jueves, 12 de noviembre de 2015

El error de Einstein

Cuando Einstein formuló en 1915 la teoría de la Relatividad General, no tardó en aplicarla al universo entero, obteniendo la siguiente ecuación cosmológica:


Es curioso que esta ecuación sea idéntica a la ecuación que se obtendría a partir de la teoría de la gravitación de Newton. Tan sólo hay una diferencia entre las dos: la constante k representa, en el caso de Newton, la energía total del universo; en el caso de Einstein, su curvatura.
Cada término de esta ecuación contiene una constante universal. Aparte de k, G es la constante gravitatoria; L es la llamada constante cosmológica, cuya interpretación no está muy clara. Inicialmente Einstein pensó que podría eliminar ese término de la ecuación haciendo L=0. Así la ecuación se simplifica y es posible resolverla analíticamente. Entonces descubrió que la solución, en ese caso, era un cosmos en expansión continua. Como él creía que el universo tenía que ser estacionario, decidió asignarle a L un valor crítico Lc, para conseguir que lo fuera.

Desgraciadamente para Einstein, pocos años después se descubrieron dos cosas:
  • Que el universo está realmente en expansión (Lemaître y Hubble).
  • Que el universo de Einstein con L=Lc es estacionario, pero no estable. Cualquier variación mínima lo haría entrar en expansión indefinida o en contracción hasta alcanzar un volumen nulo.
Albert Einstein
Cuando se dio cuenta de estas dos cosas, Einstein dijo que introducir la constante cosmológica había sido el gran error de su vida. Sin embargo, al descubrirse en 1998 la expansión acelerada del universo, los cosmólogos han vuelto a introducirla para explicar este fenómeno, y hacen corresponder el tercer término de la ecuación de Einstein con la misteriosa energía oscura.
El problema es que no sabemos qué es la energía oscura. Si existe (cosa que aún no está probada) probablemente se tratará de una nueva interacción fundamental del universo, aparte de las cuatro que conocemos. Sería una novedad tan grande como el descubrimiento de la radiactividad a finales del siglo XIX: un campo nuevo se abriría a la física. Además, su valor parece ser muy pequeño, muy próximo a cero, lo que no cuadra con las teorías de campos cuánticos que han tratado de explicarla a través de la energía del vacío, que le atribuyen un valor 10120 veces más alto, en lo que M.P. Hobson y sus colegas han llamado la peor predicción teórica de la historia de la física.
En conclusión, tenemos dos posibilidades:

  • Si la energía oscura no existe, si la expansión acelerada del universo fuese un artefacto o pudiera explicarse de otro modo (hay físicos que están analizando estas dos posibilidades), es posible que Einstein tuviera razón cuando dijo que introducir la constante cosmológica había sido el gran error de su vida.
  • Pero si la energía oscura existe de verdad y la constante cosmológica tiene el valor que el modelo estándar le atribuye (10-52 m-2), entonces el error de Einstein habría sido decir la frase citada en el párrafo anterior.
El mismo artículo en inglés
Manuel Alfonseca
Para Felipe Gómez-Pallete, uno de cuyos comentarios me inspiró este artículo

9 comentarios:

  1. Gracias, casualmente estoy leyendo un libro titulado "La materia oscura", de la editorial RBA.

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  2. Muchas gracias, Manuel, por tu dedicatoria: un honor para mí. Me recuerda a nuestros comienzos: A Programming Language. Siempre aprendiendod de ti. Fuerte abrazo.
    Respecto al contenido de tu artículo: una nueva muestra de tu capacidad de síntesis y pedagogía, y al que no puedo aportar nada de sustancia.

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  3. Interesante articulo al que no siendo estudioso de la física no puedo aportar nada. Sin embargo vale la pena anotar que "errare humanum est" y ni los genios estan libres de ello, aunque en este caso el tema este todavía en discusión.
    Donde Einstein no se equivoco es en su juicio lapidario cuando expreso que "Hay dos cosas infinitas: El universo y la estupidez humana. No estoy seguro de la primera"
    Cordialmente
    J.S.

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  4. Yo me inclino a pensar que el gran error de Einstein fue retractarse. Lo contrario sería admitir que en el Universo, la energía no es constante y que aumenta progresivamente (procedente ¿de dónde?).

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    1. Sea cual sea el valor de la constante cosmológica, el principio de la conservación de la energía se cumpliría. Lo único es que habría que ver qué tipo de energía (un tipo nuevo) correspondería a esa constante.

      En física, de vez en cuando, aparecen tipos nuevos de energía. A finales del XIX ocurrió eso con la radiactividad. Y Dirac predijo la existencia del neutrino para mantener el principio de la conservación de la energía.

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    2. Es lo que acabo de decirte, "la nueva energía" recién descubierta se llama Energía Oscura y tiene la cualidad de "no cumplir la ley de la gravedad" (es anti-gravitatoria) y es la que explica "la aceleración" expansiva del universo.

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  5. Me ha parecido sospechoso que Einstein dijera que "introducir la constante cosmológica había sido el gran error de su vida" y fui a buscar el soporte de esa supuesta afirmación. Después de una búsqueda somera me encuentro con dos artículos, ambos citando a Mario Livio, quien a su vez intentó rastrear, sin éxito, el soporte documental de esa frase que usted repite. Resulta que, aunque no es posible comprobar que alguien no dijo algo, existen fuertes razones para pensar que Einstein nunca dijo eso. Le dejo los artículos al final, y le recuerdo que la rigurosidad investigativa es lo que hace fiable un trabajo de "divulgación científica".
    ¿Cómo puedo yo confiar en sus citas si no se toma el trabajo de rectificar la veracidad (o al menos señalar la probabilidad de veracidad) de las mismas? Eso no habla muy bien de su trabajo.

    Los artículos:

    http://francis.naukas.com/2013/05/19/nota-dominical-einstein-nunca-dijo-que-la-constante-cosmologica-fue-su-mayor-error/

    http://www.theatlantic.com/technology/archive/2013/08/einstein-likely-never-said-one-of-his-most-oft-quoted-phrases/278508/

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    1. Como dice Don Lincoln en este artículo:
      http://www.space.com/31055-removing-cosmological-constant-was-the-blunder.html
      lo importante no es si Einstein dijo la frase en cuestión o si en realidad la inventó George Gamow, sino el hecho de que Einstein estaba de acuerdo con ella.

      De todas formas, es verdad que siempre deben comprobarse las citas, porque en este campo se producen errores egregios, como la famosa "ladran luego cabalgamos", que casi todo el mundo atribuye al Quijote, cuando es de Goethe.

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  6. Jean Pierre Garnier Malet , cientifico cuantico, señala que EINSTEIN fue obligado a reconocer que estaba en un error, por la comunidad cientifica de la epoca bajo presiones, aun no estando convencido del error.

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