Marcos Winocur: Einstein y la cuarta dimensión

El próximo 14 de marzo se ha cumplido un nuevo aniversario del nacimiento de una figura emblemática del siglo XX: Albert Einstein. Nuestro homenaje consistirá en un par de comentarios sobre su aporte revolucionario en física (y en astrofísica), que es decir en la manera universal de aprehender la realidad circundante.

Y bien, estamos instalados en nuestra casa mayor, la Tierra. Empezó a resultarnos estrecha y de un brinco nos posamos en la Luna (en Marte y otros puntos, con sondas espaciales). Pero los límites del sistema solar tampoco nos retienen, han sido franqueados, allá va una mensajera de los terrícolas dirigida "a quien corresponda" en los espacios estelares. Es la hora en que ciencia y ciencia ficción se dan con inquietudes paralelas. Me refiero a finales del siglo XIX, cuando dos creadores, Ziolkovski y HG Wells, coinciden hasta en el año de dar a conocer sus ideas, 1895. A uno se le considera el padre de la astronáutica; al otro, el padre de la ciencia ficción. Uno en Rusia, el otro en Inglaterra, los extremos del continente europeo se dan la mano en la convicción de que nuevas geografías estelares se nos suman.

Y con ellas nuestros pasado y futuro se horizontalizan en la esperanza de contactar a los ET. Como dijera Ziolkovski: "todas las fases del desarrollo de los seres vivos pueden hallarse en otros planetas. Qué fue de la humanidad y qué será de ella (...)". Asomarnos al pasado y al futuro sin dejar el presente, significa tomar "La máquina del tiempo", título de la novela de HG Wells. De ella extraigo abreviado un fragmento del diálogo entre dos personajes, Filby, y El Explorador del Tiempo. Éste dice:

"-Ustedes saben que una recta no tiene existencia real. Es igual respecto del plano geométrico. Son abstracciones. También el cubo. Dotado de largo, ancho y espesor ¿puede tener existencia real?"
Filby contesta afirmativamente y El Explorador refuta:

"-¿Puede existir un cubo 'instantáneo'? No, sólo tiene existencia real cuando dura un cierto lapso. Así, todo cuerpo debe extenderse en largo, ancho, espesor... y duración. Pues en realidad hay cuatro dimensiones: las tres del espacio y el tiempo."

Dejando de lado imperfecciones en el lenguaje, comprensibles en una novela, nos damos con que diez años antes de que Albert Einstein diera a conocer su relatividad restringida, la narrativa acogía novísimos conceptos científicos, para concluir: si se va y se viene en las tres dimensiones del espacio, y la cuarta, el tiempo, se asimila a éstas ¿por qué no viajar a través del tiempo? Como argumento de novela es más que suficiente, y desde entonces a nuestros días ha sido generosamente empleado por los Michael Fox, antes de ser afectado por el mal de Parkinson, y Terminator, antes de ser afectado por el mal de la política.

¿Cuál es el punto de vista de la ciencia? Einstein y su colaborador Leopold Infeld escribieron un libro titulado "La Física, aventura del pensamiento". Allí se dice: "Para describir los sucesos de la naturaleza debemos emplear cuatro números. Tres para cada una de las tres dimensiones del espacio, quedando así determinada la posición del suceso. El instante en que se produce es el cuarto número."

Instante en que se produce, durabilidad, en fin, el tiempo: hijo del movimiento, da la medida de éste según el antes y el después, así lo señaló Aristóteles. El objeto deja de concebirse inmóvil. Todo objeto es suceso (de la naturaleza, aclaran Einstein e Infeld). Ya Galileo en el siglo XVII había concluido que se trata de movimiento uniforme, es decir, sin cambios en la velocidad, y en dirección rectilínea. Hacia ese tipo de movimiento tienden todos los objetos como empujados por sí mismos, tan pronto entran en existencia y reciben un impulso. Es la inercia, a la cual Newton le dio rango de principio: los cuerpos tienden a perpetuar el estado en que se encuentran, sea de reposo o bien el impuso recibido en movimiento uniforme y rectilíneo. Ahora bien, si sobre ellos actúan otras fuerzas desde el exterior, rumbo y velocidad se alteran, lo cual ocurre en la realidad enmascarando la inercia, lo cual esta vez hizo equivocar a Aristóteles. Si se tratara de un cuerpo único en el vacío, la realidad reflejaría la inercia. Pero son tantos y tan cambiantes los móviles cruzados, que entre sí neutralizan sus tendencias originarias y arrojan un resultado que Newton no vaciló en llamar la fuerza de gravedad.

Así, para él hay dos fuerzas universales actuantes: la inercia y la gravedad. Einstein, admirador de Newton y sin quitar o poner una coma a sus leyes del movimiento, se levanta a contradecirlo: ¡inercia y gravedad son una y misma cosa! La inercia, frustrada como tal, deviene gravedad. Además, afirma Einstein, nada prueba que sea una fuerza pues ¿cómo se transmite?

Veamos.

Una manzana cae, un planeta gira en torno a una estrella. ¿Tienen algo que ver entre sí estos dos sucesos, uno doméstico, el otro sideral? Ambos responden a la fuerza de gravedad, fue la respuesta de Newton. La manzana es atraída hacia el centro de la Tierra, y al fenómeno lo llamamos peso. El planeta gira en torno de la estrella resistiendo caer hacia su centro pues la relación entre ambas masas y el impulso que recibiera colocándolo en órbita, permite de momento un compromiso. Nada de eso ocurre con la manzana, cuya debilísima resistencia frente a la Tierra hará que ésta se la coma. El hecho es que ambas manifestaciones son de un mismo fenómeno.

Hasta aquí todo va bien para Newton. Pero una segunda pregunta lo espera, la enunciada líneas atrás. ¿Cómo se transmite la fuerza de gravedad? Y su respuesta: por la acción a distancia. Es decir, el sabio inglés da una descripción de tipo místico y no explicaciones. Aun introduciendo el concepto del éter como soporte universal, la situación no se salva. Pero estamos con Newton en los siglos XVII y XVIII y la bancarrota del éter debe esperar los experimentos sobre la luz de finales del XIX.

Einstein dará una respuesta sorprendente, ya en el siglo XX. Nada de acción a distancia, nada de éter, sino curvatura del espacio-tiempo. Que ambos conceptos se unifiquen, es natural luego de la reunión de las cuatro dimensiones. Que el espacio-tiempo se curve... Pues bien, sólo se trata de contradecir la inercia ya no con una fuerza, sino con carreteras con un grado de curvatura dependiente de las masas. Ése, según Einstein, es el efecto gravitatorio o, por lo menos, la descripción del fenómeno. Tanto vale optar por la acción a distancia de una fuerza como por la curvatura del espaciotiempo en un universo donde la trayectoria rectilínea está prohibida. Newton, Einstein, algo vamos comprendiendo del universo. No su porqué, desde luego, pero sí su cómo, sus mecanismos que llamamos leyes.