LA RELATIVIDAD CENTENARIA

“La materia le dice a la geometría cómo se debe curvar;

la geometría le dice a la materia cómo se debe mover”

John Archibald Wheeler

Héctor Rago

En noviembre del 2015 la relatividad general cumplió un siglo de feliz existencia. La teoría que Einstein publicó hace cien años fue una nueva manera de entender la gravitación.

La teoría de Newton nos había enseñado a entender por qué los astros son esféricos, la razón de las mareas, descifró la maquinaria precisa del sistema solar y tuvo la gloria de predecir, de la mano de Leverrier, la existencia del planeta que llevó por nombre Neptuno. Es, qué duda cabe, una excelente descripción del mundo.
Pero tenía un pecado original: y es que supone que la gravedad se transmite instantáneamente, pero sabemos que nada puede propagarse más rápido que la luz. Era un conocimiento que venía del propio Einstein, diez años atrás. Había que diseñar una nueva teoría de la gravedad que tomara en cuenta que la velocidad de la luz es la máxima posible. Esa teoría es la relatividad general, la mejor teoría de la gravedad disponible en el mercado.

De acuerdo con la teoría de Einstein, la gravedad es una manifestación de la geometría del espaciotiempo. Sus ecuaciones establecen relaciones precisas y cuantitativas entre la materia, la geometría del espacio y el fluir del tiempo.
En la relatividad general el espacio y el tiempo no son el escenario inmutable en el que ocurren los fenómenos físicos como en la física de Newton, sino que el propio espacio y el tiempo son protagonistas que están sujetos a leyes de cambio por la presencia de materia y energía.
Las ecuaciones de la relatividad predicen nuevos fenómenos no contemplados en la teoría de gravitación universal de Newton.Estas predicciones deben ser cuidadosamente verificadas por las observaciones y constatar que se cumplen en la realidad.
De acuerdo con Einstein, la trayectoria de un rayo de luz debe curvarse bajo el influjo de la gravedad.

Esta predicción se verificó con primera vez en 1919 y transformó a Einstein en el top star que no ha dejado de ser. Hoy las lentes gravitacionales son una herramienta usual del astrónomo.
La teoría establece que la elipse de un cuerpo que gira alrededor de otro debe rotar. Este fenómeno se conocía en el caso de la órbita de Mercurio, y no tenía ninguna explicación.
Otra predicción de la relatividad es que el tiempo marcha más lento donde la gravedad es mayor. Esta predicción fue verificada en la década de los sesenta del siglo pasado. El GPS funciona gracias a que la relatividad nos enseña cómo el ritmo de los relojes está determinado por el campo gravitacional.
La relatividad predice que concentraciones muy grandes de materia pueden colapsar sin límite, formando agujeros negros de los que ni la luz puede escapar. Las observaciones sugieren que los agujeros existen en la realidad.

Otra predicción de las ecuaciones de Einstein es que la aceleración de cuerpos masivos genera ondas gravitacionales que se propagan a la velocidad que la luz. Las ondas gravitacionales no han sido detectadas directamente aún, pero sus efectos en estrellas que giran una alrededor de otra, sí han sido observados.

Se espera que en poco tiempo los sofisticados equipos de detección capturen las ondas provenientes de fenómenos muy violentos como choques de agujeros negros. “Mirar” el universo a través de las ondas gravitacionales nos enseñará mucho acerca de sus primeros instantes.
La propia expansión del universo está inscrita en las matemáticas de la relatividad y fue predicha aún antes de que Edwin Hubble la detectara observando galaxias.

Las centenarias ecuaciones de Einstein produjeron una verdadera revolución en nuestra manera de entender el mundo físico. Son el prisma a través del cual los científicos interpretan una parte del mundo físico, y una herramienta en manos de los astrónomos para darle sentido a las observaciones. La relatividad seguirá jugando un papel protagónico en trance de entender cada vez mejor el universo y sus intimidades…y además como un bono gratis, nos permite guiarnos por GPS!!