¿Todo es relativo para Einstein?

Muy probablemente, Albert Einstein no sólo es el físico más popular en la historia de la ciencia, sino que también es uno de los personajes más usados en memes en redes sociales. En algunos le usan para dar algunos consejos de sicología y autoayuda, de la que no creo que supiera demasiado; en otros, para atribuirle alguna frase de reflexión existencial. Sin embargo, muy a menudo también se interpreta que la esencia de su teoría física consiste en afirmar que todo es relativo (https://www.meme-arsenal.com/en/create/meme/501580). Creo que estará revolcándose en su tumba de saber que le atribuimos tal idea. Nada más alejado de la realidad. Lo que Einstein quería mostrar es que la realidad física es absoluta. Me explico. 

Cuando Einstein empezó a estudiar física en el Politécnico de Zúrich, era de uso común el principio de relatividad de la mecánica newtoniana, expresado matemáticamente en las llamadas transformaciones de Galileo. Estas transformaciones garantizan que, cuando yo estudio el movimiento de un cuerpo desde dos puntos de vista diferentes, las leyes de la mecánica no cambian. Por ejemplo, si yo estoy parada en una estación de tren y mido el movimiento de una persona dentro de este, que a su vez se mueve (en cuyo caso tengo que sumar o restar la velocidad del tren con la de la persona), o si alguien parado dentro del tren hace la misma medida, las leyes usadas para describirlo son las mismas. Dicho de otra forma, las descripciones son equivalentes. Esto ocurre con movimiento cuya velocidad y dirección son constantes. Aun en casos más complicados, las leyes de la mecánica son las mismas en marcos de referencia inerciales. 

Sin embargo, durante el siglo XIX los físicos se dan cuenta de que las transformaciones de Galileo no funcionan para la recién estrenada teoría electromagnética de Maxwell que usa el concepto de onda. Por el contrario, en esta teoría parecían pasar dos cosas diferentes dependiendo del marco de referencia que elegimos. Esto es algo que va a obsesionar a Einstein. Como él mismo lo dice al inicio de su famoso artículo de 1905: “Es sabido que la teoría electromagnética de James C. Maxwell -tal como se entiende actualmente–, cuando se aplica a cuerpos en movimiento, conduce a asimetrías que no parecen inherentes a los fenómenos. Pensemos, por ejemplo, en la interacción entre un imán y un conductor”. Y a continuación explica la asimetría: si tomamos como referencia el conductor y el imán se mueve, entonces aparece un campo eléctrico que genera una corriente. Pero si tomamos como referencia el imán y es el conductor el que se mueve, no aparece campo, pero igual hay corriente.

Esta diferencia teórica se le muestra inadmisible según sus reflexiones en aquellos años: “La interpretación teórica del fenómeno no es idéntica en ambos casos […] la idea de que se trataba de dos casos de naturaleza diferente me resultaba intolerable. La diferencia entre ellos solo podía ser, estaba yo persuadido, a una diferencia en el punto de vista y no a una diferencia real”. 

Su convicción de que la realidad debía ser la misma, gobernada por las mismas leyes, aunque la describamos desde dos puntos de vista, le llevó a generalizar el principio de relatividad para la teoría electromagnética y a postular el carácter absoluto de la velocidad de la luz. Con ello se usaron unas nuevas transformaciones que habían sido propuestas por Hendrik A. Lorentz como aquellas que sustituyen a las de Galileo para que los marcos de referencia pudieran ser intercambiables sin que las explicaciones y leyes de la física se vean alteradas (de hecho, en matemáticas, muchas simetrías se describen mediante transformaciones que implican cantidades que se conservan en física). 

De esa forma, queda claro que para Einstein todas las leyes de la naturaleza, de la materia o de cuerpos luminosos, son siempre idénticas sin importar el marco de referencia inercial (aunque también aplicará para la gravitación). La idea de Einstein consiste en una absoluta objetividad de las leyes, que se expresa en la posibilidad de que las transformaciones permitan cambiar de un punto de vista a otro sin que las primeras se vean afectadas. 

Por tanto, como explica muy bien Jean Einsenstaedt, el nombre parece desafortunado, no solamente porque ya existía un principio de relatividad en la teoría newtoniana, sino porque el término relativo sugiere que la realidad depende de nuestras descripciones y, por tanto, de nuestros puntos de vista. No obstante, el carácter relativo de la teoría se refiere a que las descripciones posibles que tengamos dependen de un sistema de coordenadas (el imán o el conductor), pero los fenómenos tienen un carácter intrínseco u objetivo que “se impone mediante la coherencia” o equivalencia entre dichas descripciones. 

Así, según su autor, la teoría de la relatividad es una teoría que recupera o garantiza la objetividad de las descripciones físicas y, en este sentido, el carácter absoluto de las leyes. Contrario a lo que muchas veces se piensa. Es verdad, sin embargo, que una consecuencia importante de sus postulados es que el tiempo y el espacio dejan de ser absolutos, tal como los pensaba Newton. Pero esa es otra historia. 

*Profesora del Departamento de Filosofía de la Universidad de Guadalajara 

Edición Estefanía Cardeña