Albert Einstein
El físico alemán-americano Albert Einstein, nacido en Ulm, Alemania, Marzo
14, 1879, muerto en Princeton, N.J., Abril 18, 1955, contribuyó más que
cualquier otro científico a la visión de la realidad física del siglo 20.
Al comienzo de la Primera Guerra Mundial, las teorías de Einstein --sobre
todo su teoría de la Relatividad-- le pareció a muchas personas, apuntaban
a una calidad pura de pensamiento para el ser humano. Raramente un científico
recibe tal atención del público pero Einstein la recibió por haber cultivado
la fruta de aprendizaje puro.
VIDA TEMPRANA.
Los
padres de Einstein, quienes eran Judíos no vigilados, se mudaron de Ulm
a Munich cuando Einstein era un infante. El negocio familiar era una fábrica
de aparatos eléctricos; cuando el negocio quebró (1894), la familia se mudó
a Milán, Italia. A este tiempo Einstein decidió oficialmente abandonar su
ciudadanía alemana. Dentro de un año todavía sin haber completado la escuela
secundaria, Einstein falló un examen que lo habría dejado seguir un curso
de estudios y recibir un diploma como un ingeniero eléctrico en el Instituto
suizo Federal de Tecnología (el Politécnico de Zurich). El se pasó el año
próximo en Aarau cercana a la escuela secundaria de cantonal, donde disfrutó
de maestros excelentes y adelantos de primera índole en física. Einstein
volvió en 1896 al Politécnico de Zurich , donde se graduó (1900) como maestro
escolar de secundaria en matemáticas y física.
Después de dos cortos años obtuvo un puesto en la oficina suiza de patentes
en Bern. La oficina de patentes requirió la atención cuidadosa de Einstein,
pero mientras allí estaba empleado (1902-09), completó un rango asombroso
de publicaciones en física teórica. La mayor parte de estos textos fueron
escritos en su tiempo libre y sin el beneficio de cierto contacto con la
literatura científica. Einstein sometió uno de sus trabajos científicos
a la Universidad de Zurich para obtener un Ph.D en 1905. En 1908 le envió
un segundo trabajo a la Universidad de Bern y llegó a ser docente exclusivo,
o conferencista. El año próximo Einstein recibió un nombramiento como profesor
asociado de física en la Universidad de Zurich.
Por 1909 Einstein fue reconocido por la Europa de habla alemana como el
principal pensador científico. Rápidamente obtuvo propuestas como profesor
en la Universidad alemana de Prague y en el Politécnico de Zurich. En 1914
adelantó al puesto más prestigioso y de mejor paga que un físico teórico
podría tener en la Europa céntrica: profesor en el Kaiser-Wilhelm Gesellschaft
en Berlín. Aunque Einstein asistió a una entrevista en la Universidad de
Berlín, en este tiempo él nunca enseñó cursos regulares universitarios.
Einstein quedó en el cuerpo de profesor de Berlín hasta 1933, de este tiempo
hasta su muerte (1955) tuvo una posición de investigación en el Instituto
para Estudios Avanzados en Princeton, N.J.
TRABAJOS CIENTIFICOS.
Los Papeles de 1905.
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En los primeros de tres papeles seminales publicados en 1905, Einstein examinó
el fenómeno descubierto por Max Planck, de que la energía electromagnética
parecía ser emitida por objetos radiantes en cantidades que fueron decisivamente
discretas. Las energía de estas cantidades --la llamada luz-quanta-- estaba
directamente proporcional a la frecuencia de la radiación. Esta circunstancia
estaba perpleja porque la teoría clásica del electromagnetismo, basada en
las ecuaciones de Maxwell y las leyes de la termodinámica, había asumido
en forma hipotética que la energía electromagnética consistía de ondas propagadas,
todo-compenetrar medianamente llamada la luminiferous ether, y que las ondas
podrían contener cualquier cantidad de energía sin importar cuan pequeñas.
Einstein uso la hipótesis del quántum de Planck para describir la radiación
visible electromagnética, o luz. Según el punto de vista heurístico de Einstein,
se puede imaginar que la luz consta de bultos discretos de radiación. Einstein
usó esta interpretación para explicar el efecto fotoeléctrico, por que ciertamente
los metales emiten electrones cuando son iluminados por la luz con una frecuencia
dada. La teoría de Einstein, y su elaboración subsecuente, formó mucho de
base para lo que hoy es la Mecánica Cuántica.
El segundo de los papeles de 1905 de Einstein propuso lo qué hoy se llama
la teoría especial de la relatividad. Al tiempo que Einstein supo que de
acuerdo con la teoría de los electrones de Hendrik Antoon Lorentz, la masa
de un electrón se incrementa cuando la velocidad del electrón se acerca
a la velocidad de la luz. Einstein se dio cuenta de que las ecuaciones que
describen el movimiento de un electrón de hecho podrían describir el movimiento
no acelerado de cualquier partícula o cualquier cuerpo rígido definido.
Basó su nueva kinemática a una nueva reinterpretación del principio clásico
de la relatividad --que las leyes de la física tenían que tener la misma
forma en cualquier marco de referencia. Como una segunda hipótesis fundamental,
Einstein asumió que la rapidez de la luz queda constante en todos los marcos
de referencia, como lo formula la teoría clásica Maxweliana. Einstein abandonó
la hipótesis del Eter, porque no jugó ningún papel en su kinemática o en
su reinterpretación de la teoría de electrones de Lorentz. Como una consecuencia
de su teoría Einstein recobró el fenómeno de la dilatación del tiempo, en
que el tiempo, análogo a la longitud y masa, es una función de la velocidad
y de un marco de referencia . Más tarde en 1905, Einstein elaboró cómo,
en una manera de hablar, masa y energía son equivalentes. Einstein no fue
el primero proponer a todo los elementos que están en la teoría especial
de relatividad; su contribución queda en haber unificado partes importantes
de mecánica clásicas y electrodinámica de Maxwell.
Los terceros de los papeles seminales de Einstein de 1905 concerniente a
la estadística mecánica, un campo de estudio elaborado, entre otros por,
Ludwig Boltzmann y Josiah Willard Gibbs. Sin premeditación de las contribuciones
de Gibb, Einstein extendió el trabajo de Boltzmann y calculó la trayectoria
media de una partícula microscópica por colisiones al azar con moléculas
en un fluido o en un gas. Einstein observó que sus cálculos podrían explicar
el Movimiento Browniano, el aparente movimiento errático del polen en fluidos,
que habían notado el botánico británico Robert Brown. El papel de Einstein
proveyó evidencia convincente por la existencia física del tamaño-átomo
moléculas, que ya habían recibido discusión muy teórica. Sus resultados
fueron independientemente descubiertos por el físico polaco Marian von Smoluchowski
y más tarde elaborados por el físico francés Jean Perrin.
La Teoría General de la Relatividad.
Después
de 1905, Einstein continuo trabajando en un total de tres de las áreas precedentes.
Hizo contribuciones importantes a la teoría del quántum, pero en aumento
buscó extender la teoría especial de la relatividad al fenómeno que envuelve
la aceleración. La clave a una elaboración emergió en 1907 con el principio
de equivalencia, en la cual la aceleración gravitacional fue priori indistinguible
de la aceleración causada por las fuerzas mecánicas; la masa gravitacional
fue por tanto idéntica a la masa inercial. Einstein elevó esta identidad,
que está implícita en el trabajo de Isaac Newton, a un principio que intenta
explicar tanto electromagnetismo como aceleración gravitacional según un
conjunto de leyes físicas. En 1907 propuso que si la masa era equivalente
a la energía, entonces el principio de equivalencia requería que esa masa
gravitacional actuara recíprocamente con la masa de la radiación electromagnética,
la cual incluye a la luz. Para 1911 Einstein podía hacer predicciones preliminares
acerca de cómo un rayo de luz de una estrella distante, pasando cerca al
Sol, parecía ser atraída, con inclinación ligera, en la dirección de la
masa de la Sol. Al mismo tiempo, luz radiada del Sol actuaría recíprocamente
con la masa del mismo, da por resultado un ligero cambio hacia el fin del
infrarrojo del espectro óptico del Sol. A esta juntura Einstein también
supo que cualquier teoría nueva de gravitación tendría que considerarse
por un pequeño pero persistente anomalía en el movimiento del perihelio
del Mercurio planetario.
Aproximadamente por 1912, Einstein empezó una nueva fase de su investigación
gravitacional, con la ayuda de su amigo matemático Marcel Grossmann, por
adaptación de su trabajo en cuanto al cálculo del tensor de Tullio Levi-Civita
y Gregorio Ricci-Curbastro. El cálculo del tensor grandemente facilitó cálculos
en el cuatro-dimensión- espacio-tiempo, una noción que Einstein había obtenido
de la elaboración matemática de Hermann Minkowski en 1907 de la teoría propia
especial de Einstein de relatividad. Einstein llamó a su nuevo trabajo la
teoría general de la relatividad. Después de varias salidas falsas publicó
(tarde 1915) la forma definitiva de la teoría general. En él las ecuaciones
del campo de la gravitacional eran covariantes; esto es, similar a las ecuaciones
de Maxwell, el campo de ecuaciones tomo la misma forma en todos los marcos
de equivalencia. Por su ventaja del principio, el campo de ecuaciones covariante
le permitió observar el movimiento del perihelio del planeta Mercurio. En
esta forma original, la relatividad general de Einstein se ha verificado
numerosas veces en los pasados 60 años.
Su vida de los últimos años.
Cuando
las observaciones británicas del eclipse de 1919 confirmaron sus predicciones,
Einstein fue agasajado por la prensa popular. Los éticos personales de Einstein
también despidieron imaginación pública. Einstein, quien después de volver
a Alemania en 1914 no volvió a solicitar ciudadanía alemana, estaba con
sólo un manojo de profesores alemanes quienes lo situaron como un pacifista
por no apoyar la dirección de la guerra Alemana. Después de la guerra cuando
los aliados victoriosos buscaron excluir a científicos alemanes de reuniones
internacionales, Einstein--un Judío de viaje con un pasaporte suizo-- quedó
como un enviado alemán aceptable. Las vistas políticas de Einstein como
un pacifista y un Sionista lo deshuesó contra conservadores en Alemania,
quienes lo marcaron como un traidor y una derrotista. El éxito público que
otorgó sus teorías de relatividad evocaron ataques salvajes en los 1920s
por los físicos antisemitas Johannes Severo y Philipp Lenard, hombres quienes
después de 1932 trataron de crear un Ariano llamado físicos en Alemania.
Sólo como una polémica quedó la teoría de la relatividad de Einstein para
los físicos menos flexibles en el marco de la entrega del premio Novel para
Einstein --se le otorgó no por la relatividad sino por el trabajo de 1905
sobre el efecto fotoeléctrico.
Con el levantamiento de fascismo en Alemania, Einstein se mudó (1933) a
los Estados Unidos abandonando su pacifismo. El completamente estuvo de
acuerdo que la nueva amenaza tenía que ser reprimida por la fuerza armada.
En este contexto Einstein envió (1939) una carta al presidente Franklin
D. Roosevelt que instó que los Estados Unidos debían proceder a desarrollar
una bomba atómica antes de que Alemania tomase la delantera. La carta, escrita
por un amigo de Einstein Leo Szikard, fue uno de los muchos intermediarios
entre la Casa Blanca y Einstein, y contribuyó con la decisión de Roosevelt
de consolidar lo qué llegó a ser el Proyecto Manhattan.
Para el público Einstein parecía un campeón de las clases no populares,
tal como su objeción (1950) en el Comité de la Casa en Actividades y sus
esfuerzos hacia el desarme nuclear, sus preocupaciones se centraban siempre
alrededor de la física. A la edad de 59, cuando otros físicos teóricos anhelarían
el retiro, él seguía su original investigación científica, Einstein y sus
co-trabajadores Leopold Infeld y Banesh Hoffmann alcanzaron un mayor resultado
para la teoría general de la relatividad.
Pocos físicos siguieron el camino de Einstein después de 1920. Mecánica
Cuántica, en lugar de relatividad general, centró su atención. Por su parte
Einstein nunca podría aceptar la mecánica cuántica con su principio de indeterminancia,
como lo formula Werner Heisenberg y elaborado dentro de uno nuevo por Niels
Bohr. Aunque los pensamientos tardíos de Einstein fueron abandonados por
décadas, los físicos hoy en día se refieren seriamente al sueño de Einstein--una
gran unificación de la teoría física.
Autor: Lewis Pyenson.
Traducido por: Alexander Velásquez.
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