Cien años (terrestres) de vigencia de la Teoría de la Relatividad General

MADRID, ESPAÑA (24/NOV/2015).- Imagínese dos relojes muy precisos y en un principio sincronizados, uno al ras del suelo y otro en un satélite en órbita. Pasado un rato nos daremos cuenta de que el del suelo va más despacio porque la fuerza de la gravedad es aquí mayor: el tiempo se "deforma" en presencia de una gran concentración de masa.

Esta es una de las reglas que describe la Teoría General de la Relatividad del alemán Albert Einstein, de la que ahora se cumplen cien años, y que cambió, junto a la Teoría de la Relatividad Especial, los principios de la física establecida hasta el momento.

Y es que la Teoría de la Relatividad de Einstein se divide en dos: en la especial (1905), que describe cómo se percibe el espacio y el tiempo en función de un sujeto observador no acelerado, y la general (1915), que incluye la gravedad y la une "íntimamente" al espacio y tiempo.

Con tan solo 26 años y cuando trabajaba en la oficina de patentes de Berna (Suiza), Einstein, que en ese momento dedicaba los ratos libres a la ciencia, publicó varios artículos fundamentales para la física con los que fue armando su Teoría de la Relatividad Especial.

En esta, entre otras cosas, describe la ecuación (E=mc2) más famosa de la historia —plasmada incluso en camisetas—, según la cual la masa es la energía del cuerpo en reposo (base de la bomba atómica) y la velocidad a la que va un objeto aumenta su energía.

Pero lo auténticamente revolucionario fue cuando Einstein entendió como ley fundamental, base de su Teoría de la Relatividad Especial, que la velocidad de la luz es constante (casi 300,000 kilómetros por segundo) se mida donde se mida —para observadores no acelerados— y nada en el Universo puede superarla.

Teniendo en cuenta esta premisa, al tiempo y al espacio les pasan cosas diferentes cuando nos acercamos a la velocidad de la luz: el espacio se contrae y el tiempo pasa más despacio; con mayor velocidad se produce una especie de compresión del tiempo.

Si un astronauta hiciese un viaje por el espacio a una velocidad cercana a la de la luz, al regresar a la Tierra descubriría que su reloj —biológico— no coincide con el de sus familiares que le esperan: el tiempo transcurrido para este sería menor (envejecimiento más lento). Con Einstein, tiempo y espacio dejan de ser absolutos (Newton) y pasan a depender del observador.

Pero Einstein continuó. Unos años más tarde extendió los conceptos de su primera teoría para explicar la gravedad.

En la teoría general (25 de noviembre de 1915), el físico planteó que la gravedad viaja exactamente a la velocidad de la luz.

Además, estableció que la gravedad está íntimamente unida al espacio y tiempo (unificados en el tejido espacio-tiempo).

De esta manera, el Sol curva el espacio-tiempo y atrae a los planetas que giran a su alrededor (como en un colchón con dos personas en el que la más corpulenta lo deforma y atrae a la otra).

Y el tiempo también se curva en presencia de masa (gravedad): el reloj del suelo va más despacio que el reloj a gran altura.

¿Y para qué sirven las ecuaciones de Einstein además de para explicar los apasionantes entresijos del Universo? Están en cosas más cercanas de lo que pensamos.

Los móviles y los GPS: los satélites gracias a los cuales sabemos dónde estamos tienen relojes atómicos que, al estar en menor gravedad, van más rápido que los de la superficie, así que haciendo caso a Einstein hay que corregir ese desfase.

El físico teórico de la Universidad Complutense de Madrid, Luis J. Garay, explica que las teorías de Einstein no echan por tierra las de Newton, de hecho, las ecuaciones que utilizamos todos aquí en gravedad débil son las del segundo.

Para este investigador, las teorías de Einstein están "completamente vigentes, no tenemos una teoría que sea mejor que la de la Relatividad General para las cosas que tenemos acceso".

Por su parte, James Green, de la división de ciencias planetarias de la NASA, resume: Einstein creó una visión totalmente nueva del Universo y desde entonces lo que hemos hecho son muchos descubrimientos que describen exactamente lo que había imaginado él; la revolución de la física que él inició sigue siendo una realidad.