sábado, 24 de septiembre de 2011

Necesitamos otro Einstein.


En 1887, Michelson y Morley llevaron a cabo probablemente el experimento más importante de toda la física. Y simplemente lo único que hicieron fue medir con precisión la velocidad de la luz. Esto, que parece muy sencillo, no lo es tanto si queremos que el movimiento terrestre no influya en nuestras mediciones. Imaginemos que queremos cronometrar cuánto tarda una persona en dar una vuelta a un estadio de atletismo. Todos estaremos de acuerdo en que algo clave para cronometarlo bien es que nosotros no nos movamos del punto donde le damos a empezar al cronómetro ya que si nos movemos en sentido contrario al corredor falseamos el tiempo a su favor y si nos movemos en el mismo sentido lo falseamos en su contra. Pues lo mismo le debería pasar a la luz ya que el elemento donde se sitúa el instrumento de medida, en este caso la Tierra, está en movimiento bien a favor o en contra de ella, falseando los datos. Michelson y Morley dieron con la forma de medir la velocidad teniendo en cuenta el movimiento terrestre. Sin embargo, el resultado de las mediciones fue que, se tuviese en cuenta el movimiento de la Tierra o no, la velocidad de la luz era la misma, lo cual, evidentemente, dejó perplejos a todos los físicos, empezando por ellos mismos. El experimento se repitió muchas veces intentado encontrar dónde estaba el error, pero no lo había. Fue necesario que llegara Einstein y en 1905 explicara este fenómeno. La velocidad de la luz (en el vacío) no depende del movimiento del observador, y es por tanto una magnitud absoluta. Para que esto fuese posible, el tiempo debería ser relativo. Nacía así la Teoría Especial de la Relatividad que, por cierto, no dice que todo sea relativo sino todo lo contrario, que hay algo que no es relativo: la velocidad de la luz en el vacío. Al principio nadie le hizo caso ya que la teoría de moda era la existencia de un éter misterioso que influía en todas las mediciones. Precisamente Michelson y Morley buscaban constatar la presencia de dicho éter. Con bastante reticencia por parte de la comunidad científica, la idea, estrafalaria por entonces, de que la percepción, y, por tanto, la medición del tiempo dependían de la velocidad del observador, tuvo que ser aceptada dando a torcer un brazo que llevaba en alza más de 200 años. La teoría del movimiento de Newton, vigente desde la publicación del libro Philosophiæ naturalis principia mathematica en 1687, establecía como condición necesaria la existencia de un tiempo absoluto desde el cual Newton ponía los cimientos de la física tal y como la entendemos ahora. Nadie osó contradecirle, aunque estaba implícito en dicha teoría que algo faltaba, para lo cual se echó mano del famoso éter. Pero no lo hubo. Al final, las ecuaciones del movimiento de Newton sólo eran válidas a velocidades pequeñas donde los efectos relativistas son despreciables. Una consecuencia de la Teoría Especial de la Relatividad es que la velocidad de la luz nunca podía ser superada ya que sólo hay dos opciones, que la masa del cuerpo sea cero, condición que sólo cumplen los fotones, -los componentes de la luz, que tienen energía pero no masa-, o que la energía del cuerpo sea infinita, lo cual no es físicamente posible. Los neutrinos son partículas subatómicas, más pequeñas que el átomo, que están cerca de cumplir la condición de masa cero. Y éstos, al menos según un reciente experimento, han superado la velocidad de los fotones, o sea, la velocidad de la luz. Se realizarán muchas repeticiones y comprobaciones del mismo. Si se encuentra el error la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein seguirá siendo válida para cualquier caso. Si no será un experimento tan o más importante que el de Michelson y Morley y cambiará la forma de ver (y estudiar) la física de los últimos 100 años. Necesitaremos, pues, otro Einstein para explicar el fenómeno.