Quién fue Albert Einstein
Albert Einstein (Ulm, 1879–Princeton, 1955) fue un físico teórico formado en Suiza. Su trayectoria pasó por Berna, Zúrich, Praga y Berlín antes de establecerse en Estados Unidos. La relatividad y la explicación del efecto fotoeléctrico forman parte de una obra que también abarca física estadística y teoría cuántica. [2]
Infancia, estudios y formación
Creció en Múnich y se reunió con su familia en Italia antes de intentar ingresar en el Politécnico de Zúrich en 1895. Obtuvo buenos resultados en ciencias y matemáticas, pero no superó el conjunto del examen. Completó la enseñanza secundaria en Aarau. Ese registro contradice la extendida historia de que era un mal estudiante de matemáticas. [5]
Estudió en el Politécnico entre 1896 y 1900 para obtener la titulación docente en matemáticas y ciencias. Entre sus compañeros estaban Marcel Grossmann y Mileva Marić. También estudió física por su cuenta, con especial interés por el electromagnetismo de Maxwell y los trabajos de Hertz; las relaciones y lecturas de esa etapa reaparecen en su trayectoria científica. [6]
Berna, patentes y doctorado
Obtuvo la ciudadanía suiza en 1901 y, después de empleos docentes temporales, fue nombrado experto técnico de tercera clase de la Oficina de Patentes de Berna en junio de 1902. Allí mantuvo su actividad científica fuera de la universidad. En 1905 elaboró cinco trabajos importantes sobre átomos, cuantos de luz y relatividad. [7]
Su tesis, A New Determination of Molecular Dimensions, fue presentada a la Universidad de Zúrich en 1905. El certificado doctoral se expidió el 15 de enero de 1906. Conviene distinguir ambas fechas: el trabajo pertenece al año de sus grandes publicaciones, pero la concesión formal del título ocurrió al siguiente. El doctorado fue de la universidad, no del Politécnico. [8]
1905: luz, átomos y movimiento browniano
Propuso que la luz podía intercambiar energía en cuantos, una idea que ayudaba a explicar la emisión de electrones por metales iluminados. También explicó el movimiento irregular de partículas suspendidas en un líquido mediante los choques con sus moléculas. El análisis del movimiento browniano permitió conectar observaciones microscópicas con la realidad física de los átomos. [9]
Relatividad especial: espacio y tiempo
La relatividad especial parte de que las leyes físicas son las mismas para todos los observadores inerciales y de que todos miden la misma velocidad de la luz en el vacío. Un observador inercial se mueve sin aceleración. Estos principios sustituyen la idea de un reposo absoluto por una descripción de medidas realizadas desde distintos sistemas de referencia. [10]
La simultaneidad y la duración dependen del movimiento relativo: dos sucesos considerados simultáneos por un observador pueden no serlo para otro. Los relojes en movimiento presentan dilatación temporal respecto al sistema desde el que se observan. Son afirmaciones físicas comprobables, no la idea filosófica de que cualquier descripción del mundo sea igualmente válida. [11]
Qué significa E = mc²
La equivalencia entre masa y energía relaciona dos magnitudes que antes se trataban por separado. Para un cuerpo en reposo, su energía de reposo es el producto de su masa por el cuadrado de la velocidad de la luz. La ecuación expresa una relación física; por sí sola no constituye el diseño de un reactor ni de un arma. [12]
Carrera académica y colaboración con Grossmann
Fue profesor en Zúrich desde 1909, en Praga desde 1911 y en ETH Zúrich entre 1912 y 1914. [2] En esta última etapa trabajó con Marcel Grossmann sobre la gravitación. La colaboración matemática fue importante en el camino hacia la relatividad general, cuya formulación definitiva todavía requería resolver problemas que no habían quedado cerrados en Zúrich. [13]
Relatividad general y comprobación experimental
El principio de equivalencia ofreció un punto de partida: en una región suficientemente pequeña, la caída libre permite describir fenómenos como si no hubiera gravedad, dentro de ciertos límites. Einstein desarrolló una teoría en la que la gravitación se relaciona con la geometría del espacio-tiempo. Esta descripción amplió el marco de la relatividad especial. [14]
Tras la formulación de 1915, las expediciones a Sobral y Príncipe observaron el eclipse solar de mayo de 1919 para medir la desviación de la luz estelar cerca del Sol. Los resultados, anunciados en noviembre, apoyaron la predicción relativista y ampliaron su notoriedad. La comprobación procedía del trabajo de equipos astronómicos, además de la formulación teórica de Einstein. [15]
Ondas gravitacionales y cosmología
La predicción de ondas gravitacionales alcanzó una comprobación directa con LIGO: sus detectores de Livingston y Hanford registraron el 14 de septiembre de 2015 una señal de la fusión de dos agujeros negros. El anuncio llegó en febrero de 2016. La medición abrió una forma de estudiar el universo mediante perturbaciones del espacio-tiempo. [16]
En 1917 aplicó la relatividad general a un universo homogéneo y estático, introduciendo la constante cosmológica para compensar la contracción gravitatoria. Friedmann mostró en 1922 que las ecuaciones también admitían universos dinámicos. En 1927 Lemaître combinó teoría y observaciones para defender la expansión, una evolución de la cosmología que superó el modelo inicial de Einstein. [17]
El Premio Nobel de Física
Recibió el Nobel de Física correspondiente a 1921, concedido en 1922 tras haberse reservado el premio. La motivación destacó sus aportaciones a la física teórica y, especialmente, la ley del efecto fotoeléctrico. No fue un premio concedido específicamente por la relatividad. Esta distinción ayuda a comprender la importancia de su investigación cuántica, menos conocida popularmente. [4]
Bose, emisión estimulada y física cuántica
En 1924 Satyendra Nath Bose le envió un trabajo sobre la estadística de los fotones. Einstein ayudó a publicarlo y extendió las ideas a átomos en 1924–1925, prediciendo un estado colectivo a temperaturas muy bajas. La denominación condensado de Bose–Einstein conserva la contribución de ambos; la realización experimental fue obra de investigadores de una generación posterior. [18]
La emisión estimulada proporcionó otro fundamento duradero: una radiación apropiada puede inducir la emisión de más radiación desde un sistema excitado. Décadas después, el principio permitió desarrollar máseres y láseres. NIST distingue esa base teórica de los dispositivos de Townes, Schawlow y Maiman. Einstein aportó el principio físico, no el primer láser operativo. [19]
El debate Einstein–Podolsky–Rosen
En 1935 publicó con Boris Podolsky y Nathan Rosen un argumento sobre si la descripción cuántica era completa. Analizaban predicciones sobre un sistema a partir de medidas realizadas en otro con el que había interactuado. El artículo cuestionaba la suficiencia de la función de onda como descripción de la realidad; no era un rechazo de todos los resultados de la física cuántica. [20]
Inventos y colaboración con Szilard
La patente estadounidense 1.781.541, concedida el 11 de noviembre de 1930 a Einstein y Leo Szilard, describe refrigeración por absorción. El ejemplo técnico emplea butano, amoníaco y agua: la evaporación absorbe calor, el agua separa el amoníaco de la mezcla y un aporte térmico lo libera de nuevo para mantener el ciclo. [21]
Princeton y la búsqueda de una teoría unificada
En 1933 se incorporó al Institute for Advanced Study por invitación de Abraham Flexner. Fue miembro de su primera generación de profesores y continuó vinculado a la institución hasta su muerte en 1955. Dedicó una parte importante de esta etapa a buscar una teoría unificada de campos. El IAS es una institución independiente de la Universidad de Princeton. [3, 30]
Su instalación en Estados Unidos estuvo ligada al rechazo del régimen nazi y a la persecución en Europa. Ayudó a víctimas judías y otras personas perseguidas y obtuvo la ciudadanía estadounidense en 1940. Su actividad pública comprendió libertades civiles y desarme, junto a una posición pacifista que cambió ante la amenaza de la guerra. [22]
Responsabilidad científica y armas nucleares
La carta del 2 de agosto de 1939 que firmó advertía a la presidencia estadounidense sobre las reacciones nucleares en cadena y la posibilidad de construir bombas muy potentes. Ese documento fue una intervención ante el Gobierno acerca de una amenaza tecnológica. Debe distinguirse de los posteriores trabajos de diseño y fabricación de armamento. [23]
Educación pública y manifiesto final
En 1946 creó con Leo Szilard el Emergency Committee of Atomic Scientists y lo presidió. Una carta conservada por los National Archives, de noviembre de 1947, documenta su defensa de la educación pública sobre energía atómica y de la cooperación internacional para controlar sus riesgos. Esta actividad permite seguir la evolución de su responsabilidad pública tras la guerra. [24]
Fue uno de los once firmantes del Manifiesto Russell–Einstein, presentado en Londres el 9 de julio de 1955, después de su fallecimiento. El texto alertaba del peligro de una guerra nuclear y pedía resolver los conflictos por medios pacíficos. Contribuyó a impulsar la reunión científica celebrada en Pugwash en 1957. [25]
Libros y divulgación
Relativity: The Special and the General Theory acercó sus ideas a lectores sin formación matemática avanzada. El libro desarrollaba una explicación accesible de ambas teorías y alcanzó numerosas ediciones y traducciones. [26] En 1938 publicó con Leopold Infeld The Evolution of Physics, una obra sobre el desarrollo de los conceptos físicos desde las primeras formulaciones hasta la relatividad y los cuantos. [27]
Legado documental e instituciones
Einstein participó en la fundación de la Universidad Hebrea de Jerusalén, en sus primeros órganos académicos y en su actividad científica inicial. Le legó sus documentos personales y su patrimonio literario. El archivo permite estudiar su producción científica, correspondencia e intervenciones públicas a partir de documentos, además de las imágenes y frases que popularizaron su figura. [28]
El Einstein Papers Project de Caltech prepara la edición académica de sus escritos y cartas. Combina transcripción, contexto y anotación documental, y facilita localizar materiales mediante recursos digitales. Esta labor distingue las palabras del propio Einstein de recuerdos posteriores, atribuciones dudosas y reconstrucciones populares de su vida. [29]
