Saltar ao contido principal
Xornal  »  EINSTEIN E O ANO MUNDIAL DA FISICA *

Carlos Pajares: EINSTEIN E O ANO MUNDIAL DA FISICA *


A  UNESCO declarou o ano 2005  como o ano mundial da Física co obxectivo de mostrar á sociedade a importancia e a necesidade da Física para a comprensión da naturaza e como consecuencia desto a súa importancia para o desenvolvemento cultural e tecnolóxico da humanidade e do seu futuro. 

A elección do ano 2005, fíxose para que coincidira coa celebración do centenario da publicación na revista alemana de Física, Annalen der Physik, volume 17 serie 4, de 3 artigos  importantes de A. Einstein, concernentes coa Teoría da relatividade, a naturaza da luz no chamado efecto fotoeléctrico e sobre o movemento de pequenas partículas suspendidas en líquidos en reposo, o chamado movemento browniano.

Para que serviu o que fixo Einstein?   Para que sirve a Física?  Esta clase de preguntas fanse frecuentemente aos científicos, e en particular aos físicos.  Ás veces esta simple pregunta trasluce unha opinión xeralizada  sobre a falla de utilidade da investigación básica. É a mesma pregunta que fixo no século XIX o economista inglés Gladstone, ministro de Facenda do Reino Unido, ao gran físico Michael Faraday. Para que sirve o que está facendo?  A resposta foi: non o sei, mais estou seguro de que os seus sucesores cobrarán impostos por elo.  Efectivamente, Faraday estaba descubrindo a inducción magnética, base dos motores eléctricos e da unificación da electricidade co magnetismo. Todo elo deu lugar co tempo a importantísimos beneficios económicos e sociais para a humanidade.

Einstein foi un físico singular e decisivo, quizáis o máis importante despois de Newton. Son moitas as súas contribucións. Na Teoría da relatividade unifica o espazo e o tempo. O tempo e o espazo non son dous conceptos independentes senón que polo contrario están entrelazados.  Dous sucesos simultáneos, é dicir, dous sucesos que ocorren en diferentes lugares ó mesmo tempo, non o son para un observador en movemento. As lonxitudes acórtanse e os intervalos de tempo alónganse para observadores en movemento. Esta relatividade nas lonxitudes e nos tempos, sen embargo, son consecuencia dun absoluto, a saber: as leis físicas son as mesmas, é dicir, teñen a mesma forma, independentemente de que o observador de ditas leis esté en movemento ou non. Unha consecuencia da unificación do espazo e do tempo é a unificación de enerxía e materia. A enerxía e a materia están relacionadas, é a famosa ecuación  E = mc2,  de tal xeito que a materia de masa m pódese transformar en enerxía de acordo  coa devandita fórmula e tamén a enerxía pódese materializar como sucede cando colisionan dous partículas a grandes enerxías que poden dar lugar a moitas partículas, algunhas delas diferentes das incidentes.

Máis adiante, por medio da Teoría da Relatividade Xeral, Einstein unificaría o espazo-tempo coa materia de tal xeito que xa non se poderá falar de entidades independentes. A materia configura, establece, a xeometría do espazo-tempo e recíprocamente un espazo-tempo máis plano ou máis curvo significaría que temos menos ou máis materia. No espazo-tempo usual a que estamos  acostumados sen gran concentración de  materia os raios de luz van por liñas rectas, sen embargo estes mesmos raios cúrvanse na proximidade de grandes concentracións de materia, como sucede perto das estrelas. A Teoría da Relatividade Xeral, tamén significou o inicio dunha Cosmoloxía que intenta comprender a evolución do Universo.

Observemos que á pregunta de que sucedeu antes da orixe do Universo, non ten senso na Teoría da Relatividade Xeral pois sen materia non hai tempo e xa que logo non hai antes.

Nembargantes, alguén pode obxectar que  non é satisfactorio dicir que non ten sentido a pregunta, pois é algo parecido ó anotado  por San Agustín nas Confesións respecto á pregunta que facía Deus antes de crear o Universo.  Estaba creando o inferno para meter ós que fan esas preguntas.

Na explicación do efecto fotoeléctrico, Einstein establece que a luz é un conxunto de partículas,   cadaunha cunha  enerxía proporcional á súa frecuenza. Esta explicación,  pola cal lle concederon o Premio Nobel en 1921, foi decisiva para o desenvolvemento da Mecánica Cuántica.

O menos  famoso dos tres artigos de 2005 é o referente ó movemento de pequenas partículas suspendidas nun líquido en reposo. Neste artigo Einstein estudia o movemento  ó azar e en zig-zag destas partículas, obtendo leis estatísticas para a distribución da localización de ditas partículas. O traballo foi clave para entender diversos fenómenos físicos baseados  en movementos ó azar.  A súa importancia tamén esténdese máis alá da Física ó estudio de fenómenos sociais e económicos que teñen na súa base un alto grao de movemento ó azar. Hoxendía, está xurdindo unha nova disciplina, a Econofísica,  a cabalo entre a Economía e a Física, na que se aplican métodos e ferramentas provintes  da Física  e a Economía. As relacións entre a Economía e a Física son unha constante ó longo das súas historias. A influenza de Newton na obra  "A riqueza das nacións" de Adam Smith é moi clara. A teoría do prezo das opcións de Black e Scholes, ten como base o movemento ó azar de Einstein e o estudio en 1900 do matemático francés Bachelier  na súa tesis: Teoría da especulación. Por iso non é de extrañar que o primeiro Premio Nobel  de Economía foi concedido en 1969 a J. Tinbergen, pai da Econometría, que era físico da escola de Leyden e que trasladou á súa forma de pensar en Física á Economía.

En todos estes avances e descubrimentos o  máis importante é o espírito de Einstein buscando á beleza na naturaza, e por iso a necesidade de simplificacións e unificación de fenómenos físicos aparentemente diferentes.

En palabras doutro físico insigne, Heisenberg: "o feito de que unha teoría semellante consiga conxugar a multiplicidade coa unidade é que a multiplicidade apareza nela unificada trae como consecuencia que podamos percibila  como algo simple e fermoso ó mesmo tempo. O papel que desenvolve a beleza no descubrimento da verdade foi recoñecido a sublimado en toda época. A expresión latina Simples sigillum veri (a simplicidade é o selo do verdadeiro) aparece escrita no Auditorio de Física da Universidade de Göttingen, a modo de admiración para os que pretenden descubrir a verdade; outra expresión latina, Pulchritudo splendor veritatis (a beleza é o resplandor da verdade) pode interpretarse no sentido de que o investigador pode recoñecer a verdade en primeiro lugar polo seu resplandor, pola forma como resplandece o seu brillo".

A beleza é a adecuada conformidade das partes entre si e con relación ó todo. A beleza é a transparencia do esplendor eterno do "un" a través do fenómeno natural. Estes dous criterios de beleza eran os que están subyacentes na obra de Einstein e os que provocaron os cambios radicais nas concepcións de espazo, tempo, materia e energía.


*Artigo publicado no xornal El Progreso o día 10 de xullo de 2005

Carlos Pajares:

Catedrático de Física Teórica da Universidade de Santiago de Compostela. Secretario de Educación e Innovación do PSdeG-PSOE