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Retrato fotográfico en blanco y negro de Albert Einstein en 1921, de medio cuerpo, con cabello ondulado, bigote, traje oscuro, camisa de cuello alto y corbata.

Albert Einstein

Fuente

Nombre completo

Albert Einstein

Nacimiento

14/03/1879

Ulm

Fallecimiento

18/04/1955

Princeton, Nueva Jersey, Estados Unidos

Disciplinas

Palabras clave

Albert Einstein

En pocas palabras

Albert Einstein cambió la física al mostrar que el espacio, el tiempo, la luz, la materia y la gravedad no se comportan exactamente como sugería la experiencia cotidiana. En 1905 explicó el efecto fotoeléctrico mediante cuantos de luz, convirtió el movimiento irregular de partículas diminutas en una prueba de la teoría atómica, formuló la relatividad especial y estableció la relación entre masa y energía. Diez años después culminó la relatividad general, una nueva descripción de la gravedad.[1][2]

Su imagen se convirtió en sinónimo de genio solitario, pero trabajó sobre problemas planteados por generaciones de físicos y necesitó intercambios y ayuda matemática. El Premio Nobel de Física de 1921 no reconoció la relatividad, sino especialmente la ley del efecto fotoeléctrico; se anunció y entregó en 1922.[3][4]

Infancia y formación

Einstein nació el 14 de marzo de 1879 en Ulm y creció en Múnich; su familia se trasladó después a Italia. En 1895 no superó el examen completo de acceso al Politécnico de Zúrich, aunque obtuvo sus mejores resultados en matemáticas y ciencias naturales. Terminó la secundaria en Aarau, ingresó en 1896 y se graduó en 1900 como profesor de matemáticas y ciencias.[2][5]

En Zúrich conoció a Mileva Marić, la única mujer de su clase de física. Mantuvieron una relación y discutieron asuntos científicos. Se casaron en 1903 y tuvieron tres hijos. Se separaron en 1914 y se divorciaron en 1919; ese año Einstein se casó con Elsa Löwenthal.[4][6]

Tras graduarse, no obtuvo un puesto universitario y aceptó trabajos temporales. En 1902 ingresó como examinador técnico en la Oficina Suiza de Patentes de Berna. Debía sostener a su familia y desarrollar la física fuera del horario laboral; sus conversaciones con amistades acompañaron la maduración de sus preguntas.[2][7]

Trayectoria científica

El año 1905 suele llamarse su annus mirabilis, o año extraordinario. Mientras trabajaba en la oficina de patentes, envió una serie de estudios a Annalen der Physik. Los cuatro más célebres trataron los cuantos de luz, el movimiento browniano, la electrodinámica de los cuerpos en movimiento —la futura relatividad especial— y la relación entre masa y energía. También completó una tesis sobre dimensiones moleculares. El artículo de relatividad fue recibido el 30 de junio y publicado el 26 de septiembre; el trabajo sobre masa y energía apareció después.[8]

Esos artículos abrieron su camino hacia la universidad. Enseñó en Berna, Zúrich y Praga antes de regresar al Politécnico de Zúrich en 1912. Allí Marcel Grossmann lo ayudó a dominar herramientas geométricas necesarias para construir una teoría relativista de la gravedad.[2][6]

En 1914 aceptó un puesto en Berlín sin obligaciones docentes. Tras años de avances, errores y correcciones, presentó en noviembre de 1915 la forma definitiva de las ecuaciones de la relatividad general y publicó una exposición extensa en 1916.[2][9] La teoría adquirió enorme visibilidad cuando expediciones británicas fotografiaron el eclipse solar del 29 de mayo de 1919 desde Príncipe y Sobral. Arthur Eddington y Edwin Cottingham trabajaron en Príncipe; Frank Dyson dirigió la organización y Charles Davidson participó en Sobral. Las mediciones apoyaron la desviación de la luz predicha por la teoría.[10]

Aquello no fue una demostración individual ni una prueba final. Varias sociedades financiaron las expediciones y el Real Observatorio de Greenwich las organizó. De tres conjuntos de datos se descartó uno por problemas instrumentales; un reanálisis moderno rebate las acusaciones posteriores de manipulación interesada. La teoría se consolidó con muchas pruebas posteriores.[11]

Luz, átomos y un espacio-tiempo nuevo

Luz que llega en paquetes

La física describía la luz como una onda electromagnética. Max Planck había introducido paquetes discretos de energía para estudiar la radiación térmica. Einstein propuso que, en ciertos intercambios, la propia luz se comporta como cuantos cuya energía depende de la frecuencia. Así explicó por qué una frecuencia demasiado baja no arranca electrones de un metal, por intensa que sea.[1][3]

Ese razonamiento dio una ley cuantitativa del efecto fotoeléctrico. Fue esta aportación, y no la relatividad, la que destacó la Academia Sueca al concederle el Nobel. La denominación «Premio de 1921» puede confundir: se reservó ese año, se anunció el 9 de noviembre de 1922 y Einstein no asistió a la ceremonia de diciembre.[4]

El temblor que reveló los átomos

El movimiento browniano es el desplazamiento irregular de partículas suspendidas en un líquido. Einstein calculó cómo el bombardeo de moléculas invisibles debía producirlo y propuso magnitudes medibles. No descubrió el fenómeno; lo convirtió en una prueba experimental de la teoría molecular. Las mediciones posteriores reforzaron la realidad física de átomos y moléculas.[1]

Cuando el tiempo dejó de ser absoluto

La relatividad especial nació de una tensión: las leyes de la mecánica parecían iguales para observadores que se movían a velocidad constante, pero la teoría electromagnética de James Clerk Maxwell y su desarrollo por Hendrik Lorentz asignaban a la luz un comportamiento difícil de encajar en el tiempo absoluto de Newton. Einstein partió de dos principios: las leyes de la física tienen la misma forma en todos los sistemas inerciales y la velocidad de la luz es la misma para esos observadores.[7]

Para hacer compatibles ambas ideas tuvo que revisar qué significan simultaneidad, duración y longitud. Dos sucesos simultáneos para un observador pueden no serlo para otro en movimiento. De la misma teoría se desprende que masa y energía están relacionadas: la fórmula que hoy se abrevia como E = mc² no es una receta para fabricar bombas, sino una relación física general. Einstein formuló una parte decisiva de este marco, pero lo hizo dentro de una tradición construida por Maxwell, Lorentz y muchos experimentadores.[1][7]

La gravedad convertida en geometría

La relatividad especial no incluía la gravedad. El punto de partida hacia una teoría más amplia fue el principio de equivalencia: en una región pequeña, una persona en caída libre no puede distinguir localmente esa situación de encontrarse sin gravedad. Con las herramientas geométricas que Grossmann le ayudó a estudiar, Einstein llegó a describir la gravedad no como una fuerza que viaja por un escenario rígido, sino como la curvatura del espacio-tiempo producida por la materia y la energía.[12][6]

La nueva teoría explicaba la anomalía de la órbita de Mercurio y predecía que la gravedad desviaría la luz.[13] Las expediciones de 1919 hicieron famosa esta última predicción.[10] El legado experimental continuó: las lentes gravitatorias se convirtieron en herramientas para estudiar el cosmos, mientras las ondas gravitacionales y los agujeros negros pasaron de predicciones relativistas a objetos de investigación observacional.[14][15] Incluso la navegación por satélite necesita correcciones relativistas para alcanzar la precisión actual.[10]

Obstáculos y contexto

Einstein fue judío en una Europa marcada por el antisemitismo. Desde la década de 1920, nacionalistas y físicos próximos al nazismo descalificaron la relatividad mediante una etiqueta propagandística antisemita: «física judeocomunista». Cuando Hitler llegó al poder en 1933, Einstein se encontraba fuera de Alemania; renunció a la ciudadanía alemana, sus bienes fueron confiscados y no regresó. Se instaló en Princeton como uno de los primeros profesores del Institute for Advanced Study y obtuvo la ciudadanía estadounidense en 1940.[16][17]

Su vida privada también exige evitar relatos cómodos. Las cartas muestran que Mileva Marić y Einstein estudiaron y discutieron física juntos, y una revisión historiográfica considera posible que ella lo ayudara a preparar manuscritos tempranos en 1901. Sin embargo, ni esa revisión ni la documentación examinada por el American Institute of Physics aportan una base sólida para atribuirle la coautoría secreta de los artículos de 1905. Esta cautela permite reconocer la formación, el intercambio intelectual y el apoyo temprano de Marić sin adjudicarle un papel que las pruebas conservadas no demuestran.[6][18]

En política, pasó del pacifismo estricto a aceptar que la amenaza nazi exigía resistencia. En 1939 firmó, a iniciativa de Leo Szilárd y otros físicos, una carta que advertía al presidente Franklin D. Roosevelt del posible uso militar de la fisión del uranio. Einstein no trabajó en el Proyecto Manhattan. Después de la guerra defendió el control civil y el desarme nuclear, se opuso al macartismo y apoyó las libertades civiles y la lucha contra el racismo.[19][20]

Impacto y legado

Einstein murió en Princeton el 18 de abril de 1955. Para entonces llevaba más de dos décadas buscando en el Institute for Advanced Study una teoría de campo unificada. No logró completar ese programa, pero su empeño muestra que su carrera no terminó con la celebridad de 1919: siguió preguntándose cómo conectar las leyes fundamentales de la naturaleza.[3][17]

Su influencia va mucho más allá de la relatividad. En 1916 describió la emisión estimulada, fenómeno que décadas después sería esencial para el láser. Cuando Satyendra Nath Bose le envió un trabajo sobre la estadística de los cuantos de luz, Einstein reconoció su valor, lo tradujo y promovió su publicación. Después extendió la teoría a partículas con masa y predijo el fenómeno que hoy llamamos condensación de Bose-Einstein.[21][22] En sus debates con Niels Bohr no rechazó sin más la mecánica cuántica; aceptó su éxito estadístico, pero dudó de que fuese una descripción completa de cada proceso individual.[21]

Conviene, por tanto, recordar a Einstein sin convertirlo en un mago aislado. Su excepcional capacidad para detectar contradicciones y replantear conceptos convivió con aportaciones de matemáticos, astrónomos, físicos experimentales y familiares. Ese entramado no reduce su importancia: permite entender cómo una idea teórica se transforma en ciencia cuando puede expresarse con precisión, discutirse, medirse y sobrevivir a nuevas pruebas.

Cronología esencial

  • 1879: nace el 14 de marzo en Ulm.[3]
  • 1896–1900: estudia en el Politécnico de Zúrich y obtiene el diploma de profesor de matemáticas y ciencias.[2]
  • 1902: comienza a trabajar en la Oficina Suiza de Patentes de Berna.[2]
  • 1905: publica sus trabajos sobre cuantos de luz, movimiento browniano, relatividad especial y equivalencia masa-energía; completa además su tesis doctoral.[8]
  • 1912: regresa a Zúrich y estudia con Marcel Grossmann las matemáticas necesarias para una nueva teoría de la gravedad.[6]
  • 1915–1916: presenta las ecuaciones definitivas y publica la exposición de la relatividad general.[2]
  • 1919: las observaciones del eclipse del 29 de mayo apoyan la desviación gravitatoria de la luz.[10]
  • 1922: se anuncia y entrega el Premio Nobel de Física de 1921 por sus servicios a la física teórica, especialmente por la ley del efecto fotoeléctrico.[4]
  • 1933: se exilia definitivamente de Alemania y se incorpora al Institute for Advanced Study de Princeton.[16][17]
  • 1955: muere el 18 de abril en Princeton.[3]

Fuentes

  1. The Great Works I. Center for History of Physics, American Institute of Physics. ↩ 1 2 3 4
  2. Albert Einstein (1879–1955). ETH-Bibliothek, ETH Zürich. ↩ 1 2 3 4 5 6 7 8
  3. Albert Einstein – Facts. Nobel Prize Outreach. ↩ 1 2 3 4 5
  4. Albert Einstein – Questions and answers. Nobel Prize Outreach. ↩ 1 2 3 4
  5. Einstein's youth (1879–1896). ETH Library, ETH Zürich. ↩ 1
  6. The Formative Years IV. Center for History of Physics, American Institute of Physics. ↩ 1 2 3 4 5
  7. How Did Einstein Discover Special Relativity?. Center for History of Physics, American Institute of Physics. ↩ 1 2 3
  8. Einstein Chronology for 1905. Center for History of Physics, American Institute of Physics. ↩ 1 2
  9. Einstein – Annalen der Physik. Max Planck Institute for the History of Science / Annalen der Physik. ↩ 1
  10. World celebrates centenary of confirmation of relativity. Royal Astronomical Society. ↩ 1 2 3 4
  11. The 1919 eclipse results that verified general relativity and their later detractors: a story re-told. Apollo, University of Cambridge / Notes and Records of the Royal Society. ↩ 1
  12. The elevator, the rocket, and gravity: the equivalence principle. Einstein Online, Max Planck Institute for Gravitational Physics. ↩ 1
  13. tests of general relativity, classical. Einstein Online, Max Planck Institute for Gravitational Physics. ↩ 1
  14. A brief history of gravitational lensing. Einstein Online, Max Planck Institute for Gravitational Physics. ↩ 1
  15. General relativity. Einstein Online, Max Planck Institute for Gravitational Physics. ↩ 1
  16. Public Concerns II. Center for History of Physics, American Institute of Physics. ↩ 1 2
  17. Albert Einstein. Institute for Advanced Study. ↩ 1 2 3
  18. Getting to know Mileva Marić. Physics Today, American Institute of Physics. ↩ 1
  19. The Nuclear Age. Center for History of Physics, American Institute of Physics. ↩ 1
  20. The Nuclear Age II. Center for History of Physics, American Institute of Physics. ↩ 1
  21. The Quantum and the Cosmos I. Center for History of Physics, American Institute of Physics. ↩ 1 2
  22. The Nobel Prize in Physics 2001 – Popular information. Nobel Prize Outreach. ↩ 1