Ahir dia 14 de Març va ser l’aniversari del científic que més a canviat la ciència en el segle XX: Albert Einstein. Per això, i fent una excepció, que no puc assegurar que no es repeteixi més cops, avui, en lloc de resoldre preguntes, intentaré explicar aquesta gran revolució que va suposar la teoria de la relativitat d’Einstein.

Cap a finals del segle XIX, els científics creien que ja tenien prou clars la majoria dels principis físics de la natura. Gracies a Maxwell es coneixien el funcionament de l’electromagnetisme i Newton havia assentat les bases de la mecànica feia força temps ajuntant tot el coneixement clàssic.

Però no tot eren flors i violes, encara hi havia preguntes que no tenien resposta i creien que només calia seguir aplicant les teories que hi havia fins a llavors per explicar-les. Una d’aquestes teories era la teoria de la relativitat de Galileu, que ens diu que la velocitat d’un cos en moviment depèn del sistema de referència des del que es mesura. Posem un exemple:

Un observador està quiet a l’andana d’una estació i veu passar un tren a 100 km/h on hi va un passatger assegut. L’observador veu el tren i el passatger a la mateixa velocitat, mentre que pel passatger la velocitat del tren és 0 km/h, i la del observador es de -100km/h, ja que es mou en la direcció oposada. Si hi ha un segon passatger que camina pel vagó de tren en el mateix sentit a 4 km/h. Aquest va a 104 km/h per a l’observador de l’andana i només a 4 km/h respecte del passatger assegut.

Així la velocitat dels objectes es relativa per a cada sistema de referència. Tot correcte. El problema el tenim amb la llum, ja que sembla que no compleix aquest principi. A principi del s.XX, Michelson i Morley varen demostrar que la teoria de la relativitat de Galileu no és aplicable en cas de la llum fent un experiment molt fàcil. Emetien un raig de llum d’una font i el feien rebotar en uns miralls de manera que es dividia en dos raigs: un que anava a favor del gir de la Terra i un en contra. Després de fer-los córrer la mateixa distància tornaven al punt inicial i mesuraven quin arribava primer. Segons Galileu, el raig que va a favor del gir terrestre hauria d’arribar abans ja que a la seva velocitat s’hi havia de sumar la de la Terra. Però la llum, capritxosa ella, arribava sempre al mateix temps. No importava com milloressin els aparells de medició o quina font de llum utilitzessin,  sempre el mateix, Galileu s’equivocava. Però en canvi, els experiments empírics fets, per exemple, als trens i les andanes li donaven la raó. Un embolic tot plegat.

Sort que al 1905 va aparèixer un físic alemany, jovenet i molt callat que va publicar el seu treball i, tot i que ho posava tot potes enlaire, donava una resposta. Tenia la teoria (que es va demostrar empíricament molt després) que la velocitat de la llum era una constant c = 300.000 km/s, independentment de la velocitat de l’emissor. Aquesta velocitat es la màxima a la que es pot moure qualsevol cosa a l’univers i per tant si a c li sumem més velocitat segueix sent c.

A més, va formular tota la matemàtica que sustentava aquesta teoria i que, al aplicar-la en cossos que es mouen molt per sota de la velocitat de la llum era, curiosament, la física Newtoniana i la relativitat de Galileu. O sigui que proposava una teoria que englobava la existent i la estenia per aquells casos que no es podien explicar fins llavors (bàsicament els que s’acostaven a la velocitat de la llum).

El problema era que conceptualment la formula de la velocitat (v=e/t) seguia sent la mateixa, per tant en aquestes velocitats properes a c el que canviaven eren temps i espai. O sigui que el que era relatiu en els sistemes de referència de la teoria de la relativitat de Einstein eren el temps i l’espai.

Tinc un molt bon exemple teòric per explicar aquest últim concepte, però és molt llarg, així que el deixarem per una entrada més endavant.

A l’hora va seguir pensant en la velocitat de la llum com a constant, i ho va aplicar a altres conceptes físics i va arribar a conclusions molt importants, com allò de E=mc2. Que demostrava que amb molt poca massa es podia obtenir una grandíssima quantitat d’energia i que va ser la base de tota la física nuclear i les seves conseqüències bones i dolentes.

En fi, per molts anys Albert. Gràcies per embolicar la troca.

Acabo amb una cita que demostra l’enrenou que va muntar: “Igual que l’home del conte que transforma en or tot el que toca, en el meu cas tot es converteix en crits i portades de diaris”

Tweet