A fines de 2015 se cumplen 100 años de la Teoría de la Relatividad

Así Albert Einstein cambió el mundo

A un niño enfermo le cambia la cara cuando su padre trata de alegrarlo con una brújula. Tal es su asombro que no cree que esa pequeña aguja apunte invariablemente hacia el Norte. Piensa que "debe haber algo profundamente escondido".

El eterno femenino de una imaginativa pintora
Einstein cambió la astrofísica y sentó las bases de desarrollos como la fibra óptica y el GPS.

A pesar de esa inquietud por conocer, ese mismo niño es amonestado en clases por sus preguntas "tontas" y siendo un adulto pasa inadvertido en la universidad. Nadie apuesta a que este personaje se podría convertir nada menos que en uno de los mejores científicos de todos los tiempos.

El próximo 2 de diciembre se cumplen 100 años de la publicación de una de las teorías más famosas del físico Albert Einstein: la de la Relatividad General. El mundo lo va a celebrar con bombos y platillos y con mucha razón, Albert Einstein planteó muchas teorías e incluso fundó las bases de la astrofísica moderna, pero también cambió nuestras vidas y nos dio muchas cosas, incluido el GPS.

Los GPS.

Einstein era teórico y por ende eso era lo único que lo enfocaba. Nunca planteó sus teorías pensando en aplicaciones, pero, aunque él no las llegó a ver, son muchas las cosas que no tendríamos o que aún estarían en desarrollo si no hubiera sido por su genio.

Si arrendó un auto este verano y se dejó guiar por el GPS, o se perdió y buscó en una aplicación de su teléfono inteligente para saber dónde estaba y a dónde debía ir, le debe dar las gracias a Einstein. "La única aplicación tangible que tenemos de la Relatividad General es el GPS", dice Rodrigo Aros, director de Licenciatura en Física de la Universidad Andrés Bello, Chile.

En términos generales, su sistema triangula la información de tres satélites para poder determinar la posición de un objeto, como por ejemplo un auto. La precisión de los GPS comerciales llega a un metro, pero la de uno militar llega a los centímetros. Es decir, tres satélites determinan en qué esquina del escritorio está su celular.

Pero para tener tal precisión no solo hace falta tecnología y desarrollo de software, sino también la Relatividad General.

Esta demostró que el tiempo en la superficie de la Tierra es algunas micras de segundo más lento que en el espacio. Esto se debe a las fuerzas de gravedad (técnicamente campos gravitacionales). La diferencia se cuenta en partes ínfimas, (cada micra es la millonésima parte de un segundo) pero se acumula y en un día el tiempo en el suelo de la Tierra y en el espacio tiene una diferencia de 45 micras.

La cuestión es que los satélites están en el espacio y, por lo tanto, la gravedad no altera su tiempo como ocurre en la Tierra. ¿Cómo se podría usarlos para ubicar objetos aquí si el tiempo para ellos no es exacto al del planeta?

El tema se complejiza más si se considera que no están quietos sino que se mueven alrededor de la Tierra y que su velocidad atrasa micras de segundo su "reloj interno". Para resolver estas cuestiones hubo que hacer correcciones independientes para cada fenómeno. Correcciones que no habrían sido posibles sin las ecuaciones de Einstein.

"Cuando comenzaron los GPS, a principios de los 80, se estableció una comisión de científicos para utilizar esas ecuaciones —ya que nunca se habían calculado— y se logró desarrollar algoritmos que incluían ambos efectos", explica Alfonso Zerwekh, director del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María.

De otra manera hubiera sido imposible utilizar el GPS ya que por cada semana hubiera acumulado un error de un kilómetro en la geolocalización.

De cirugías a fibra óptica.

La gravedad y los hallazgos en la relación del espacio y el tiempo no fue lo único que legó Einstein. También sentó las bases del láser moderno porque estableció el concepto del fotón: demostró que la interacción de la luz con la materia se da por paquetes de energía o fotones.

Pero no se quedó ahí. Demostró que es posible tener un material con sus átomos excitados; es decir, con energía mayor a la de su estado base. Y cuando los átomos están excitados se pueden emitir radiaciones, concepto que terminó en el actual láser.

La palabra llegó del inglés Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (amplificación de luz por emisión estimulada de radiación). La tecnología se comenzó a desarrollar en el 58, pero Einstein puso la piedra fundamental.

Si se ve en perspectiva, ese puntapié inicial fue tan fundamental que es el responsable de que hoy se pueda corregir la miopía con cirugía láser o eliminar un quiste por laparoscopia. Pero también es "culpable" de el Internet por fibra óptica, donde impulsos eléctricos luminosos transportan información.

Incluso las impresoras 3D también tienen su padre en Einstein. Y suma y sigue. Si bien el famoso físico no fue el único que estableció la mecánica cuántica —la ley física que gobierna lo pequeño—, nuevamente tuvo un rol crucial en su desarrollo.

Ella plantea la existencia de las antipartículas, las que hoy se utilizan para realizar escáneres médicos como las tomografías. Necesitan a los llamados "antielectrones" para generar imágenes. Otro tanto pasa con aceleradores de partículas que utilizan en medicina en tratamientos contra el cáncer.

Los paneles solares, los transistores, la computación cuántica en desarrollo y, eventualmente, una fuente de energía inagotable son parte del legado de Einstein, genio que terminó saliendo cada día de casa con la dirección en un bolsillo porque su mente no dejaba de pensar en la Física, aunque nunca estuvo conforme con su trabajo. (En base a el mercurio/GDA)

“Espero que a los más jóvenes no los intimide”


Ernesto Blanco. Grado 4 del Instituto de Física de la Facultad de Ciencias

A Einstein no le intimidó la gigantesca leyenda de Newton y otros grandes físicos del pasado. Espero que las nuevas generaciones de científicos no les intimide la figura de Einstein y que puedan ir más allá; hay que animarse”.

Einstein fue un hombre con un particular valor para ir más allá de las ideas establecidas en su entorno. Lo hizo desde la Física, pero esa característica creo que le habría dado el éxito en casi cualquier disciplina creativa”.

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