Cent anys de Relativitat General

Aquest mes de novembre de 2015 es compleixen cent anys de la publicació de les equacions de la Relativitat General, la teoria que Albert Einstein va desenvolupar per descriure la gravetat. Igual que la teoria de la gravitació de Newton, la Relativitat General permet d'explicar com cauen les pomes dels arbres o com es mou la Lluna al voltant de la Terra. No obstant això, la Relativitat General va molt més enllà i en els últims cent anys ha permès que la nostra comprensió de l'Univers canvie radicalment.

 

La teoria va arribar amb diverses prediccions importants que es van verificar ràpidament. D'una banda, va aconseguir justificar amb elegància certes anomalies observades en l'òrbita de Mercuri. Per una altra, predeia que la llum hauria de sentir els efectes de la gravetat, de manera que els raigs procedents d'estrelles llunyanes s'haurien corbar en passar per les proximitats del Sol. La verificació observacional d'aquests fets va convertir ràpidament a Einstein en una figura coneguda tant en l'àmbit científic com fora d'ell.

 

No obstant això, la Relativitat General portava implicacions de molt més calat. En interpretar la gravitació com un fenomen geomètric s'obre la possibilitat de descriure l'estructura i evolució de l'Univers com un tot, a través d'entitats matemàticament ben definides. Explotant aquesta idea, l'observació minuciosa de la distribució de galàxies a grans escales i de la radiació electromagnètica que ens envolta ens ha permès de comprendre que el nostre univers va tenir un origen violent, el Big Bang, que esdevingué fa uns 13.800 milions d'anys. A més, la teoria ens ajuda a entendre com es varen formar les estrelles, les galàxies i totes les estructures que veiem en el cosmos, i no només això: per tal de ser coherent amb les observacions la Relativitat General exigeix ​​que l'univers estiga ple d'unes formes de matèria i energia la naturalesa de les quals ens és desconeguda en l'actualitat. Les anomenem, a l'espera d'aprendre més sobre elles, matèria fosca i energia fosca. Aquesta predicció impulsa tot un seguit de nous i complexos experiments que pretenen d'investigar des de diversos fronts el caràcter d'aquestes noves formes de matèria i energia. L'IFIC participa activament en aquestes recerques, per exemple a través dels experiments que busquen les esquives partícules que formen la matèria fosca.

 

L'existència de forats negres és una altra de les prediccions de major impacte de la Relativitat General. Encara que fins a la dècada de 1960 aquestes solucions de la teoria no van ser preses molt seriosament, el descobriment d'objectes compactes com les estrelles de neutrons va obligar a reconsiderar la seua realitat física i avui dia és inevitable admetre la seva presència a les regions centrals de moltes galàxies i com a companys d'algunes estrelles, formant sistemes binaris. D'altra banda, les implicacions de l'existència de forats negres per a la teoria quàntica són tan desconcertants que han impulsat el desenvolupament de teories quàntiques de la gravetat, com la teoria de cordes o la gravetat quàntica de llaços. Totes elles fan servir la física dels forats negres com a banc de proves per a verificar la seua consistència. Potser la detecció de les elusives ones gravitatòries, úniques portadores d'algunes informacions essencials sobre l'univers primitiu i sobre els seus fenòmens més violents, òbriga noves finestres al cosmos que ens permeten d'aclarir algunes de les incògnites a les que ens enfrontem.

 

Gran part de la física més brillant del segle XXI sorgeix i s'alimenta de la flama encesa per la mà d'Einstein fa exactament cent anys. Encara que la teoria s'enfronta a grans reptes gràcies a les millores tècniques i experimentals de les últimes dècades, segueix mantenint-se ferma i vàlida com el primer dia. La Relativitat General, com poques d'altres teories físiques, prova que la intuïció seguida d'un treball minuciós pot donar lloc a revolucions amb ressonàncies que es poden seguir escoltant un segle després.

 

Els articles originals d'Einstein es poden consultar online en la seua versió original i traduïts a l'anglès en la pàgina del projecte The Collected Papers of Albert Einstein:

"The Field Equations of Gravitation", A. Einstein. Preussische Akademie der Wissenschaften, Sitzungsberichte,1915 (2. Teil), 844–847

"Explanation of the Perihelion Motion of Mercury from the General Theory of Relativity", A. Einstein. Preussische Akademie der Wissenschaften, Sitzungsberichte,1915 (2. Teil), 831–839