Angel "Java" Lopez en Blog

Publicado el 11 de Febrero, 2011, 10:37

Luego de haber presentado sus trabajos revolucionarios sobre relatividad especial y efecto fotoeléctrico, publicados en 1905, Albert Einstein continuó investigando sus consecuencias. Pero un tema que lo preocupaba era cómo incorporar la gravedad a sus ideas, y dar con una teoría de la gravitación compatible con la relatividad. Tenía que reconciliar una teoría, la de Newton, con acciones a distancia, con su relatividad especial, donde la simultaneidad era relativa. Encuentro esta carta suya a Sommerfeld, fechada el 29 de Octubre de 1912, donde da evidencia de su situación:

Dear Colleague: Your kind note only adds more to my predicament. But I assure you that with 
respect to the quantum [theory] I have nothing new to say that should arouse interest.... I am now
exclusively occupied with the problem of gravitation and hope, with the help of a local mathematician friend [Marcel Grossmann), to overcome all the difficulties. One thing is certain, however, that never in life have I been quite so tormented. A great respect for mathematics has been instilled within me, the subtler aspects of which, in my stupidity, I regarded until now as pure luxury. Against this problem [of gravitation], the original problem of the theory of relativity is child's play. Abraham's new theory, so far as I can see, is indeed logically correct, but otherwise a monstrous embarrassment. The hitherto existing relativity theory is certainly not as wrong as Abraham seems to think.

Traduzco:

Querido colega: su gentil nota solo añade más a mi predicamento. Pero le aseguro que con respecto al quantum no tengo nada nuevo para decir que resulte de interés.... Ahora estoy exclusivamente ocupado con el problema de la gravitación y espero, con la ayuda de un matemático local y amigo (Marcel Grossmann), superar todas las dificultadas. Una cosa es cierta, sin embargo: nunca en la vida he estado tan atormentado. Un gran respeto por las matemátics me ha sido inculcado, cuyos aspectos sutiles, en mi estupidez, las tomé hasta ahora como puro lujo. Comparado con este problema [el de la gravitación] el problema original de la teoría de la relatividad es un juego de niños. La nueva teoría de Abraham, hasta donde puedo ver, es lógicamente correcta, pero por otro lado una mostruosa vergüenza. La hasta ahora existente teoría de la relatividad no es tan errónea como Abraham parece pensar.

Interesante que Einstein reconozca la magnitud del problema, que llevó bastantes años resolver. Hubo un primer período, de 1907 a 1914, donde Einstein intenta formular y mejorar el principio de equivalencia (no conocía que había llegado tan temprano a ese punto), y participa de numerosas discusiones, especialmente con Max Abraham y Gunnard Nordstrom. Otro período es el de 1912 (tiempo de la carta de arriba) a 1914, donde Einstein trabaja con su amigo Marcel Grossmann, incorporando en sus ideas a la geometría diferencial, herramientas matemáticas que habían aparecido en el siglo XIX y que Einstein no manejaba (vean que menciona en la carta su adopción de temas matemáticos a los que no había prestado atención por considerarlos algo como un "lujo" innecesario, al que no le veía utilidad en la realidad física). Pueden leer un detallado post sobre Grossmann y su relación con Einstein en: Einstein y Marcel Grossmann. Finalmente, entre 1915-16, las ecuaciones de campo de la gravitación son formuladas por Einstein, y fueron derivadas independientemente por el gran David Hilbert (notable aporte de un matemático, que también dejó su impronta en la física cuántica, con sus espacios de Hilbert, creados antes de que fueran necesarios en cuántica).

Hoy, a la distancia, nos parece que la teoría de la gravedad que surge de la relatividad general es obra de sólo Einstein. Y eso es, a grandes rasgos, verdad. Pero también hay que recorda que durante esos años, surgieron otras teorías, y hasta formulaciones como la de David Hilbert, algunas cercanas y otras lejanas a las ideas de Einstein. Tengo que estudiar y escribir sobre las controversias que tuvo Einstein sobre su prioridad en las ideas que expuso, tanto con Hilbert, Weyl, Abraham y Norstrom. Ver:

Nordström's theory of gravitation
Einstein, Nordström and the early demise of scalar, Lorentz covariant theories of gravitation

Es interesante el artículo que encontré hoy sobre lo que publicó Einstein en Annalen der Physics, donde mencionan su controversia con Abraham: Einstein in Annalen der Physics

Mencioné a Grossmann en: Einstein busca trabajo. En memoria a su contribución a la relatividad general, se realizan reuniones: Marcel Grossmann Meetings on General Relativity.

Tengo que leer a David Hilbert y su "The Foundations of Physics", donde describe la deducción axiomática de las ecuaciones de campo. Einstein fue crítico de ese trabajo. Le escribió a Paul Ehrenfest (ver Paul Ehrenfest según Gamow):

No me gusta la formulación de Hilbert. Es innecesariamente especializada y, por la materia a tratar, innecesariamente complicada. No es honesta (= Gaussian) en diseño, y refleja las pretensiones de un superhombre usando el camuflaje de técnicas

El fragmento de la carta a Sommerfeld, y las frases a Ehrenfest, la encuentro en el libro "Einstein, Hilbert and Theory of Gravitation History", de Jagdish Mehra.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
http://www.ajlopez.com
http://twitter.com/ajlopez

Por ajlopez, en: Ciencia