Un paseo por la vida y la obra de Albert Einstein

Un paseo por la
vida y la obra de
Albert Einstein
Luis Navarro Veguillas
[ [email protected] ]
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Einstein nos dejó:
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„
Teorías esenciales para la física del siglo XX.
Una filosofía, se dice
Una vida comprometida en diferentes aspectos.
Una peculiar forma de entender la relación
ciencia-religión.
Un pensamiento rico en distintas facetas:
▪ políticas
▪ religiosas
▪ artísticas
Una colección inmensa de dichos, anécdotas,
opiniones, etc.
EN RESUMEN: nos ha legado toda una mitología,
sin parangón en la historia de la ciencia.
2
Está entre nosotros…
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4
Un mito que no decae
Time Magazine
31 de diciembre, 1999
5
Las circunstancias de la elección
„
Einstein: fue elegido, por votación, como el personaje que más
contribuyó a “los grandes y profundos cambios ocurridos en el
mundo durante este siglo”.
„
Segundo y tercer lugar:
- Roosevelt: “por representar el triunfo de la libertad y la
democracia sobre el fascismo y el comunismo”.
- Gandhi: “por su campaña a favor de los derechos humanos y
civiles”.
„
Decisivo: Einstein fue valorado también en estos dos
aspectos, mientras que Roosevelt y Gandhi lo fueron, en
relación con el cambio científico y tecnológico en el siglo XX.
6
2005: Año Mundial de la Física
„
„
„
Adoptado por la UNESCO
(noviembre, 2003), a propuesta de distintas sociedades
científicas internacionales
Objetivo: la promoción del
conocimiento de la física, de su
enseñanza y del papel de la
física en la cultura.
En conmemoración del
centenario del Annus Mirabilis
de Einstein (1905).
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La doble acepción (RAE, mito):
• Persona o cosa rodeada de extraordinaria estima.
• Persona o cosa a las que se atribuyen cualidades o
excelencias que no tienen, o bien una realidad de la que
carecen.
Pretensión: desdoblar el mito a través de
• Un paseo por su vida; no una cronología.
• Una mínima, pero imprescindible, referencia a sus principales
aportaciones a la física del siglo XX.
• Algunos episodios, no tan conocidos, de la mitología einsteiniana.
No como tres capítulos diferenciados, sino
dentro de una versión integradora.
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Einstein, a los
tres años (1882)
Es su fotografía más
antigua que se
conserva.
9
Einstein a los
catorce años con su
hermana Maja
Dos años más joven,
ella siempre fue su gran
confidente de por vida
10
Estudiante en la escuela cantonal de
Aarau, Suiza, curso 1895-1896
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Calificaciones de
Einstein al acabar
la enseñanza
secundaria
(sobre 6 puntos)
En Aarau,
Canton de Aargau, Suiza,
octubre, 1896
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Ejercicio de
redacción
francesa
Aargau, 1896
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Casi treinta años después:
una traducción al alemán (Bose, 1924)
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Einstein a su novia Mileva Maric, tras el
nacimiento de su hija común Lieserl
[ 4 de febrero, 1902 ]
“Mi queridísima amada:
… ahora verás que tienes
exactamente la Lieserl que
deseabas. ¿Se encuentra
bien y llora como es debido?
¿Como quién tiene los ojos?
¿A quién se parece más?
¿Quién la da la leche? ¿Tiene
ganas de comer? Debe ser
completamente calva y la
quiero tanto aún sin conocerla
todavía…”
15
La “Academia Olympia”, 1903
(Junto a Konrad Habicht y Maurice Solovine)
EINSTEIN:
“Pasamos una época
maravillosa por aquellos
días de Berna en nuestra
alegre 'Academia’, que
era menos infantil que
aquellas tan respetables
que más tarde llegué a
conocer bien.”
16
Einstein en la Oficina Suiza de Patentes,
[ Berna, 1905 ]
“Una profesión práctica es
una salvación para un
hombre como yo;
una carrera académica
obliga a un joven a ser
productivo científicamente,
y sólo grandes
temperamentos pueden
resistir la tentación de caer
en el análisis superficial.”
17
“Annus mirabilis”
(1905)
Cuatro artículos en
Annalen der Physik, sobre
tres temas distintos.
Modificaron radicalmente
la imagen del mundo físico
hasta entonces vigente:
18
Física cuántica:
- La energía entre la luz (radiación elctromagnética) y la
materia sólo se puede intercambiar en múltiplos de una unidad
elemental (el quantum de radiación hν).
- Aplicación: efecto fotoeléctrico, entre otras.
„
Física estadística:
- Suponiendo que existen las moléculas, se debe detectar un
movimiento en zig-zag de partículas suspendidas en líquidos.
- Aplicación: explicación del movimiento browniano.
„
Teoría de la relatividad (especial):
-Una nueva concepción de la relación espacio-tiempo según la
cual ambos están indisolublemente relacionados.
- Aplicación: inicialmente pocas y de escasa entidad.
19
Eduard, Mileva, y Hans, 1914.
El matrimonio se
deterioró pronto.
„
Pocas semanas
después de llegar a
Berlín, Mileva volvió a
Zurich con los hijos.
„
Einstein volvió a ver
a Eduard y a Mileva
sólo en contadas
ocasiones.
„
20
La teoría de la relatividad general
(1915-1916)
„
Una teoría de la gravitación basada en una nueva
concepción de la relación espacio-tiempo-energía.
„
Era una alternativa a la teoría de la gravitación de de Newton
(ley de gravitación universal y demás), pues hacían
predicciones teóricas distintas para fenómenos por entonces
medibles.
„
Tras las medidas efectuadas sobre la curvatura de un rayo
de luz al atravesar el campo de gravedad del Sol (eclipse de
Sol de 1919), la nueva teoría se impone con rotundidad.
21
Albert Einstein se convierte en mito
REVOLUTION IN SCIENCE
New Theory of the Universe
Newtonian Ideas Overthrown
[The London Times, November 7, 1919]
Y después diría [The New York Times, 12 marzo, 1944]:
- “¿Cómo puede ser que nadie me entienda y todo el mundo me
admire?”
- “He llegado a ser como el rey Midas, sólo que conmigo las
cosas no se transforman en oro, sino en un circo.”
22
Albert y Elsa Einstein.
Primer viaje a EE UU, 1921
Ya casado con
Elsa,
Einstein declaró:
“Estoy contento de
que mi esposa no
sepa nada de ciencia.
Mi primera mujer sí
sabía.”
23
Einstein, según su propia opinión,
nunca fue “un hombre de familia”
24
Primera visita a EE UU (1921),
colaborando en la obtención de fondos para la
Universidad Hebrea de Jerusalén
“Me sentí
como una
prima donna”
25
Premio Nobel de
Física, de 1921
“Por sus servicios a la física
teórica y especialmente por su
descubrimiento de la ley del
efecto fotoeléctrico”.
26
Einstein en
Barcelona,
febrero, 1923
Edificio del Reloj,
Escuela Industrial.
27
Recibido por Alfonso XIII, en Madrid
28
La última creación de Einstein: teoría
cuántica de los gases ideales (1924-1925)
„
„
„
„
El problema: la física de los gases ideales
(PV=nRT y otras propiedades) no funcionaba a bajas T.
La solución: una nueva teoría. La clásica resulta ser tan
sólo una buena aproximación, en circunstancias normales.
El procedimiento: distribuir moléculas en estados como se
distribuirían monedas de un euro entre personas.
(Lo tradicional: distribuirlas como entradas numeradas ...)
Lenguaje técnico: las partículas pasan de ser objetos
distinguibles a indistinguibles.
SORPRESA:
La mecánica estadística cuántica (de Bose-Einstein) es
¡anterior al nacimiento de la mecánica cuántica!
29
Albert Einstein con Charles Chaplin
En el estreno mundial de la
película de
Chaplin City Lights,
en Los Angeles.
30 de enero, 1931
30
Albert y Elsa Einstein (1933)
Con miembros
de la tribu Hopi,
en el
Gran Cañon del
Colorado
31
Einstein se instaló en EE UU en 1933:
ya nunca volvió a Europa
Los nazis, ya con Hitler en
el poder, registraron su
residencia de Berlín, en
busca de pruebas
(armas, propaganda)
incriminatorias.
32
Carta de Einstein al presidente Roosevelt,
2 de agosto, 1939
33
Señor:
Trabajos recientes de E. Fermi y L. Szilard... me hacen esperar que
el elemento uranio pueda convertirse en una nueva e importante fuente de
energía en el futuro inmediato... Creo que es mi deber llamar su atención
sobre los siguientes hechos y recomendaciones:
En el curso de los últimos cuatro meses se ha hecho probable...
que pueda ser posible originar una reacción nuclear en cadena en una gran
masa de uranio, por la cual se generarían enormes cantidades de
energía... Ahora parece casi seguro que esto podría conseguirse en el
inmediato futuro.
Este nuevo fenómeno conduciría también a la fabricación de
bombas y es concebible –aunque mucho menos seguro– que se pudiera
construir así una nueva clase de bombas extremadamente poderosas. Una
sola bomba de este tipo, transportada por barco y hecha explotar en un
puerto, podría muy bien destruir completamente el puerto y parte del
territorio adyacente...
Los Estados Unidos sólo tienen muy pobres yacimientos de uranio
en cantidades moderadas...
34
Sería deseable tener algún contacto permanente entre la
Administración y el grupo de físicos que trabajan en América sobre
reacciones en cadena. Una forma posible de conseguirlo sería que usted
encargara esta tarea a una persona que goce de su confianza y que
acaso pudiera actuar de forma no oficial.
Su misión podría consistir en lo que sigue:
a) ... presentar propuestas de acción del Gobierno, prestando
atención especial al problema de asegurar el suministro de uranio para
los Estados Unidos.
b) acelerar el trabajo experimental, que actualmente se desarrolla
dentro de los límites de los presupuestos de los laboratorios
universitarios, proporcionando recursos económicos...
Alemania ha suspendido en la actualidad la venta de uranio... Que
haya adoptado tan pronto tal decisión tal vez pueda entenderse sobre la
base de que hijo del Subsecretario de Estado alemán, von Weizsäcker,
está asociado al Instituto Kaiser-Wilhelm de Berlín donde ahora se están
reproduciendo algunos de los trabajos americanos sobre el uranio.
35
Ceremonia de adquisición de la
nacionalidad estadounidense
Junto a Helen Dukas
(su secretaria) y Margot
(hija de Elsa Einstein)
Trenton, New Jersey,
1 Octubre 1940
36
Con Helen Dukas,
secretaria y albacea.
Y con Chico
Princeton, 1940’s
37
Einstein murió
el 18 de abril, de 1955
Última foto 13, marzo
Así quedó su despacho
38
Ciertos malentendidos sobre el
desconocido Einstein
„
Einstein es el padre de la bomba atómica.
„
Einstein se acomodó a la democracia norteamericana y
no tuvo mayores problemas tras su instalación en E UU.
„
Einstein fue un extraordinario físico teórico, ajeno a los
experimentos.
„
Einstein nunca creyó en la moderna física cuántica, que
es la actual teoría vigente sobre el mundo atómico.
„
Según la teoría de la relatividad todo es relativo.
39
Einstein ¿padre de la bomba atómica?
Ciertamente escribió la carta que hemos reproducido
al presidente Roosevelt. Pero:
• Parece que “tan sólo” añadió su nombre.
• Es el descubridor de E=mc2, pero son dos cosas
distintas ¿no? (¿Es Galileo el “padre de la artillería”?).
La cosa es más complicada, pues Einstein no sólo
lamentó sinceramente el empleo de la bomba atómica
sino que se luego se entregó ampliamente a buscar
medios para evitar su proliferación en el futuro.
Recomendación: afirmaciones de tal calibre
merecen contrastarse a la luz de las modernas
fuentes historiográficas (abundantes y asequibles).
40
A favor de un gobierno mundial:
Nunca satisfecho con el título de “padre de la bomba atómica”,
Einstein vivía obsesionado por el temor a que ese arma volviera a
ser usada en el futuro.
En 1950, tras el desarrollo de
la bomba de hidrógeno,
Einstein habló en la NBC (TV)
acerca de su idea sobre cómo
vivir en paz en un mundo
nuclear:
propugnaba un único gobierno
mundial, constituido por los
EE UU, la URSS y Gran
Bretaña, que controlaría el
conocimiento sobre la
construcción de bombas
atómicas.
41
Einstein siempre estuvo involucrado en
actividades sospechosas para los políticos.
„
Recién comenzada la Primera Guerra Mundial (1914),
Einstein firmó el “Manifiesto a los europeos” −como reacción
al “Manifiesto de los 93”−, contra los excesos militaristas
alemanes y preconizando la unión entre los que “estimen
verdaderamente la cultura europea”.
Consecuencia: primeros problemas.
„
Desde 1920 tuvo que soportar crecientes muestras de
hostilidad, tanto hacia su persona como hacia su ciencia,
por parte de antisemitas alemanes
(varios científicos incluidos).
„
Aunque en EE UU (desde 1933) las cosas mejoraron,
el FBI estaba atento... Veamos una muestra:
42
Ficheros del FBI
43
44
Carta de Einstein a Max Planck,
tras dimitir de la
Academia Prusiana de Ciencias (1933)
“En todos estos años no he hecho más que realzar el
prestigio alemán y nunca me permití reacción alguna
ante los ataques sistemáticos de la prensa de derechas
hacia mi persona, especialmente en estos últimos años,
en los que nadie se ha tomado la molestia de levantar
un dedo por mí. Ahora, sin embargo, la guerra de
aniquilación contra mis compañeros judíos me impulsa a
emplear, en su ayuda, cualquier influencia que pueda yo
tener ante los ojos del mundo”.
45
Einstein, ¿un físico teórico alejado de la
física experimental?
„
Dejando aparte sus antecedentes juveniles, además de
trabajar siete años en la Oficina de Patentes de Berna,
registró cerca de 50 patentes, en 6 paises distintos.
„
He aquí algunos ejemplos, distantes en el tiempo:
- 1908: voltímetro de gran sensibilidad para la época.
- 1930: bomba de refrigeración silenciosa. Se diseñó para
frigoríficos (AEG). Hoy se utiliza en algunos
reactores nucleares.
- 1936: dispositivo fotoeléctrico para regular
automáticamente el tiempo de exposición de una
cámara fotográfica.
46
Refrigerador Einstein-Szilard, 1930
47
Einstein y la física cuántica
„
Calificó de revolucionaria su aportación a la teoría
cuántica y no lo hizo al referirse a la relatividad.
„
Los quanta –que en 1905 permitieron a Einstein explicar
el efecto fotoeléctrico, por lo que se le concedió el Premio
Nobel de 1921– alcanzaron su mayoría de edad en 1916
al convertirse en fotones (partículas de luz). El moderno
láser encuentra su fundamento teórico en estas ideas
cuánticas de Einstein.
„
Nunca quedó convencido de que se hubiera llegado a
desvelar el misterio último, ni siquiera tras la formulación
de la mecánica cuántica (1925-1926), que pasa por ser la
teoría vigente para describir el mundo de los átomos.
„
La pregunta ingenua ¿Por qué?
48
Carta de Einstein a Hedwig y Max Born, 29 abril, 1924:
“Me resulta intolerable la idea de que un electrón
expuesto a la radiación pueda escoger a su antojo el
momento y la dirección del salto. Si así resultara,
finalmente preferiría haber sido zapatero remendón, o
incluso empleado de un casino, antes que físico.”
• Einstein no rechazó la mecánica cuántica, sino el que se
tratara de la solución definitiva: el indeterminismo que
incorpora (al no pasar de predecir el comportamiento
estadístico de los átomos) la hacía aparecer, a los ojos de
Einstein, como una teoría incompleta y provisional.
• Einstein pensaba que el comportamiento de la Naturaleza
era predecible con certeza –“Dios no juega a los dados”–
si se descubrían las leyes adecuadas.
49
Más sobre Einstein y la teoría cuántica
• Einstein a Schrödinger, mayo 1928:
“La tranquilizante filosofía –¿o religión?– de
Heisenberg-Bohr está tan finamente construida que,
por ahora, proporciona una cómoda almohada para el
verdadero creyente, de la cual no puede ser separado
fácilmente. Así que dejémosle yacer allí...”
• Einstein a M. Besso, diciembre, 1951:
“Un total de cincuenta años de especulación
consciente no me ha acercado a la respuesta a la
cuestión: ¿qué son los quanta de luz? Es cierto que
hoy día cualquier pillo [Lump] cree saber la respuesta,
pero se equivoca.”
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Más mitología:
¿todo es relativo?
„
Ciertamente, en relatividad −¡como también ocurre en
física clásica!− hay algunas magnitudes que son relativas
al observador. P. ej.: la longitud de un objeto, la velocidad
de un móvil o la duración de un acontecimiento.
„
De ello a la generalización hay un abismo.
„
Precisamente sus dos únicos postulados no lo son:
- Carácter absoluto de las leyes de la física: no dependen
del observador (Principio de relatividad).
- Valor absoluto de la velocidad de la luz: no depende de
la velocidad del foco emisor.
„
Nombre inicial de la teoría: ¡Invariantentheorie!
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La inevitable lengua
Einstein muestra la lengua el
día que cumplía setenta y dos
años (14, marzo, 1951).
Fue su irónica respuesta a la petición
de unos fotógrafos para que adoptara
una “pose de cumpleaños”.
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