viernes, 9 de agosto de 2013

Materia y energía. ¿Era Einstein un genio?.

Se decía en los años posteriores a su publicación que solo un puñado de mentes preclaras podían entender la Teoría de la Relatividad. En agosto de 1945, después de que las dos primeras bombas atómicas arrasaran las ciudades de Hiroshima y Nagasaki, cuyas víctimas fueron en su mayoría población civil, el mundo entero pudo comprender las consecuencias de que el ser humano (el gobierno de Estados Unidos para ser mas exactos) dispusiera de ese conocimiento . Desde entonces se han ensayado y construido armas atómicas mucho mas potentes, las centrales nucleares fueron presentadas en sociedad como la gran panacea energética y se han vendido millones de camisetas con la foto del genio Einstein y la fórmula matemática mas publicitada de la historia.
Una teoría científica con mas de un siglo aún se sigue malentendiendo, vendiéndose como la filosofía del "todo es relativo". Sin embargo, su enunciado a la vez que sencillo, resulta contundente: "Las leyes de la Física son las mismas para todos los observadores". Dicho de otra forma, no hay punto de vista (o sistema inercial) privilegiado, las leyes de la Física son el referente absoluto para todo observador. Todo es relativo... ¡a las leyes de la Física!

Solo hay algo mas rápido que un rayo de luz: ese mismo rayo de luz cuando nos dirigimos a su encuentro a toda velocidad. Eso es lo que debieron pensar Michelson y Morley cuando idearon su experimento para demostrar la existencia del éter mediante un aparato llamado interferómetro de Michelson. Buscaban un marco de referencia absoluto sobre el que definir el movimiento de los cuerpos y de la luz en el espacio. Si el éter era ese marco de referencia absoluto, entonces se podía aprovechar la velocidad de la Tierra a través suyo para, con un ingenioso sistema de espejos semitransparentes, detectar la diferencia de velocidad cuando viajamos hacia un rayo de luz, cuando nos alejamos de él o en cualquier otra dirección. El resultado fue que la velocidad de la luz es independiente del movimiento del observador.

FÁCIL DE ENTENDER, DIFÍCIL DE ACEPTAR
La velocidad es un concepto físico realmente sencillo, se trata de dos cosas muy elementales, como son el espacio, y el tiempo que tardamos en recorrerlo. Si permanecemos sentados en un banco mientras alguien se acerca hacia nosotros desde algún lugar tardaremos un tiempo en encontrarnos, pero si nos levantamos y acudimos a su encuentro, ese tiempo será menor. Esa es nuestra experiencia cotidiana. Sin embargo, si viajamos hacia un rayo de luz no tardaremos en verlo menos tiempo que si lo esperamos sin movernos. Y eso solo es posible si el tiempo se dilata. De la misma forma, si decidimos viajar en dirección contraria al rayo de luz mediremos la misma velocidad que si permanecemos inmóviles, eso solo es posible si el espacio se contrae. Es muy fácil de entender pero muy difícil de aceptar. Así pues, nada que conozcamos viaja a una velocidad superior a la de la luz, ni siquiera cuando intentamos el truco de lanzarnos a toda velocidad en su busca.
Esto contradecía todas las teorías de la época así que los científicos se pusieron a trabajar en una nueva explicación coherente con los resultados del experimento. Es la forma que tiene la ciencia para poner de acuerdo a los que buscan el conocimiento según su método: si los hechos demuestran que nuestras creencias o teorías son falsas, han de cambiarse las teorías y las creencias, en lugar de instaurar procesos inquisitoriales o la persecución de la disidencia, como ocurre en la política, la economía o la religión.

USANDO LA PRIMERA LEY
Veamos las consecuencias de que nada pueda moverse a una velocidad superior a la de la luz. Sabemos que la energía de los cuerpos que se mueven depende de dos cosas: la masa del objeto y su velocidad (mas concretamente del cuadrado de su velocidad). Necesitamos aplicar energía a un cuerpo o partícula para que aumente su velocidad, como ocurre por ejemplo con un cuerpo que cae o en un vehículo que acelera. Así, la energía que aplicamos se transforma en energía del cuerpo en movimiento o energía cinética siguiendo la Primera ley de la Termodinámica. Cuando el cuerpo o partícula al que trasmitimos energía no cambia, entonces la masa es constante y la única variable que cambia es la velocidad. En este caso, todo incremento de energía se manifiesta como un aumento de la velocidad. Antes del experimento de Michelsol y Morley se pensaba que no había límite y si aplicábamos la suficiente energía se podía superar la velocidad de la luz. Pero si la velocidad no puede aumentarse mas allá de ese límite entonces deja de ser una variable y se convierte en una cantidad constante. La energía que aplicamos a nuestra partícula, no puede destruirse así que solo puede convertirse en una sola cosa: un aumento de la masa. Y eso solo puede significar que energía y materia son la manifestación física de la misma cosa.

Y llegamos así a la misma conclusión que Einstein, a su misma fórmula, a partir de un experimento fracasado y la Primera Ley de la Termodinámica. No se pretende con ello despojar de mérito a quien hilvanó la teoría, sino mostrar que son las leyes de la Termodinámica las que aún siguen sin ser comprendidas y aceptadas en nuestro modelo económico y social.

¿GENIALIDAD U HONRADEZ?
La honradez intelectual es la genialidad de la ciencia. La Teoría de la Relatividad habría sido elaborada antes o después pues su origen está en los resultados de experimentos y de hechos objetivos y objetivables. Lo que adelantó a Einstein fue la aceptación de los hechos. Porque hay que aclarar que cuando en ciencia se habla de teoría científica nos referimos a una construcción que se adapta a datos empíricos. Nada que ver con la economía y mucho menos con la política. No es extraño que en los tiempos convulsos que nos ha tocado vivir, el crimen económico organizado que controla las democracias decrete con sus llamados recortes, la liquidación de la ciencia y la promoción económica de la religión como forma de control de los ciudadanos. Pero no hay quien burle a las leyes de la Naturaleza.


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