¿Por que E=mc²_

limitan a las «cosas grandes», la teoría cuántica es completamente contraria a nuestra
intuición, pero es tan determinante para una parte tan importante de nuestras vidas en
este siglo XXI, desde las imágenes médicas a las últimas tecnologías de computación,
que hemos de aceptarla, tanto si nos gusta como si no.

Hoy en día los físicos se enfrentan a un dilema. La teoría de la relatividad general
de Einstein, nuestra mejor teoría de la gravitación, no encaja con la teoría cuántica.
Alguna de las dos, o ambas, han de revisarse. ¿«Se descompone» el espacio-tiempo a
escalas diminutas? Quizá ni siquiera existe como tal, sino que es tan solo una ilusión
creada por el creciente conjunto de «cosas que pasan». ¿Son los objetos
fundamentales de la naturaleza diminutas vibraciones de energía llamadas cuerdas?
¿O la solución se encuentra en otra teoría aún por descubrir? Esta es la frontera de la
física fundamental y, para quienes la pueblan, dirigir su mirada hacia lo desconocido
es emocionante y apasionante.

Al terminar un libro sobre las teorías de la relatividad de Einstein, es muy fácil
contribuir al desafortunado culto a la personalidad que rodea al gran hombre, pero no
es esa nuestra intención. De hecho, es probable que ese culto dificulte el progreso en
el futuro, porque puede dar la impresión de que la ciencia es el coto privado de
superhombres dotados de mentes privilegiadas a las que el resto de nosotros no
tenemos acceso. Nada más lejos de la realidad. La relatividad no fue obra de un solo
hombre, aunque un libro dedicado a ella pueda a veces dar esa impresión. Einstein
fue sin duda uno de los grandes practicantes del arte de la ciencia, pero, como hemos
repetido a lo largo del libro, llegó a su revisión radical del espacio y el tiempo gracias
a la curiosidad y el ingenio de muchos otros. No fue una anomalía de la naturaleza, ni
su inteligencia era sobrenatural. Fue simplemente un gran científico que hizo lo que
hacen los científicos: se tomó en serio las cosas sencillas y llevó hasta el final sus
consecuencias lógicas. Su genio radica en asumir con todas sus consecuencias la
constancia de la velocidad de la luz, resultante de las ecuaciones de Maxwell, y el
principio de equivalencia, ya enunciado por Galileo.

Esperamos haber escrito un libro que permita que los no científicos comprendan
las hermosas teorías de Einstein. Esta comprensión está al alcance de los no expertos
porque la ciencia en realidad no es tan difícil. Si partimos desde el lugar apropiado, el
camino hacia una comprensión más profunda de la naturaleza se recorre con pasos
pequeños y cuidadosos. La ciencia es fundamentalmente una tarea modesta, y esta
modestia es la clave de su éxito. Las teorías de Einstein inspiran respeto porque, hasta
donde sabemos, son correctas, pero no son libros sagrados. Se mantendrán en pie, por
decirlo claramente, hasta que aparezca algo mejor. Asimismo, a las grandes mentes
científicas no se las venera como profetas, sino como diligentes mediadores en
nuestra comprensión de la naturaleza. Algunos de sus nombres son muy populares,
pero, por brillante que sea su reputación, ninguna puede mantener sus teorías a salvo
de la severa crítica de los experimentos. La naturaleza no respeta las reputaciones.
Galileo, Newton, Faraday, Maxwell, Einstein, Dirac, Feynman, Glashow, Salam,

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Weinberg… todos son grandes, pero los cuatro primeros solo tuvieron razón de
manera aproximada, y es probable que el resto corran la misma suerte a lo largo del
siglo XXI.

Pese a lo anterior, no nos cabe absolutamente ninguna duda de que las teorías
especial y general de la relatividad de Einstein se recordarán siempre como dos de los
mayores logros del intelecto humano, en buena medida porque ponen de manifiesto
lo potente que puede llegar a ser nuestra imaginación. A partir de una inspirada
combinación de pensamiento puro y unos pocos datos experimentales, un hombre fue
capaz de cambiar nuestra manera de entender el tejido mismo del universo. Que la
física de Einstein sea satisfactoria tanto estética como filosóficamente, a la par que
extremadamente útil, nos ofrece una importante lección, cuyo verdadero significado
rara vez se aprecia. La ciencia en todo su esplendor es el fruto de mentes curiosas con
libertad para soñar, capacidad técnica y disciplina de pensamiento. Si la sociedad en
la que floreció Einstein hubiese decidido que necesitaba una nueva fuente de energía
para satisfacer las necesidades de sus ciudadanos, no parece posible imaginar que
algún político iluminado hubiese destinado fondos públicos a la exploración de la
naturaleza del espacio y el tiempo. Pero, como hemos visto, fue precisamente este
camino el que condujo a E = mc2 y permitió encontrar la llave con la que liberar el
potencial del núcleo atómico. Partiendo de la idea más sencilla —que la velocidad de
un haz de luz debe ser la misma para cualquiera en el universo— se descubrió un
tesoro de riquezas. «Partiendo de la idea más sencilla»… si tuviésemos que escribir
un epitafio para las mayores hazañas científicas de la humanidad, podría
perfectamente comenzar con estas seis palabras. El deleite en la observación y el
estudio de los detalles más pequeños y aparentemente insignificantes de la naturaleza
ha llevado una y otra vez a las conclusiones más majestuosas. Estamos rodeados de
maravillas y, si somos capaces de abrir nuestros ojos y nuestras mentes para verlas,
nuestras posibilidades son ilimitadas. A Albert Einstein se le recordará mientras los
seres humanos sigan existiendo en el universo, como fuente de inspiración y como
ejemplo para todos los que sienten la curiosidad natural de entender el mundo que los
rodea.

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BRIAN COX. (Chadderton, Inglaterra, 3 de marzo de 1968). Físico teórico en la
Universidad de Manchester, trabaja con el acelerador y colisionador de partículas en
el experimento ATLAS del CERN, en Ginebra, y es investigador de la Royal Society.
Se ha convertido en una voz fundamental como divulgador científico en el Reino
Unido, donde presenta programas sobre ciencia en la BBC con gran éxito de
audiencia. Cox y Forshaw han publicado conjuntamente The Quantum Universe:
Everything that Can Happen Does Happen (2011). Cox también es coautor, junto a
Andrew Cohen, de Wonders of the Universe (2011) y Wonders of the Solar System
(2010).

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JEFF FORSHAW. Profesor de física teórica en la Universidad de Manchester,
especializado en física de partículas elementales. Fue premiado con la medalla del
Institute of Physics Maxwell en 1999 por su valiosa contribución en el campo de la
física teórica. Ha publicado dos libros de texto: Quantum Chromodynamics and the
Pomeron, junto a Douglas A. Ross (1997), y Dynamics and Relativity, con Gavin
Smith (2009).

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Notas

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[1] Tras los experimentos de Michelson y Morley, ha habido muchos más intentos de
detectar el éter, pero todos han dado resultados negativos. <<

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[2] Un nanosegundo es una milésima parte de un microsegundo, es decir, 0,0000​ 00​
001 segundos. <<

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[3] La caja está sellada únicamente para evitar que nos distraiga la idea de que
podríamos mirar por la ventana del tren para saber si nos estamos moviendo.
Evidentemente, es algo irrelevante: mirar por la ventana solo nos permitiría confirmar
que nos movemos respecto al suelo del exterior. <<

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[4] Puedes comprobarlo tú mismo, sabiendo que la circunferencia de un círculo es
igual al diámetro multiplicado por π (pi), y que π es aproximadamente igual a 3,142.
<<

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[5] GMT (Greenwich Mean Time, «tiempo medio de Greenwich») es el tiempo solar
medio en el Real Observatorio de Greenwich, en Londres, que por convención está a
0 grados de longitud. (N. del T.) <<

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[6] Puntos de la Tierra que supuestamente resuenan con «energía psíquica». <<
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[7] La bola no tiene nada de particular, podría tratarse de cualquier otro objeto. <<
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[8] Es decir, proporciona casi el mismo valor que la expresión exacta:
γ = 1/√1 − v2/c2. <<

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[9] Eso no es estrictamente así. La masa puede tomar también un valor apenas
0,000006 eV/c2 por encima de su valor mínimo. Esa minúscula diferencia es muy
importante para los radioastrónomos pero, en lo que a nosotros respecta,
supondremos que está tan cerca del mínimo valor posible que la diferencia no es
significativa. <<

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[10] La energía que se lleva el fotón es igual a 13,6 eV menos 10,2 eV, es decir,
3,4 eV. <<

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[11] 101 = 10, 102 = 100, etcétera. Por lo tanto, 1026 es igual a 100​.000​.000​.000​.000​
.000​.000​.000​.000, lo que pone de manifiesto la razón por la que se inventó una
notación más compacta. <<

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[12] 10−1 = 0,1, 10−2 = 0,01, etcétera. Por lo tanto, 10−27 tiene veintiséis ceros tras la
coma decimal. <<

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[13] Es posible calcular un límite superior para la masa de las estrellas de neutrones de
manera análoga al límite de Chandrasekhar para la de una enana blanca, esto es,
suponiendo que, para que formen una estrella de neutrones, los neutrones no pueden
alcanzar velocidades cercanas a la de la luz. <<

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[14] «Gluón» proviene de la palabra glue, que significa «pegamento» en inglés. (N. del
T.) <<

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[15] En sentido estricto, se trata de un neutrino electrónico, porque se produce junto
con un antielectrón. <<

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[16] En realidad se mueve trazando una elipse, una circunferencia ligeramente
achatada, pero muy similar a un círculo. <<

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[17] Si sabes que la energía potencial es igual a «mgh», puedes ver fácilmente que el
pequeño incremento es igual a gh/c2, donde g es la aceleración debida a la gravedad y
h la altura de la caída. <<

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