La
controversia Newton-Einstein: una ficción de las Filosofías
contemporáneas
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Nota introductoria
Antes
de comenzar con el tema que me he propuesto tratar, quisiera decir
algo acerca de los objetivos a los que responde.
Tres
son las raíces fundamentales del posmodernismo:
Nietzsche, Freud y una mala interpretación de lo que supuso la
teoría de la Relatividad de Einstein. El posmodernismo parte de
diversas manipulaciones: manipulación de la Historia de la Filosofía
y manipulación de la ciencia. Si en cuanto a la Filosofía se
encargaron de clausurarla como metodología rigurosa y crítica,
respecto a la Ciencia se empeñaron en negar la existencia de
verdades en las disciplinas científicas. Este trabajo responde,
pues, a la demostración de la falsedad de quienes afirmaron, como hace Feyerabend explícitamente, que la
Relatividad desmontaba toda una concepción del mundo en la que la
ciencia se asociaba a la verdad.
En
primer lugar voy a intentar hacer una exposición, lo más clara
posible, de la teoría de la relatividad especial de Einstein, para
lo cual tomaré como texto básico el libro Sobre la teoría de la
relatividad especial y general del mismo Einstein.
El
porqué de enfocar así este trabajo es doble. En primer lugar
pretende ser un punto de apoyo para todos aquellos que deseen entrar
en un primer contacto con la Física Relativista, fundamental para hacer
filosofía en el siglo XXI, y, en segundo lugar, porque intenta, con
el mismo Einstein como fuente principal, dar respuesta a una pregunta
básica para la Filosofía post-relativista: ¿anula Einstein a
Newton?
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Introducción a la Mecánica clásica y a sus dificultades
El
primer tema del que trata Einstein es el de la verdad, ¿en qué
sentido podemos afirmar de los teoremas de la geometría que son
verdaderos?
La
geometría de Euclides es un sistema axiomático, esto es, se parte
de un reducido número de conceptos básicos susceptibles de ser
asociados, más o menos, a representaciones empíricas. Conceptos
tales serían por ejemplo el punto, la recta, el plano, etc.
Seguidamente tenemos también un conjunto de proposiciones básicas,
éstas son los axiomas, a las cuales podemos denominar verdaderas
teniendo en cuenta los anteriores conceptos básicos a los que van
referidas. Los teoremas geométricos serían entonces demostrados,
según un método canónico, a partir de esos postulados básicos o
axiomas. La verdad de los teoremas consistiría, pues, en su correcta
derivación a partir de los axiomas.
En
virtud de lo dicho queda patente que el tema de la verdad de la
geometría ha de plantearse referido a sus axiomas. Ahora bien,
¿realmente es ésta una cuestión abierta?, Einstein cree que no. En
realidad la geometría no se refiere a la experiencia sino
simplemente a la coherencia interna que guardan entre sí ciertos
conceptos previamente definidos de una manera exacta y que nada
tienen que ver con la realidad o con la experiencia.
De
lo que se trataría aquí es de descartar para la geometría la
verdad como correspondencia y asociar a ella la verdad como
coherencia.
Ahora
se va a añadir un teorema más a la Geometría de Euclides, a saber,
“a dos puntos de un cuerpo prácticamente rígido les corresponde
siempre la misma distancia (segmento), independientemente de las
variaciones de posición a que sometamos el cuerpo” (Einstein,
1998: 11), con la introducción de este nuevo teorema estamos
convirtiendo al sistema de la geometría euclidiana en un sistema que
hace referencia a las posibles posiciones relativas de cuerpos
prácticamente rígidos, es decir, se puede asignar a los teoremas de
la geometría cuerpos de la naturaleza. Ahora sí es pertinente el
tema de la verdad y tanto este tema como la geometría, una vez
añadido este nuevo teorema, quedan insertas en el terreno de la
física.
Aunque
el mismo Einstein no se de cuenta de ello, es obvio que se trata de
una definición de la verdad geométrica en términos operacionales.
Si Einstein hubiese reparado en ello podría haber mantenido el mismo
criterio para hablar de la noción de verdad en Física y en
Geometría.
Para
que la explicación de la teoría de la relatividad especial siga su
curso, Einstein va a dar por sentada la verdad de los teoremas
geométricos dejando la cuestión de sus límites para cuando llegue
el momento de hablar de la teoría de la relatividad general o
ampliada, momento que aquí no reflejaremos al salirse la ampliación
de la teoría del marco de nuestro trabajo.
Vamos
a ver ahora los sistemas de medición y de determinación del lugar
que pone en juego la física. Lo que se necesita es un segmento de
regla que sirva como unidad de medida. Dados dos puntos de un cuerpo
rígido, la medida de la distancia que los separa se obtendrá
llevando sobre la recta que los une, a los puntos citados, nuestra
regla unidad tantas veces como sea necesario.
El
lugar de un suceso sería descrito mediante la especificación de un
punto del cuerpo rígido con el cual coincide el suceso.
Posteriormente el concepto de lugar en Física se fue sofisticando a
través de tres operaciones:
1-
Prolongación del cuerpo rígido al que se refiere la localización
de modo que llegue a alcanzar al objeto que se pretende ubicar.
2-
Utilización de números para la caracterización del lugar,
eliminándose con ello la utilización de puntos notables.
3-
La altura del objeto con respecto al cuerpo rígido seguirá entrando
en la descripción del lugar sin necesidad de unir ambos puntos para
determinar la longitud. Para ello siempre habrán de ser tenidas en
cuenta las propiedades de propagación de la luz.
Para
satisfacer el segundo punto que hemos señalado, la física
experimental se sirve del sistema de coordenadas cartesianas. El
sistema, bien conocido, consta de “tres paredes rígidas, planas,
perpendiculares entre sí y ligadas a un cuerpo rígido. El lugar de
cualquier suceso, referido al sistema de coordenadas, viene descrito
por la especificación de la longitud de las tres verticales o
coordenadas (x, y, z) que pueden trazarse desde el suceso a
estas tres paredes” (Einstein, 1998: 14).
Las
longitudes de las tres perpendiculares se obtendrán de la manera ya
especificada anteriormente para la determinación de cualquier
longitud. Así que, como conclusión, cualquier descripción espacial
de sucesos se sirve de un cuerpo rígido al que son referidos
espacialmente. Los segmentos a su vez se rigen por las leyes de la
geometría de Euclides y se delimitan mediante dos marcas hechas
sobre el cuerpo rígido.
Ahora
Einstein va a adentrarse de lleno en el análisis de la Mecánica
clásica newtoniana. Quizás una definición clara y sencilla del
objetivo de ésta podría ser: “la Mecánica debe describir cómo
varía con el tiempo la posición de los cuerpos en el espacio”
(Einstein, 1998: 15).
Pero
esta definición no es ni tan clara ni tan sencilla ya que existe un
problema fundamental, a saber, que no está nada claro qué deba
entenderse por los conceptos de “posición” y “espacio”.
Si
sustituimos la palabra “espacio” por “movimiento respecto a un
cuerpo de referencia prácticamente rígido” y si en vez de hablar
de “cuerpo de referencia” hablamos de “sistema de coordenadas”,
entonces se podría seguir razonando así. Por tanto siempre habría
que hablar de trayectorias con respecto a un determinado cuerpo de
referencia.
Para
llevar a cabo la descripción completa de un movimiento hay que
especificar para cada punto de la trayectoria en qué momento se
encuentra allí el cuerpo. Esto requiere por supuesto una definición
del tiempo en términos operacionales y que a su vez se mantuviera
dentro del campo de la mecánica clásica. Ésta podría ser la
siguiente: dados dos relojes exactamente iguales, uno de ellos se
encuentra en un cuerpo de referencia respecto a un determinado objeto
y el otro se encuentra situado en otro cuerpo de referencia, o
sistema de coordenadas, respecto al cual estamos considerando también
ese mismo objeto. Cada uno de ellos verifica en qué lugar del
correspondiente cuerpo de referencia se encuentra el objeto en cada
instante marcado por el reloj correspondiente.
Uno
de los enunciados fundamentales de la mecánica clásica es la famosa
ley de la inercia, que dice así:
“un
cuerpo suficientemente alejado de otros cuerpos persiste en su estado
de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme” (Einstein, 1998:
17).
Dicha
ley concierne no sólo al movimiento de los cuerpos sino también a
qué sistemas de coordenadas pueden utilizarse en las descripciones
mecánicas.
Los
problemas aparecen si por ejemplo aplicamos la ley de la inercia a
las estrellas fijas. La razón es que si utilizamos un sistema de
coordenadas solidario con la Tierra cada estrella fija describe a lo
largo de un día astronómico una circunferencia de radio enorme,
contradiciendo así la ley de la inercia. Ateniéndonos a esta ley
sólo podríamos referir los movimientos a sistemas de coordenadas en
relación a los cuales las estrellas fijas no ejecuten movimientos
circulares. Tal sistema de coordenadas es el que se denomina con el
nombre de Galileo y con relación a él siempre es válida la ley de
la inercia. La mecánica de Galileo-Newton sólo es válida para
sistemas de coordenadas Galileo.
Otro
principio fundamental de la mecánica es el denominado principio de
relatividad en sentido restringido, pero antes de llegar a él habrá
que tener en cuenta el siguiente enunciado:
“si
una masa m se mueve en línea recta y uniformemente respecto a
un sistema de coordenadas K, entonces también se mueve en línea
recta y uniformemente respecto a un segundo sistema de coordenadas
K´, siempre que éste ejecute respecto a K un movimiento de
traslación uniforme” (Einstein, 1998: 18).
Si
K es un sistema de coordenadas de Galileo entonces también lo será
cualquier otro sistema K´ que se halle respecto a él en movimiento
de traslación uniforme y por lo tanto en ambos sistemas serán
válidas las leyes de la mecánica newtoniana.
Pues
bien, el principio de relatividad en sentido restringido reza así:
“si
K´ es un sistema de coordenadas que se mueve uniformemente y sin
rotación respecto a K, entonces los fenómenos naturales transcurren
con respecto a K´ según idénticas leyes generales que con respecto
a K” (Einstein, 1998: 18).
Este
principio será fundamental, por motivos que luego mostraremos, para
el desarrollo de la teoría de la relatividad especial. Ahora bien,
dicho principio no está exento de problemas. Es más, desde que la
Electrodinámica y la Óptica hicieron ver que los principios de la
mecánica clásica no servían para dar una descripción válida de
todos los principios de la naturaleza, el principio de relatividad ha
sido colocado en el centro de la polémica y su validez ha sido
puesta en cuestión. Einstein ofrece dos argumentos a favor de la
validez del principio:
1-
La mecánica clásica ha demostrado una extraordinaria precisión al
referirse a los movimientos reales de los cuerpos celestes. Desde
luego, en el campo en el que la mecánica clásica se desenvuelve sin
problemas, la validez del principio de relatividad debería estar
fuera de toda duda y, si un principio de naturaleza tan general se ha
demostrado válido en ciertos campos, es muy difícil pensar que no
lo sea en otros.
2-
Si el principio de relatividad no fuese válido entonces los
sucesivos sistemas de coordenadas de Galileo que se mueven unos
respecto a otros uniformemente no serían equivalentes para la
descripción de los fenómenos naturales. En este caso la
consecuencia sería que habría que tomar un sistema de coordenadas
de Galileo como privilegiado, es decir, que debería ser tomado como
cuerpo de referencia y que estaría en un estado de movimiento
determinado. Éste sería un sistema absolutamente en reposo con
respecto al cual los demás sistemas serían móviles. En éstos
sistemas regirían leyes menos sencillas que en el sistema
absolutamente en reposo, ya que en el sistema móvil que se mueve
con respecto al sistema en reposo deberían desempeñar un importante
papel el módulo y la dirección del movimiento del sistema.
Podríamos
concebir a la Tierra como un sistema móvil que viaja a una velocidad
de unos 30 Km. por segundo con respecto a el sistema Sol que,
en este caso, sería el sistema absolutamente en reposo. Teniendo en
cuenta esto y si todo lo anteriormente dicho acerca de la invalidez
del principio de relatividad fuese cierto, entonces tendríamos que
la dirección instantánea del movimiento terrestre influiría en las
leyes de la naturaleza, lo cual, denominado anisotropía, jamás ha
sido observado.
A
continuación pasaremos a exponer el teorema de adición de
velocidades perteneciente al campo de la mecánica clásica.
El
teorema de adición de velocidades nos dice que si un cuerpo se halla
en movimiento con una velocidad w con respecto a otro cuerpo
que se halla también en el mismo estado con otra velocidad constante
v y que a su vez se mueve respecto a un último cuerpo de
referencia que se halla en reposo, pues, recapitulando, si queremos
averiguar la velocidad total W con la que se desplaza el
primer cuerpo con respecto al cuerpo de referencia en reposo lo que
habrá que hacer es sumar las velocidades de los dos cuerpos que se
hallan en movimiento. En síntesis quedaría expresado en la
siguiente ecuación:
W=v+w
Una
vez explicado este teorema va a entrar en juego la Ley de propagación
de la luz en el espacio vacío. Esta propagación se produce en línea
recta con una velocidad constante de c = 300.000 Kilómetros
por segundo. El astrónomo holandés De Sitter demostró además que
esta velocidad no depende de la velocidad del movimiento del cuerpo
emisor. Ahora bien, esta Ley de propagación de la luz no está
tampoco exenta de problemas. Resulta que el proceso de propagación
de la luz hay que referirlo también a un cuerpo de referencia
rígido (sistema de coordenadas). Pues si tomamos a un rayo de luz
como si fuera un primer móvil que se desplaza a una velocidad w,
que en este caso sería igual a c, respecto a otro cuerpo que se
desplaza a velocidad v, y si aplicamos el teorema de adición de
velocidades para averiguar la velocidad a la que va el rayo de
luz con respecto al segundo móvil de velocidad v tenemos que
ésta es c-v con lo cual llegamos a la conclusión de
que el rayo de luz se desplaza, respecto al segundo móvil, a una
velocidad menor a c. ¿Qué ha fallado aquí?, ¿no es siempre
constante la velocidad de la luz? Además, esta conclusión trae
problemas también a la vigencia del principio de relatividad ya que
la Ley de propagación de la luz en el vacío, como cualquier otra
ley natural, debería ser universal sin importar el cuerpo de
referencia que elijamos. ¿Qué ley está mal?, ¿falla la ley de
propagación de la luz a velocidad constante o el principio de
relatividad?
Las
investigaciones teóricas de Lorentz sobre procesos electrodinámicos
y ópticos en cuerpos móviles demostraron irrefutablemente la Ley
de la velocidad constante de la luz en el vacío. Debido a esto la
tendencia fue la de abandonar el principio de relatividad, pese a no
encontrar nada que lo contradijera.
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La teoría de la relatividad especial
Ya
hemos señalado la encrucijada a la que había llegado la física
moderna, es ahora cuando estamos en disposición de comprender lo que
significó esta nueva teoría y a lo que tuvo que enfrentarse.
La
teoría de la relatividad comprendió y demostró que no existía
ninguna incompatibilidad entre la Ley de la propagación de la luz y
el principio de relatividad.
En
todo esto jugó un importantísimo papel el concepto físico de
“tiempo” ya que el primer reto que tenían que plantearse los
físicos era el de establecer una definición exacta de lo que se
entiende por “simultaneidad”.
Las
definiciones de “simultaneidad” y “tiempo” que se usaban en
física partían de un supuesto del que nadie dudaba, a saber, “si
dos relojes colocados en reposo en distintos lugares del cuerpo de
referencia son puestos en hora de tal manera que la posición de las
manillas sea simultánea a la misma posición de las manillas del
otro, entonces posiciones iguales de las manillas son en general
simultáneas” (Einstein, 1998: 26).
Ahora
bien, ¿dos sucesos que son simultáneos respecto a un cuerpo de
referencia lo serían también respecto a otro? La respuesta de
Einstein será que no. Llegamos con esto a uno de los párrafos más
fundamentales de todo el libro:
“Cada
cuerpo de referencia (sistema de coordenadas) tiene su tiempo
especial; una localización temporal tiene sólo sentido cuando se
indica el cuerpo de referencia al que remite” (Einstein, 1998: 28).
La
teoría de la relatividad acabó con la suposición, tan arraigada en
física, de que los datos temporales eran siempre absolutos y no
dependientes del cuerpo de referencia. Si tomamos los conceptos de
simultaneidad y de tiempo como conceptos relativos a un determinado
sistema de coordenadas entonces el conflicto que existía entre la
ley de propagación de la luz y el principio de relatividad
desaparece. De hecho lo que a la luz de la teoría de la relatividad
especial resulta insostenible es el teorema de adición de
velocidades.
A
continuación veremos también como se construye el concepto relativo
de “distancia espacial”. Para medir la distancia que los separa
en este segundo caso lo que habría que hacer es marcar por donde
pasan esos dos puntos por el nuevo cuerpo de referencia en un momento
determinado t. Una vez hayamos hecho la marcación sobre el
nuevo cuerpo de referencia procederemos de manera ordinaria
transportando repetidamente el metro sobre él para obtener la medida
de la distancia.
Si
hubiéramos medido tomando como referencia el propio cuerpo en el
cual se sitúan los dos puntos cuya distancia mutua queremos
determinar, entonces la operación habría sido totalmente ordinaria
trasladando el metro tantas veces como hubiera sido necesario sobre
el cuerpo móvil.
Pues
resulta que nada nos dice a priori que la distancia x a
la que se encuentran dos puntos situados en un móvil que viaja a
velocidad constante v, tenga necesariamente que coincidir con
la distancia y existente entre ambos puntos si tomáramos como
cuerpo de referencia para la medida un sistema de coordenadas
distinto con respecto al cual el propio móvil se está moviendo.
La
conclusión es obvia: tanto la distancia como el tiempo dependen del
sistema de coordenadas al que van referidas.
Recapitulando,
diremos que son dos los principios de la mecánica clásica que deben
ser rechazados:
1-
El intervalo temporal entre dos sucesos es independiente del estado
de movimiento del cuerpo de referencia o sistema de coordenadas.
2-
El intervalo espacial entre dos puntos de un cuerpo rígido es
independiente del estado de movimiento del cuerpo de referencia.
Eliminando
estos postulados, cuya falsedad ha sido puesta de manifiesto por
Einstein, desaparece toda incompatibilidad entre la ley de la
propagación de la luz en el vacío y el principio de relatividad, a
la vez que el teorema de adición de velocidades pierde la validez
universal que antes se le atribuía.
Ahora
bien, esto exige encontrar otro método para averiguar el lugar y el
tiempo de un suceso con respecto a un cuerpo de referencia y,
conociéndolos ya, con respecto a otro sistema de coordenadas
distinto (para eso es para lo que era usado el teorema de adición de
velocidades). Además dicho método no debe estar en contradicción
ni con el principio de relatividad ni con la ley de propagación en
el vacío.
La
respuesta estará, en primer lugar, en una ley que nos permita la
transformación de las magnitudes espacio-temporales de un suceso al
pasar de un sistema de coordenadas a otro. Supongamos dos sistemas de
coordenadas:
1-
K cuyas coordenadas espaciales vienen determinadas por las
tres perpendiculares x, y, z y temporalmente
por un valor t.
2-
K´ cuyas coordenadas vienen fijadas por las tres
perpendiculares x´, y´, z´ y por el valor
temporal t´.
Si
un suceso se da respecto a K con unas determinadas coordenadas
espacio-temporales, ¿qué valor tendrán las coordenadas del mismo
suceso con respecto a K´?
A
esta pregunta se puede responder mediante un complejo sistema de
ecuaciones designado con el nombre de “transformación de Lorentz”.
Según este sistema, la ley de propagación de la luz a velocidad
constante en el vacío se cumple tanto si consideramos el suceso con
respecto a K como si lo consideramos con respecto a K´.
Gracias
a la transformación de Lorentz se pudieron extraer interesantes
consecuencias respecto al comportamiento de reglas y relojes, ya que
se puede afirmar que como consecuencia del movimiento se producen un
acortamiento de longitudes y una ralentización en la marcha de los
relojes con respecto a las mismas en estado de reposo. En todo caso,
conviene aclarar que tanto en la teoría de la relatividad como en
las ecuaciones de transformación de Lorentz, la velocidad de la luz
c juega el papel de una velocidad límite que jamás puede ser
superada.
Una
vez encontrado este sistema de transformación ya estamos capacitados
para encontrar un teorema de adición de velocidades que encaje en el
marco de la teoría de la relatividad. Para esto Einstein se servirá
de las ecuaciones primera y cuarta de la transformación de Lorentz.
Ahora
la cuestión es ver cuál de los dos teoremas de adición de
velocidades resulta corroborado por la experiencia, el de la mecánica
clásica o el de la teoría de la relatividad. A este respecto fue
absolutamente crucial el denominado experimento de Fizeau:
“Supongamos
que la luz se propaga en un cierto líquido en reposo con una
determinada velocidad w ¿con qué velocidad se propagará
dentro de un tubo R cuando dentro de ese tubo fluye el líquido con
velocidad v?
Siendo
fieles al principio de relatividad tendremos que suponer que,
respecto al líquido, la propagación de la luz se produce siempre
con la misma velocidad w, muévase o no el líquido con
respecto a otros cuerpos” (Einstein, 1998: 39).
La
cuestión es, llamando W a la velocidad de la luz con respecto
al tubo, ¿qué ecuación da cuenta de ella, el teorema de adición
de velocidades de la mecánica clásica que se rige por sistemas de
coordenadas de Galileo, o el teorema de adición de velocidades de la
teoría de la relatividad que se rige por el sistema de
transformación de Lorentz?
Las
excelentes mediciones de Zeeman demostraron que la influencia de la
velocidad de la corriente v sobre la propagación de la luz
viene representada por la fórmula que antes enunciamos, la del
teorema de adición de velocidades en una misma dirección de la
teoría de la relatividad. Todo esto hizo que el experimento de
Fizeau tomara la forma de un auténtico experimento crucial a favor
de la teoría de la relatividad que además no presentaba ningún
problema para encajar con teorías como la Electrodinámica de
Maxwell y Lorentz.
Después
de todo este recorrido ya podemos encarar una definición de la
teoría de la relatividad:
“Toda
ley general de la naturaleza tiene que estar constituida de tal modo
que se transforme en otra ley de idéntica estructura al introducir,
en lugar de las variables espacio-temporales x, y, z, t del sistema
de coordenadas original K, nuevas variables espacio-temporales x´,
y´, z´, t´ de otro sistema de coordenadas K´, donde la relación
matemática entre las cantidades con prima y sin prima viene dada por
la transformación de Lorentz. De forma más sencilla: Las leyes
generales de la naturaleza son co-variantes respecto a la
transformación de Lorentz” (Einstein, 1998: 41).
Hemos
llegado al final del recorrido. Ya conocemos todos los entresijos del
proceso que llevó al establecimiento de la teoría de la Relatividad
especial. Adentrémonos ahora en algunas cuestiones derivadas.
En
primer lugar, es el propio Einstein el que se encarga de recordarnos
que La teoría de la relatividad especial no invalida a Newton.
Podría decirse que ambas tienen vigencia, cada una en su nivel (no
es lo mismo el movimiento de la tierra respecto al sol que el
movimiento de las partículas a nivel subatómico). Por ejemplo, si
hablamos de leyes para movimientos rápidos y de velocidades no
demasiado pequeñas frente a la velocidad de la luz (lo cual sólo se
da a nivel de electrones e iones) tendremos que usar la teoría de la
relatividad; si no es así, si no nos movemos en este campo, la
Mecánica clásica no sólo sigue siendo válida sino que también
simplifica mucho las operaciones. Esto significa, ni más ni menos,
una reafirmación de la Mecánica clásica que pasa el test de
Einstein con Matrícula de Honor, ¿por qué? Primero, usar las
ecuaciones de Lorentz en ámbito de la mecánica clásica supondría
complicar las operaciones de forma irracional y absurda (¿acaso hay
que recordar, llegados a este punto, el famoso principio de la Navaja
de Okham?), ya que con las fórmulas clásicas los resultados siguen
siendo correctos y exactos, lo cual nos lleva a la segunda razón:
ahora los resultados de la Mecánica clásica no sólo se obtienen
con sus propias operaciones sino que también puede llegarse a ellos
a través de operaciones relativistas que se sirvan de las ecuaciones
de Lorentz.
El
resultado más palpable de la teoría de Einstein es que en su área
física, de movimientos rápidos con velocidades cercanas a la de la
luz, el teorema de adición de velocidades no puede ser usado porque
nos llevaría a cálculos erróneos y a paradojas, como la de poner
en duda la Ley de la propagación de la luz a velocidad constante o
el Principio de Relatividad. La Mecánica de Newton aparece más
sólida, si cabe, de lo que lo era con anterioridad a Einstein,
puesto que resulta validada dentro del sistema de Einstein.
En
realidad a lo que asistimos con el nacimiento de la Relatividad
especial es al establecimiento de un sistema más amplio capaz de acoger y explicar en su seno el sistema newtoniano. Usar las
fórmulas de Einstein-Lorentz en el ámbito macrofísico sería lo
mismo que considerar la esfericidad de la tierra para construir un
edificio, a saber, irrelevante, complicado y absurdo, aunque los
resultados obtenidos fuesen igualmente correctos.
Otra
consecuencia muy importante de la teoría de la relatividad fue que
fusionó el principio de conservación de la energía con el de
conservación de la masa. La masa inercial de un sistema de cuerpos
cabe contemplarla precisamente como una medida de su energía. El
postulado de la conservación de la masa de un sistema coincide con
el de la conservación de la energía y sólo es válido en la medida
en que el sistema ni emite ni absorbe energía.
Dado
que la teoría de la relatividad deriva de la óptica y de la teoría
electromagnética, gracias a ella se simplificó el armazón teórico
y se reafirmaron sus resultados, a la vez que se resolvieron algunos
problemas a los que la teoría electromagnética no podía
enfrentarse antes de la existencia de la teoría de la relatividad.
También puso fin a la necesidad que había en mecánica clásica de
tener que postular el éter, al demostrar que no existía ningún
sistema de coordenadas privilegiado y que el movimiento adquiere
sentido si lo consideramos en relación a un cuerpo de referencia.
Las
últimas reflexiones de esta parte primera las dedica Einstein a
explicar lo que supone el atribuir al espacio la característica de
cuadrimensionalidad, según la afirmación de Minkowski. El universo
sería un continuo cuadrimensional, esto es, cada suceso viene
determinado por cuatro números, tres coordenadas espaciales x,
y, z y una temporal t. Si se dice que es un
continuo, esto es en el sentido de que para cada suceso existen
otros, reales o posibles, arbitrariamente próximos cuyas coordenadas
x´, y´, z´, t´ se diferencian
arbitrariamente poco de las del suceso descrito con las coordenadas
x, y, z, t.
Si
todo esto nos suena extraño es porque la física pre-relativista
tenía una concepción del tiempo muy distinta. En primer lugar, lo
consideraba como un factor independiente frente a las coordenadas
espaciales; en segundo lugar, lo concebía como absoluto, a saber,
como independiente de la posición y del estado de movimiento del
cuerpo de referencia. La teoría de la relatividad preparó a la
física para la concepción cuadrimensional del universo. Por primera
vez el tiempo era tan relevante como el espacio.
Einstein, A. Y otros, La
teoría de la Relatividad: sus orígenes e impacto sobre el
pensamiento moderno, traducción de Miguel Paredes, Barcelona,
Altaya, 1993.
Einstein, A., Sobre la
teoría de la relatividad especial y general, traducción de
Miguel Paredes, Barcelona, Altaya, 1998.