¿El peor error de Albert Einstein?
Cuando un error se convierte en la mayor revelación cósmica
Albert Einstein era un físico teórico que perfeccionó el experimento mental (interactuar con la naturaleza a través de tu imaginación, inventando una situación o un modelo y llegando a las consecuencias de algún principio físico).
Quizás lo conozcas porque entre sus muchos logros se destaca la formulación de su Teoría general de la relatividad (TGR), teoría que resultó un antes y un después para nuestra comprensión del mundo que nos rodea. Fue publicada en 1916 y en ella nos brinda una perspectiva nueva y fresca, acerca de como opera aquello que conocemos por el nombre de gravedad.
Irónicamente, previo a la segunda guerra mundial, la física experimental tenía un status que superaba por mucho a la teórica, por lo que los teóricos eran tratados como científicos de segunda categoría.
Dato de color
En 2016 se comprobó la existencia de unas perturbaciones gravitacionales predichas por Einstein con más de 50 años de anticipación. Se trata de una serie de ondas gravitacionales causadas por la colisión de objetos extremadamente grandes, a más de 1300 millones de años luz de distancia (como agujeros negros).
La TGR era una teoría nueva, con pensamientos frescos, en las ideas de Newton la gravedad era entendida como un ente fantasmagórico que realizaba acciones a distancia. En este nuevo modelo, se la entendía como la acción ejercida por una concentración de masa en un determinado punto, que provoca una distorsión en el espacio-tiempo. Y esta distorsión sería la responsable de guiar las trayectorias de los distintos objetos en movimiento.
“La materia le dice al espacio cómo curvarse; el espacio le dice a la materia cómo moverse”.
John Wheeler.
Al proponerse por primera vez, los modelos científicos se encuentran desarrollados a medias, dando cierto pie a futuras correcciones y poder ajustar el modelo a los parámetros correctos (como ha pasado anteriormente con el modelo heliocéntrico). Sin embargo la TGR no brindaba esa flexibilidad, sino que la teoría requería que las cosas ocurran exactamente como eran predichas.
Entre las ecuaciones que sostenían su teoría, se encontraba la letra griega Λ (lambda) que representaba a la constante cosmológica, y con ella a un universo estático. Esto era debido a que, sin la existencia de esta, la misma gravedad hubiese destrozado a todo lo conocido en un abrir y cerrar de ojos, la función de Lambda era la de oponerse a la gravedad.
Posteriormente Alexander Friedman molestaría a Einstein mostrándole que su universo era inestable, debido a que cualquier variación en la masa de este haría que la gravedad convirtiera a todo lo conocido en una masa.
Así como Einstein daba lugar a una gravedad que curvaba el espacio tiempo, presentaba a otra (Lambda) caracterizándola como una presión antigravedad asociada al vacío del espacio-tiempo, dando lugar a un universo inestable y estático de su teoría.
Sin embargo, lamentablemente para el ego del alemán, las cosas no iban a quedar así. En 1929 el astrofísico estadounidense Edwin Hubble descubriría (con pruebas convincentes que el universo no era estático, todo lo contrario, se estaba expandiendo. Lo comprobó reuniendo pruebas de que cuanto más distante es una galaxia, más rápido retrocede de nosotros, como si no nos quisiera.
Con dichas pruebas fue que Einstein quitó a Λ de su ecuación y la llamo como el error más grande jamás cometido.
Pero, ese no es el fin de la historia, a lo largo del tiempo distintos investigadores han reutilizado Λ para ver como se verían sus ideas en un universo con constante cosmológica, un cosa un poco más lúdica, como para “ver que onda”.
Así fue que pasó el tiempo y particularmente en 1998, dos equipos de astrofísicos hicieron descubrimientos que los volvieron locos. Se trataba de una serie de supernovas (de las mas lejanas avistadas hasta el momento) presentaban un brillo más tenue del que esperaban, vos pensaras que es una pavada, pero pues claro que no mi ciela.
Este tipo de supernovas utilizadas son utilizadas de Candela estándar, es decir son elementos que son particularmente sencillos de medir y calcular su intensidad (en la explosión) y en base a eso su distancia. Y gracias a esta precisión podemos utilizarla como referencia para calcular la distancia de otros objetos.
Resulta que al ser tan precisas, era de esperarse que su luminosidad sea superior, pero las observaciones demostraban otra cosa, que quilombo!
Y como cereza del postre, para tratar de encontrar una solución a este inaudito problema, resucitaron a Λ de Einstein, y caete de culo, los resultados concordaban con las observaciones.
Esta situación incómoda para los astrofísicos era una evidencia de que existía una fuerza que se oponía a la gravedad, necesitaban de Λ porque esta había dejado de ser un supuesto teórico antigravitatorio, para convertirse en un evento físico totalmente real y comprobable, para convertirse en lo que hoy conocemos como la energía oscura.
Tras estos hallazgos y muchas cuentas después, Perlmutter, Schmidt y Riess (los descubridores) ganarían el premio Nobel revelando tras mediciones más exactas que esta sorprendente Energía oscura era responsable del 68% del universo, mientras que el 27% restante correspondía a Materia Oscura y solo el 5% a la materia normal (la que nos forma a nosotros).
La forma de nuestro universo la podemos entender con una relación entre la cantidad de Materia/Energía en el cosmos y la velocidad a la que se expande el universo. Esa relación es una medida matemática que recibe el nombre de Ω.
Entonces:
Ω = densidad materia-energía / densidad requerida para detener la expansión
Si Ω es menor a 1: La E-M real cae por debajo del valor crítico y el universo se expande por siempre. La forma del universo es como una silla de montar
Si Ω es igual a 1: La forma del universo es plana.
Si Ω es mayor a 1: Las líneas paralelas convergen, convirtiéndose en un circulo y colapsando el universo en la bola de fuego donde se origino.
Desde el descubrimiento del universo en expansión de Hubble, todas las observaciones para medir la M y E del cosmos daba (como mucho) un Ω = 0,3. Es decir un universo que se expandía incansablemente.
Sin embargo en 1979 el físico Estadounidense Alan Guth realizó unos ajustes a la teoría del big bang, que casualmente conducirían a Ω a 1. No hubo nadie en desacuerdo en dicha actualización, aunque si un problema, el modelo requería que existiera en el universo 3 veces más materia y energía de lo que se podía encontrar.
Y fue tiempo más tarde que refinando cálculos la materia visible solo representaría el 5% de la materia-energía que debería existir desde el Big-Bang.
¿Qué es la energía oscura? Aún no se sabe.
Se podría decir que es un efecto cuántico producido debido a que en vez de haber solo “vacío” en el espacio, este está repleto de pares partícula-antipartícula que aparecen y desaparecen tan fugazmente que es imposible medirlas.
Por eso también reciben el nombre de partículas virtuales como una referencia de su existencia tan efímera.
A pesar de que esta teoría suene sumamente satisfactoria, por lo pronto parece más un error que un acierto, debido a que la masa y la energía producida por estos pares es por mucho superior a la cifra de la constante cosmológica (10 a la 120).
La Energía oscura no es una bestia tan incomprendida como se podría creer, porque a pesar de todo sigue estando contenida en una de las teorías más importantes del último siglo, la TGR, la Energía Oscura es la constante cosmológica, la Energía oscura es Lambda. Y al estar contenida dentro de las ecuaciones de Einsten, por más que no sepamos precisamente que es, sabemos como medirla y como calcular sus efectos sobre el cosmos.
¿Final Feliz?
Puede ser, aunque sea para el ego de Alberto, ya que el único error que cometió en su vida fue haber creído que cometió un error.