
Un verdadero hijo del siglo XX. Profundicemos en sus teorías y no nos dejemos de indagar sobre los grandes interrogantes que él se planteó. La exploración podrá no solucionarnos nuestra rutina diaria en lo inmediato pero, como Einstein dijera, “la curiosidad tiene su propia razón de existir”.


Pedro Cataldi