Cent anys de la Teoria de la Relativitat

Avui fa un segle exacte, el 25 de novembre de 1915, que Albert Einstein presentava a Berlín la Teoria de la Relativitat General, un document que va remoure els fonaments de la física i va canviar el coneixement sobre el món i l'Univers. Aquesta teoria va suposar tota una revolució científica, posant en coneixement que l'espai i el temps no viatgen igual a qualsevol lloc, de manera que estan entrellaçats i es poden deformar.
La fórmula E = mc2 explica que l'energia d'un cos és igual a la seva massa per la velocitat de la llum al quadrat.
Per comprendre el camí que va seguir el físic (que tenia doble nacionalitat: alemanya i nord-americana) fins arribar a la formulació definitiva de la seva teoria, cal remuntar-se al 1905, any en què va presentar quatre articles fonamentals.

• Efecte fotoelèctric. Que li va valer el Premi Nobel de Física el 1921.
• Moviment brownià de les partícules. Essencial per entendre el àtom.
• La fórmula E = mc2. Indicant que l'energia d'un cos és igual a la seva massa per la velocitat de la llum al quadrat.
• Electrodinàmica de cossos en moviment. On ja estableix que la velocitat de la llum és constant i presenta la Teoria de la Relativitat Especial. Els càlculs es van plantejar en absència de forces gravitatòries.

Deu anys més tard, el 25 de novembre de 1915, Einstein va presentar davant l'Acadèmia Prusiana de les Ciències la Teoria de la Relativitat General, en la qual ja té en compte els efectes de la gravetat.
De fet, la Teoria de la Relativitat d'Einstein es divideix en dues:

• L'especial: Que descriu com es percep l'espai i el temps en funció d'un subjecte observador no accelerat.
• La general: Que inclou la gravetat i la uneix fermament a l'espai i el temps.

La velocitat de la llum constant
L'autenticament revolucionari és que la velocitat de la llum és constant (gairebé 300.000 quilòmetres per segon) es mesuri on es mesuri i, a més, res en l'Univers pot superar-la.
Tenint en compte aquesta premissa, al temps i a l'espai els passen coses diferents quan s'acosten a la velocitat de la llum:

• L'espai es contrau.
• El temps passa més a poc a poc; amb major velocitat es produeix una espècie de compressió del temps.

Si un astronauta fes un viatge per l'espai a una velocitat propera a la de la llum, en tornar a la Terra descobriria que el seu rellotge -biològic- no coincideix amb el dels seus familiars que l'esperen: el temps transcorregut per aquest seria menor (envelliment més lent).
Amb Einstein, el temps i l'espai deixen de ser absoluts, per tant, contradiuen les regles de Newton. De manera que passen a dependre de l'observador. Uns anys més tard va estendre els conceptes de la seva primera teoria per explicar la gravetat.

L'explicació de la gravetat
En la teoria general del 25 de novembre de 1915, el físic va plantejar que la gravetat viatja exactament a la velocitat de la llum. A més, va establir que la gravetat està íntimament unida a l'espai i temps,  quedant unificats en el conjunt espai-temps.
D'aquesta manera, el Sol corba l'espai-temps i atrau els planetes que giren al seu voltant; i el temps també es corba en presència de massa (gravetat): El rellotge del sòl va més a poc a poc que el rellotge a gran altura.

La utilitat en la vida quotidiana
Els mòbils i els GPS. Els satèl·lits gràcies als quals sabem on som amb rellotges atòmics. Aquests, en estar en menor gravetat, van més ràpid que els de la superfície. Així que, fent cas a Einstein, cal corregir aquest desfasament.


Font: Ramon Gallart