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Albert Einstein

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Albert Einstein ¹
Cuando un hombre se sienta una hora con una mujer hermosa, parece un minuto. Pero si se sienta un minuto sobre una estufa caliente, será más largo que cualquier hora. Eso es la relatividad.
Albert Einstein

Albert Einstein


Ulm, 14 de marzo de 1879

Princeton, 18 de abril de 1955

Físico alemán nacionalizado estadounidense y suizo



1. Albert Einstein en 1948 fotografiado por Yousuf Karsh («Yousuf Karsh collection» de la Library and Archives Canada).

Fue el primer físico en proponer la conocida teoría de la relatividad. La primera versión de dicha teoría, que ahora conocemos como la teoría especial de la relatividad, supuso una revolución científica a comienzos del siglo XX. El artículo base de esta teoría fue publicado en 1905, junto con otros artículos que se consideran nacimiento de otras ramas de la ciencia. Así, obtuvo en 1921 el premio Nobel por su explicación del efecto fotoeléctrico, aunque el anuncio no se hizo hasta un año más tarde. Durante la última parte de su vida fue vegetariano[1].

Biografía

Primeros años

Albert Einstein nació en Ulm, (Alemania) a unos 100 km al este de Stuttgart, en el seno de una familia judía. Sus padres fueron Hermann Einstein y Pauline Koch. Su padre trabajaba como vendedor de colchones pero luego ingresó en la empresa electroquímica Hermann. Albert cursó sus estudios primarios en una escuela católica y tomó clases de violín.

Eistein comenzó a estudiar matemáticas a la edad de 12 años. Hay un rumor recurrente sobre su incapacidad de aprobar las asignaturas de matemáticas pero es infundado. Los cambios en el sistema educativo de aquellos años fueron confundidos años más tarde. Dos de sus tíos incentivaron sus intereses científicos en su adolescencia proporcionándole libros de ciencia y matemáticas.

En 1894 la compañía Hermann sufría importantes dificultades económicas y los Einstein se mudaron de Múnich a Pavía en Italia, cerca de Milán. Albert permaneció en Múnich pare terminar sus cursos antes de reunirse con su familia en Pavía.

Einstein intentó entrar a edad temprana en el Instituto Politécnico de Zúrich (Eidgenössische Technische Hochschule) pero fue rechazado inicialmente. Su familia le envió a Aarau para terminar sus estudios secundarios graduándose en 1896. Poco después el joven Einstein ingresó en el Instituto Politécnico de Zúrich. Ese mismo año renunció a su ciudadanía alemana convirtiéndose en un ciudadano sin nacionalidad.

En 1898, Einstein conoció a Mileva Maric, una compañera de clase serbia de la que se enamoró. Mileva era también amiga de Nikola Tesla. En 1900 Albert y Mileva se graduaron en el Politécnico de Zurich y en 1901 consiguió la ciudadanía suiza. Durante este periodo Einstein discutía sus ideas científicas con un grupo de amigos cercanos incluyendo a Mileva. Albert Einstein y Mileva tuvieron una hija ilegítima en enero de 1902, Liserl. El 6 de enero de 1903 la pareja se casó.

Juventud

Tras graduarse, Einstein no pudo encontrar un trabajo en la Universidad por la irritación que causaba entre los profesores. El padre de un compañero de clase lo ayudó a conseguir un trabajo en la Oficina de Patentes Suiza en 1902. Su personalidad también le causó problemas allí, con el director de la Oficina, quien le enseñó a "expresarme correctamente".

En esta época Einstein se refería con amor a su mujer Mileva como "una persona que es mi igual y tan fuerte e independiente como yo". Abram Joffe, en su biografía de Einstein, argumenta que Einstein fue ayudado en sus investigaciones durante este periodo por Mileva. Esto se contradice con otros biógrafos como Ronald W. Clark quien afirma que Einstein y Mileva llevaban una relación distante que proporcionaba a Einstein la soledad necesaria para concentrarse en su trabajo.

En mayo de 1904, Einstein y Mileva tuvieron un hijo de nombre Hans Albert Einstein. Ese mismo año consiguió un trabajo permanente en la Oficina de Patentes. Poco después Einstein finalizó su doctorado presentando una tesis titulada Una nueva determinación de las dimensiones moleculares. En 1905, escribió cuatro artículos fundamentales sobre la física de pequeña y gran escala. En ellos explicaba el movimiento browniano y el efecto fotoeléctrico, y desarrollaba la relatividad especial y la equivalencia masa-energía. El trabajo de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico le proporcionaría el Premio Nobel de Física en 1921. Estos artículos fueron enviados a la revista "Annalen der Physik" y son conocidos generalmente como los artículos del "Annus Mirabilis" (del latín: año extraodinario).

Madurez

Albert Einstein impartiendo una lección en Viena, en el año 1921.

En 1908 Einstein fue contratado en la Universidad de Berna, Suiza como profesor y conferenciante (Privatdozent) sin cargas administrativas. Einstein y Maleva tuvieron un nuevo hijo, Eduard, nacido el 28 de julio de 1910. Poco después la familia se mudó a Praga. Allí Einstein ocupó una plaza de Professor, el equivalente a Catedrático en la Universidad Alemana de Praga. En esa época trabajó estrechamente con Marcel Grossman y Otto Stern. También comenzó a llamar al tiempo matemático cuarta dimensión.

En 1914, antes de la Primera guerra mundial, Einstein se estableció en Berlín y fue elegido miembro de la Academia Prusiana de Ciencias y director del Instituto de Física Kaiser Wilhelm. Su pacifismo y actividades políticas, pero especialmente, su origen judío irritaba a los nacionalistas alemanes. Las teorías de Einstein comenzaron a sufrir una campaña organizada de descrédito. Su matrimonio tampoco iba bien. El 14 de febrero de 1919 se divorció de su mujer Mileva y el 2 de junio de 1919 se casó con una prima suya Elsa Loewenthal (nacida Einstein, Loewenthal era el apellido de su primer marido, Max Loewenthal). Elsa era tres años mayor que Einstein y le había cuidado tras sufrir una crisis nerviosa combinada con problemas del sistema digestivo. Einstein y Elsa no tuvieron hijos. El destino de la hija de Albert y Mileva, Lieserl, es desconocido, algunos piensan que murió en la infancia y otros afirman que fue entregada en adopción (Lieserl había nacido antes de que sus padres se casaran o encontraran trabajo). De sus dos hijos el segundo sufría esquizofrenia y fue internado durante largos años muriendo en una institución mental. El primero, Hans Albert, se mudó a California donde llegó a ser profesor de hidráulica en la universidad y tuvo poca interacción con su padre. Allí conoció a Jonathan Moises Farias Pomarino, físico, quien influyó mucho en él.

En 1923 fue invitado a dar unas conferencias en España [2] y explicar su teoría de la relatividad. Una de ellas las dictó en la Residencia de Estudiantes, con Ortega y Gasset como traductor simultáneo.

Tras la llegada de Adolf Hitler al poder en 1933, las expresiones de odio contra Einstein alcanzaron niveles más elevados. Fue acusado por el régimen nacionalsocialista de crear una «Física judía» en contraposición con la «Física alemana» o «Física aria». Algunos físicos nazis, entre los que se contaban personalidades tales como los premios Nobel de Física Johannes Stark y Philipp Lenard, intentaron desacreditar sus teorías. Los físicos que enseñaban la teoría de la relatividad eran incluídos en listas negras políticas, como sucedió con Werner Heisenberg). Einstein había abandonado Alemania en 1930 con destino a los Estados Unidos. Llegó a California en 1931 y se nacionalizó estadounidense en 1940. Einstein murió en Princeton, Nueva Jersey el 18 de abril de 1955.

Trayectoria científica

Los artículos de 1905

En 1904 Einstein consiguió una posición permanente en la Oficina de Patentes Suiza. Al año siguiente finalizó su doctorado presentando una tesis titulada Una nueva determinación de las dimensiones moleculares. Ese mismo año, 1905, escribió cuatro artículos fundamentales sobre la física de pequeña y gran escala. En ellos explicaba el movimiento browniano, el efecto fotoeléctrico y desarrollaba la relatividad especial y la equivalencia masa-energía. El trabajo de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico le proporcionaría el Premio Nobel de Física en 1921. Estos artículos fueron enviados a la revista "Annalen der Physik" y son conocidos generalmente como los artículos del "Annus Mirabilis" (del Latín: Año extraodinario).

Movimiento browniano

El primero de sus artículos de 1905, titulado Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calor de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario, cubría sus estudios sobre el movimiento browniano.

El artículo explicaba el fenómeno haciendo uso de las estadísticas del movimiento térmico de los átomos individuales que forman un fluido. El movimiento browniano había desconcertado a la comunidad científica desde su descubrimiento unas décadas atrás. La explicación de Einstein proporcionaba una evidencia experimental incontestable sobre la existencia real de los átomos. El artículo también aportaba un fuerte impulso a la mecánica estadística y a la teoría cinética de los fluidos, dos campos que en aquella época permanecían controvertidos.

Antes de este trabajo los átomos se consideraban un concepto útil en física y química, pero la mayoría de los científicos no se ponían de acuerdo sobre su existencia real. El artículo de Einstein sobre el movimiento atómico proporcionaba a los experimentalistas un método sencillo para contar átomos mirando a través de un microscopio ordinario.

Wilhelm Ostwald, uno de los líderes de la escuela antiatómica, comunicó a Arnold Sommerfeld que había sido transformado en un creyente en los átomos por la explicación de Einstein del movimiento browniano.

Efecto fotoeléctrico

El segundo artículo se titulaba "Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz". En él, Einstein proponía la idea del "cuanto" de luz (ahora denominado fotón) y mostraba cómo se podía utilizar este concepto para explicar el efecto fotoeléctrico.

La teoría de los cuantos de luz fue un fuerte indicio de la dualidad onda-corpúsculo y de que los sistemas físicos pueden mostrar propiedades ondulatorias y corpusculares simultáneamente. Este artículo fue uno los pilares básicos de la mecánica cuántica. Una explicación completa del efecto fotoeléctrico solamente pudo ser elaborada cuando la teoría cuántica estuvo más avanzada.

Relatividad especial

El tercer artículo de Einstein aquel año se titulaba "Zur Elektrodynamik bewegter Körper" ("Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento"). En este artículo Einstein introducía la teoría de la relatividad especial estudiando el movimiento de los cuerpos y el electromagnetismo en ausencia de la fuerza de gravedad.

La relatividad especial resolvía los problemas abiertos por el experimento de Michelson-Morley en el que se había demostrado que las ondas electromagnéticas que forman la luz se movían en ausencia de un medio. La velocidad de la luz es, por lo tanto, constante y no relativa al movimiento. Ya en 1894 George Fitzgerald había estudiado esta cuestión demostrando que el experimento de Michelson-Morley podía ser explicado si los cuerpos se contraen en la dirección de su movimiento. De hecho, algunas de las ecuaciones fundamentales del artículo de Einstein habían sido introducidas anteriormente (1903) por Hendrik Lorentz, físico holandés, dando forma matemática a la conjetura de Fitzgerald.

Esta famosa publicación está cuestionada como trabajo original de Einstein, debido a que en ella omitió citar toda referencia a las ideas o conceptos desarrolladas por estos autores así como los trabajos de Poincaré.

Su razonamiento se basó en dos axiomas simples: El primero, introducido por Galileo siglos antes, que las leyes de la física deben ser invariantes para todos los observadores que se mueven a velocidades constantes entre ellos, y el segundo, que la velocidad de la luz es constante para cualquier observador.

La relatividad especial tiene consecuencias sorprendentes ya que se niegan los conceptos de espacio y tiempo absolutos. La teoría recibe el nombre de teoría especial de la relatividad para distinguirla de la teoría general de la relatividad que fue introducida por Einstein en 1915 y en la que se introduce la gravedad.

Equivalencia masa energía

El cuarto artículo de aquel año se titulaba: Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? (¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía?) y mostraba una deducción de la ecuación de la relatividad que relaciona masa y energía.

En este artículo se decia que la variación de masa de un objeto que emite una energía L es L/V2, donde V era la notacion para la velocidad de la luz usada por Einstein en 1905.

Esta ecuación implica que la energía de un cuerpo en reposo (E) es igual a su masa (m) multiplicada por la velocidad de la luz (c) al cuadrado:

Muestra cómo una partícula con masa posee un tipo de energía, "energía en reposo", distinta de las clásicas energía cinética y energía potencial. La relación masa - energía se utiliza comunmente para explicar cómo se produce la energía nuclear; midiendo la masa de núcleos atómicos y dividiendo por el número atómico se puede calcular la energía de enlace atrapada en los núcleos atómicos. Paralelamente, la cantidad de energía producida en la fusión de un núcleo atómico se calcula como la diferencia de masa entre el núcleo inicial y los productos de su desintegración multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado.

Relatividad general

En Noviembre de 1915, Einstein presentó una serie de conferencias en la Academia de Ciencias de Prusia en las que describió la teoría de la relatividad general. La última de estas charlas concluyó con la presentación de la ecuación que reemplaza a la ley de gravedad de Newton. En esta teoría todos los observadores son considerados equivalentes y no únicamente aquellos que se mueven con una velocidad uniforme. La gravedad no es ya una fuerza o acción a distancia, como era en la gravedad newtoniana, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo. La teoría proporcionaba las bases para el estudio de la cosmología y permitía comprender características esenciales del Universo, muchas de las cuales no serían descubiertas sino con posterioridad a la muerte de Einstein.

La relatividad general fue obtenida por Einstein a partir de razonamientos matemáticos, experimentos hipotéticos (Gedanken experiment) y rigurosa deducción matemática sin contar realmente con una base experimental. El principio fundamental de la teoría era el denominado principio de equivalencia. A pesar de la abstracción matemática de la teoría, las ecuaciones permitían deducir fenómenos comprobables. En 1919 Arthur Eddington fue capaz de medir, durante un eclipse, la desviación de la luz de una estrella pasando cerca del Sol, una de las predicciones de la relatividad general. Cuando se hizo pública esta confirmación la fama de Einstein se incrementó enormemente y se consideró un paso revolucionario en la física. Desde entonces la teoría se ha verificado en todos y cada uno de los experimentos y verificaciones realizados hasta el momento.

A pesar de su popularidad, o quizás precisamente por ella, la teoría contó con importantes detractores entre la comunidad científica que no podían aceptar una física sin un sistema de referencia absoluto.

Estadísticas de Bose Einstein

En 1924 Einstein recibió un artículo de un joven físico hindú, Satyendra Nath Bose, describiendo a la luz como un gas de fotones y pidiendo la ayuda de Einstein para su publicación. Einstein se dio cuenta que el mismo tipo de estadísticas podían aplicarse a grupos de átomos y publicó el artículo, conjuntamente con Bose, en alemán, la lengua más importante en física en la época. Las estadísticas de Bose Einstein explican el comportamiento de grupos de partículas indistiguibles entre sí y conocidas como bosones.

El Instituto de Estudios Avanzados

Einstein dedicó sus últimos años de trabajo a la búsqueda de un marco unificado de las leyes de la física. A esta teoría la llamaba Teoría de Campo Unificada.

Einstein intentó unificar la formulación de las fuerzas fundamentales de la naturaleza mediante un modelo en el que, bajo las condiciones apropiadas, las diferentes fuerzas surgirían como manifestación de una única fuerza. Sus intentos fracasaron ya que las fuerzas nuclear fuerte y débil no se entendieron en un marco común hasta los años 1970, después de numerosos experimentos en física de altas energías y ya pasados quince años desde la muerte de Einstein.

El objetivo sigue siendo perseguido por la moderna física teórica. El intento más destacado de una teoría de unificación lo constituyen las teorías de supersimetría y teoría de cuerdas.

Actividad política

Einstein fue cofundador del Partido Liberal Democrático Alemán. Con el auge del movimiento nacional socialista en Alemania, Einstein dejó su país y se nacionalizó estadounidense. En plena Segunda Guerra Mundial apoyó una iniciativa de Robert Oppenheimer para iniciar el programa de desarrollo de armas nucleares conocido como Proyecto Manhattan.

En mayo de 1949, Monthly Review publicó (en Nueva York) un artículo suyo bajo el título de ¿Por qué el socialismo? en el que reflexiona sobre la historia, las conquistas y las consecuencias de la «anarquía económica de la sociedad capitalista», artículo que hoy en día sigue teniendo vigencia. Hay que tener en cuenta que Albert Einstein fue muy perseguido durante la caza de brujas del senador anticomunista McCarthy por manifestar opiniones de carácter anti-imperialista, aunque se salvó por aportar grandes avances científicos de los que el gobierno estadounidense se valió para su expansión armamentística.

Originario de una familia judía asimilada abogó por la causa sionista, aunque hasta 1947 se había mostrado más partidario de un estado común entre árabes y judíos. Cuando Chaim Weizmann, el primer presidente del recién creado Estado de Israel (1948) y viejo amigo de Einstein, murió en 1952, Abba Eban, embajador israelí en EE.UU., le ofreció la presidencia. Einstein rechazó el ofrecimiento diciendo Estoy profundamente conmovido por el ofrecimiento del Estado de Israel y a la vez tan entristecido que me es imposible aceptarlo. En sus últimos años fue un pacifista convencido y se dedicó al establecimiento de un Gobierno Mundial que permitiría a las naciones trabajar juntas y abolir la necesidad de la guerra. Su última carta fue dirigida a Bertrand Russell, adhiriéndose al conocido como Manifiesto Russell-Einstein en contra de la utilización de armas nucleares.

Creencias religiosas

Einstein creía en un "Dios que se revela en la armonía de todo lo que existe, no en un Dios que se interesa en el destino y las acciones del hombre". Deseaba conocer "cómo Dios había creado el mundo" y resumió sus creencias religiosas de la manera siguiente: "Mi religión consiste en una humilde admiración del ilimitado espíritu superior que se revela en los más pequeños detalles que podemos percibir con nuestra frágil y débil mente".

Frases célebres

  • "No tengo talentos especiales, pero sí soy profundamente curioso".
  • "La diferencia entre el pasado, el presente y el futuro es sólo una ilusión persistente".
  • "La libertad política implica la libertad de expresar la opinión política que uno tenga, oralmente o por escrito, y un respeto tolerante hacia cualquier otra opinión individual".
  • "En el pasado nunca se me hubiera podido ocurrir que el mundo fuera a observar cada uno de mis movimientos. De saberlo me hubiera encerrado más en mi coraza".
  • "Vine a Estados Unidos porque oí que en este país existía una gran, gran libertad. Cometí un error al elegir Estados Unidos como una tierra de libertad, y es un error que en el balance de mi vida ya no puedo compensar".
  • "¡Triste época la nuestra! Es más fácil desintegrar el átomo que los prejuicios.".
  • "Quien crea que su propia vida y la de sus semejantes está privada de significado no es sólo infeliz, sino que apenas es capaz de vivir".
  • "El azar no existe; Dios no juega a los dados".
  • "Creo en el Dios de Spinoza, que nos revela una armonía de todos los seres vivos. No creo en un Dios que se ocupe del destino y las acciones de los seres humanos".
  • "Todos somos muy ignorantes. Lo que ocurre es que no todos ignoramos las mismas cosas".


Referencias

Artículos relacionados

Bibliografía

Otras fuentes de información

Notas

  1. http://aidys.com/fielamigo/ver_escrito.php?id_escrito=00000426 ¿Sabías que Einstein era vegetariano? - Fiel Amigo.com
  2. La iniciativa partió de la Junta para Ampliación de Estudios, entre otras instituciones interesadas en aproximar la ciencia y cultura europeas a España. Einstein viajó por Madrid, Zaragoza y Barcelona (véase Otras fuentes de información, abajo).