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El espacio en que vivimos

Alberto Requena
ALBERTO REQUENA

Denominamos espacio a ese lugar de encuentro en el que ocurren todas las cosas. A nivel humano constituye el hábitat, considerado localmente. Pero hay un espacio, que denominamos exterior que, en realidad, es igual al que media entre usted y cualquier otro semejante. Cuando nos referimos al exterior, a gran escala, durante muchos siglos, los filósofos y astrónomos, que son los que pensaban en él, nos proponían que era un espacio vacío. Con ello expresaban que se trataba de un entorno inerte en el que se movían las cosas sustanciales, como la materia.

Einstein nos convenció que ese espacio resultaba ser mucho más importante que la propia materia. La primera cosa que Einstein puso patas arriba fue esa misteriosa fuerza, que llamamos gravedad y que desde Galileo y Newton venía operando en el consciente y subconsciente de todos los humanos. Resultaba ser algo misteriosa, por cuanto ya en los experimentos de Galileo, se lanzaban dos bolas de masas diferentes y experimentaban la misma aceleración en su caída libre: llegaban al mismo tiempo al suelo. Einstein propuso un experimento mental (cosa que hacía con harta frecuencia) consistente en suponer que una persona se situaba dentro de un cohete en reposo, aquí en la Tierra y otra persona se situaba en otro cohete, pero en el espacio exterior. Mientras que la persona que está en el cohete aquí en la Tierra, experimenta la atracción gravitatoria que ejerce nuestro planeta, y tiene la sensación de no moverse, de estar quieto, la persona situada en el cohete en el espacio exterior, mientras el cohete no se mueva, flotará en ausencia de gravedad. Ahora bien, si el cohete del espacio exterior acelera, la persona percibirá entonces que adquiere peso al ser atraída por el suelo del cohete. La conclusión es: si estamos en reposo en el seno de un campo gravitatorio constante o en movimiento acelerado en el espacio vacío, no hay forma de percibir diferencia. Son situaciones físicamente equivalentes. La percepción solamente depende de los estados de movimiento relativos. Esta es la base de la teoría de la relatividad general. Esta reflexión llevó al desarrollo de la geometría diferencial, a la descripción de sistemas de coordenadas apropiados y a concebir que la estructura del espacio y el tiempo venía dictada por la estructura de la materia. Esto fue lo que desencadenó la unificación del espacio-tiempo y la descripción de su curvatura en presencia de materia y energía. La materia se movería según la deformación del espacio-tiempo.

En esencia, según Wheeler, la materia le dice al espacio cómo debe curvarse y el espacio-tiempo le dice a la materia como moverse. Esto explica el experimento mental de Einstein sobre los cohetes en la Tierra y en el espacio exterior: un pasajero experimenta aceleración aquí en la Tierra, porque ésta curva el espacio, creando una fuerza gravitatoria. Mientras tanto, en el cohete del espacio exterior, la energía aplicada por los propulsores del cohete, curvan el espacio-tiempo, lo que provoca, a su vez, que se acelere el cohete.

En la época en la que se formuló la Relatividad, entre 1905 y 1915, la órbita de Mercurio era un reto, que se arrastraba desde la época de Newton. La teoría de Einstein, en torno a 1915, lo explicaba muy satisfactoriamente: al estar cerca del Sol, la órbita de Mercurio, resulta estar distorsionada con respecto a la descrita según los principios de Kepler, debido al efecto gravitatorio del Sol, que comba el espacio y el tiempo a su alrededor. En 1919 tuvo lugar un eclipse y una estrella que estaba situada justamente detrás del Sol, debería dejar de ser visible, pero atendiendo a la descripción de la relatividad, su luz debía combarse y resultar visible. Sir Arthur Eddington, astrónomo, físico y matemático de Cambridge, organizó dos expediciones, a Brasil y a la Isla del Príncipe en África Oriental, para observar el eclipse aludido. Los datos de Brasil no confirmaron nada, pero los de África del Sur si confirmaron que la luz sufre una desviación al pasar junto a un cuerpo masivo, como en este caso era el Sol. La luz sufría los efectos de la gravitación, como había pronosticado Einstein. La materia le dice al espacio cómo curvarse y el espacio le dice a la materia como moverse (recordemos que los fotones también son partículas). Einstein dijo cuando se lo comunicó: «No podía ser que una teoría tan bella, no fuera cierta».