Einstein en un cementerio de trenes. Fotos para pensar.

Einstein en un cementerio de trenes. Bolivia, 2013.

No creo que haya muchos físicos que no se emocionen al ver esta escena. (Pueden pinchar en la foto para verla más grande).

A veces viajar nos devuelve a los orígenes. Yo como físico tuve este encuentro con mi pasado en un antiguo cementerio de trenes de Bolivia.

Todos los que hayan estudiado física alguna vez, ni que sea a nivel escolar, sabrán que los trenes son omnipresentes en sus problemas.

A nivel básico suelen aparecer en problemas de cinemática (si el tren A sale a las 9 de la mañana y el tren B...) o cuando se estudian los sistemas de referencia inerciales. Pero en física universitaria los trenes siguen estando presentes, sobretodo en problemas de Relatividad Especial.

La ecuación que aparece pintada en el viejo tren es de Relatividad General. Se trata de las ecuaciones de campo de Einstein. Digo ecuaciones porque aunque a simple vista parezca una sola ecuación, en realidad se trata de una forma compacta de escribir 10 ecuaciones (*).

El significado de esta ecuación se puede entender sin necesidad de saber las complejas matemáticas necesarias para trabajar con ella.

A grandes rasgos significa que la gravedad es el resultado de la curvatura del espacio-tiempo (expresada de forma matemática en el lado izquierdo de la ecuación vía el tensor de Ricci y la métrica) producida por la presencia en este último de masa-energía (expresada en el lado derecho de la ecuación vía el tensor de energía-momento).

En realidad la ecuación pintada en el tren está incompleta. La forma completa es:

El elemento que falta es la famosa constante cosmológica. Es famosa porque Einstein la añadió para dar cuenta del Universo estático, que era como en aquella época se creía que era el Universo. Cuando en 1929 Edwin Hubble descubrió que el Universo se expande Einstein se tiró de los pelos: ¡¡de haber sido más fiel a sus ecuaciones habría descubierto dicha expansión con un papel y un lápiz!! Einstein dijo que había sido el peor error de su vida.

Sin embargo ese error finalmente ha resultado ser un acierto, aunque de una forma tan extraña que tomó a todo el mundo por sorpresa: Desde hace poco más de una década se sabe que el Universo no solo se expande sino que además lo hace de forma acelerada. La energía para esa aceleración procede precisamente de dicha constante, que por lo tanto existe de verdad. Esto quiere decir algo muy sorprendente: ¡Que el espacio vacío tiene energía! ¡Que la nada pesa! Esa energía es la mejor candidata a energía oscura que hipotéticamente representa casi el 70% de todo el Universo. Del poco más del 30% restante casi el 27% sería materia oscura, quedando menos de un 5% de lo que llamamos materia "normal" (de la que estamos hechos nosotros y las estrellas) que visto lo visto es el componente más raro (en el sentido de escaso) del Universo.

(*) el motivo es que la ecuación contiene tensores, que en este caso son unos objetos con dieciséis componentes, diez de las cuales independientes de las otras y que proporcionan las diez ecuaciones.

Nota: Esta entrada está dedicada a mi amigo MP quien al igual que yo tras dedicarse a la física profesionalmente decidió cambiar de camino. Hoy en día entre paciente y paciente -ahora es médico- sigue dando vueltas a estas ecuaciones. ¡Por conversaciones que hemos tenido no me extrañaría que dentro de un tiempo su nombre saliera en los periódicos!