Albert
Einstein
Físico y matemático alemán, nacionalizado
después estadounidense. Descubridor del movimiento- browniano, el efecto
fotoeléctrico y la teoría de la relatividad.
INTRODUCCIÓN
Albert Einstein (1879-1955). Físico y matemático
alemán, nacionalizado suizo y más tarde estadounidense. Fue uno de los genios
más polémicos de todos los tiempos, que revolucionó nuestra percepción del
universo. Extravagante y distraído, pero también hombre simple, se interesó
profundamente por los asuntos del mundo y tuvo fe en la grandeza del ser
humano.
Su deseo infinito de comprensión y sed de
conocimiento insaciable lo llevaron a realizar los más importantes
descubrimientos que revolucionarían la ciencia, la filosofía y el mundo de la
física.
El
creador de la teoría de la relatividad, nació en la ciudad de Ulm (Wuttemberg,
Alemania), el 14 de marzo de 1879. Fue el hijo primogénito de Hermann Einstein
y de Pauline Koch, ambos judíos, procedentes de Suabia.
Einstein tuvo una infancia difícil, pero su
padre y su tío Jakob Einstein, que se habían trasladado con la familia a Munich
y establecido en esa ciudad como comerciantes en las novedades electrotécnicas
de la época, lo alentaron desde pequeño a interesarse por las matemáticas y las
ciencias. Todavía siendo niño y durante su estancia en Munich, cursó estudios
de primera enseñanza en el instituto católico, donde el promedio de sus
calificaciones no fueron muy altas.
Introvertido y ensimismado, de desarrollo
intelectual lento, no le resultaba fácil hacer amistades debido a su carácter
retraído y tímido, aunque algunos biógrafos aseguran que también padecía
dislexia, por lo que era visto por sus profesores como un alumno difícil y poco
dado a integrarse en su grupo. Su compañero de infancia fue un violín y además
le gustaba componer melodías en el piano de su madre.
En 1894, debido a dificultades económicas, su
padre se mudó a Pavía, Italia, cerca de la ciudad de Milán. Mientras tanto
Albert permaneció en Alemania para poder terminar el bachillerato, que concluyó
con calificaciones mediocres, salvo en matemáticas. Al año siguiente se reunió
con sus padres.
Más tarde la familia lo envió a estudiar a
Suiza, recibiendo en 1896 el diploma de graduado de la Universidad Politécnica
Federal, de la ciudad de Zurich, donde fue alumno del matemático Hermann
Minkowski, quien posteriormente generalizó el formalismo cuatridimensional
introducido por las teorías de su antiguo alumno.
En 1900 se graduó de maestro escolar de
secundaria en las asignaturas de matemáticas y física en esa propia universidad
suiza y en 1901 adoptó la ciudadanía de ese país. No obstante intentar
desempeñarse como profesor, el camino le resultó difícil, pues sus métodos
didácticos eran tenidos por heterodoxos, lo que le hizo perder tres empleos.
El 23 de junio de 1902 Einstein comenzó a
prestar servicios como perito técnico de la Oficina Suiza de Patentes de Berna,
donde trabajó hasta 1909. En 1903, contrajo matrimonio con Mileva Maric, una
joven serbia antigua compañera de estudios en Zurich, con la que un año antes
había tenido una hija a la que llamaron Liserl. Después de casados tuvieron dos
hijos más, Hans Albert y Eduard, nacidos respectivamente en 1904 y en 1910. En
1919 Einstein se divorcia de Mileva y posteriormente se casa con su prima Elsa.
MOVIMIENTO
BROWNIANO
En 1905 Einstein se doctoró por la Universidad
de Zurich con la defensa de su tesis “On a New- Determination of. Molecular
Dimensions” (Acerca de una nueva determinación de las dimensiones moleculares).
Los estudios teóricos que llevaba a cabo en la
mencionada universidad dieron sus primeros frutos con la publicación de cinco
de sus escritos en la revista
“Annalen der Physik. und Chemie” (Anales de física y
química).
En el primero de ellos, “On the Motion —Required
by the Molecular Kinetic Theory of Heat— of Small- Particles Suspended in a
Stationary Liquid” (Acerca del
movimiento —requerido por la teoría cinética molecular del calor— de
pequeñas partículas suspendidas en líquidos
en reposo), proporcionaba una
explicación teórica del movimiento browniano y establecía las ecuaciones
matemáticas que lo describían, lo que hizo posible la ulterior utilización de
ese fenómeno cómo una prueba de la existencia de las moléculas, además de
impartirle credibilidad a la mecánica estadística y la teoría cinética de los
fluidos, temas polémicos en aquella época.
EFECTO
FOTOELÉCTRICO
En el segundo artículo titulado “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 a la física
newtoniana a través de la teoría quántica (defendida desde hacía mucho tiempo
atrás por Newton).
En esta teoría, Eisntein básicamente 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 es lo mismo 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 el 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 acerca del
efecto fotoeléctrico, Einstein fue premiado, 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 “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 las. interrogantes y 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 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, mientras que 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 célebre fórmula:
E = m
c2
Según esa fórmula, la energía ( E ) es igual al
resultado de multiplicar la masa ( m ) por el valor de la velocidad de la luz
en el vacío, elevada al cuadrado ( c2).
Esta relación masa-energía permite explicar,
teóricamente, la forma en que se produce la energía nuclear. Sin embargo, este
importante descubrimiento no fue tomado en cuenta por el Comité que otorga los
Premios Nobel, pues la relatividad era una teoría demasiado especulativa en
aquellos momentos.
En 1909, con mucho esfuerzo, Einstein consiguió
un puesto de profesor ayudante en la Universidad de Zurich, para impartir
asignaturas básicas en el conjunto de la carrera de Física. Su fama creciente
le llevó, en 1913, al Instituto de Física “Káiser Guillermo”, de Berlín.
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, en plena contienda bélica
de la Primera Guerra Mundial, publicó el trabajo definitivo en el que expuso
esa teoría general, en la que establecía las ecuaciones que habrían de cambiar
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 con la presentación de la ecuación que reemplaza a la ley de gravedad
de Newton.
En esta teoría todos los observadores son
considerados equivalentes y no únicamente aquellos que se mueven con una
velocidad uniforme. A partir de ahí, la gravedad no fue considerada más una
fuerza o acción a distancia como se describía en la Ley de la gravedad de
Newton, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo.
Esa 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, experimentalmente,
el 29 de marzo de mayo de 1919, durante una expedición de la Royal Society, en
la que participó sir Arthur Eddington), y el corrimiento hacia el rojo del
espectro de galaxias lejanas a causa de la presencia de campos gravitatorios
intensos, entre otros.
La teoría general de la relatividad contó tanto
con defensores como con muchos detractores entre la comunidad científica, que
no podían aceptar una física sin un sistema de referencia absoluto.
En 1916 Einstein redactó otro artículo, esta vez
exponiendo una nueva teoría sobre la gravitación, que denominó
"Fundamentos de la teoría de la relatividad generalizada".
A principios de los años veinte, la situación
política en Europa no era la más favorable debido a los florecientes ánimos
bélicos. Mucho menos para alguien como Einstein por ser judío, humanista, por
tener fama de hombre pacifista y por sus manifestaciones antibelicistas,
contrarias al sentir de la comunidad académica berlinesa de la cual formaba
parte y en la que era reconocido como uno de los académicos alemanes más
destacados. Bajo esas circunstancias fue acusado de bolchevique y
antinacionalista.
Después de terminada la 1ra. Guerra Mundial, su
continuo apoyo público a las metas pacifistas y sionistas (apoyo más cultural
que nacionalista, pues quería preservar los valores de justicia social y
aspiraciones intelectuales que asociaba con el pueblo judío), lo convirtió en
blanco de ataques viciosos por el ala derecha y antisemita alemana. Incluso sus
teorías fueron públicamente ridiculizadas, especialmente la teoría de la
relatividad.
UNIVERSIDAD DE PRINCETON
Desde 1914 Einstein pasó a residir en Berlín y
se convirtió en ciudadano Alemán, permaneciendo en esa ciudad hasta 1933 que
renuncia a dicha ciudadanía por razones políticas y emigra después a los
Estados Unidos.
La llegada de Adolf Hitler al poder en Alemania
coincide con un ciclo de conferencias que impartía Einstein en California,
Estados Unidos de Norteamérica. En ese país se estableció a partir del 17 de
octubre de 1933, en compañía Elsa (su segunda mujer que fallece tres años
después), su secretaria Helen Dukas y su ayudante Walter Mayer.
Desde su llegada a los Estados Unidos de
Norteamérica comenzó a trabajar en el “Institute for Advanced- Studies”. (Instituto de Estudios Superiores), en
Princeton, estado de New Jersey,
donde siempre fue
señalado como el más
prestigioso de sus miembros, llegando a pertenecer a esta institución hasta el final de sus días.
En 1939, durante la Segunda Guerra Mundial,
Einstein , haciendo uso de su prestigio, colabora con otros físicos. En una
famosa carta dirigida al por aquel entonces presidente de los Estados Unidos de
América, Franklin Delano Roosevelt, los físicos le expresaban la necesidad de
desarrollar un programa de armas nucleares en beneficio de la nación, dada la
evidencia de que el Gobierno Alemán ya estaba desarrollando una. Finalmente se
lleva a cabo el proyecto Manhattan, pero la magnitud de la devastación causada
tras los bombardeos a Hiroshima y Nagasaki, en 1945, lo llevaron a expresar
públicamente su más rotundo rechazo hacia el arma que él mismo había
contribuido a crear. Aunque nunca tomó parte directamente en la construcción de
la bomba atómica que destruyó esas ciudades japonesas, debido a las pérdidas de
vidas humanas que provocó, a partir de entonces abogó abiertamente por el
pacifismo y su pensamiento fue siempre contrario a la guerra.
Después de la Segunda Guerra Mundial se unió a
un grupo de científicos estadounidenses en la causa internacional para tratar
de impedir el uso ulterior de la bomba, abogando por la conformación de un
gobierno mundial, regido por una constitución elaborada por EE.UU., Gran
Bretaña y la URSS (antigua Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas).
Por otra parte, continuó también su apoyo activo
al sionismo, colaborando con Chaim Weizmann en el establecimiento de la
Universidad de Jerusalén.
En noviembre de 1952, cuando muere el Presidente
Weizmann, le ofrecen la presidencia del país, propuesta que rechazó muy
gentilmente.
Posteriormente Einstein escribió numerosos
artículos para revistas científicas y dictó conferencias en diferentes
instituciones. Los títulos más destacados de sus disertaciones fueron:
“Electrodinámica de los cuerpos en movimiento”, “Fundamentos de la teoría de la
relatividad general”, “Acerca de la teoría del campo unificado”, “Mis ideas y
opiniones” y “La física, aventura del pensamiento”, última obra escrita en
colaboración con Leopold Infeld.
Albert Einstein falleció el 18 de Abril de 1955,
a los 76 años de edad. Con el transcurso del tiempo se había convertido en un
hombre solitario en muchos planos de la vida. Sus últimos años los dedicó al
desarrollo de una teoría del campo unificado que hiciera compatible la teoría
sobre los fenómenos gravitatorios y electromagnéticos, pero a pesar de sus
esfuerzos no llegó a conseguirlo.
Hasta su muerte trabajó en la campaña para el
desarme nuclear y la paz internacional y poco antes de morir firmó un
manifiesto contra la carrera armamentista, promovido por el filósofo británico
Bertrand Russell.
Sin embargo, su aporte a la humanidad no fue
sólo a nivel científico, sino que sus logros han tenido influencia también en
la filosofía, el humanismo, el arte, la literatura y la política. Einstein
cambió la forma en que el mundo veía al científico del siglo XX y se convirtió
en el precursor de los misterios del átomo y el universo. Su muerte fue llorada
por millones de personas en el mundo entero.
Dos días antes de fallecer le había dicho a un
amigo íntimo: «No estés tan triste, todos tenemos que morir».
