"A principio del siglo XX la impresión era que el universo debe ser infinito con un
número infinito de estrellas, y debe ser eterno y debe ser inmutable.
Sin embargo hay razones físicas para decir que no pueden aceptarse esas
afirmaciones.
Si el universo tuviese un número infinito de estrellas todo el cielo estaría cubierto
de estrellas y no habría espacio obscuro entre ellas.
Lo que ocurre cuando vemos un bosque suficientemente profundo llega
el momento en que no se ve espacio entre los troncos, algo parecido tendría que
ocurrir si hubiese un número infinito de estrellas... Cualquier punto tiene un
potencial gravitatorio debido a toda la masa que le rodea; si hay una masa infinita
alrededor ese punto tiene un potencial gravitatorio infinito; y si esto es verdad
para todos los puntos no puede haber diferencia de potencial. y si no hay
diferencia de potencial no puede haber fuerza gravitatoria neta. Esto no tiene vuelta
de hoja en la física más elemental.
El universo no puede tener una masa infinita porque no habría fuerzas gravitatorias
netas. Y hay luego otra pregunta que tampoco tiene vuelta de hoja: ¿Por qué brillan
las estrellas hoy? Si el universo fuese eterno ya se habrían apagado todas. Entonces
el universo no puede ser eterno a no ser que uno postule que se crean de la nada
nuevas estrellas constantemente para compensar las que se van apagando. Estas dos
afirmaciones que por razones físicas demuestran que el universo no
puede ser eterno e inmutable y que no puede ser infinito en masa no hace falta
ser un genio para verlas. (sin embargo no se discutía esto hace cien años,
se daba por supuesto que el universo tenía que ser así). La respuesta científica
sin embargo nos vino gracias al genio de Einstein.
Einstein propuso primeramente una explicación de la gravedad en términos no
imaginables; pero lógicos:
según él la gravedad no es una fuerza con la que un cuerpo tira de otros
sino que la gravedad es una distorsión del espacio tridimensional hacia una cuarta
dimensión; y estoy también seguro de que han oído muchas veces: sí , la cuarta
dimensión es el tiempo; pues no es el tiempo. Uno no puede distorsionar el
espacio hacia pasado mañana, tiene que ser una cuarta dimensión espacial
que no podemos imaginar pero que tiene que ser perpendicular a las otras tres.
Y Einstein propuso que las órbitas de un cuerpo alrededor de otro se deben a
que esa órbita va por un espacio en el que la línea recta es imposible porque el
espacio está deformado por la presencia de masa.
Y así pudo él explicar algo que se sabía que no correspondía a las ecuaciones de
Newton. Según las ecuaciones de Newton un planeta, pongamos Mercurio
tiene que repetir su órbita indefinidamente, una elipse que es una curva cerrada
y plana. En realidad no ocurre así, y se sabía perfectamente ya que de una órbita a
otra cambiaba la orientación del eje mayor, y esto ocurre siempre que hay una órbita no
circular.
Según Einstein lo que pasa es que el espacio cerca del sol está más deformado que
lejos, y por tanto allí la curvatura de la órbita es mayor; y esto ocurre siempre que
hay una órbita no circular. y por eso avanza lo que se llama el perihelio, el punto
más cercano al sol de una órbita a la siguiente.
Esto que se había comprobado y que no se podía explicar en términos de
las leyes de Newton queda predicho y comprobado por la relatividad general de
Einstein. No sólo Mercurio sino también los demás planetas tienen este efecto.
Nos dice Einstein luego que la aceleración de la gravedad es indistinguible de
una aceleración mecánica.
Si yo voy en un ascensor que se acelera y me llega un rayo de luz a través
de un orificio en la pared veré que el rayo de luz no va a dar en frente sino
que cae con respecto al suelo del ascensor porque el ascensor está acelerándose.
Según Einstein toda aceleración tiene los mismos efectos, sea mecánica o gravitatoria,
por lo tanto la luz debe caerse en un campo gravitatorio.
Y proponiendo esto anunció que la luz de una estrella que durante un eclipse total
de sol no sería visible desde la tierra, siguiendo una trayectoria curva, llega la tierra
como si la estrella estuviese en donde no está; y esto se pudo comprobar en 1919
cuando se fotografió el cielo durante un eclipse de sol, y dos estrellas cuya posición
era bien conocida cuando el sol no estaba allí, seis meses antes,
aparecían más separadas de lo debido cuando el sol estaba en medio porque su
luz llegaba a nosotros de esa manera en que hay una trayectoria curva que nos
obliga apuntar el telescopio a donde la estrella no está. Un ejemplo magnífico
de cómo esto es verdad lo tenemos en fotos recientes en que se ve el mismo
cuásar en cuatro sitios distintos al mismo tiempo; porque su luz nos
llega por cuatro trayectorias distintas por el campo gravitatorio de una galaxia
intermedia. De modo que tenemos pruebas físicas de que el espacio se ve afectado
por la presencia de masa y en ese espacio no puede haber trayectorias rectas.
El espacio se deforma.
Aplicando esto a todo el universo Einstein nos dice que toda la masa del universo
debe causar una curvatura general que hace que le espacio tridimensional sea
finito, pero ilimitado. Finito: tiene volumen calculable, no es infinito, pero
es ilimitado en el sentido que no tiene límite, no tiene borde.
Es lo mismo que ocurre con la superficie terrestre en dos dimensiones.
La superficie terrestre sabemos perfectamente cuántos kilómetros cuadrados
tiene, pero yo puedo recorrer toda la tierra y nunca encuentro un borde
nunca encuentro un límite por lo tanto la superficie es finita pero ilimitada
y no es parte de una superficie mayor.
En una dimensión más Einstein nos dice lo mismo del espacio: es finito, pero
ilimitado y no es parte de un volumen mayor.
Todo el volumen del universo es finito.
El universo es el conjunto finito material y también finito temporalmente que es
accesible por lo menos en principio a nuestros experimentos, a nuestras
comprobaciones".
Manuel María Carreira (1931-2020)
¡Gracias, maestro, por arrojar luz de la verdad! Hace décadas yo pienso esto mismo.
No hay comentarios:
Publicar un comentario