«Descubrir la ciencia» es el título de la colección donde se publica este libro y parece bastante adecuado. Los autores de Persiguiendo a Einstein, Antonio y Eduardo Acín, se preguntan qué queda por decir del físico más famoso de la historia y de sus ideas, y responden con los propósitos del libro. El primero de estos es mostrar que la ciencia contemporánea no es una disciplina abstrusa que desafía nuestras capacidades de comprensión. Esta parece la idea de muchos profesores de bachillerato que le dan un recorte a la relatividad, olvidando el interés que para sus estudiantes tienen los agujeros negros, las ondas gravitacionales, el GPS y otros temas de física actuales que pueden encontrar en Internet y no en el aula.
El segundo propósito es mostrar que la concepción del mundo que deriva de la relatividad responde –y encaja– a principios intuitivos sobre la naturaleza. Estos se muestran en el primer capítulo, que empieza con Aristóteles y sus observaciones cotidianas sobre cómo los objetos se encuentran en reposo y cómo, para mantener un objeto en movimiento, hay que aplicarles una fuerza. Con eso no se explicaba el movimiento de los proyectiles, lo que llevó a Galileo a establecer la ley de la inercia (que muchos atribuyen a Newton) y a su principio de relatividad: las leyes de la mecánica son invariantes en sistemas de referencia inerciales (sistemas de resonancia en reposo o movimiento rectilíneo uniforme). Y para hacerlo se basó en estos principios intuitivos que continúan aplicándose en todo el libro porque son los de la ciencia. Son los siguientes: las explicaciones científicas se deben someter a la razón y a la evidencia experimental; la naturaleza se puede expresar de manera matemática; las leyes y magnitudes deben ser invariantes porque la realidad es una, y explicar representa establecer relaciones de causalidad.
Acto seguido, los autores hablan del electromagnetismo y muestran que la velocidad de la luz en el vacío c es constante en cualquier sistema de referencia. Pero eso es contradictorio con el principio de relatividad de Galileo y, por tanto, o bien las leyes de Maxwell son incorrectas o hay un sistema de referencia privilegiado, el éter. Pero las experiencias de Michelson y Morley llevaron a rechazar este sistema. En el tercer capítulo, plantean que Einstein, en la relatividad especial, conserva a la vez la velocidad constante de la luz c y el principio de relatividad, y lo generaliza al electromagnetismo. Eso solo se puede hacer cambiando los conceptos de espacio y tiempo: el primero se contrae y el segundo se dilata en un sistema de referencia en movimiento rectilíneo uniforme, y lo demuestran de una forma sencilla, con el reloj de luz.
En el siguiente capítulo plantean la equivalencia entre masa y energía introduciendo, como muchos libros de divulgación y textos de física elementales (no así en los de física superior), la masa relativista. Pero Einstein siempre se refirió a la masa invariante o en reposo utilizando la letra m. En el espacio-tiempo de Minkowski, m y el intervalo son los principales invariantes. Y por eso en física de partículas m es la única masa y el concepto de energía E ha reemplazado la masa relativista. La verdad es que no cuesta mucho hacer ese cambio, pero hay mucha inercia divulgativa al respeto.
«Uno de los propósitos del libro es mostrar que la concepción del mundo que deriva de la relatividad responde a principios intuitivos sobre la naturaleza»
En el quinto capítulo se introduce la teoría general de la relatividad a partir de la equivalencia entre masa inercial y gravitatoria que se pone de manifiesto en la caída libre. Muestran que la masa y la energía m-E hacen curvarse al espacio-tiempo y que este le dice a la m-E cómo debe moverse. Presentan las principales predicciones de la teoría: la dilatación del tiempo en campos gravitatorios intensos, los 43 segundos de arco de avance del perihelio de Mercurio no explicados por la dinámica newtoniana y la desviación de la luz por campos gravitatorios, que Eddington comprobó en el eclipse solar de 1919. Eso llevó a los medios de comunicación a proclamar que Einstein había desbancado a Newton, y lo convirtieran en el científico más famoso del mundo. En 2016, cien años después de que hiciese la predicción de las ondas gravitatorias, estas fueran detectadas por el LIGO (siglas en inglés de Observatorio de Interferometría Láser Gravitacional) en EE UU.
El último capítulo presenta las aportaciones de Einstein a la física cuántica: primero el efecto fotoeléctrico, por el que le dieron el Premio Nobel en 1921 (y no por la relatividad). Los autores olvidan otras contribuciones, como la explicación del calor específico de los sólidos a bajas temperaturas, la emisión estimulada de radiación (base teórica del láser) o la estadística de Bose-Einstein. Sí que hablan del artículo de Einstein, Podolsky y Rosen, en el que trataron de demostrar que si la cuántica era probabilística no era una teoría completa. Aunque Alain Aspect en 1982 demostró que la cuántica sí es probabilística y que, por tanto, estaban equivocados, en dicho artículo utilizaron por primera vez el entrelazamiento cuántico, de tanta importancia en la computación cuántica (especialidad de uno de los autores).
«Un libro muy recomendable para los que piensan que eso de la física moderna es muy difícil»
El libro cuenta con entretenidos cuadros complementarios que van desde una excursión a Planilandia (el mundo creado por Edwin Abbot) a las bellas durmientes (artículos que nadie cita, hasta que años después se convierten en muy citados, como pasó con el artículo de Einstein, Podolsky y Rosen), pasando por las implicaciones de la relatividad en el GPS. También hay tres apéndices donde hacen cálculos geométricos y algebraicos sencillos, un glosario y bibliografía recomendada. Todo eso, y a pesar de las dos carencias señaladas, hace de este un libro muy recomendable para estudiantes interesados y su profesorado, no solo para los convencidos, sino también para los que piensan que eso de la física moderna es muy difícil.
