Siguiendo con el aniversario de la publicación de la Teoría de la Relatividad General de Einstein (Noviembre de 1915), conviene detenernos en el método que Einstein y otros físicos teóricos de su época utilizaban para avanzar en sus descubrimientos.

Puesto que no se podían hacer experimentos reales donde comprobar sus deducciones ya que nadie puede ni siquiera acercarse a la velocidad de la luz o abandonarse en una caida libre, se utilizaban los experimentos mentales.

Consiste en imaginarse en una situación hipotética y de acuerdo con la experiencia y con los conocimientos de las leyes de la física, hacer deducciones que nos llevan a nuevos descubrimientos.

Por ejemplo, para su teoría de la relatividad especial, Einstein se imaginaba en un tren (el medio de transporte mas rápido de aquellos tiempos) y emitía señales luminosas que se reflejaban en el techo del tren y volvían al punto de partida. Calculando la diferencia de tiempo entre un observador en el propio vagón y otro en el anden y teniendo en cuenta que la velocidad de la luz no puede cambiar por cambiar de sistema de referencia, (segundo postulado de la relatividad especial) llegaba a la diferencia entre el tiempo medido en los dos sistemas de referencia.

396

De esa forma concluyó que el tiempo propio, el medido en el mismo sistema de referencia en el que se realiza el experimento, es siempre inferior al medido desde cualquier otro sistema. Lo que le llevó a la paradoja de los gemelos, a la contratación de la longitud y otras deducciones similares que desafiaban nuestra experiencia cotidiana.

En el caso de la relatividad general, el experimento mental era imaginarse cayendo dentro de un ascensor ya que en siglo XIX ya se había generalizado el uso del mismo en los edificios.
Pues bien Einstein tuvo la genial idea de pensar que si cayera dentro de un ascensor en caída libre no sentiría la gravedad y que por tanto, por el principio de equivalencia, sería lo mismo que estar en un espacio donde no hubiera gravedad.
De la misma forma, el sentir su peso y por tanto la atracción gravitatoria dentro de un ascensor en reposo sería equivalente a la aceleración que sentiría en un espacio sin gravedad donde el ascensor se moviera con una aceleración equivalente a la de la gravedad. Es decir sentiríamos en nuestros pies el “peso” de nuestro cuerpo pero porque nos empuja el suelo del ascensor.
Por tanto en un ascensor sin ventanas no podríamos deducir en cual de las dos situaciones nos encontrabamos.
Todo ello llevó a Einstein a plantear la gravedad no como la tradicional atracción entre masas sino como una propiedad de la geometría del espacio-tiempo, es decir, este se curvaba en presencia de grandes masas. A su vez, el espacio-tiempo debido a su curvatura alteraba el movimiento de las masas en su seno.

Einstein no fué el único que utilizó los experimentos mentales.
Es muy famoso el del gato de Schrödinger.
Este físico austriaco propuso en 1935 este experimento mental para visualizar la diferencia entre la Física clásica y la cuántica.
Consistía en imaginarse un gato dentro de una caja con una botella de veneno y un mecanismo para romperla que dependía de la desintegración de una partícula. La probabilidad de desintegración de esta partícula era del 50%.
En la Física clásica el estado del gato será vivo o muerto antes de que abramos la caja.
Pero en la Física cuántica se puede describir el estado del gato con una función de probabilidad que será el resultado de la superposición de los dos estados, por lo que el gato estará, antes de abrir la caja, vivo y muerto a la vez.
Aunque la observación al abrir la caja altera el sistema haciendo que el gato esté vivo o muerto, tal y como se deduce del principio de indeterminación de Heisenberg, la propia observación altera el estado del sistema observado por lo que es imposible medir con precisión el mismo.

 

Anuncios