IX. UN ABSOLUTO POR OTRO
CUANDO Einstein terminó sus estudios en la Escuela Politécnica de Zurich, buscó empleo en el medio académico y, como tantos otros antes y después que él, no encontró uno que le fuera satisfactorio. Por ello ingresó a una oficina burocrática, donde analizaba patentes cuidando que los inventos no fueran fantasiosos y contradictorios a las leyes naturales. Allí meditaba sobre el tiempo absoluto de Newton, que fluye por igual para todos los observadores. Allí también pensaba en las mediciones sobre la velocidad de la luz, que aparentemente se movía igual sin importar desde qué sistema se le observe. ¿Qué pasaría, se dijo Einstein, si canjeáramos un absoluto por otro? Así, postulando que la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores en movimiento uniforme relativo, entendemos experimentos como el que Michelson y Morley hicieron en 1887. Con ello abandonamos un absoluto —el tiempo newtoniano— y lo reemplazamos por otro —la velocidad de la luz—, pero ganamos mucho al mismo tiempo. Einstein postuló, pues, que existe una velocidad máxima con la cual se puede transmitir información. Ésta es una ley de la física. Entonces, de acuerdo al principio de relatividad, esta velocidad máxima debe ser igual para todos los observadores en movimiento relativo uniforme. Ya que la velocidad de la luz, que vale aproximadamente 300 000 km/seg, es la velocidad mayor medida hasta ahora por el hombre, es lógico suponer que aquella velocidad máxima sea la de la luz.
De acuerdo a lo anterior, podemos ya expresar en pocas palabras el nuevo principio de relatividad, ahora a la Einstein: las leyes de la física son las mismas cuando se observan desde laboratorios en movimiento relativo uniforme y en ellos la velocidad de la luz es la misma. Con este inocente canje de absolutos se engendró toda una revolución en la física, en la química y en la astronomía; además, la cosmología pasaría a convertirse en una verdadera ciencia.
No nos ocuparemos aquí en deducir los cambios radicales que el principio de
relatividad a la Einstein introduce en nuestra visión de la realidad física.
Bástenos decir que las distancias se achican en la dirección del movimiento
del observador y que los intervalos de tiempo se alargan al medirlos desde un
sistema de referencia que se mueve. Al primer efecto se le conoce como la contracción
de Lorentz1 y al segundo
se le llama la dilatación del tiempo. Asimismo, la simultaneidad de dos eventos
es relativa: lo que para un observador ocurre al mismo tiempo, para otro que
esté en movimiento uniforme respecto al primero, puede ocurrir antes o después;
el tiempo absoluto ha cedido su lugar a una velocidad (la de la luz) absoluta.
Figura 10. En el experimento de Michelson y Morley se fuerza a la luz a seguir dos caminos distintos antes de llegar al mismo punto. El tiempo de recorrido es el mismo, sin importar cuál sea la velocidad de la Tierra.
También es importante señalar que la dinámica de Einstein es diferente a la
dinámica de Newton. La masa, a diferencia de la carga eléctrica, no es una invariante
relativista, y puede transformarse en energía de acuerdo a la famosa relación
de Einstein
donde m es la masa de la partícula en reposo, es decir, medida en un laboratorio en que se halle quieta.
Con el nuevo principio de relatividad, la invariancia de carga y la ley de
Coulomb a la mano, podemos ya retornar al estudio de cargas eléctricas en movimiento.
NOTAS
1 Hendrik Antoon Lorentz, físico holandés, uno de esos científicos a los que el público conoce poco, fue uno de los grandes pensadores de principios de siglo. Para entender el resultado negativo del experimento de Michelson y Morley postuló la contracción de los cuerpos en movimiento. También se dio cuenta del cambio de la masa con la velocidad. Hacia 1900, esto había sido comprobado experimentalmente. Cinco anos después, Einstein dio solidez a las ideas de Lorentz.
