Xavier García Raffi - La teoría de la relatividad y los orígenes del positivismo lógico

La obtención de las ecuaciones del campo gravitatorio por medio del tensor métrico permitió a Einstein el cálculo de la curvatura del espacio-tiempo provocada por la masa solar. Esta curvatura no introducía ninguna variación apreciable en la trayectoria elíptica de los planetas obtenidas con la ley de gravitación newtoniana excepto en el caso de Mercurio. Este planeta presentaba unas desviaciones de la órbita de unos 43” de precesión del perihelio (treinta veces más que un posible error de cálculo) por siglo y Einstein demostró que se derivaba de sus ecuaciones.

El segundo efecto, y el más espectacular, era la desviación de los rayos de luz por el campo gravitatorio solar. 16 Para un rayo de luz que pasara muy próximo al Sol, la teoría de la relatividad general calculaba una deflexión de aproximadamente 1.7” de arco. Einstein había publicado la teoría completa en 1916 con la guerra mundial en pleno apogeo. Fue por medio de una serie de artículos sobre la teoría de científicos holandeses que permanecían neutrales (Lorentz, Ehrenferst y Willem de Sitter) como la teoría se conoció prácticamente sin retraso en Inglaterra. La predicción fascinó a Eddigton que organizó dos expediciones científicas a Sobral (Brasil) y la isla Príncipe (frente al Camerún) con el objeto de fotografiar las estrellas próximas al Sol visibles por el eclipse del 29 de mayo de 1919 y comparar sus posiciones con las que mantienen estando el Sol en otra región del cielo. Tras la medición de las distancias entre las estrellas obtenida en las fotografías, la predicción de la teoría fue confirmada.

El éxito instantáneo de la teoría, presentada como la obra de un segundo Newton, planteó de un golpe la existencia física real de los espacios no euclidianos, la necesidad de aceptar como única reahdad la unlón dd espacio-tiempo y la padida dc la homo­ geneidad euclidiana por las defonnaciones producidas por los campos gravitatorios.

1.«El tiempo absoluto, el verdadero y matemático, fluye en si mismo y por su naturaleza sin relación a nada externo, en uniformidad; con otro nombre se llama duración.

El tiempo relativo, aparente y vulgar es una medida sensible y externa de una duración cualquiera por medio del movimiento, y de la que se sirve el vulgo en vez del tiempo verdadero; cual la hora, el día, el mes, el año.

El flujo del tiempo absoluto no puede ser alterado. La misma es la duración o perseverancia de la existencia de las cosas tanto que los movimientos sean veloces, como tardos, como nulos.

El orden de las partes del tiempo, al igual que el de las del espacio, es inmutable...» (Isaac Newton: Philosophia Naturalis principia mathematica , trad. de García Bacca en Historia filosófica de la ciencia , México, Universidad Autónoma de México, 1965, p. 80).

2.Blas Cabrera: Principio de relatividad. Sus fundamentos experimentales y filosóficos y su evolución histórica , Madrid, Publicaciones de la Residencia de Estudiantes, 1923. Reimpreso en Barcelona, Altafulla, 1986, p. 41.

3.«El espacio absoluto, por naturaleza, permanece siempre homogéneo e inmóvil, sin relación a nada externo.

»El espacio relativo es una medida del absoluto o una dimensión móvil cualquiera que nuestros sentidos definen por su colocación respecto de la tierra, y que el vulgo suele tomar por el espacio absoluto mismo; por ejemplo, las dimensiones de un espacio subterráneo, aéreo, celeste, definidas en relación a la tierra» (Isaac Newton: Philosophia Naturalis principia mathematica , trad. de García Bacca en Historia filosófica de la ciencia , op. cit. , p. 73).

En la Óptica , Newton elevará su estatus metafísico al transformarlo en sensorium Dei (trad. de Carlos Solís, Madrid, Alfaguara, 1977, Libro III, Parte I, Que. 28). A la justificación del espacio absoluto estaba dedicado el experimento del cubo, según el cual, la concavidad producida en el agua de un cubo por su rotación tenía como referencia no el cubo sino el espacio absoluto. La incomodidad provocada por el principio de relatividad de las leyes de la mecánica hizo que Newton añadiera a su sistema como hipótesis que el centro del sistema del mundo era inmóvil y por tanto existía una posibilidad matemática de indicar el movimiento absoluto de un cuerpo. Este punto central en reposo (situado en el Sol) quedaba inmune a las críticas dadas a su definición de espacio y tiempo absolutos. Vid. Isaac Newton: El sistema del mundo , Madrid, Alianza, 1983, Ques. 27, 28, 29 y 30, pp. 70-74. Traducción de De mundi systemate (1728) por Eloy Rada.

4.Una descripción detallada en Gerald Holton: Introducción a los conceptos y teorías de las ciencias físicas , Barcelona, Reverté, 1984, cap. XXV.

5.Calculada en el vacío como 299.792,458299.792,458 km/seg.

6. Vid. Isaac Newton: Óptica , op. cit. , Libro III, Parte I, Que. 19-24.

7.La aberración estelar consistía en el movimiento aparente de las estrellas en trayectorias elípticas ínfimas (40” de arco) alineadas respecto al eje de rotación de la Tierra. James Bradley en 1728 justificó el fenómeno por el avance relativo de la Tierra respecto de la estrella mientras le alcanza la luz proveniente de aquella. Young (1804) argumentó que si la Tierra arrastrase el éter, las ondas de luz que alcanzan la Tierra provenientes de la estrella adquirirían la velocidad de la Tierra no apareciendo la aberración. El éter debía estar en reposo absoluto para que el fenómeno se produjese. Vid. Banesh Hoffmann, La relatividad y sus orígenes , Barcelona, Labor, 1985, p. 56 y ss. Igualmente José Manuel Sánchez Ron, El origen y desarrollo de la relatividad , 2.ª ed. ampliada, Madrid, Alianza Universidad, 1985, cap. II.

8.Una descripción del complicado «modus operandi», en Albert Michelson y Edward W. Morley: «Sobre el movimiento relativo de la Tierra y el éter luminífero», en Albert Einstein et alii : La teoría de la relatividad , Madrid, Alianza, 1973. Una descripción de todos los intentos posteriores, más sofisticados e igualmente nulos, en Robert Resnick: Introducción a la teoría especial de la relatividad , México, Limusa, 1979, pp. 17 y ss.

9.Albert Einstein: La relatividad , México, Grijalbo, 1971, p. 28. Trad. cast. de la original alemana de 1917.

10.Albert Einstein: «Autobiographical Notes», en Paul Arthur Schilpp (ed.), Albert Einstein Philosopher-Scientist , La Salle (Illinois), Open Court, 1949, The Library of Living Philosophers, n.º 11, vol. I, p. 53.

La sobrevaloración del experimento de Michelson-Morley se produce dentro de la interpretación empirista de Einstein, que veía en la teoría de la relatividad una teorización de las consecuencias del resultado nulo del experimento.

11.Albert Einstein: La relatividad , op. cit ., cap. V. Una descripción pormenorizada en «Qué es la teoría de la Relatividad», en Albert Einstein: Mis ideas y opiniones , Barcelona, Antoni Bosch, 1980, p. 204. Traducción castellana de Ideas and Opinions (1955). Se citará como Mis ideas y opiniones .

12.A. Einstein: «On the Eolectrodinamics of Moving Bodies», en A. Einstein et alii : The Principle of Relativity , Nueva York, Dover Public., 1953, pp. 38-39. Trad. de «Zur Electrodynamick bewegter Körper», Annalen der Physik , 17, 1905.

13.Albert Einstein: La relatividad , cap. XV. Igualmente en El significado de la relatividad , Madrid, Espasa-Calpe, 1948, pp. 54 y ss. Traducción de The Meaning of Relativity , Nueva York, University of Princenton, 1921.

14. Vid. Rudolf von B. Rucker: Geometry, Relativity and the Fourth Dimension , Nueva York, Dover Public., 1977, cap. II.