Muchos lo consideran el mejor físico de todos los tiempos. Con sólo un bolígrafo, papel y sus experimentos mentales, Albert Einstein diseñó una imagen radicalmente nueva de nuestro mundo. Einstein se convirtió en la primera "superestrella" científica. Un genio brillante e idiosincrásico, pero también un hombre con humor y una abierta inclinación política. Kennislink hizo una "entrevista ficticia" con el famoso académico.
Es un gran guión para una película. A finales del siglo XIX, los científicos creían que la naturaleza ya no guardaba grandes secretos para ellos. Los fenómenos más importantes, como la electricidad y el magnetismo, estaban claramente establecidos en leyes. La física estaba prácticamente terminada. Pensaron.
Pero ¿en qué se equivocaron? Albert Einstein (1879 – 1955) lo dejó dolorosamente claro. Sus teorías de la relatividad pintaron una imagen de la naturaleza completamente diferente a la que la gente estaba acostumbrada. No hay un lugar ni un tiempo fijos, sino un "espacio-tiempo" deformable, curvado por la gravedad. Sus teorías condujeron a la física moderna, como la mecánica cuántica, pero también desempeñan un papel crucial en las tecnologías que utilizamos hoy. Kennislink imaginó cómo sería poder entrevistar al famoso académico. Aquí puedes leer el resultado.
Profesor Einstein, usted sabe mejor que nadie que esta entrevista con usted tiene que ser ficticia lo son, ¿no? “Jaja, una broma para empezar, eso me gusta. Pero tienes razón, hasta donde yo sé, viajar en el tiempo es imposible. Entonces debes poder ir más rápido que la luz; La premisa de mi teoría de la relatividad es que esto no es posible”.
Llegaremos a eso en un momento, pero comenzaremos por el principio. ¿Cómo es la juventud de un genio? “Creo que sé por qué lo preguntas, porque a veces se dice de mí que mi infancia no fue el preludio de mi éxito posterior. Por ejemplo, según mi madre Pauline, me llevó un tiempo inusualmente largo aprender a hablar y era muy introvertida. Esto último es cierto, eso también se aplica a mi vida posterior, pero que sería un estudiante vago y desinteresado –lo cual también escuché a veces– es un mito.
Bueno, el gimnasio de Múnich me pareció un horror, con todas sus estrictas normas. Pero al final sólo obtuve malas notas en francés e italiano. En 1896 comencé en la Escuela Técnica Superior de Zurich, la ETH. Los profesores pensaban que era vago y lento, pero en realidad no lo era. Con las tareas siempre buscaba soluciones aún mejores, y eso simplemente me llevó más tiempo.
Además, las conferencias eran anticuadas. Por ejemplo, me interesaban mucho las teorías de Maxwell, Lorentz (electromagnetismo) o Boltzmann (termodinámica), pero no las abordaba. Por eso preferí seguir mi propio camino y sumergirme en su trabajo con mis propias manos. Al final saqué buenas notas; En la mayor parte de los casos fui el mejor de mi año."
Cinco años después de tu graduación, en 1905, vivirás un "año milagroso". Escribes cuatro artículos científicos influyentes en un corto período de tiempo. Describe tu situación en ese momento. “Tenía 26 años y me acababa de casar con mi esposa húngara Mileva Marić. Mi primer hijo, Hans Albert, tenía un año. Después de graduarme, no pude encontrar un trabajo decente por un tiempo. Finalmente, en 1903, comencé a trabajar en la oficina de patentes de Berna, como "experto de tercera clase" (el rango más bajo como académico, ed.). Allí traduje las ideas de los inventores en patentes. Buen trabajo, pero me perdí un verdadero desafío. Durante mi trabajo, a menudo soñaba despierto con temas actuales de la física, en los que profundizaba en mi tiempo libre. En la primavera de 1905 se me ocurrieron todas las ideas”.
En 1905, Albert Einstein publicó cuatro artículos en la importante revista alemana Annalen der Physik. en tres cuartos de año. . Todos ellos contienen ideas innovadoras. En el primer artículo muestra que la luz está formada por partículas y explica el efecto fotoeléctrico (ver más abajo). En el segundo, demuestra que las partículas microscópicas en solución realizan un movimiento desordenado conocido como "movimiento browniano". En el tercer artículo describe su famosa teoría especial de la relatividad. El cuarto artículo es un complemento a este, que también incluye la fórmula más famosa del mundo E =mc 2 ve la luz del día.
El artículo más famoso de los cuatro trata sobre su teoría especial de la relatividad. ¿Puedes explicar cuál es la teoría y cómo se te ocurrió? “Cuando era pequeño, a menudo fantaseaba con cómo sería moverse a lomos de un rayo de luz. ¿Cómo sería el mundo entonces? Durante mi trabajo en la oficina de patentes, mi mente a menudo vagaba por esta pregunta. Un día, mientras conducía el autobús por Berna y vi la campana de la iglesia, se desató una tormenta en mi mente. Si el autobús iba cada vez más rápido, fantaseaba, la luz del reloj tardaría cada vez más en llegar hasta mí. En otras palabras, ¡vería que el reloj avanza más lento!
El físico James Clerk Maxwell había demostrado en sus ecuaciones sobre electromagnetismo que la velocidad de la luz tiene un valor finito. Y los observadores no participaron en esto. Supongamos, pensé, que asumes que la velocidad de la luz es la misma para todos, ¿qué significa eso para nuestras observaciones?
En las ecuaciones que luego deduje, pude demostrar que las medidas de longitud parecen más cortas para los observadores en movimiento y los relojes avanzan más lentamente. Lorentz ya había llegado a esto, aunque supuso un éter en movimiento que cambia las propiedades de los objetos."
Eso es difícil de imaginar. ¿Puedes dar un ejemplo? “Sí, en mis conferencias ante un gran público solía utilizar el ejemplo de un reloj formado por dos espejos verticales. Un rayo de luz rebota de un lado a otro entre ellos. Cada vez que la luz incide en un espejo, el reloj corre. Así, si la distancia entre los espejos es de un metro, el reloj marcará 300 millones de veces por segundo (la velocidad de la luz es de 300.000 kilómetros por segundo, ed.). Al menos, para alguien que está junto al reloj. Puede que sea difícil de imaginar, pero es un experimento mental, ¡recuerda!
Ahora supongamos que el reloj está en un tren que se mueve rápidamente. ¿Qué ve alguien que está parado en el andén y ve pasar el tren con el reloj? Para aquellos, la luz no sólo se mueve en dirección vertical, porque en el tiempo que el haz de luz pasa de un espejo a otro, el tren recorre una distancia. Este observador ve la luz yendo y viniendo en forma de zigzag. Para él, la luz recorre una distancia más larga entre los espejos que para la persona que viaja en el tren. Pero como la velocidad de la luz es la misma para todos, el reloj de la persona en la plataforma corre más lento.
Lo que muestra este ejemplo, y mi teoría especial de la relatividad en general, es que el espacio y el tiempo no son un marco fijo en el que vivimos, como pensaba Isaac Newton. El espacio y el tiempo forman un todo (el espacio-tiempo) que se amolda a tu perspectiva. Lo que ves, dónde lo ves y qué tan rápido lo ves, todo está determinado por el movimiento que tienes tú mismo. En otras palabras, el tiempo y el espacio son relativos."
Una conclusión trascendental. ¿Cómo reaccionó la comunidad física? “Por supuesto que tenía mucha curiosidad por saber la reacción de los físicos, pero no escuché nada. ¡Durante cuatro meses! Entonces me sentí un poco inseguro, como puedes imaginar. Max Planck, el editor jefe de la revista en la que se publicó el artículo, fue el primero en apreciar su valor. Dio una conferencia sobre esto en 1906. Pero mi idea no fue aceptada por la comunidad hasta que Hermann Minkowski, un ex profesor mío en la ETH de Zurich, pronunció un discurso ante unos ochenta científicos naturales alemanes en 1908”.
Mientras tanto, ya se publicó su cuarto artículo, un complemento a la relatividad especial con la conocida fórmula E =mc 2 . ¿Cómo se te ocurrió eso? “No me permití descansar mucho, aunque trabajar en los artículos, además del trabajo en la oficina de patentes, me costó mucha energía. Pero seguí pensando en esa velocidad universal de la luz. Piensa en este experimento mental:si empujas un objeto, gana mayor velocidad. Otro empujón le da una mayor velocidad. Lógico, creo. ¿Puedes seguir haciendo eso indefinidamente? No, porque había partido de la premisa de que la velocidad de la luz es la misma para todos; no puedes ir más rápido que la luz.
Eso debe significar que tiene que haber algún tipo de freno natural en el objeto cuanto más lo aceleras. El objeto resistirá de alguna manera una velocidad mayor. Pero aquí viene el quid de la cuestión:eso es lo mismo que cuando un objeto gana mayor masa, porque un objeto más pesado también es más difícil de mover. En resumen, cuanta más energía pones en el objeto, más masa gana. Entonces se ve, dicho de manera muy simple, que la masa de un objeto depende de su energía. Una conclusión interesante, ¿no?
Resolví las ecuaciones de movimiento para esta situación y eso me llevó a la fórmula que da una medida de la relación entre masa y energía. La energía (E) de un objeto es igual a su masa (m) multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado (c 2 )."
Mientras tanto, su fórmula se ha convertido en la fórmula más famosa del mundo. Quizás también porque encontró aplicación en la bomba atómica. ¿Previste algo como esto? "No, en absoluto. Dividir los núcleos atómicos para obtener mucha energía todavía estaba muy lejos cuando se me ocurrió la fórmula. Sabíamos muy poco sobre los núcleos atómicos. Siempre he sido bastante escéptico sobre la idea de que por Al dividir los núcleos se puede liberar mucha energía. Lo comparé con disparar a los cuervos en la oscuridad, donde no hay cuervos”.
¿Pero no ha estado involucrado en el proyecto Manhattan, la investigación estadounidense sobre una bomba atómica? “No lo es, no estuve involucrado de ninguna manera en el proyecto y apenas me di cuenta. Escuché en la radio que habían habido bombardeos y fue una sorpresa para mí. Lo que sí hice, y por lo que luego me criticaron, fue enviar una carta al presidente Roosevelt en 1939. En ella le hacía saber que Alemania estaba trabajando en una superarma. Insté a que se realizara una investigación intensiva sobre la posibilidad de una bomba atómica”.
Eras un pacifista declarado. ¿Y sin embargo instó a los estadounidenses a desarrollar un arma terrible? “Lo sé, estaba muy triste por eso. Toda mi vida he abogado por la paz y contra la violencia. La violencia nunca puede ser una solución al conflicto. Pero lo que he explicado muchas veces es que a veces tienes que hacer una excepción cuando el enemigo amenaza con destruir tu grupo. Tal fue el caso de la Alemania bajo Hitler. No fui bienvenido en este país desde 1933 debido a mi origen judío. Prefiero que los estadounidenses fabriquen una bomba que el régimen nazi. Pero cuando vi el efecto de una bomba así, hice un esfuerzo intenso para prohibir las armas nucleares”.
Volvamos a la relatividad por un momento. Porque con esto lograrías tu avance mundial en 1915, cuando ampliaste la teoría con la gravedad. "Así es. Mi artículo de 1905 describía el especial teoría de la relatividad. Sólo se refería a velocidades constantes. Pero en 1907 comencé a preguntarme qué sucede cuando algo acelera se mueve. Y además quería describir la gravedad.
Mi primera impresión de este general Aprendí la teoría de la relatividad mientras trabajaba en la oficina de patentes. De repente pensé en la situación en la que un hombre cae del tejado. La gravedad tira al hombre hacia abajo, pero él mismo no siente su propio peso durante la caída. ¡Aparentemente la aceleración es lo mismo que la gravedad! A esto lo llamé "principio de equivalencia".
También significó que la gravedad puede cambiar la forma del espacio-tiempo. En otras palabras, ¡la masa de un objeto hace que el espacio-tiempo se curve a su alrededor! Pero aunque tuve esta idea en mente bastante rápido, escribirla en ecuaciones adecuadas fue una pesadilla y me llevó muchos años. Tuve grandes dificultades para entender las matemáticas de las transformaciones multidimensionales.
Afortunadamente, recibí ayuda de mi viejo amigo de la universidad Marcel Grossman. A finales de 1915 supe que estaba preparado cuando estudié el recorrido del perihelio (la distancia más corta entre el planeta y el sol, ed.) de la órbita de Mercurio correctamente. Estuve delirando de alegría durante unos días."
Sólo tenías que convencer a tus compañeros. “Sí, porque al principio se mostraron escépticos. Lógicamente, se dieron cuenta de que estaba dejando de lado las ideas de Isaac Newton. Era una especie de Dios. Necesitaban pruebas. Esa evidencia se podría encontrar en el cielo estrellado. Según mi teoría, un objeto pesado curva el espacio a su alrededor, de modo que la luz también experimenta una curvatura. Por lo tanto, la luz de las estrellas detrás del sol es ligeramente desviada por el sol cuando llega a la Tierra.
En 1919, una expedición que incluía al astrónomo británico Arthur Eddington observó un eclipse solar. La luz de las estrellas alrededor del sol se había desplazado exactamente según mis cálculos predichos. Eso fue para mejor, porque mi teoría era correcta. Puede sonar arrogante, pero sabía que tenía razón."
La evidencia de su teoría fue noticia en todo el mundo. “Aún recuerdo el titular del periódico americano The New York Times :'La teoría de Einstein triunfa'. ¡Fue realmente una locura, todos esos fotógrafos y reporteros! Estuvieron en mi puerta durante días. ¡Y todos querían que diera conferencias o entrevistas! Me pareció muy divertido que la gente se entusiasme tanto con teorías que ellos mismos no entendían”.
No siempre te cautivaron los fotógrafos. Recordamos la llamativa foto con su lengua fuera. “Eso fue en mi cumpleaños número 72, en Princeton. Habíamos salido una noche y yo estaba sentada en la parte trasera del auto. Los fotógrafos nos estaban esperando y no querían irse. En toda mi irritación saqué la lengua. Al final pude reírme mucho con la foto. A menudo he usado la foto en postales para amigos”.
Además de tu ascenso al estrellato, tu teoría general de la relatividad también te llevó a "tu mayor error". Por favor, explíquelo. “De mi teoría se desprende que el universo se está expandiendo o contrayendo. Pero las mediciones parecían mostrar que el universo debía ser estático. Por lo tanto, agregué una constante a mis ecuaciones para que mi modelo predijera un universo estático y los demás resultados siguieran siendo los mismos:la constante cosmológica. Pero más tarde se supo, gracias a Edwin Hubble en 1929, que el universo se estaba expandiendo. ¡De modo que esa constante cosmológica no era necesaria en absoluto! De hecho, lo he calificado como mi mayor error”.
Te hará bien saber que el universo se está acelerando se expande y una constante cosmológica comparable parece describirlo bien. Entonces tal vez no fue un error tan grave. Otra cosa, necesitamos hablar un poco sobre tu teoría de la luz. Incluso la llamaste tu idea más revolucionaria. ¿Por qué? “La teoría especial de la relatividad estaba realmente en el aire. De las descripciones que hace Maxwell de las ondas electromagnéticas se desprende que la velocidad de la luz es la misma para todos. La derivación es tan sencilla, que si no fuera yo, alguien más lo habría hecho tarde o temprano. Las propiedades energéticas de la luz me parecieron verdaderamente revolucionarias.
Me pareció curioso que los estados de los gases y los líquidos estén determinados por átomos individuales, mientras que las ondas electromagnéticas se propagan por todos los puntos del espacio. Sin embargo, muchos fenómenos relacionados con la luz son más fáciles de entender si también vemos luz formada por una serie de partículas separadas. Planck también lo había hecho, pero sólo como un truco matemático. Lo vi como una realidad, aunque faltaban pruebas de ello."
La prueba llegó con el efecto fotoeléctrico. “De hecho, ese es el efecto por el cual la luz genera electricidad cuando la apuntas a una superficie metálica. El color de la luz era decisivo para que se generara o no electricidad y la corriente no aumentaba a medida que aumentaba la intensidad de la luz. Esos fueron fuertes indicios de mi teoría de que la luz consiste en partículas energéticas que eliminan electrones del metal. Al parecer, el Comité Nobel también vio su valor revolucionario, porque a mí me concedieron el Premio Nobel en 1922”.
Quizás sea más interesante que su teoría de la luz fuera la base de la nueva teoría de la mecánica cuántica, que más tarde fue desarrollada por Niels Bohr y Werner Heisenberg. Usted discutió con Bohr sobre esta teoría durante años. Cuente su versión de los hechos. “La incertidumbre era fundamental para la teoría cuántica. Las propiedades de la materia y la energía sólo podían expresarse en probabilidades. No podía aceptar eso. ¡Como si nada fuera seguro y el azar dominara! No puede ser que Dios juegue a los dados con la naturaleza. Debe haber una causa para todo. Así que tenía que haber algún tipo de realidad subyacente que no pudiéramos ver. En mi opinión, eso hizo que la teoría estuviera incompleta”.
Desafortunadamente, se demostró que estaba equivocado. Experimentos posteriores demostraron que Bohr tenía razón. “No creo nada de eso. Es una teoría donde la intuición no tiene cabida. Debe haber procesos más profundos que aún no hemos encontrado”.
En 1920 se le concedió un doctorado honoris causa en Leiden. ¿Qué tipo de relación tenía con Holanda? “Países Bajos jugó un papel importante en mi vida. En primer lugar, veía a Hendrik Antoon Lorentz como una especie de padre espiritual. Lorentz era un genio. Nos conocimos por primera vez en la primera conferencia de Solvay en Bruselas, en 1911. Pero mantuvimos una correspondencia muy intensa sobre la relatividad y la radiación.
Además, tanto Utrecht como Leiden han intentado nombrarme profesor. Yo no quería eso, pero ante la insistencia de mi buen amigo Paul Ehrenfest acepté un doctorado honoris causa en Leiden. La cita todavía era un poco complicada. El gobierno holandés no estuvo de acuerdo hasta tarde, porque corrían rumores sobre conflictos con estudiantes y relaciones íntimas. Todos los malentendidos. Al final vine a Leiden con regularidad y me quedé con Paul. Aquí encontré paz en medio del ritmo frenético de Berlín."
Gracias por la entrevista. Ya has leído la revista Time Proclamada personalidad del 20 e siglo. Un bonito reconocimiento, ¿no? “Por supuesto, y acertadamente dado el nombre de la revista. Se podría decir que he cambiado el concepto del tiempo.”
