La teología de la relatividad (página 2)

Einstein

(1879-1955) Científico estadounidense de origen alemán. Está considerado generalmente como el físico más importante del siglo XX, y por muchos físicos como el mayor científico de todos los que han existido, con la excepción, tal vez, de Galileo o Newton.

Albert Einstein, nació de padres judíos en la ciudad germana de Ulm el 14 de marzo de 1879. A la edad de 17 años hizo su ingreso en el Politécnico de Zürich, donde estudió durante tres años hasta obtener el diploma de pedagogo. En 1898 ocuparía un modesto cargo en la oficina de patentes de Berna, la capital suiza.

En 1905 publicó en Annalen der Physik tres importantes artículos, entre las cuales estaba Zur Elektrodinamik Bewegter Körper (Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento), donde se formulaban con toda claridad los principios de la joven y, hasta entonces desconocida, Teoría Especial de la Relatividad.

La teoría

La teoría de la relatividad, desarrollada fundamentalmente por Einstein, procuraba originalmente explicar ciertas anomalías en el concepto de movimiento relativo, pero en su evolución se ha convertido en una de las doctrinas más importantes en las ciencias físicas, yaciendo la base para que los físicos demostraran la unidad esencial de la materia y la energía, el espacio y el tiempo, y la equivalencia entre las fuerzas de la gravitación y los efectos de la aceleración de un sistema.

La teoría de la relatividad, tal como la interpretó Einstein, tuvo dos formulaciones diferentes. La primera es la que corresponde a dos trabajos publicados en 1906 en los Annalen der Physik. Ésta es conocida como la Teoría de la Relatividad Especial y se ocupa de sistemas que se mueven uno respecto del otro con velocidad constante. La segunda, llamada Teoría de la Relatividad General (así se titula la obra de 1916 en que la formuló), se ocupa de sistemas que se mueven a velocidad variable.

Teoría de la relatividad especial

Los postulados de la relatividad especial son dos: El primero afirma que todo movimiento es relativo a cualquier otra cosa, y por lo tanto el éter, que se había considerado durante todo el siglo XIX como medio propagador de la luz y como la única entidad definitivamente firme del Universo, con movimiento absoluto y no determinable, quedaba fuera de ámbito en la física, que no necesitaba de un concepto parecido porque no podía establecerse por medio de ningún experimento.

El segundo postulado afirma que la velocidad de la luz es siempre constante con respecto a cualquier observador. De sus premisas teóricas Einstein obtuvo una serie de ecuaciones que tuvieron consecuencias importantes e incluso algunas desconcertantes, como fuera el inesperado aumento de la masa con el incremento de la velocidad. Uno de sus resultados más trascendentes fue la equivalencia entre masa y energía, según la conocida fórmula E=mc², en la que c es la velocidad de la luz y E representa la energía obtenible por un cuerpo de masa m cuando toda su masa sea convertida en energía.

Dicha equivalencia entre masa y energía fue demostrada concretamente en el año 1932, y dio lugar a impresionantes aplicaciones precisas en el campo de la física (tanto la fisión nuclear como la fusión termonuclear son procesos en los que una parte de la masa de los átomos se transforma en energía). Los aceleradores de partículas donde se obtiene un incremento de masa son un ejemplo experimental clarísimo de la teoría de la relatividad especial.

La teoría también establece que en un sistema en movimiento con respecto a un observador se verifica una dilatación del tiempo; esto se ilustra claramente con la famosa paradoja de los gemelos: "imaginemos a dos gemelos de veinte años, y que uno permaneciera en la Tierra y el otro partiera en una astronave, tan veloz como la luz, hacia una meta distante treinta años luz de la Tierra. Al retorno de la astronave, para el gemelo que se quedó en la Tierra habrían pasado sesenta años; en cambio, para el otro sólo unos pocos días".

Teoría de la relatividad general

La teoría de la relatividad general se refiere al caso de movimientos que se producen con velocidad variable y tiene como postulado fundamental el principio de equivalencia, según el cual los efectos producidos por un campo gravitacional equivalen a los producidos por el movimiento acelerado.

La revolucionaria hipótesis adoptada por Einstein fue provocada por el hecho de que la teoría de la relatividad especial, basada en el principio de la constancia de la velocidad de la luz sea cual sea el movimiento del sistema de referencia en el que se mide, no concuerda con la teoría de la gravitación newtoniana: si la fuerza con que dos cuerpos se atraen depende de la distancia entre ellos, al moverse uno tendría que cambiar al instante la fuerza sentida por el otro, es decir, la interacción tendría una velocidad de propagación infinita, violando la teoría especial de la relatividad que señala que nada puede superar la velocidad de la luz.

Tras varios intentos fallidos de acomodar la interacción gravitatoria con la relatividad, Einstein sugirió que la gravedad no es una fuerza como las otras, sino que es una consecuencia de que el espacio-tiempo se encuentra deformado por la presencia de masa (o energía, que es lo mismo). Entonces, cuerpos como la tierra, no se mueven en órbitas cerradas porque haya una fuerza llamada gravedad, sino que se mueven en lo más parecido a una línea recta, pero en un espacio-tiempo que se encuentra deformado por la presencia del sol.

Los cálculos de la relatividad general se realizan en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, tres espaciales y una temporal, adoptado ya en la teoría de la relatividad, restringida al tener que abandonar el concepto de simultaneidad.

Con esta teoría se obtienen órbitas planetarias muy similares a las que se obtienen con la mecánica de Newton. Uno de los puntos de discrepancia entre ambas, la anormalmente alargada órbita del planeta Mercurio, que presenta un efecto de rotación del eje mayor de la elipse (aproximadamente un grado cada diez mil años) observado experimentalmente algunos años antes de enunciarse la teoría de la relatividad, y no explicado con las leyes de Newton, sirvió de confirmación experimental de la teoría de Einstein.

Un efecto que corroboró tempranamente la teoría de la relatividad general es la deflexión que sufren los rayos de luz en presencia de campos gravitatorios. Los rayos luminosos, al pasar de una región de un campo gravitatorio a otra, deberían sufrir un desplazamiento en su longitud de onda (el Desplazamiento al Rojo de Einstein), lo que fue comprobado midiendo el desplazamiento aparente de una estrella, con respecto a un grupo de estrellas tomadas como referencia, cuando los rayos luminosos provenientes de ella rozaban el sol.

La verificación se llevó a cabo en 1962, aprovechando un eclipse total de sol (para evitar el deslumbramiento del observador por los rayos de luz, en el momento de ser alcanzados por la estrella); la estrella fue fotografiada dos veces, una en ausencia y otra en presencia del eclipse. Así, midiendo el desplazamiento aparente de la estrella respecto al de la estrella de referencia, se obtenía el ángulo de desviación que resultó ser muy cercano a lo que Einstein había previsto.

El concepto de tiempo resultó profundamente afectado por la relatividad general. Un sorprendente resultado de esta teoría es que el tiempo debe transcurrir más lentamente cuanto más fuerte sea el campo gravitatorio en el que se mida. Esta predicción también fue confirmada por la experiencia en 1962. De hecho, muchos de los modernos sistemas de navegación por satélite tienen en cuenta este efecto, que de otro modo darían errores en el cálculo de la posición de un objeto por cientos de kilómetros.

Otra sorprendente deducción de la teoría de Einstein es el fenómeno de colapso gravitacional que da origen a la creación de los agujeros negros. Dado que el potencial gravitatorio es no lineal, al llegar a ser del orden del cuadrado de la velocidad de la luz puede crecer indefinidamente, apareciendo una singularidad en las soluciones. El estudio de los agujeros negros se ha convertido en pocos años en una de las áreas de estudio de mayor actividad en el campo de la cosmología.

Precisamente a raíz de la relatividad general, los modelos cosmológicos del universo experimentaron una transformación drástica. La cosmología relativista concibe un universo ilimitado, carente de límites o barreras, pero finito, según la cual el espacio es curvo en el sentido de que las masas gravitacionales determinan en su proximidad la curvatura de los rayos luminosos. Sin embargo Friedmann, en 1922, concibió un modelo que representaba a un universo en expansión, que no obedecía a las ecuaciones relativistas de Einstein. Con todo, la mayor revolución de pensamiento que la teoría de la relatividad general provoca es el abandono de espacio y tiempo como variables independientes de la materia, lo que resulta sumamente extraño y en apariencia contrario a la experiencia. Antes de esta teoría se tenía la imagen de espacio y tiempo, independientes entre sí y con existencia previa a la del Universo, idea tomada de Descartes en filosofía y de Newton en mecánica.

Mal estudiante

Pero, en el comienzo de su vida académica, Einstein experimentó problemas serios que le costarían que se lo considerara un niño con dificultades del aprendizaje. Como consta en el reporte escolar que sigue.

Nuestro interés personal en la cosmogonía

Motivados por las enseñanzas de Galileo, de Newton y de Copérnico, seguidas por las Einstein y otros muchos. Decidimos levantar tienda en la cercanía del SFI (Santa Fe Institute) en Nueva México donde nos embarcáramos, hace unos años, en una jornada exploratoria de los hallazgos y de las formulaciones determinadas por los científicos célebres del Los Alamos National Laboratory (donde se desarrollara la primera bomba atómica) y estudiar (con conocimiento limitado) lo que ellos nos expusieran acerca del Universo, sus orígenes y el estado actual de la exploración por vida inteligente en otras galaxias.

Nuestras conclusiones han sido, a veces, artificiosas y, a menudo, incomprensibles.

La religión y la ciencia

Ambas actividades, como tendencias, son inmanentes a nuestra especie. El ser humano es un ser inclinado a la exploración y a la búsqueda de conocimiento. El ser humano indaga encontrar solución a los misterios inexorables de su existencia. Ambas predisposiciones, la científica y la religiosa, forman una unidad de correspondencia e interdependencias enormes. Ambas, en muchos casos, compiten por ser la base única de nuestras creencias y, ambas, atraen defensores ardientes que se proclaman a sí mismos los depositarios absolutos de toda la verdad.

Todo quedaría en su lugar si aceptáramos el dictamen de Galileo de que: "La ciencia se ocupa de esclarecer la esencia de los cielos y la religión de su significado espiritual".

Galileo frente a la Inquisición

Pero no es así. Cuando el sacerdote belga Georges Lemaître (1894-1966) propuso la creación del universo aplicando la Teoría del Big Bang en 1927, llamando, poéticamente, el instante siguiendo la presunta explosión cósmica: "el día sin un ayer", sus esfuerzos serían ignorados hasta que las coincidencias entraran en el escenario y, accidentalmente, astrónomos ingenuos, descubrieran la presencia cósmica de interferencia de microondas que aparecían en el espacio sideral, por doquiera. Pero, todo tuvo que esperar hasta que el astrofísico Arno Penzias demostrara que las microondas misteriosas eran residuos del Big Bang, lo que le mereció un premio Nóbel.

El Big Bang, como concepto, hoy se acepta a pesar de la mofa del creador del término, el científico Sir Fred Hoyle, que le diera ese nombre como burla, ya que dudaba con vehemencia las teorías de Lemaître.

Los hallazgos extraordinarios de la física y de su hermanastra la astrofísica

Cuando nos reuníamos en SFI, uno de los líderes, ubicuo en toda actividad científica era el incomparable y tenaz, Nóbel laureado Murray Gell-Mann, descubridor de la micro-partícula que él llamara "quark", por la expresión usada por un carácter ficticio del genio literario irlandés, James Joyce.

Los quarks son las partículas de materia más pequeñas que, hasta ahora, sabemos que existen.

Lo extraño es que nadie las ha visto y que sólo conocemos de su presencia por los beneficios que nos confieren cuando inferimos sus actividades en las calculaciones que se emplean para los viajes interplanetarios o para estudiar otros elementos igualmente desconcertantes.

Sabemos que existen, pero no podemos verlas… en esa misma premisa se fundan las religiones.

Los quarks se dividen en una variedad de jerarquías que incluyen "sabores" y "posiciones".

Pero hay más cosas extraordinarias e inconcebibles que ocupan la ciencia física moderna.

Más extraño aún que los quarks es la existencia de la materia y la anti-materia cuyos efectos son tan poderosos, que cuando ambas chocan, la explosión resultante se mide en los miles de millones de bombas atómicas. La materia y la anti-materia fueron la causa del Big Bang, ahora se entiende.

Tenemos asimismo el comportamiento de partículas que, de acuerdo al Principio de la Incertidumbre de Heisenberg, si se establece su posición no puede medirse su velocidad y si se establece su velocidad, la posición no puede fijarse.

Tenemos la Teoría del Entrelazo, en la que se postula que dos partículas a distancias enormes y talvez inconmensurables, se comportan de modo idéntico si algo las afecta, no importando la distancia que las separa y el hecho de que no existan interconexiones entre ellas — como si poseyeran alguna forma de telepatía energética — el término que se usa para definir este fenómeno, es "tele portando".

Teoría, ésta que hoy se acepta, a pesar de que el mismo Einstein era escéptico acerca de la misma.

Y hay muchas otras. Y otras nuevas aparecen cada día que pasa — como ahora se llama a la más reciente, "String Theory".

Ahora, veamos algo que a muchos sorprendiera.

El gen de Dios (VMAT2)

Los científicos se han avivado recientemente, percatándose de que existe un mercado robusto para libros que lleven el nombre de Dios en el título — particularmente si el libro fue escrito por un científico, considerado siempre un ateo presunto.

Dean Hamer, famoso por sus hallazgos en el campo de la genética y, especialmente, por haber localizado el gen de la homosexualidad masculina, del que habláramos en otra publicación. Nos sorprende de nuevo, cuando nos informa que su grupo ha localizado el gen de Dios (VMAT2).

Hamer conjetura que la ética, la moralidad y la creencia en un orden súper-natural son tan ubicuos y tan entrelazados con la naturaleza humana que debe de haber una razón adaptante y evolutiva para su presencia, que requiere que éste esté representado en nuestro componente genético o genoma. En estas premisas Hamer basó su creencia, justificando su exploración para localizar el gen mencionado.

Hamer cree haberlo encontrado en, el no muy poéticamente, llamado, gen VMAT2. Sin embargo, sus críticos disputan sus aserciones.

Lo que entendemos, de lo que Hamer nos dice, es que lo que se conoce como el gen de Dios, esencialmente no es un concepto válido. No lo es, porque no nos explica ni a Dios, como esencia o creencia innata, ni otras actividades humanas como son el altruismo suicida, la abnegación materna, o la lealtad entre seres humanos — y, por supuesto, falla en explicar el ateísmo y sus, necesarias, consecuencias genéticas.

En otras palabras, hasta que algo más concluyente se descubra, la ciencia no nos ha dado el mapa donde encontrar el famoso gen de Dios. Como tampoco ha localizado el gen del amor materno, ni el de la honestidad, ni el del habla, ni el de la música ni el del pensamiento…

En ese sentido nos encontramos en el embrollo clásico de que, frecuentemente la ciencia, como algunas religiones, nos promete mucho, pero, a menudo, no nos cumple.

La teología de la relatividad

Inicialmente, yo pude darle un nombre distinto a este ensayo de naturaleza tanto filosófica como ética. Pude llamarlo, La Teoría de la Reciprocidad, y puede que así termine llamándolo. Pero por ahora, y hasta que me canse de releerlo, así quedará.

Pero, ¿Por qué escribí este ensayo en medio de la Semana Santa del año 2005?

Lo hice, porque prefiero pasar los días que conmemoran la Vida de Cristo, el Mesías, pensando y meditando, en vez de en medio del bullicio de las tradiciones paganas que se usan para consagrar la memoria la Pasión del Mesías del Nuevo Testamento.

Asimismo lo hice, porque, en mi manera de creer, una admisión sobria y parsimoniosa, de que Dios no quiere que conozcamos sus misterios directamente, es necesaria para religiosos y científicos por igual. De que Sus modos de actuar están muy por encima de nuestras limitaciones humanas, de que siempre pondrá obstáculos indescifrables en el derrotero de una cosmogonía rebelde. Una cosmogonía que lo desee reemplazar con el uso frío de la razón. Como también creo con firmeza, que Dios, nunca nos dejará saber todos sus secretos.

En ese Dios yo creo, como también creo en sus manifestaciones indirectas por medio de las coincidencias, de las simetrías, las reciprocidades y de Sus intervenciones sorprendentes, cuando guía nuestros destinos en direcciones ignotas.

Durante la celebración de la Pascua de Natividad, los cristianos se desbordan en las riberas henchidas de los ríos del placer y se atosigan con comidas y bebidas tóxicas y empalagosas, en vez de disfrutar de la compañía efímera de seres que, dicen, serles queridos.

En Semana Santa, se desplazan en masa a todos los resortes distantes donde se disfruta de lo epicúreo, se adora lo pagano y se da rienda suelta a las indulgencias y los placeres de la carne.

Es durante Semana Santa cuando los hijos de la cristiandad van a los distintos lugares de su preferencia a encontrar al Cristo Redentor, de quien hablamos en otra de las muchas ponencias que durante este período completara.

Para mí, o mejor, para nosotros, Semana Santa es el tiempo en que reflexionamos sobre la existencia de verdades eternas, la finalidad y el propósito de la vida, la capacidad limitada de entendimiento del que gozamos y de cómo darle uso al mismo para el beneficio de los demás, tanto como para el propio.

Como servidores de otros que somos, como doctos en las ciencias médicas, la Semana Santa nos sirve para reafirmar nuestros votos de servir al prójimo y para refinar nuestros conocimientos en la fuente inagotable que nuestros libros y que nuestros pacientes, generosamente, nos ofrecen.

La Semana Santa, como las Pascuas de Natividad, asimismo nos ofrece una oportunidad renovada de escuchar las tantas composiciones de música sacra, que fueron concertadas por tantos músicos incomparables cuyas creaciones sincrónicas, siguieran el principio de las coincidencias con todos sus inherentes misterios.

Cuando me refiero a las coincidencias y las simetrías en el arte, la música, en la religión, en la ciencia y aún en toda actividad humana, me dirijo a esa facultad sorprendente que produce la aparición de ideas y de eventos similares en ligares remotos, como si estuviesen conectados, como lo propone la Teoría del Entrelazo y su tele porte teleológico.

Concluimos aquí con la esperanza de quienes lean esta tesis reciban algún beneficio por dedicarle su atención.

La creación de Adán Michelangelo

(Acerca de esta obra al fresco, que se aprecia en la Capilla Sextina o Sistina, los científicos modernos, nos dicen que Michelangelo Buonarroti quiso burlar a los Papas escondiendo un cerebro humano en sus contornos ocultos).

Sean ustedes quienes decidan…

Dr. Félix E. F. Larocca