Einstein descubrió la energía oscura, según un historiador de la ciencia

Artículo publicado el 3 de diciembre de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Einstein debatió el fenómeno que los físicos actuales llaman energía oscura en una correspondencia con Schrodinger, según revela un físico e historiador de la ciencia.

La teoría general de la relatividad de Einstein es uno de los mayores logros de la ciencia del siglo XX. Decribe la gravedad como una propiedad geométrica del tejido del espacio-tiempo.

Actualmente, esta idea es una de las piedras angulares de la física moderna, pero también tuvo problemas en su nacimiento. Un punto de particular controversia es un término en las ecuaciones de Einstein, conocido como constante cosmológica. Esta constante es un tipo de presión que influye en la tasa de expansión del universo.

einstein

Albert Einstein


Las ecuaciones originales de Einstein no tenían esta constante. Estas ecuaciones predecían que el universo se contraería si la gravedad fuese demasiado fuerte, o se expandiría si fuese muy débil.

Pero Einstein pensaba que el universo era estático, por lo que añadió un término que proporcionaría un tipo de presión que contrarrestaría la fuerza de la gravedad.

Unos años más tarde, George Lemaitre y Edwin Hubble descubrieron que el universo estaba, en efecto, expandiéndose. Esto provocó que Einstein eliminase la constante. Posteriormente llamaría a esta incapacidad de predecir la expansión del universo a partir de sus ecuaciones originales, el mayor error de su vida.

Todo esto es conocido como la parte de la famosa historia de la relatividad general.

Pero hoy, Alex Harvey de la Universidad de Nueva York, en Nueva York, añade un interesante giro a la historia. Harvey ha desenterrado y reinterpretado una nota de Erwin Schrodinger sobre la adición de Einstein de la constante, y también estudió la respuesta de Einstein.

La correspondencia tuvo lugar entre 1918 y 1921, poco después de que Einstein publicase sus ideas por primera vez. El propósito de la nota de Schrodinger es debatir las propiedades de la nueva constante que añadió Einstein y qué forma debía tomar.

La respuesta de Einstein es corta y directa. Señala que el enfoque de Schrodinger permite que la constante sea fija o variable. Pasa a decir que esto lleva a “una densidad negativa no observable en el espacio interestelar” y a la cuestión de cómo podría variar a lo largo del espacio-tiempo.

Harvey dice que esto es destacable debido a que Einstein está describiendo el problema central al que se enfrentan los cosmólogos en la búsqueda de la energía oscura.

Para ser justos, Einstein desecha de plano la idea. La descarta diciendo: “El curso tomado por Herr Schrodinger no me parece posible debido a que cae demasiado profundamente en un bosque de hipótesis”.

Es interesante debido a que este es exactamente el dolor de cabeza que sufren los cosmólogos modernos al formular una estructura para la energía oscura actual. “A finales de la década de 1990, las preocupaciones de Einstein sobre “un bosque de hipótesis”, se hizo real”, dice Harvey.

Es decir, cuando los astrónomos descubrieron que el universo no solo se estaba expandiendo, sino que la expansión era acelerada.

Desde un punto de vista teórico, la constante cosmológica debería explicar esto, pero nadie sabe qué forma debe tomar. Hoy, el problema es cómo extraer esta forma a partir del bosque de hipótesis de Einstein.

Nadie sabe si este debate entre Einstein y Schrodinger prosiguió. Harvey dice que no tiene noticia de más correspondencia sobre el tema.

De hecho, Schrodinger no parece haber considerado de nuevo la constante. Pero, por supuesto, Einstein sí lo hizo, y cambió completamente de idea, condenando finalmente la constante.

Esta es la razón principal por la que la visión de Harvey es una importante y fascinante nota al pie en la historia de la constante cosmológica.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1211.6338: How Einstein Discovered Dark Energy

Fecha Original: 3 de diciembre de 2012
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Comments (5)

  1. Verdaderamente, Harvey, pudiera estar en el buen camino y, esa “materia oscura” que tan afanosos buscan los comólogos, pudiera ser la Constante Cosmológica de Einstein que, si la desechó, fue precisamente porque, en su tiempo, se desconocían muchos hechos que más tarde se descubrieron.

    Siempre he creído que, lo que se le imputaba a la “materia oscura”, la autoría de esa fuerza misteriosa, tendría que estar en otro lugar, y, la constante cosmológica de Einstein me parece el lugar perfecto para cerrar, con brillantez, la T.R.G.

    Lástima que no siguieran intercambiando ideas Einstein y Schrödinger, dos mentes privilegiadas de las que, de seguir ese camino, podrían haber salido las respuestas que ahora, nosotros, anhelantes biscamos.

    Este paso de Einstein -del que luego se arrepintió- completó un movimiento espectacular en la concepción física de la Naturaleza que ha sido injustamente olvidado y, a mi parecer, se ha profundizado poco en la idea. Los pensamientos de Einstein Están marcados por una evolución que se aleja continuamente de cualquier visión privilegiada del mundo, sea una visión humana, basada en la Tierra, o una visión basada en patrones humanos, la naturaleza tiene sus propios patrones en los que él creía y tomaba como guía.

    Es cierto que cuando Hubble hizo la misma propuesta que hoy conocemos como Constante de Hubble, el poco conocido trabajo de Lamaítre pasó muy desapercibido y ello, le obligó a darlo a conocer para que, al menos, se le diera el mérito a que era acreedor por justicia. Lamaítre consideró que el universo estaba en expansión exponencial con un pasado infinito, donde su tamaño, era casi constante en un primer momento, para luego crecer rápidamente.

    Todo aquello resultó nuevo para Einstein que, a la vista de tal descubrimiento, desechó, la Constante Cosmológica que, según creo, tiene mucho que decir.

    Cuando surgen noticias como esta, me imagino en un largo viaje en el tiempo hacia el pasado, todo lo que allí, en aquellas civilizaciones de pensaba acerca del Cosmos, las leyendas que se contaban para explicar los sucesos y con detalles, narrar lo que era el “mundo-universo” que ellos, en su ya inmensa imaginación, dibujaban de una forma muy similar a la nuestra, en sus mentes y, salvando las distancias,no eran tan distintas, toda vez que, en lo esencial, muchas son las coincidencias de ayer y hoy. ¿Quiere eso decir que hemos adelantado muy poco? Todo lo contrario, hemos adelantado muchísimo para poder comprobar que, muchos de aquellos postulados de hace miles de años, eran ciertos y apuntaban en la correcta dirección. De la misma manera, ¿quién nos puede negar que, “la visión de Harvey” sobre la constante cosmólógica de Einstein, no sea la que venga a resolver el problema de la dichosa e invisible “materia oscura”?

    Creo que, a pesar de sus casi 100 años de vida, la R.G. de Einstein, tiene mucho que decir…aún. No sabemos, a ciencia cierta, lo que es la gravedad, esda fuerza misteriosa que mantiene unidos los planetas en los Sistemas solares y nuestros pies, al suelo del planeta que habitamos.

    Necesitamo, como diría Tom Wood, nuevos paradigmas, aunque esta vez, vengan de paradigmas viejos.

    • JD

      Estimado Emilio: Creo que está diciendo matería oscura cuando en realidad quiere decir energía oscura. Son dos cosas diferentes. Por lo demás, hay que advertir que la constante cosmológica es una incorporación que hace Einstein en las ecuaciones de la TRG para contrarrestar el colapso que un universo estático por sí mismo no podría evitar. Es decir, la constante cosmológica, lo mismo que la energía oscura, se incorpora para que las cuentas cierren bien; pero por distintas (si bien similares) razones. No hay verddaero mérito en ello, está más cerca de ser el trabajo de un contador que realiza un balance.
      Me parece un error el pretender darle a Einstein mayores méritos que los que realmente le caben (por otra parte, no lo necesita).

  2. Tiene razòn JD, pero no entiendo donde la constante cosmologica con la energia oscura, no creo que se refiera a la misma cosa.

    • reneco

      Las dos cosas operacionalmente son lo mismo, la constante cosmológica es un numero que Einstein propuso en sus ecuaciones para contrarrestar el hecho de que estas daban como resultado una contracción o expansión del universo y la energía oscura es una fuerza que se postula para dar cuenta de la aparente expansión acelerada del universo, las dos tienen el mismo efecto, la constante cosmológica se puede interpretar como una fuerza que puede acelerar o frenar esta expansión.
      Nota, acepto correcciones

  3. Si, pero considero que esto se asocia por carambola, no de forma directa y muy expresa, en esos tiempos ni se tenìa la idea que hoy se tiene sobre la energìa oscura, esto tiene una connotaciòn aplicable a la paradoja de Fermi.

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