Os lo explicaría pero no soy capaz. No os miento, este capítulo es denso, mejor tener la mente despejada si quieres quedarte con algo. Vaya movida la de Einstein.
Puedes consultar los guiones en nuestra página web: https://www.astropodcast.net/
Y links para otras plataformas en: https://www.astropodcast.net/enlaces/
Redes del equipo:
Guionista: Alfonso Gómez https://www.instagram.com/alfonsotakles/
Locutor: Jairo Costa https://www.instagram.com/soyjairocosta/
Edición y montaje: Jorge Cambero https://www.instagram.com/karakatuchi/

Introducción

Jairo: Jorge, guión dice que te dé esta pelota.

Jorge: ¿Para qué puñetas quiero yo una pelota?

Jairo: Es para un ejemplo o no sé qué… A ver, que leo el chiste de esta semana…. ¿Sabéis cómo se dice piedra en alemán?  (Lee literalmente) Estein. ¿Y uno? Pues uno es ain. Así que, una piedra es ainstain. Como cierto científico, sí. Así que, si te dicen que eres más tonto que una piedra alemana, ya sabes… En fin.

Jorge: ¿Este es el chiste de este episodio?... Voy a ver si le puedo dar un pelotazo al de guión y lo espabilo. Te dejo la intro mientras intro.

**FUERA DE MICRO**

Jorge: (a voces) Alfonso, ven mira, un AINSTAIN que habla

Alfonso: a ver!!

 (ruido de pelotazo)

Alfonso: aaaah!

Cabecera

Ancho a lo largo, y largo a lo ancho, bla bla bla.

Biografía

Hoy vamos a hablar de relatividad, que nos va a hacer falta para hablar de algunos temas chulos de astronomía. Como no podía ser de otro modo, hablaremos de Albert Einstein, uno de los científicos más famosos de todos los tiempos. Una de las mentes más brillantes del mundo, creador de algunas teorías súper interesante y además el representante por excelencia de la idea moderna de genio (ya sabéis, con los pelos como si hubiese metido los dedos en un enchufe. Por favor no metáis los dedos en un enchufe, id a un peluquero. Yo lo digo que hoy en día hay que aclararlo todo).

Bueno, volviendo a Alberto UnaPiedra (ahora puedes entender el chiste). Einstein nació en la Alemania de 1879 y emigró bastante pronto a Zúrich a ganarse la vida. Obtuvo allí su doctorado mientras trabajaba en la famosa oficina de patentes en 1905. Ese año publicó su primer gran descubrimiento científico: el efecto fotoeléctrico. Una pieza clave en el entendimiento de la mecánica cuántica moderna y que, resumiendo, demostraba que los electrones pueden considerarse equivalentes a los fotones (ya sabéis, la partícula que es la mínima cantidad posible de luz). No vamos a entrar demasiado en mecánica cuántica, pero este descubrimiento fue por el que le otorgaron a Einstein el premio Nobel de física. Resulta irónico que un científico que despreció tanto la teoría cuántica ganase el mayor premio de física por estudiar un efecto cuántico.

Ese mismo año, 1905, Einstein publicó otras tres grandes investigaciones. En una demostraba de manera irrefutable el modelo atómico de la materia. Otra que demostraba la teoría de la relatividad especial. Y una cuarta que demostraba la famosa ecuación de E=mc^2. Aunque sobre esta ecuación y la relatividad os hablaremos en un ratito.

Después de estos grandes descubrimientos, Einstein trabajó en expandir su teoría de la relatividad dando lugar a lo que se conoce a día de hoy como relatividad general. Bueno, en eso, y en seguir trabajando en física cuántica. Lo cierto es que Einstein tenía una relación amor-odio con la física cuántica. Sus estudios dieron pie a numerosos efectos y constantes que a día de hoy aún usan su nombre. Pero, al mismo tiempo, se oponía completamente a la noción de “indeterminación cuántica”. Para los que no sepáis que es una indeterminación cuántica, básicamente nos dice que no se puede saber con precisión ciertas parejas de propiedades de una partícula, como su posición y velocidad. En su hastío con la cuántica, sentenció “Dios no juega a los dados con el universo”. Toda una objeción a la aleatoriedad de la teoría cuántica. Pero fue esta firme oposición de Einstein la que obligó a los cuánticos a mejorar sus teorías, y llegar al punto actual.

Sobre los años 20, Einstein vino de visita a España. Coincidió tanto con José Ortega y Gasset como con Santiago Ramón y Cajal y fue nombrado miembro de la Real Academia Española de Ciencias. Pero a la vez que viajaba y conocía a las mentes más privilegiadas del momento, en Alemania cada vez se escuchaban más voces en su contra, especialmente aquellas que juzgaban su origen judío.

En 1933, pidió asilo político para establecerse como profesor en Pasadena ante la llegada al poder de cierto hombre con bigote que le tenía mucha tirria a los judíos. Ya establecido en California, se centró en tratar de unificar su teoría de la relatividad aprovechando los últimos avances en teorías cuánticas. Su objetivo era formular una teoría de la unificación. Investigación tan importante como inconclusa. A día de hoy sigue considerada uno de los mayores retos pendientes para la física moderna (100 años después, para que veais que hay temas de la ciencia que necesitan muchísima investigación y estudio).

En 1939, temeroso de que Alemania desarrollara armas nucleares, Einstein escribió una carta al presidente Roosevelt pidiendo precaución. Así nace el Proyecto Manhattan en 1942, con el objetivo de desarrollar la bomba atómica antes que la Alemania nazi. Esto fue posible gracias a la unión de Estados Unidos, Reino Unido y Canadá, que consiguieron juntar a los científicos más destacados de la época bajo la dirección de Robert Oppenheimer (este os sonará porque le han hecho una película hace no mucho).

Podréis pensar entonces que Einstein participó en el desarrollo de las armas nucleares, pero nuestro físico favorito era un pacifista declarado y dedicó todos sus esfuerzos a persuadir al mundo del uso de armas nucleares. En 1945, admitió que es un mal necesario pero instigaba a que “el espíritu de solidaridad y confianza, de generosidad y fraternidad entre los hombres, prevalezca en la mente de quienes dependen de las decisiones que determinarán nuestro destino. De otra manera, la civilización quedará condenada”.

En 1955, a los 76 años, Einstein falleció en Nueva Jersey debido a una aneurisma aórtico, dejando un gran legado en el campo de la física teórica. Bueno, también dejó atrás a sus dos esposas y a tres hijos, pero no es lo que nos interesa (aunque su segunda mujer era su prima y su suegro a su vez era primo del padre de Albert… Vamos que hay salseo para rato).

Relatividad

Suficiente de la vida de Einstein. ¿Qué os parece si vemos su principal contribución astronómica? Ponéos los cinturones porque arrancamos con la teoría de la relatividad y para ello comencemos por la relatividad especial.

La primera definición necesaria para entender este entuerto es que el movimiento es relativo. O lo que es lo mismo, depende de quién esté mirando si algo se mueve.

Para explicar esto en detalle vamos a utilizar a nuestro editor Jorge y a nuestro guionista Alfonso.

 Si Jorge estuviera dentro de un ascensor sin cristales que se eleva, Jorge entendería que “nada se mueve” a su alrededor, todo estaría en el mismo sitio y nada indicaría que se está moviendo o no. Sin embargo, Alfonso, que está fuera mirando el ascensor, afirmaría que el ascensor está en movimiento.

Ahora imaginemos que el ascensor es de cristales y se puede ver todo lo que hay dentro y que, además, le damos una pelota a Jorge que sigue dentro del ascensor. Jorge, incapaz de estarse quieto lanzaría esta pelota hacia arriba con intención de hacer malabares. Para alguien que está dentro del ascensor, la velocidad de la pelota es la que Jorge le haya dado en el lanzamiento. Ni más ni menos. Pero para Alfonso que está fuera del ascensor observando el movimiento del ascensor, la pelota subirá a la misma velocidad que ya tenía el ascensor más lo fuerte que Jorge la haya impulsado.

De acuerdo, Repaso rápido: Alguien dentro de un ascensor perfectamente cerrado no puede ver que el ascensor se mueve, alguien que está fuera sí. Si el de dentro lanza algo, sólo ve el efecto de su lanzamiento. El de fuera, en cambio, vería el efecto combinado del ascensor y del lanzamiento. ¿Hasta aquí bien?

Bueno, pues aquí es dónde viene la magia de nuestro amigo Albert Einstein. Recordemos que Einstein demostró que la luz es una onda que se compone de partículas de fotones. O lo que es lo mismo, que encender una bombilla es equivalente a lanzar, y abro comillas, “canicas luminosas”. Si cambiamos la pelota de nuestro ejemplo por estas canicas luminosas, demostró que tanto Jorge (que está dentro del ascensor lanzando la canica a la velocidad que se moverían estos fotones) como Alfonso (que está fuera observando el ascensor y a Jorge lanzar la canica) verían la canica desplazarse a EXACTAMENTE la misma velocidad. Jorge vería en total la velocidad de la luz y Alfonso no vería la suma de la velocidad del ascensor y la velocidad de la canica. Vería la canica desplazándose EXACTAMENTE a la misma velocidad de la luz, sin importar la velocidad del ascensor. Esta propiedad realmente la descubrió Maxwell, pero nadie le hizo mucho caso hasta que Einstein demostró que tenía razón.

Si os ha explotado la cabeza, no os preocupéis: a todo el mundo le explotó. No hay podcast suficiente para nombrar todos las críticas a las nociones de la relatividad de Einstein. Sin embargo, el tiempo ha dado la razón al genio alemán.

• Jorge, ya puedes devolvernos la pelota, que tú en un ascensor de Cristal con una pelota a la velocidad de la luz… Tiemblo de miedo relativista…
• Pues no sé de qué tienes miedo si no va a … *ruidos de cristales rotos*

En fin… Ahora veremos un pelín más adelante lo que conlleva esta noción, pero sigamos intentado explicar la teoría de la relatividad. Ahora toca entender la relatividad general.

El concepto básico de la relatividad general es algo más sencillo de asimilar. El espacio y el tiempo son un todo. Osea, con cada segundo que pasa, nos movemos no sólo en espacio, sino también en el tiempo. Los planetas, las estrellas, y otros cuerpos pesados, con su gravedad, modifican el espacio-tiempo. El ejemplo clásico es imaginar una manta enorme, muy bien extendida y muy tensa. Ahora, pones una bola de bolos en la manta. Allá donde pongas la bola de bolos, la manta se va a hundir y deformar. Si lanzas la pelota que le hemos quitado a Jorge en línea recta por la manta, al pasar cerca de la bola de bolos, se desviará por la deformación que hay en la manta. Bueno, pues esto es la gravedad: una deformación del espacio-tiempo. El término científico es que se curva. Así pues, cuando los planetas orbitan en torno a una estrella, realmente están yendo a la velocidad exacta para no caer al fondo de la deformación, pero tampoco salir disparados. Como unos barcos dando vueltas en torno a un torbellino matemáticamente perfecto.

Consecuencias

Bueno, hemos introducido unos conceptos muy locos, ¿pero que implican para la astronomía? Lo primero es que la gravedad modifica la trayectoria de la luz. Es una”canica” viajando por una “manta” con deformaciones producidas por cuerpos pesados. Pero, ¿cómo es que la luz tiene la misma velocidad para todo el mundo? ¿Eso no rompe un poco las cosas? Pues de hecho… sí, sí que lo hace.

Imagina que hemos utilizado todo el presupuesto de diez años de nuestro podcast para modernizar nuestro ascensor, haciéndolo extremadamente rápido, casi a la velocidad de la luz. Hemos añadido un detalle: una luz indicadora con un sensor que se activa si detecta que el flash de tu móvil está encendido, algo que suele suceder accidentalmente. Para Jorge, que está dentro del ascensor, todo es claro: su flash se activa por error y, después de un breve momento, la luz indicadora se enciende señalándole que lo apague. Este retraso coincide con el tiempo que la luz del flash necesita para llegar al sensor.

Sin embargo, Alfonso, que sigue fuera, observa la situación de otra manera: dado que el ascensor y la luz indicadora se desplazan a una velocidad cercana a la de la luz y sabiendo que la velocidad de la luz es constante, para un observador externo, la luz del flash simplemente necesita alcanzar al sensor, similar a dos vehículos en persecución. Es como el problema clásico de dos coches en la carretera, uno sale tras otro con diferentes velocidades, y calculamos cuándo se encontrarán. Por tanto, para Alfonso, la luz indicadora tardará un poco más en activarse. ¿Un poco más? ¿Significa esto que el tiempo medido por Jorge dentro del ascensor es en realidad más corto?

La respuesta, querido oyente, es que sí: el observador de fuera del ascensor medirá más tiempo, y el de dentro menos tiempo. Si analizas cada ejemplo completamente por separado, no hay ninguna duda, porque la velocidad de la luz es siempre la misma. Y he aquí la magia del relativismo: ambas medidas son correctas, puesto que es el propio espacio-tiempo el que se modifica. Volviendo a nuestra manta espacio-temporal, es como si el ascensor formase una arruga en la manta al moverse tan rápido. Esta deformación es lo que modifica el tiempo que se mide para los que están fuera del ascensor.

Este fenómeno no es solo teórico; se ha comprobado en múltiples ocasiones. Astronautas de la NASA han viajado al espacio con relojes extremadamente precisos y, al orbitar la Tierra a altas velocidades, los resultados fueron claros: los relojes a bordo marcaban más tiempo que los mismos relojes antes del experimento. Esto se debe a que la luz, al viajar, debe cubrir una distancia que se ve afectada por la gravedad, la cual deforma el espacio y el tiempo. Así, nuestra "canica de luz" no viaja en línea recta, sino siguiendo la curvatura del espacio-tiempo, tardando más en alcanzar su destino. Por ende, la gravedad también extiende la duración de este viaje.

Cierre

Hablando de tiempo dilatado, pero mira la hora qué es! Aún no hemos empezado a hablar del impacto de la relatividad en la astronomía, y ya deberíamos ir cortando este episodio. Y yo quería hablar de las ondas gravitacionales… Bueno, no pasa nada, eso lo haremos en el siguiente episodio.

¡Astro la segunda parte!

Jorge: oye, ¿me podéis devolver la pelota?

Jairo y Alfonso: no!

Aparte: Idea de reel cíclico: vídeo de crespo Einstein no encontró la ecuación E=mc^2.