Andreas Reisenegger

Doctor del Instituto Tecnológico de California (Caltech). Fue investigador postdoctoral del Instituto de Estudio Avanzado en Princeton (ambos en EE.UU.). Profesor titular del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile e investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA).

El año que viene, se celebrará el centenario de uno de los grandes hitos de la ciencia, la formulación por parte de Albert Einstein de la Relatividad General, uno de los dos pilares, junto a la Física Cuántica, de la física moderna.

En su “año milagroso”, 1905, Einstein publicó cinco trabajos fundamentales. Entre ellos estaba la “Teoría Especial de la Relatividad”, que reformula la estructura del espacio y el tiempo en un solo ente –el “espacio-tiempo” – y da cuenta de que la velocidad de la luz en el vacío (hoy medida con precisión como 299.792.458 metros/segundo) es la misma para cualquier observador, sin importar cómo éste se mueva. Esta teoría ha sido tremendamente exitosa en la descripción e interpretación de muchos fenómenos, como por ejemplo el movimiento de partículas a velocidades cercanas a la de la luz en aceleradores de partículas hechos por el hombre en la Tierra (como el LHC) y los naturales o cósmicos (como los cuásares). Sin embargo, ésta tenía una “yaya” que fue rápidamente identificada por el mismo Einstein: No podía incorporar la fuerza de gravedad.

Durante la década siguiente, Einstein trabajó arduamente (y a ratos con mucha frustración) en reparar este problema. Finalmente llegó en 1915 a plantear la “Teoría General de la Relatividad”, que implicó un cambio mucho más radical aún de nuestra visión del universo: ¡Un espacio-tiempo elástico, deformable y dinámico! Como lo explica el astrónomo Hernán Quintana en su libro “Espacio, Tiempo y Universo”, la presencia de materia o energía hace curvarse el espacio-tiempo, y esta curvatura hace que la materia y la energía (por ejemplo la luz) sigan trayectorias curvas, como cuando un proyectil recorre una trayectoria balística o la Luna da vueltas alrededor de la Tierra.

El impacto de esta nueva teoría fue enorme. Explicó, en primer lugar, por qué la órbita elíptica de Mercurio en torno al Sol no está fija en el espacio, sino que va girando, dando una vuelta cada 30 mil años. Este efecto ya se conoció algunas décadas antes, pero no pudo ser entendido en el marco de la física clásica. Predijo correctamente la deflexión de la luz por el Sol, verificada en 1919 y usada hoy para estudiar las galaxias más lejanas, amplificadas por objetos más cercanos que actúan como “lente gravitacional”. Permitió por primera vez hacer un modelo físico global del universo, el cual, para sorpresa de Einstein, resultó dinámico, en expansión o contracción –también observado poco después–. También inesperadamente para el físico, su teoría llevó a predecir objetos exóticos luego conocidos como “agujeros negros”. Y hoy, como un ejemplo más, se usa rutinariamente para calcular nuestras posiciones vía GPS.

Einstein trabajó arduamente (y a ratos con mucha frustración) en reparar este problema. Finalmente llegó en 1915 a plantear la “Teoría General de la Relatividad”, que implicó un cambio mucho más radical aún de nuestra visión del universo: ¡Un espacio-tiempo elástico, deformable y dinámico!

Sin duda, la “Teoría General de la Relatividad” seguirá revolucionándonos en su segundo siglo. Nos dice que la curvatura del espacio-tiempo se propaga mediante “ondas gravitacionales”, una especie de olitas que viajan por el espacio a la velocidad de la luz. Han sido detectadas indirectamente, en el cambio paulatino de las órbitas de un par de estrellas de neutrones, que emiten estas ondas al girar una en torno a la otra. Dentro de la próxima década, podrían ser detectadas directamente, mediante instrumentos extremadamente sensibles, dándonos una nueva ventana al universo. ¡Sigamos sintonizados!