¿Se inventó o descubrió la teoría de la relatividad de Albert Einstein?

*Este texto fue escrito por un columnista de TecMundo; aprender más al final.

¿Es la ciencia, con sus teorías y ecuaciones, una invención humana para explicar la naturaleza, o tales cosas son simplemente descubrimientos de algo que «ya estaba allí»? Es una pregunta que casi todo científico debe haberse hecho en algún momento. La respuesta a esta pregunta es bastante compleja, pero podemos tratar de elaborar algunos puntos aquí.

Primero, no será posible llegar a una respuesta binaria (especialmente en un texto tan breve), pero se puede intentar buscar, al menos, una mejor comprensión de algo multifacético que está en el corazón del trabajo científico. Para ello, observemos por ejemplo la famosa ley de la gravitación universal de Isaac Newton, que es capaz de predecir el movimiento de los cuerpos celestes en base a la fuerza de atracción gravitacional entre ellos con una precisión increíble (más aún si se cree que esta ley fue formulado a finales del siglo XVII).

Lo interesante aquí es que la precisión, es decir, el número de decimales con los que la ley de la gravitación universal es capaz de describir el movimiento de los planetas en el sistema solar, no se podía calcular en ese momento, ya que los instrumentos de medición como los telescopios y los relojes eran bastante rudimentarios, y solo fue posible tener una mejor idea de esta precisión con la evolución tecnológica de los instrumentos de medición.

Este hecho nos hace pensar que la ciencia es sólo un descubrimiento, pues con la misma teoría (newtoniana) se ha podido describir un fenómeno natural durante siglos con la máxima precisión disponible. Sin embargo, el éxito de esta teoría llegó a un límite cuando, con mejores telescopios, en el siglo XIX se observaron ciertas imprecisiones en cuanto a los cambios en las órbitas de los planetas alrededor del Sol.

Observatorio Astronómico de Mauna Kea, HawáiFuente: Shutterstock

Cuando una teoría científica que ha sido ampliamente aceptada durante siglos se encuentra con un problema de este tipo, la solución es invariablemente la formulación de una nueva teoría tan buena, o incluso mejor, que la anterior en la predicción de todos los fenómenos ya considerados, con más para ser precisos. precisamente en problemas donde la teoría inicial no puede ser. Esta nueva teoría puede sufrir mayor o menor resistencia por parte de la comunidad científica, pero la historia de la ciencia nos muestra que eventualmente su comprensión acaba siendo bastante amplia entre los científicos.

La teoría que «sustituyó», por así decirlo, a la teoría newtoniana fue la popularmente conocida teoría de la relatividad de Albert Einstein. Para entender al menos parte de esta teoría, se puede suponer que, a pesar del nombre que se le da, una de las afirmaciones de Einstein es que no todo es relativo. La velocidad de la luz, por ejemplo, siempre tiene el mismo valor, sin importar quién la esté observando.

Retrato del científico Albert Einstein (1879-1955) sobre un muro en San Petersburgo (Rusia)Fuente: Shutterstock

Esta afirmación sobre la velocidad de la luz puede parecer simple, pero sus consecuencias fueron y son revolucionarias. Imagina una máquina capaz de lanzar pelotas de tenis, por ejemplo, siempre con la misma velocidad. Si colocamos esta máquina sobre una plataforma que se mueve en el mismo sentido que la salida de las bolas, es intuitivo y correcto decir que las bolas que salen de la máquina saldrán con mayor velocidad que al principio debido al movimiento de la plataforma. .

Cuando reemplazamos el término “bolas” por el término “luz”, todo cambia. Ahora imagine la luz que sale del faro de un automóvil. Si el coche está parado, la luz siempre se apaga a la misma velocidad. En la situación en la que el automóvil se está moviendo, la luz debería apagarse más rápido, ¿verdad? ¡Malo! La velocidad de la luz es la velocidad más rápida posible en nuestro universo, esto significa que incluso en un automóvil en movimiento, la luz que sale de sus faros siempre viajará a la misma velocidad.

Coche con los faros encendidosFuente: Shutterstock

Las implicaciones de esto son fenómenos como la distorsión de la percepción del espacio y el tiempo para diferentes observadores. Sí, el tiempo transcurre de manera diferente si estás en movimiento o parado. Estas distorsiones se producen incluso a velocidades bajas, como la velocidad de personas o automóviles que corren, pero son imperceptibles. Para que sean palpables, ¡tienes que tener velocidades muy, muy altas!

Un ejemplo de esta distorsión del tiempo está bien representado en la película «Interestelar» de 2014. Los astronautas en un planeta donde una hora equivale a 7 años terrestres, lo cual es perfectamente posible en la teoría de Einstein.

Representación del planeta en la dilatación del tiempo en la película Interstellar (2014).La fuente: Imágenes Paramount

Volviendo a nuestra pregunta original, toda esta discusión podría llevarnos a pensar que la teoría de Einstein fue «inventada» para encubrir las imprecisiones de la teoría anterior. Sin embargo, la teoría de la relatividad está teniendo éxito en sus predicciones más de un siglo después de su propuesta, como sucedió con la primera medición de ondas gravitacionales en 2015.

Tales éxitos no podrían haber sido imaginados por Einstein ni por ningún científico de la época, ya que el detector de ondas gravitacionales no existía hasta entonces. Mientras la teoría de Einstein siga teniendo éxito en sus predicciones, el trabajo de los científicos es probarla al máximo y tratar de llevar este conocimiento al límite. Con esto, queda, en cierto modo, abierto el cuestionamiento de si la Ciencia se inventa o se descubre, que es una de sus bellezas.

Rodolfo Lima Barros Souzaprofesor de física y columnista de la TecMundo. Es licenciado en física y tiene una maestría en educación científica y matemática de la Unicamp en el campo de la percepción pública de la ciencia. Está presente en las redes sociales bajo el nombre de @rodolfo.sou