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miércoles, 1 de junio de 2016

El genial Albert Einstein

Albert Einstein nació en la ciudad bávara de Ulm (Alemania), el 14 de marzo de 1879. Fue el hijo primogénito de Hermann Einstein y de Pauline Koch, judíos ambos, cuyas familias procedían de Suabia. Al año siguiente se trasladaron a Munich, en donde el padre se estableció, junto con su hermano Jakob, como comerciante de las novedades electrotécnicas de la época. El pequeño Albert fue un niño quieto y ensimismado que tuvo un desarrollo intelectual lento. En 1894, las dificultades económicas hicieron que la familia se trasladara a Milán, pero Einstein permaneció en Munich para terminar sus estudios secundarios, reuniéndose con sus padres al año siguiente. 

En el otoño de 1896 inició sus estudios superiores en la Escuela Politécnica de Zurich (1896-1901). Obtenida la ciudadanía suiza (1901), encontró un empleo en el Departamento de Patentes donde trabajaría hasta 1909. En 1903 contrajo matrimonio con Mileva Maric, antigua compañera de estudios en Zúrich, con quien tuvo dos hijos: Hans Albert y Eduard, nacidos respectivamente en 1904 y 1910. En 1919 la pareja se divorció y Einstein se casó de nuevo con su prima Elsa.

Durante 1905, publicó cinco trabajos en los Annalen der Physik: el primero de ellos le otorgó el grado de Doctor, por la Universidad de Zúrich, y los cuatro restantes acabarían por imponer un cambio radical en la imagen que la ciencia ofrecía del universo. De estos cuatro, el primero proporcionaba una explicación teórica, en términos estadísticos, del movimiento browniano y el segundo daba una interpretación, del efecto fotoeléctrico, basada en la hipótesis de que la luz está integrada por "cuantos" individuales, más tarde denominados "fotones".


EL EFECTO FOTOELÉCTRICO

En el segundo artículo titulado originalmente: “On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light” ("Un punto de vista heurístico acerca de la producción y transformación de la luz"), Einstein hacía una interpretación del efecto fotoeléctrico, relativo a la producción y transformación de las radiaciones luminosas. La publicación de ese artículo constituyó un desafío para la física newtoniana a través de la teoría cuántica (defendida desde hacía mucho tiempo atrás por Newton).


En esta teoría, Eisntein postulaba que la luz no llega de una manera continua, sino que está compuesta por pequeños paquetes de energía, a los que llamó “cuantos”, que hoy conocemos por el nombre de “fotones”. Por medio de la hipótesis cuántica, formulada por M. Planck cinco años antes, Einstein logró dar una explicación satisfactoria del fenómeno fotoeléctrico, según la cual la energía de los electrones emitidos no depende de la intensidad de la luz incidente. El artículo también aportaba un fuerte impulso a la "Mecánica cuántica”.
        
Por sus investigaciones y escritos relacionados con el efecto fotoeléctrico, Einstein fue galardonado, en 1921, con el Premio Nobel de Física que le otorgó la Real Academia Sueca de Ciencias, lo que le sirvió para obtener el grado de Doctor por la Universidad de Zurich.


RELATIVIDAD ESPECIAL

El tercer trabajo de Einstein titulado en inglés: “On the Electrodynamics of Moving Bodies” ("Acerca de la electrodinámica de cuerpos en movimiento"), fue el primero dedicado a la teoría de la relatividad y se divulgó en dos etapas: la "teoría especial”, en 1905, y la “teoría general”, en 1915. La teoría especial fue tan impactante para la ciencia como para la filosofía, ya que estudiaba el movimiento de los cuerpos y el electromagnetismo en ausencia de la fuerza de gravedad. 

La relatividad especial daba solución a los interrogantes y las dudas que había abierto, entre la comunidad científica, el experimento de Michelson-Morley, en el que las ondas electromagnéticas del espectro de luz visible se movían sin que existiera un medio de propagación. De ese experimento se desprendía que la velocidad de la luz era, por lo tanto, algo constante y no relativa al movimiento del observador, argumento este imposible de sostener si se tomaba como base la mecánica clásica de Newton. Sin embargo, la “Teoría especial” de Einstein, llamada de esa forma para diferenciarla de la “Teoría general de la relatividad”, consideraba por igual a todos los observadores.

En segundo lugar, esa propia teoría explicaba el incremento de la masa con la velocidad, que se había observado en los electrones, demostrando que el efecto de contracción de la longitud y el de aumento de la masa se podían deducir del hecho de que la velocidad de la luz en el vacío es la máxima posible a la cual se puede transmitir cualquier señal. Y, finalmente, porque condujo a la intercambiabilidad de la masa y la energía, lo que constituyó uno de los principios esenciales de la física para que se pudiera explicar su teoría en términos matemáticos, con la archiconocida fórmula:


Tras esto fue capaz de explicar los fenómenos físicos observados en sistemas de inercia de referencia distintos, sin tener que entrar en la naturaleza de la materia o de la radiación y su interacción.


TEORÍA GENERAL DE LA RELATIVIDAD

En 1912, junto con su amigo y matemático Marcel Grossmann, Einstein comienza una nueva fase de la investigación gravitacional, a la cual llamó “Teoría general de la relatividad”. En noviembre de 1915, publicó el trabajo definitivo en el que expuso esa teoría general, en la que establecía las ecuaciones que cambiarían la visión del universo y de su evolución presentando, a su vez, una serie de conferencias en la Academia de Ciencias de Prusia. La última de estas charlas concluyó dando a conocer la ecuación que reemplazó la ley de la gravedad de Newton.

En esta teoría, todos los observadores son considerados equivalentes y no solo aquellos que se mueven con una velocidad uniforme. A partir de ahí, la gravedad no fue considerada nunca más una fuerza o una acción a distancia, como se describía en la Ley de la gravedad de Newton, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo. La teoría permitió justificar fenómenos como la precesión del perihelio de Mercurio, la deflexión de los rayos de luz por la presencia de grandes concentraciones de masa (comprobada después, de manera experimental, en 1919, durante una expedición de la Royal Society) y el corrimiento hacia el rojo del espectro de galaxias lejanas a causa de la presencia de campos gravitatorios intensos, entre otros.

En 1909 inició su carrera de docente universitario en Zúrich, pasando luego por Praga y regresando de nuevo a Zúrich en 1912 para ser profesor del Politécnico, en donde había realizado sus estudios. En 1913, recién nombrado miembro de la Academia de Prusia, se trasladó a Berlín. En 1916 se casó en segundas nupcias. Publicó, entonces, Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie (La base de la teoría general de la relatividad) e inició una serie de viajes a los Estados Unidos, Inglaterra, Francia, China, Japón, Palestina y España (1919-32). 

En el plano científico su actividad se centró, entre 1914 y 1916, en el perfeccionamiento de la teoría general de la relatividad, basada en el postulado de que la gravedad no es una fuerza sino un campo creado por la presencia de una masa en el continuum espacio-tiempo. La confirmación de sus previsiones llegó en 1919, al fotografiarse el eclipse solar del 29 de mayo; el periódico inglés The Times lo presentó como el nuevo Newton y su fama internacional creció, forzándole a multiplicar sus conferencias de divulgación por todo el mundo. El esfuerzo de Einstein lo situó de inmediato entre los físicos más eminentes de Europa, pero el reconocimiento público del verdadero alcance de sus teorías tardó en llegar. El Premio Nobel de Física, que recibió en 1921, le fue concedido «por sus trabajos sobre el movimiento browniano y su interpretación del efecto fotoeléctrico».

Durante la siguiente década, Einstein concentró sus esfuerzos en hallar una relación matemática entre el electromagnetismo y la atracción gravitatoria, empeñado en avanzar hacia el que, para él, debía ser el objetivo último de la física: descubrir las leyes comunes que, supuestamente, habían de regir el comportamiento de todos los objetos del universo, desde las partículas subatómicas hasta los cuerpos estelares, y así agruparlas en una única teoría "de campo unificado". Tal investigación, que ocupó el resto de su vida, resultó infructuosa y acabó por acarrearle el extrañamiento respecto del resto de la comunidad científica. En 1933 abandonó la Academia de Prusia y se enfrentó con valor a Hitler. Iniciada la persecución nazi contra los judíos, se marchó a América y enseñó en el Instituto de Estudios Superiores de Princeton (Nueva Jersey). Su soledad se vio agravada por la necesidad de renunciar a la ciudadanía alemana y trasladarse a Estados Unidos.

Einstein dijo una vez que la política poseía un valor pasajero, mientras que una ecuación valía para toda la eternidad. En los últimos años de su vida, la amargura por no hallar la fórmula que revelase el secreto de la unidad del mundo hubo de acentuarse por la necesidad que sintió de intervenir en la esfera de lo político. En 1939, a instancias de los físicos Leo Szilard y Paul Wigner, y convencido de la posibilidad de que los alemanes tenían condiciones de fabricar una bomba atómica, se dirigió al presidente Roosevelt instándole a emprender un programa de investigación sobre la energía atómica.

Después de las explosiones de Hiroshima y Nagasaki, Einstein se unió a los científicos que buscaban la manera de impedir el uso futuro de esta bomba y propuso la formación de un gobierno mundial a partir del embrión constituido por las Naciones Unidas. Pero sus propuestas en pro de que la humanidad evitara las amenazas de destrucción individual y colectiva, formuladas en nombre de una singular amalgama de ciencia, religión y socialismo, recibieron por parte de los políticos un rechazo comparable a las críticas respetuosas que suscitaron entre los científicos sus sucesivas versiones de la idea de un campo unificado.

Durante los últimos años de su existencia, Einstein fijó los fundamentos de una tercera teoría, la del "campo unitario", que unifica en un solo sistema tanto las ecuaciones del ámbito electromagnético como las del campo de gravitación. El desarrollo ulterior de esta teoría, dejada por el sabio como herencia, permitirá casi con seguridad la obtención no solo de las ecuaciones de ambos campos, sino también de las correspondientes a la teoría de los "quanta". 

Entre sus obras deben destacarse Las bases de la teoría general de la relatividad (1916), Sobre la teoría especial y general de la relatividad (1920), Geometría y experiencia (1921) y El significado de la relatividad (1945). En ese mismo año, 1945, se retiró de la vida pública, pero sin embargo prosiguió su intensa actividad científica. Einstein pasó los últimos veinticinco años de su vida en el Instituto de Estudios Superiores de Princeton (Nueva Jersey), ciudad en la que murió el 18 de abril de 1955.

Pepe Cocodrilo
(Adaptado de diversas fuentes)

3 comentarios:

  1. Gracias Pepe enseñarnos un poquito más a cada semana.

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  2. Todo un cerebrito, este Einstein!! Empezó muy discretamente, pero es un verdadero ejemplo de dedicación y pasión por lo que se hace en la vida. Gracias, Pepe Cocodrilo por traernos un elemento más de discusión y deleite. Me quedé curiosa por saber cómo enfrentó a Hitler...

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  3. Queridos Jack & Goya, buenos días.

    Más do que esperar um siglo para que sus teorías fuesen validadas, lo admirable en Einstein es su valentia en viver segundo sus propios conceptos.

    Hay que tener mucha serenidad para reconocer los malefícios que sus descubiertas proporcionaram en lo desarrollo de las armas nucleares y, vetar su utilización.

    Sin duda, un hombre extraordinario.

    Abrazos

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