El año milagroso de Einstein

Hay nombres que forman parte de la Historia, fechas que marcan grandes hitos de nuestro relato colectivo. Hace 110 años, entre marzo y septiembre de 1905, el buzón de la revista científica alemana Annales der Physik recibió cuatro estudios que cambiarían para siempre las leyes de la física y, en definitiva, nuestra concepción de la realidad: de la luz, de la materia, del tiempo y del espacio.

El autor era un un joven de 26 años, Albert Einstein, que trabajaba en la oficina de patentes de Berna (Suiza). Su carrera como físico estaba estancada tras el rechazo de su tesis doctoral; y su pasión científica había quedado relegada a sus ratos libres, a las largas horas muertas en la oficina y a las charlas con su colega y amigo Michele Besso. Recordamos aquí los 4 grandes logros de Einstein, en su año milagroso:

Efecto fotoeléctrico

El 9 de junio de 1905 Annales der Physik publicó las disertaciones de aquel oficinista acerca del efecto fotoeléctrico y la física de la luz. Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz” introdujo la revolucionaria idea de que la luz está compuesta tanto de energía como de partículas cuantificables: quantos para Einstein, fotones para la historia. Esta concepción de que los sistemas físicos pueden comportarse a la vez como ondas (energía) y como partículas (materia) sería la semilla de uno de los dos pilares de la física moderna: la mecánica cuántica. Dieciséis años después está teoría del efecto fotoeléctrico llevaría a Einstein a la cima de la ciencia cuando en 1921 recibió el Nobel de Física.

Movimiento browniano

Einstein en 1905. Crédito: Lucien Chavan

Einstein en 1905. Crédito: Lucien Chavan


El segundo y el menos importante de aquellos estudios , publicado el 18 de julio, fue “Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calor de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario”. Aunque no revolucionó los principios de la física ni le valió un Nobel, Einstein encontró en un fenómeno físico (el movimiento browniano) la evidencia empírica de lo que pensaban muchos científicos de la época (pero ni de lejos a todos): que la materia está compuesta de átomos. Al intentar explicar ese curioso fenómeno, Einstein no solo confirmó matemáticamente la existencia de los átomos y las moléculas sino que, por su manera de hacerlo, inauguró un nuevo campo en el estudio de la Física, la física estadística.

Relatividad especial

El tercer estudio de aquel año fue quizás el más rompedor. “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento” llegó a Annales der Physik el 30 de junio y se publicó el 26 de septiembre de 1905. Supuso la condensación de la nueva física de Einstein en la conocida teoría de la relatividad especial, que precedería a la relatividad general (que en 1915 incluyó también la influencia de la aceleración y la gravedad). Einstein postuló en este estudio que la velocidad de la luz es inmutable, constante e independiente del movimiento del observador. Por tanto, a excepción de la constante velocidad de la luz, todo es relativo, incluyendo el tiempo, la distancia o la masa.

Equivalencia entre masa y energía

El 21 de noviembre se publicó el último de los cuatro estudios. Y es que “¿Depende la inercia de un cuerpo de la energía que contiene?” es, en efecto, un epílogo de todos los demás estudios. La demostración matemática de la relatividad específica y, por tanto, la constatación de la equivalencia entre la materia y la energía, quedaron condensadas en la fórmula más famosa de la historia: Emc2.

Por suerte o por desgracia, de E = mc2 se dedujo la existencia de una energía restante, en procesos como la fisión nuclear de los átomos. Aterrorizado por sus aplicaciones bélicas y por el uso que de ellas pretendían hacer los nazis, Einstein escribió en 1939 una carta a Roosevelt, el presidente de los Estados Unidos, para que se les adelantara. Y aquella carta acabó derivando en las bombas que cayeron sobre Hiroshima y Nagasaki, cuarenta años después del annus mirabilis de Einstein.

“Newton, por favor perdóname”, dijo un una ocasión Einstein, sabedor de que sus avances cuestionaban las bases que el científico inglés había sentado en el siglo XVII. De hecho, Newton tubo también su año milagroso, pues entre 1665 y 1666, mientras se refugiaba de la peste encerrado en su casa, formuló su ley de la gravitación y su teoría del color. Pero la ciencia es así, para que se realice un avance, para que se confirme una idea, se han de descartar otras.

Quizás llegue una nueva revolución científica que descarte algunas ideas de Einstein, pero perdurará para siempre su método. El gran mérito de Einstein fue no intentar explicar los resultados, los experimentos en sí, sino elaborar una teoría en la que el experimento es el resultado y no el origen de un fenómeno.

Luis Creo para Ventana al Conocimiento