"Si quieres resultados distintos no hagas siempre las mismas cosas" Einstein

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La idea más feliz de Einstein

Después del artículo: “La peor idea de Einstein” era obligado seguirle por este título.

El propio Einstein, en una conferencia que impartió en Kyoto, así la denominó y él mismo describió con detalle lo que sucedió en 1907 cuando todavía trabajaba en la Oficina de Patentes de Berna. Según cuenta, se encontraba sentado en su silla y de repente “me sobresalté”, dijo. Pero leamos las palabras que utilizó el mismo Einstein para describir esa idea que le llevó a la Teoría general de la Relatividad:

“[…] el campo gravitatorio […] tiene solamente una existencia relativa. Porque si uno considera a un observador en caída libre, por ejemplo, desde el tejado de una casa, no existe para él campo gravitatorio durante su caída, al menos en su vecindad inmediata

Veamos cómo se puede interpretar esta narración. Y tal vez lo mejor sea recurrir al propio Einstein, que se encargó de divulgar sus teorías con gran maestría. Nos propone uno de sus famosos experimentos mentales a los que era muy aficionado. Nos sitúa imaginariamente en el rascacielos más alto del mundo y nos completa la descripción con un ascensor al que se le rompe el cable de sujeción, y cae libremente.

Para eliminar las fuerzas de rozamiento supóngase que no hubiera aire. Entonces un observador que está dentro del ascensor saca del bolsillo un reloj y un pañuelo y los deja caer. ¿Cuál llegará antes al suelo del ascensor? Pues ninguno llegará al suelo del ascensor hasta que éste choque con tierra firme. ¿Por qué habrían de hacerlo? Todo el ascensor con su contenido están cayendo con la misma aceleración. Esto ya lo demostró Galileo tres siglos antes: en el vacío todos los cuerpos caen con la misma aceleración independientemente de su masa. Así que el ascensor, el observador, el reloj y el pañuelo caen con la misma aceleración y se mueven con la misma velocidad. Por consiguiente, el reloj y el pañuelo se quedarán en la posición del ascensor donde les deposite la mano del observador y no irán al encuentro del suelo del ascensor a menos que los empuje.

De modo que al observador que está en caída libre desde el tejado, mencionado por Einstein, le sucederá lo mismo. Si saca un objeto para ver si cae, comprobará que sigue junto a él al soltarlo.

Después completa Einstein su experimento mental llevando imaginariamente su ascensor a una región del espacio suficientemente alejada de cualquier estrella para que pueda suponerse que no hay campo gravitatorio. Sitúa una anilla en el centro del techo por el exterior de la cual tira hacia arriba con fuerza constante un ser “cuya naturaleza no hace al caso”, añade Einstein con su peculiar sentido del humor.

Si ahora el observador repite el experimento, o sea, saca el reloj y el pañuelo y los deja caer, comprobará que sí llegan al suelo. Acostumbrado al campo gravitatorio terrestre pensará que caen al suelo, porque en el interior del ascensor también hay un campo gravitatorio que los hace caer.

En cambio, el observador exterior (supuesto en un sistema inercial) hace una descripción distinta: el reloj y el pañuelo son alcanzados por el suelo del ascensor que sube con aceleración constante, pero no hay campo gravitatorio dentro del ascensor.

Y prosigue Einstein, dando de nuevo muestras de su sentido del humor: “¿podemos reírnos de él?” (se refiere al observador del interior del ascensor por su interpretación).

No, dirá, su interpretación no viola ningún principio físico ni la lógica. No hay experimento realizado dentro del ascensor, como el que se ha descrito, que permita distinguir la causa (campo gravitatorio o aceleración constante del ascensor hacia arriba). Así pues, estamos en presencia de dos descripciones físicas equivalentes: la realizada desde el sistema del observador interior del ascensor (caja sin aceleración y existencia de campo gravitatorio) y la del observador exterior (ascensor con aceleración constante hacia arriba y ausencia de campo gravitatorio). Es lo que se denomina “principio de equivalencia”, que es el punto de partida de la Teoría de la Relatividad general.

Y la Teoría de la Relatividad general es para muchos la obra maestra de este genio.

A. P. French dice:

“es [el logro] supremo en su originalidad y grandeza intelectual”

y S. Hawking opina que es una de las dos grandes hazañas intelectuales de la primera mitad del siglo.

A los lectores

Enhorabuena a “Juan” por su seguimiento riguroso de los temas y su análisis detallado del problema del bloque de hielo con la bolita metálica y con el corcho. Supongo que es físico o ingeniero o si no, le faltará poco. También a otros varios lectores que se han enfrentado al mismo problema y han realizado una pequeña investigación sobre él.

También quiero añadir, que algunos comentarios al artículo: ¿Por qué no se derrite un iglú? han interpretado la “doble ventana” de la que se habla, como “doble cristal”, y la idea es otra. Se refería la doble ventana a dos ventanas paralelas que se instalan enfrentadas, por ejemplo, en la cara anterior y posterior de la fachada de una casa, y que contiene aire entre ambas, pues basta abrir la ventana interior para que pueda penetrar o salir.