miércoles, 23 de diciembre de 2015

EE.UU. desvela su plan de 1959 para realizar un ataque nuclear masivo

A finales de los años 50 Estados Unidos tenía un plan detallado sobre cómo borrar a la Unión Soviética de la faz de la tierra con armas nucleares.
La Administración Nacional de Archivos y Registros de Estados Unidos ha desclasificado la lista de blancos potenciales de un eventual ataque nuclear a la Unión Soviética. El Mando Estratégico Aéreo de EE.UU. elaboró este documento en 1956 y, tres años después, fue incluido en otro informe.
Según destaca el periódico 'The New York Times', la lista se centraba en Rusia y otras repúblicas soviéticas, aunque también incluía varios lugares de Europa del Este y China. Por ejemplo, en Moscú, la capital de la URSS, marcaba 179 objetivos para realizar bombardeos nucleares, mientras que designaba 145 lugares en Leningrado —el actual San Petersburgo— y 91 en Berlín Oriental.
Además de los objetivos militares e industriales, en cada ciudad figura el concepto "población". "Resulta perturbador ver los centros demográficos en la mira", ha admitido William Burr, analista principal de un grupo de investigación del Archivo de Seguridad Nacional de la Universidad G. Washington.
La distribución de los objetivos es la siguiente:

EE.UU. desvela su plan de 1959 para realizar un ataque nuclear masivo

Publicado: 23 dic 2015 15:45 GMT
A finales de los años 50 Estados Unidos tenía un plan detallado sobre cómo borrar a la Unión Soviética de la faz de la tierra con armas nucleares.
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La Administración Nacional de Archivos y Registros de Estados Unidos ha desclasificado la lista de blancos potenciales de un eventual ataque nuclear a la Unión Soviética. El Mando Estratégico Aéreo de EE.UU. elaboró este documento en 1956 y, tres años después, fue incluido en otro informe.
Según destaca el periódico 'The New York Times', la lista se centraba en Rusia y otras repúblicas soviéticas, aunque también incluía varios lugares de Europa del Este y China. Por ejemplo, en Moscú, la capital de la URSS, marcaba 179 objetivos para realizar bombardeos nucleares, mientras que designaba 145 lugares en Leningrado —el actual San Petersburgo— y 91 en Berlín Oriental.
Además de los objetivos militares e industriales, en cada ciudad figura el concepto "población". "Resulta perturbador ver los centros demográficos en la mira", ha admitido William Burr, analista principal de un grupo de investigación del Archivo de Seguridad Nacional de la Universidad G. Washington.
La distribución de los objetivos es la siguiente:
Este documento desclasificado es el más detallado de todos los que ha publicado la Fuerza Aérea de EE.UU. No obstante, la lista contiene información general, mientras que los objetivos están designados con unos códigos numéricos. De este modo, solo se podrá descifrar qué sitios hubieran bombardeado los norteamericanos cuando se desclasifiquen los anexos con los nombres y las direcciones exactas, que aún están restringidos.
Conforme a las estimaciones de los historiadores del país, en 1959 el arsenal nuclear de EE.UU. era 10 veces superior al soviético y hubieran empleado los bombarderos B-47 y B-52 desplegados en las bases aéreas del Reino Unido, Marruecos y España.

martes, 8 de diciembre de 2015

Grandes científicas en la sombra

Emmy Noether (1882–1935)

El teorema de Noether, que cumple 100 años en 2015, fascinó a las grandes mentes del siglo XX porque revela la íntima conexión entre las simetrías de la naturaleza y la forma de las leyes fundamentales de la física. Sencillo y profundo, es un todoterreno de la física teórica, que puede aplicarse tanto a la teoría cuántica de campos como a los básicos problemas de mecánica clásica de bachillerato. Este teorema fue su primer trabajo al llegar al departamento de matemáticas de la Universidad de Gotinga en 1915, donde no podía impartir clases, porque Emmy Noether era una mujer.
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Emmy Noether. Crédito: Pictorial Parade
Las barreras de género fueron una constante en su carrera. Para seguir los pasos de su padre, un gran matemático alemán, Emmy tuvo que asistir como oyente a las clases en la universidad, que a principios del siglo XX aún no aceptaba oficialmente a mujeres. Cuando por fin pudo licenciarse estuvo trabajando en el Instituto Matemático de Erlagen durante 7 años, sin recibir sueldo y sin que la reconocieran como profesora. En 1919, ya en Gotinga, por fin recibió la autorización para enseñar pero con un título no oficial de profesora ayudante. Fue lo más que consiguió, a pesar de liderar un equipo con prestigio mundial y de que sus discípulos sí fueron aceptados como investigadores y profesores titulares.
Emmy Noether hizo grandes aportaciones a un campo muy innovador de las matemáticas, el álgebra abstracta. Y cuando estos méritos empezaban a ser reconocidos fue expulsada de la universidad, porque era judía. Los nazis acababan de llegar al poder y Noether se exilió a EEUU en 1933, donde murió dos años más tarde. Einstein escribió un obituario en su honor en The New York Times, donde la definió como «la genio creativa de las matemáticas más significativa desde que comenzó la educación superior para las mujeres».

Cecilia Payne (1900–1979)

La astrónoma que descubrió la composición del Sol también tuvo una carrera marcada por la discriminación de género, sobre todo en su Inglaterra natal. Allí estudió ciencias en laUniversidad de Cambridge y pudo asistir a conferencias de grandes científicos pero no pudo licenciarse, porque Cambridge no daba títulos universitarios a mujeres (y no lo hizo hasta 1948). Cecilia Payne quería ser científica y para ello tuvo que emigrar en 1923 a Estados Unidos, donde empezaba a haber becas para atraer a las mujeres hacia la investigación en astronomía.
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Cecilia Payne en el Observatorio de Harvard. Crédito: Smithsonian Institution
Payne consiguió una beca para hacer el doctorado en el Observatorio de Harvard, aunque el título se lo dio una universidad asociada, porque Harvard era aún exclusivamente masculina. De su tesis doctoral, presentada en 1925, se dijo entonces que “sin duda es la tesis más brillante que se ha escrito en astronomía”. Y eso que Henry Norris Russell, un colega que se la revisó, la convenció para que retirara de ella una conclusión importante: la novata Cecilia Payne proponía en su primer trabajo astronómico que el Sol estaba compuesto en un 99% por hidrógeno.
Era una idea revolucionaria, pues entonces el consenso científico asumía que nuestra estrella era de mayormente de hierro (un 65%), con una composición similar a la de la Tierra. Russell, como el resto de astrónomos, no se tomó muy en serio el atrevimiento de Payne hasta que años más tarde llegó a la misma conclusión por otro camino. Entonces él se atribuyó el mérito, aunque citó brevemente a Payne en su publicación científica, y durante muchos años se le reconoció como autor del descubrimiento.
Mientras tanto, Cecilia Payne siguió observando las estrellas, avanzando en el estudio de su evolución y de la estructura de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Y también empezó a destacar en Harvard como una profesora sobresaliente y apasionada. Pero extraoficialmente, porque en teoría solo era una asistente técnica y sus cursos no estaban en el catálogo oficial. Tuvieron que pasar 15 años hasta que se le reconoció como astrónoma y 31 años hasta que en 1956 fue la primera mujer aceptada como profesora titular en la principal facultad de la Universidad de Harvard, donde también fue la primera mujer que dirigió un departamento. Su trayectoria académica abrió camino e inspiró a grandes científicas que vinieron después.

Marthe Gautier (1925)

A punto de cumplir 90 años, Marthe Gautier sigue luchando porque se reconozca su papel en el descubrimiento de la causa del síndrome de Down. El tanto se lo apuntó Jérôme Lejeune, otro pediatra de su equipo en el Hospital Trousseau de Paris. Fue este grupo el que sin duda descubrió en 1959 que el síndrome de Down lo provoca un trantorno genético, por el que los afectados tienen un cromosoma más de los 46 que caracterizan el genoma humano.
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Marthe Gautier. Crédito: Rodolphe Escher
Lejeune figura como primer autor en el artículo científico que difundió el descubrimiento, y Gautier aparece en segundo lugar. A partir de ahí Lejeune continuó su carrera comogenetista, estudiando otras anomalías en los cromosomas. Y creó una fundación, que desde 1970 comenzó a promoverlo como único autor del descubrimiento. Jérôme Lejeune (1926–1994) aspiraba a recibir el premio Nobel y creía que no se lo concedieron principalmente por su activa posición como antiabortista.
La versión de Gautier es diferente. La investigadora francesa sostiene que fue ella quien apuntó hacia la existencia de un cromosoma número 47, pero no pudo encontrarlo porque su microscopio no era suficientemente potente. Así que le pasó sus muestras a Lejeune, quien pudo ver el cromosoma extra y fotografiarlo en un laboratorio mejor equipado. Según Gautier, su colega ya se atribuyó el mérito del descubrimiento en un congreso celebrado en Montreal (Canadá) en 1958 y la dejó completamente de lado en la redacción del artículo publicado en 1959. La controversia sigue viva en los tribunales. En enero de 2014, Marthe Gautier iba a recibir en un congreso el reconocimiento de la Federación Francesa de Genética Humana pero la Fundación Lejeune acudió a los tribunales y la intervención de Gautier fue cancelada.

Lise Meitner (1878–1968)

Por encima de Rosalind Franklin, la física austríaca Lise Meitner es el caso más evidente de descubrimiento científico realizado por una mujer e ignorado por el comité de los premios Nobel. Fue ella quien se dio cuenta en 1938 de que se había producido una fisión nuclear en los experimentos realizados por sus colegas en el laboratorio. Y fue uno de ellos, Otto Hahn, quien recibió el premio Nobel de Química en 1944 por el descubrimiento.
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Lise Meitner en 1946. Crédito: Smithsonian Institution
A Lise Meitner le faltó el reconocimiento oficial, pero no el compañerismo: Otto Hahn la nombró nueve veces en su discurso de aceptación del Nobel. Habían trabajado juntos durante tres décadas hasta que, en el año de su gran descubrimiento común, Meitner tuvo que huir de la Alemania nazi.
Otto Hahn le ayudó a escapar hacia Suecia y Lise Meitner siguió colaborando con él desde su exilio. Meitner siempre reconoció el mérito del experimento de Hahn, pero fue ella quien primero supo interpretarlo correctamente con un artículo publicado en la revista Nature, donde apareció por primera vez el término “fisión nuclear”, y apuntó la posibilidad de una reacción en cadena. Aquello hizo reaccionar a los EEUU, que intentaron reclutarla sin éxito para el proyecto Manhattan: «No quiero tener nada que ver con una bomba», declaró.

Jocelyn Bell (1943)

La astrónoma norirlandesa Jocelyn Bell nunca ha querido entrar en la polémica de su exclusión del Nobel de Física en 1974. Le resta importancia y no lo ve como una discriminación de género, sino como una cuestión de jerarquía entre un estudiante y los investigadores que lo supervisan, «que deben llevarse el crédito de los éxitos y fracasos, salvo en casos excepcionales. Y este no lo es».
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Jocelyn Bell, en el año de su gran descubrimiento (1967). Crédito: Roger W Haworth
Como estudiante de doctorado, Bell ayudó a construir un radiotelescopio en la Universidad de Cambridge y comenzó a estudiar las señales que captaba del espacio profundo. Revisaba metros y metros de papel impreso con gráficas, hasta que un día de 1967 descubrió unas extrañas marcas, demasiado rápidas y demasiado regulares. Reconoció que allí había algo importante, aunque no supo lo que era. Ella y su director de tesis, Anthony Hewish, denominaron a aquella señal LGM (siglas de Little Green Men, “hombrecillos verdes” en inglés), bromeando con la posibilidad de que fueran señales enviadas por extraterrestres.
Más adelante se comprendió que aquellas extrañas señales eran emitidas por una estrella de neutrones girando a gran velocidad, que fue denominada púlsar. El comité de los Nobel reconoció a Hewish por el descubrimiento de los púlsares pero ignoró a Jocelyn Bell, lo que desató la reacción airada de eminentes científicos en la primera ocasión en que la Academia Sueca premiaba un trabajo de astronomía. Para uno de ellos, Iosif Shklovsky, Bell había realizado «el mayor descubrimiento astronómico del siglo XX».

Rosalind Franklin (1920 – 1958)


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Rosalind Franklin – Crédito: Henry Grant/Museum of London

Lo único que está claro en el caso de Rosalind Franklin es que no se le negó el premio Nobel por discriminación de género. Ella murió en 1958, cuatro años antes de que la Academia Sueca premiara a su colega Maurice Wilkins y a sus rivales James Watson y Francis Crick, por el descubrimiento de la estructura molecular del ADN. Y el nobel no puede concederse a título póstumo.
Cuando Franklin murió, a los 37 años de edad, se le reconoció el mérito de sus investigaciones sobre las estructuras del carbón y de los virus. Pero en su obituario no se mencionó nada del ADN. En gran parte porque hasta después de su muerte la estructura delADN (que ayudó a descifrar en 1953) no se consideró completamente probada; ni siquiera se reconocía la importancia biológica de la que hoy se considera unánimemente como “la molécula de la vida”.
Así que nunca sabremos si Rosalind Franklin hubiera compartido el Nobel de Medicina en 1962. Pero lo que es injusto es que ni Watson ni Crick ni Wilkins la mencionaran en sus discursos de aceptación, porque la famosa imagen de difracción de rayos X obtenida por Franklin (la llamada “Fotografía 51”) les dio a ellos una pista crucial sobre la correcta estructura en doble hélice del ADN.
Solo años más tarde, en su relato autobiográfico “La doble hélice” (1968), Watson empezó a reconocer la contribución de Franklin a su descubrimiento, aunque lo hizo en medio de comentarios negativos sobre ella. Se ha escrito mucho sobre esa polémica. Si aquel fue un caso de sexismo, de intensa competitividad, de choque de personalidades entre Watson y Franklin… o incluso de antisemitismo soterrado (ella era judía).
También se ha discutido mucho si la contribución de Franklin merecería compartir aquel premio Nobel. Pero lo que es mucho menos conocido es que ella hubiera merecido aún más un segundo premio, el Nobel de Química de 1982 otorgado a su discípulo Aaron Klug “por el desarrollo de los métodos cristalográficos para descifrar la estructura de los complejos proteínicos de los ácidos nucleicos”. Es muy probable que, si ella hubiera vivido suficiente, ambos hubieran compartido ese premio, que reconoció el trabajo iniciado por Franklin y continuado por Klug.
Sin embargo Rosalind Franklin murió muy joven, por un cáncer de ovario probablemente causado por su trabajo sin protegerse de los rayos X, que nos revelaron el secreto de la vida, pero que pudieron dañar su propio ADN y desencadenar el cáncer.

viernes, 27 de noviembre de 2015

Un siglo de la mano de Albert Einstein
Analogía bidimensional de la deformación del espacio-tiempo tetradimensional por acción de la materia-energía.
  • La teoría de la relatividad general cumple 100 años

  • Einstein ofreció con ella una explicación al fenómeno de la gravedad

  • Culminó así la revolución iniciada en 1905 con su relatividad especial

El 25 de noviembre de 1915, en la sede de la Academia Prusiana de las Ciencias en Berlín, un tal Albert Einstein presentaba un artículo que conmovía los cimientos de la física. Su lectura terminaba con esta frase: "Así pues, la teoría general de la relatividad como edificio lógico ha sido finalmente completada”. La relatividad especial ya había sido formulada por él mismo diez años antes, en 1905: casi nadie la había entendido. Cien años después, relatividad especial y general siguen siendo unas desconocidas para la mayor parte de los congéneres de Einstein.
Albert EinsteinAlbert Einstein

¿Qué es la relatividad especial?

El tiempo es una dimensión más en la teoría de la relatividad especial, una dimensión inextricablemente unida en el tejido del espacio-tiempo a las otras tres espaciales (altura, anchura y profundidad) que nos son tan familiares. Tiempo y espacio son relativos, puesto que dependen del estado del observador: el tiempo (o espacio) medido por un observador A no es el mismo que el medido por un observador B si éstos se mueven a distintas velocidades. No hay pues un reloj (o metro) universal sino distintos relojes (o metros), ninguno de ellos más válido que otro.
Solo es absoluta la velocidad de la luz (casi 300.000 km por segundo en el vacío): nada puede viajar más rápido que ella dentro del espacio-tiempo. Conforme vas acelerando, el tiempo se dilata (tu reloj va más lento que si fueras a menor velocidad o estuvieras en reposo, aunque tu percepción del tiempo sea la misma en cualquier caso), pero este efecto solo es apreciable a velocidades elevadísimas: a bordo de un avión a reacción, o incluso de un cohete, es completamente insignificante. De hecho, no pasa el tiempo para un rayo de luz que surca el espacio vacío (aunque lleve viajando desde casi el Big Bang).
El tiempo también se ralentiza en las proximidades de un agujero negro, al curvarse enormemente el espacio-tiempo como veremos más adelante. Igualmente, el espacio se contrae a velocidades próximas a la absoluta: si viéramos pasar una nave con esa rapidez, la observaríamos tremendamente achatada (aunque dentro de ella sus moradores no percibirían nada raro). Todo depende, por tanto, del marco de referencia en que se halle el observador.
El hecho de que nosotros no estemos ahora en noviembre de 1915 no significa que noviembre de 1915 no esté ahí.
Que el tiempo sea una dimensión equiparable a las espaciales tiene una implicación desconcertante: pasado, presente y futuro nunca han dejado de estar ahí desde siempre. Para entenderlo, el hecho de que nosotros no estemos ahora en noviembre de 1915 no significa que noviembre de 1915 no esté ahí. Lo mismo puede afirmarse si cambiamos noviembre de 1915 por Berlín, algo que -a diferencia de lo anterior- no parece atentar contra nuestro sentido común. El paso del tiempo es solo un producto de nuestra consciencia (¿verdad que nadie diría que la altura, la anchura o la profundidad pasan o se van?).
Otra implicación de la relatividad especial es la celebérrima fórmula E = m x c2 (donde c es la velocidad de la luz), que significa que la energía (E) y la masa (m) son intercambiables. O sea, que la materia es una manifestación de la energía (que, como sabemos, siempre se conserva). La energía puede transformarse en materia (es lo que ocurrió en los primeros instantes del Universo, al terminar su fase de expansión inflacionaria, y lo que pasa actualmente en un acelerador de partículas como el CERN) y la materia puede transformarse en energía (es lo que ocurre al estallar una bomba atómica o al desintegrarse naturalmente un núcleo radiactivo de uranio).

¿Qué es la relatividad general?

La ya centenaria teoría de la relatividad general es en el fondo una teoría de la gravedad que explica la aparente atracción a gran escala (teorizada por Newton) entre objetos masivos como el Sol, la Tierra, la Luna, las galaxias... Si nos imaginamos el espacio-tiempo como una enorme sábana tensa con objetos pesados sobre él, podríamos decir que la materia-energía comba el espacio-tiempo, que a su vez dice a la materia-energía cómo ha de moverse por él. Esto significa que la gravedad es simplemente una expresión de la geometría del Universo: los cuerpos no se atraen por efecto de alguna fuerza misteriosa que los lleva a juntarse, sino que se limitan a seguir el camino marcado por la sábana combada del espacio-tiempo (dentro del Sistema Solar, los planetas caen en órbitas por estar cerca de la hondonada del Sol; la Luna, a su vez, cae en órbita hacia la Tierra por estar cerca de la hondonada terrestre). La analogía bidimensional de la sábana es solo una útil aproximación para entender la gravedad, ya que lo que realmente se comba es el espacio-tiempo tetradimensional (por desgracia, nuestro cerebro no es capaz de concebir espacios con más de tres dimensiones).
La gravedad es simplemente una expresión de la geometría del Universo.
Einstein introdujo en las ecuaciones de la relatividad general la llamada constante cosmológica, para que sus matemáticas casaran con un Universo que creía estático. Hubble probó posteriormente que el Cosmos se estaba expandiendo y el científico nacido en la ciudad alemana de Ulm hubo de reconocer que la constante cosmológica había sido uno de sus grandes errores. Lo que no podía intuir es que su ñapa matemática sería reinterpretada posteriormente como energía de vacío o posible energía oscura: una misteriosa fuerza repulsiva, de la que apenas sabemos nada, que permea todo el Universo y es responsable de su expansión.
Órbita Laika - La teoría de la relatividad

Incómodo con la mecánica cuántica, en pos de una teoría del todo

En los últimos años de su vida, la obsesión de Einstein fue la búsqueda de una teoría unificada que explicase todas las fuerzas del Universo (la electromagnética, la nuclear fuerte, la nuclear débil y la gravitatoria). No lo consiguió. Siempre estuvo muy incómodo con la incertidumbre introducida por la mecánica cuántica, que no ofrece certezas sino probabilidades: consideraba que "Dios no juega a los dados". Pensaba que la mecánica cuántica era incompleta, que había variables ocultas que no contemplaba, cuyo conocimiento permitiría arrumbar las probabilidades para volver a las luminosas certezas. Además, para él el mundo existía -era real- con independencia de que fuese observado o no (de acuerdo a la interpretación de Copenhague, esgrimida por Niels Bohr, la Luna no existiría cuando nadie la estuviese contemplando).
Einstein siempre estuvo muy incómodo con la incertidumbre introducida por la mecánica cuántica.
Junto a sus colegas Podolski y Rosen, apuntó en 1935 en la conocida como paradoja EPR (Einstein-Podolski-Rosen) que la única explicación del entrelazamiento cuántico (fenómeno merced al cual la interacción con una partícula afecta instantáneamente a otra ligada a ella, da igual la distancia a la que se encuentren) que permitía eludir una hipotética "acción fantasmal a distancia" -considerada por ellos ilógica- era que las dos partículas entrelazadas compartiesen una programación oculta. Con ello pretendían poner en evidencia la incompletitud de la mecánica cuántica. El teorema de Bell, formulado en 1964 y confirmado empíricamente en 1981, desmentiría la existencia de variables ocultas locales (no así de las no locales, en las que la información de una partícula a otra se transmitiría instantáneamente -más rápido que la luz, por tanto-, como parece ocurrir con el entrelazamiento cuántico). Nuevamente, Einstein se había equivocado. Podemos perdonárselo.

lunes, 23 de noviembre de 2015

Centenario de una de las cimas intelectuales de la humanidad

Diez preguntas para entender la teoría de la relatividad general de Einstein


El 25 de noviembre de 1915, Albert Einstein presentó la formulación definitiva de su teoría de la relatividad general, introduciendo el misterioso concepto de la curvatura del espacio-tiempo. Con la ayuda del físico Roberto Emparan, profesor ICREA de la Universidad de Barcelona, nos adentramos en los entresijos de esta teoría, que superó a su creador al plantear la existencia de objetos en los que no creía: los agujeros negros.






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FOTOGALERÍA. En noviembre de 1915, Albert Einstein (1879-1955) dio a conocer su teoría de la relatividad general, resultado de años de intenso trabajo. / American Institute of Physics.  (1/12)
¿Qué conmemoramos exactamente este 25 de noviembre de 2015?
Se cumplen justo 100 años del día en que Albert Einstein explicó en una conferencia ante la Academia Prusiana de Ciencias, en Berlín, las ecuaciones definitivas de su teoría general de la relatividad. Tras casi una década de tortuosos intentos de compatibilizar la fuerza gravitatoria con su teoría especial de la relatividad (1905), y con el matemático David Hilbert pisándole los talones, por fin dio forma precisa y definitiva a la que se considera una de las cimas intelectuales de la humanidad. Su presentación se publicó aquel mismo día, 25 de noviembre de 1915, en las actas (Proceedings o Sitzungsberichte) de la academia.
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Einstein publicó el 25 de noviembre de 1915 su ecuación de la relatividad general. / Actas de la Academia Prusiana de Ciencias
¿Einstein presentó ese mismo día la ecuación que hoy se conoce?
En realidad es un sistema de diez ecuaciones, pero se pueden escribir de manera unificada, utilizando una sola vez el signo “=”, y resumirlas en una sola: Rμν -1/2 gμν R = 8πG Tμν. En la forma original en la que la escribió Einstein en su artículo, la notación (por ejemplo usaba índices latinos en lugar de griegos) y la distribución de los términos era ligeramente distinta, pero aún así, es totalmente equivalente a esta.
¿Y qué significa Rμν -1/2 gμν R = 8πG Tμν en un lenguaje que todos podamos comprender?
En lenguaje común, la nueva ecuación de Einstein relaciona dos aspectos: curvatura del espacio-tiempo ↔ Masa (energía). Por ponerlo en contexto, anteriormente la teoría de la gravedad de Newton, el mayor éxito de la revolución científica del siglo XVII, aportaba dos leyes que podemos visualizar así:  
Masa → Gravedad; y
Fuerza de gravedad → Movimiento de cuerpos masivos,
donde “→” podemos leerlo como “crea”.
Es decir, una masa –por ejemplo, la Tierra– crea un campo gravitatorio, que a su vez ejerce una fuerza que controla el movimiento de otras masas, como una manzana o la Luna. Con la aportación de Einstein, la teoría de Newton se veía ahora desbancada por otra que la incluía como una aproximación solo válida para masas y velocidades relativamente pequeñas. Pero la teoría de Einstein era mucho más que un refinamiento de la de Newton: cambiaba completamente el concepto de qué es y cómo actúa la gravedad.
¿Qué diferencias hay entre la visión clásica del mundo de Newton y la relativista de Einstein?
“La eliminación de la gravedad como una fuerza ‘real’ es el elemento más revolucionario de la relatividad general”
Hay dos esenciales. Por una parte, en la formulación de Einstein desaparece la noción de gravedad, que ha sido sustituida por algo más misterioso y sugerente: la curvatura del espacio-tiempo. Y, por otra, unifica en una sola ecuación las dos leyes básicas de la teoría newtoniana. Es decir, ambas “→” quedan aunadas en una sola “↔”. Sin duda alguna, la eliminación de la gravedad como una fuerza ‘real’ y su interpretación como un ‘efecto aparente’ de la curvatura del espacio-tiempo es el elemento más revolucionario de la teoría. De esta manera, Einstein explicaba con una simplicidad pasmosa la observación de Galileo de que, en ausencia de fricción, todos los cuerpos caen al mismo ritmo: los objetos se mueven en un mismo espacio-tiempo que, al estar curvado, produce la impresión de movimiento bajo una fuerza que actúe sobre ellos.
¿Podemos visualizar el concepto de la curvatura del espacio-tiempo?
Es habitual representar sus efectos como el movimiento de canicas en una cama elástica deformada por el peso de una masa mayor. Aunque ilustrativa, esta analogía no consigue transmitir el hecho esencial de que la curvatura del espacio-tiempo apenas afecta las direcciones espaciales de la cama elástica, sino que se produce mayoritariamente en la dirección del tiempo. La teoría es demasiado rica y sutil como para dejarse capturar completamente por analogías e imágenes simplificadas.
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La representación de la curvatura del espacio-tiempo como una ‘cama elástica’ presenta limitaciones. / Wikipedia
Entonces, ¿no hay forma de representar con una imagen sencilla la teoría de la relatividad?
Habría que utilizar distintas imágenes para ilustrar diferentes aspectos de la teoría, pero no hay una que lo capture todo correctamente. Lo de la cama elástica está bien, pero tiene limitaciones serias. Por ejemplo, no sirve para ilustrar ni medianamente bien lo que es un agujero negro, y da lugar a confusiones: ¿Cómo es que decimos que la curvatura es tan pequeña que no la notamos habitualmente y, sin embargo, es suficientemente grande como para que un proyectil, o la Luna, sigan una trayectoria curva en lugar de recta? Habría que explayarse mucho para explicar que nos movemos mucho más en el tiempo que en el espacio, y lo que eso conlleva.
“La teoría es demasiado rica y sutil como para dejarse capturar completamente por imágenes simplificadas”
¿Qué relaciona la relatividad general con los agujeros negros?
Todo comienza en aquel mismo año 1915. En una carta fechada el 22 de diciembre, ¡nada menos que desde el frente de guerra ruso!, el astrónomo alemán Karl Schwarzschild comunicaba a un –imaginamos– atónito Einstein que había encontrado una solución extremadamente simple a sus ecuaciones. En concreto, para el caso de la curvatura (o gravedad) que crean los cuerpos masivos como el Sol, la Tierra, las estrellas y de unos objetos que ninguno de los dos vivirían para reconocer: los agujeros negros. Son pozos insondables y absolutos, más fantásticos que la más delirante creación de la imaginación humana.
¿Einstein creyó en los agujeros negros?
La predicción de la existencia de los agujeros negros que implicaba la teoría fue tan radical –aún más que la expansión del universo– que ni siquiera Einstein fue capaz de entenderla. Fue uno de sus principales errores. Solo se aceptó después, tras un largo y arduo proceso completado en los años 60, dando así un magnífico ejemplo de que las mejores teorías de la física son a menudo ‘más listas’ que sus propios creadores. Hoy en día sabemos que los agujeros negros son reales. Recientemente en la película Interstellar hemos podido ver una de las mejores representaciones de lo que las ecuaciones de Einstein pueden llegar a contener.
¿Por qué los agujeros negros también ‘enfrentan’ a la relatividad y la física cuántica?
“La próxima vez que su navegador GPS le diga que ha llegado a su destino, agradezca a Einstein sus años de intenso trabajo”
Imagina que se te cae tu móvil o tableta a un agujero negro. ¿Hay alguna posibilidad, por muy remota que sea, de que recuperemos la información que había en ellos? La teoría de Einstein nos dice que no: cuando algo ha cruzado el horizonte del agujero negro, ya no es posible recibir ninguna señal suya. Sin embargo, la mecánica cuántica nos dice que la información nunca se puede perder: se puede embrollar muchísimo (como sucede si quemamos la tableta), pero en principio siempre ha de ser posible extraerla de nuevo. Esta contradicción entre ambas teorías se conoce como la paradoja de la pérdida de información en los agujeros negros. Esperamos que los esfuerzos en intentar resolver esta cuestión nos ayuden a entender cómo unificar ambas teorías.
¿Tiene alguna aplicación práctica la relatividad general?
Si todavía alguien no está suficientemente impresionado por la nueva visión del mundo que la teoría de Einstein proporciona, y pide una utilidad práctica, basta con que se deje guiar por un navegador GPS. Si este no tuviese en cuenta el efecto, pequeñísimo pero medible, que la curvatura del espacio-tiempo tiene sobre la señal que el aparato recibe de los satélites, nuestros coches acabarían en pocos minutos en la carretera equivocada. Así que la próxima vez que su navegador le diga “ha llegado a su destino” y no se encuentre en el fondo de un barranco o empotrado contra un muro, piense por un instante que eso de la curvatura del espacio-tiempo debe de tener algo de cierto. Agradezca a Einstein los años de intenso trabajo que dedicó a entenderlo, y celebre su culminación en una teoría tan magnífica.