By : Eleazar Torrez TarazonaBy : Eleazar Torrez Tarazona

albert Einstein

En este artculo los invitar a recordar el trabajo de Alberte Eins-tein como fsico terico, precisamente a partir del material que lo convirtiera ms adelante en un inte- lectual destacado y reco nocido en el mundo ente-ro precisamente este ao se cumple 105 aos del surgimiento de una serie de investigaciones que a la fecha se constituyen como temas centrales de la fsica moderna.

albert Einstein

La importancia que tiene la ciencia en la vida de los seres humanos, me lleva a citar una de las frases que sealara Albert Einstein:

Algo he aprendido en mi larga vida: que toda nuestra ciencia, contrastada con la realidad, es primitiva y pueril; y, sin embargo, es lo ms valioso que tenemos

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Albert Einstein, en un momento determinado de su vida se vio ante la necesidad de laborar en un puesto alejado de su preocupacin cientfica en la oficina suiza de patentes en Bern, sta requiri la atencin cuida-dosa de Einstein, pero no desaprovech el tiempo, ya que mientras all estaba empleado (1902-09), complet un rango asombroso de publicaciones en fsica terica.

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La mayor parte de estos textos fueron escritos en su tiempo libre y sin el beneficio de cierto contacto con la literatura cientfica. Einstein, sin embargo se dio a la tarea de someter uno de sus trabajos cientficos a la Universidad de Zurich para obtener su grado doctoral en 1905. En 1908 le envi un segundo trabajo a la Universidad de Bern y lleg a ser docente exclusivo, o conferencista. El ao prximo Einstein recibi un nombramiento como profesor asociado de fsica en la Universidad de Zurich.

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Rpidamente obtuvo propuestas como profesor en la Universidad alemana de Praga y en el Politcnico de Zu-rich, ya que en 1909 Einstein fue reconocido por la Eu-ropa de habla alemana como el principal pensador cien-tfico, sin embargo tuvieron que pasar varios aos para que volverse famoso en el mundo entero...

En 1914 se coloc en uno de los puestos ms presti-giosos y de mejor paga que un fsico terico podra tener en la Europa cntrica: profesor en el Kaiser-Wilhelm Gesellschaft en Berln. Einstein qued en el cuerpo de profesor de Berln hasta 1933, de este tiempo hasta su muerte (1955) tuvo una posicin de investigacin en el Instituto para Estudios Avanzados en Princeton, N.J.

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Los Papeles de 1905:

En los primeros de tres papeles seminales publicados en 1905, Einstein examin el fenmeno descubierto por Max Planck, de que la energa electromagntica pareca ser emitida por objetos radiantes en cantidades que fueron decisivamente discretas. Las energas de estas cantidades --la llamada luz-quanta cuanto -- estaba directamente proporcional a la frecuencia de la radiacin. Esta circunstancia era confusa para muchos, porque la teora clsica del electromagnetismo, basada en las ecuaciones de Maxwell y las leyes de la termodinmica, haba asu-mido en forma hipottica que la energa electromagntica consista de ondas propagadas, de forma sencilla les dir como lo explica el Dr. Hacyan: se pensaba que la luz es una onda o vibracin en un medio hipottico: el eter.

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Einstein uso la hiptesis del quntum cuanto de Planck para describir la radiacin visible electro-magntica, o luz. Segn el punto de vista heurstico de Einstein, se puede imaginar que la luz consta de bultos paquetes discretos de radiacin. Einstein us esta interpretacin para explicar el efecto foto-elctrico, ciertamente los metales emiten electrones cuando son iluminados por la luz con una frecuen-cia dada. La teora de Einstein, y su elaboracin subsecuente, form mucho de base para lo que hoy es la Mecnica Cuntica.

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El segundo de los papeles de 1905 de Einstein propuso lo qu hoy se llama la teora especial de la relativi-dad es el cuarto articulo de ese ao. Al tiempo que Einstein supo que de acuerdo con la teora de los elec-trones de Hendrik An-toon Lorentz, la masa de un elec-trn se incrementa cuando la velocidad del electrn se acerca a la velocidad de la luz. Einstein se dio cuenta de que las ecuaciones que describen el movimiento de un electrn de hecho podran des-cribir el movimiento no acelerado de cualquier partcula o cualquier cuerpo rgido definido. Bas su nueva kinemtica cinemtica a una nueva reinter-pretacin del principio clsico de la relatividad --que las leyes de la fsica tenan que tener la misma for-ma en cualquier marco de referencia.

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Como una segunda hiptesis fundamental, Einstein asumi que la rapidez de la luz queda constante en todos los marcos de referencia. Einstein abandon la hiptesis del Eter, porque no jug ningn papel en su cinemtica o en su reinterpretacin de la teora de electrones de Lorentz. Como una consecuencia de su teora Einstein recobr el fenmeno de la dilatacin del tiempo, en que el tiempo, anlogo a la longitud y masa, es una funcin de la velocidad y de un marco de referencia. Ms tarde en 1905, Einstein elabor cmo, en una manera de ha-blar, masa y energa son equivalentes. Einstein no fue el primero proponer a todo los elementos que estn en la teora especial de relatividad; su contribucin queda en haber unificado partes importantes de mecnica clsicas y electrodinmica de Maxwell.

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Los terceros de los papeles seminales de Einstein de 1905 son los articulos 2, 3 y 6 de ese ao concerniente a la estadstica mecnica, un campo de estudio elaborado, entre otros por, Ludwig Boltzmann y Josiah Willard Gibbs. Sin premeditacin de las contribuciones de Gibbs, Einstein extendi el trabajo de Boltzmann y calcul la trayectoria media de una partcula micros-cpica por colisiones al azar con molculas en un fluido o en un gas. Einstein observ que sus clculos podran explicar el Movimiento Browniano, el aparente movimiento errtico del polen en fluidos, que haban notado el botnico britnico Robert Brown.

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El papel de Einstein provey evidencia convincen-te por la existencia fsica del tamao-tomo mol-culas, que ya haban recibido discusin muy teri-ca. Sus resultados fueron independientemente des-cubiertos por el fsico polaco Marian von Smolu-chowski y ms tarde elaborados por el fsico fran-cs Jean Perrin.

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La Teora General de la Relatividad: Despus de 1905, Einstein contino trabajando en un total de tres de las reas precedentes. Hizo contribuciones importantes a la teora del quntum cuanto, pero en au-mento busc extender la teora especial de la relatividad al fenmeno que envuelve la aceleracin. La clave a una elaboracin emergi en 1907 con el principio de equiva-lencia, en la cual la aceleracin gravitacional fue priori indistinguible de la aceleracin causada por las fuerzas mecnicas; la masa gravitacional fue por tanto idntica a la masa inercial. Einstein elev esta identidad, que est implcita en el trabajo de Isaac Newton, a un principio que intenta explicar tanto electromagnetismo como ace-leracin gravitacional segn un conjunto de leyes fsicas. En 1907 propuso que si la masa era equivalente a la energa, entonces el principio de equivalencia requera que esa masa gravitacional actuara recprocamente con la masa de la radiacin electromagntica, la cual incluye a la luz.

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Para 1911 Einstein poda hacer predicciones preli-minares acerca de cmo un rayo de luz de una estre-lla distante, pasando cerca al Sol, pareca ser atrada, con inclinacin ligera, en la direccin de la masa de la Sol. Al mismo tiem-po, luz radiada del Sol actuara recprocamente con la masa del mismo, da por resul-tado un ligero cambio hacia el fin del infrarrojo del espectro ptico del Sol. Einstein tambin supo que cualquier teora nueva de gravitacin tendra que considerarse en el movimiento del perihelio del Mer-curio planetario, esto fue en 1915.

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Sin duda, el clculo del tensor facilit mediciones de cuarta dimensin- espacio-tiempo, una nocin que Eins-tein haba obtenido de la elaboracin matemtica de Hermann Minkowski en 1907 de la teora especial de Einstein sobre relatividad. Einstein llam a su nuevo trabajo la teora general de la relatividad. Aproximadamente por 1912, Einstein empez una nue-va fase de su investigacin gravitacional, con la ayuda de su amigo matemtico Marcel Grossmann, con rela-cin a su trabajo en cuanto al clculo del tensor de Tullio Levi-Civita y Gregorio Ricci-Curbastro, sin embar-go es bueno recordar lo que sealara el Dr. Shahen en algunso de sus trabajos al respecto, l nos dice que lo fundamental es la geometra de Riemann.

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Despus de varias salidas falsas public (tarde 1915) la forma definitiva de la teora general. En dicho ma-terial las ecuaciones del campo gravitacional eran covariantes; esto es, similar a las ecuaciones de Max-well, el campo de ecuaciones tomo la misma forma en todos los marcos de equivalencia. El campo de ecuaciones covariantes le permiti observar el movi-miento del perihelio del planeta Mercurio. Esto ha permitido que la relatividad general de Einstein se haya verificado numerosas veces en los pasados 60 aos. Ing. Eleazar Torres Tarazona

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La complejidad del universo cuntico:

Resulta interesante poder desentraar lo que los fsicos de otras partes del mundo han dicho y expreado acerca de la teora de Einstein sobre todo dando relevancia a la mecnica cuntica, como por ejemplo: Luis Navarro Ve-guillas en la revista cientfica Scientific American, que nos dice: Einstein consider revolucionarias algunas de sus ideas sobre la fsica cuntica, un calificativo que no emple en ninguna otra ocasin, ni siquiera el referirse a la teora de la relatividad, osada que le hara caer en ms de una ocasin en el desencanto pleno.

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Por su parte, vemos en uno de los trabajos del fsico terico Shahen Hacyan, intitulado Del mundo cun-tico al universo en expansin, la forma como refiere a las dos teoras pilares de la fsica moderna, la relati-vidad y la mecnica cuntica, por cierto, es impor-tante resaltar que a principios de este ao el Dr. Hac-yan ha viajado desde la ciudad de Mxico hacia Pars en Francia, con motivo de la celebracin de ese cen-tenario tan especial en el cual se conmemora este momento histrico y nico:

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Para explicar las fuerzas de la naturaleza, los fsicos inventaron un nuevo concepto, el campo que result ser de enorme utilidad para describir los fenmenos fsicos. Part-culas y campos resultaron ser dos facetas inseparables de una misma realidad. Cuando se quiere estudiar la interaccin a distancia entre dos cuerpos, por ejemplo, la gravedad o la fuerza elctrica. Este ya era un problema importante de la fsica clsica. El concepto de campo se vuelve mucho ms complicado a nivel de tomos. Ah rige la fsica cuntica y la intuicin bsica con la cual hemos convivido se esfuma: Slo quedan partculas y campos cunticos.

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Ciertamente el espacio est lleno de campos gravi-tacionales, electromagnticos que vibran y sostienen fluctuaciones similares a las olas del agua. Las vibra-ciones de los campos cunticos tambin se pueden interpretar como partculas: hay que recordar que en el mundo cuntico hay una dualidad entre ondas y partculas. Por otra parte, los campos cunticos no pueden estar en absoluto reposo, siempre estn fluc-tuando y es una de las particularidades del mundo cuntico

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Heinsenberg, establece en el prin-cipio de incertidumbre que, por ejem-plo, la posicin y la velocidad de una partcula no puede medirse indepen-dientemente y que la precisin de una disminuye la de la otra. En el lmite, esto implica que si medimos con ab-soluta precisin la velocidad de una partcula, su posicin pierde realidad fsica ya que podra estar en todas partes del universo. En la prctica, la velocidad de una partcula nunca puede ser estrictamente cero.

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Corra el ao de 1917 1915 y presto el maestro Eisntein se dispona a conciliar su nueva teora de la gravedad con la de la relatividad ge-neral, asunto que no fue fcil con las limitaciones que se contaban en aque-lla poca. Bajo la premisa de que el universo debera ser est-tico, sin expandirse, tampoco contraerse, re-sultaba que las ecuacio-nes gravitacionales no cum-plan con las expectativas de dicha teora En este punto el Dr. Shahen Hacyan puntualiza lo siguiente: A menos de introducir en las ecuaciones de la teora un trmino adicional, la constante cosmolgica, que equivale fsicamente a una repulsin gravitatoria a escala csmica..

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La longitud de onda de una lnea espectral, cambia s la fuente emisora de la luz est en movimiento. Este fenmeno, conocido como efecto Doppler, ocurre tanto para una onda sonora, como para una luminosa As es cmo los astrnomos han podido determinar que el universo est en expansin Doce aos ms tarde fue Edwin Hubble, descubri que el universo distaba de ser esttico, por lo cual el propio Einstein tuvo que admitir que en busca de ade-cuar sus investigaciones el emplear el subterfugio cosmolgico, cometi una de los ms grandes disparates. Pero esto no evito que ahora se utilice el termino para hablar de la constante cosmolgica y es parte funda-mental de las teoras del siglo XXI, que desempea una funcin central en la fsica.

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El secreto de la creatividad est en dormir bien y abrir la mente a las posibilidades infinitas Qu es un hombre sin sueos? Albert Einstein

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Have a nice day!

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