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La teoría general de la relatividad de Einstein

Al formular la Teoría General de la Relatividad, Einstein afirmó que todas las leyes de la Naturaleza tienen que poder ser expresadas de modo que sean iguales para cualquier observador del Universo. En otras palabras, decía que las leyes deben ser “invariantes”. Y buscó, como Minkowski, una representación, una geometría que hiciese posible esto. Encontró así que la geometría desarrollada por el matemático alemán Riemann era la más adecuada para tal fin. Y Einstein supuso un Universo en el que toda región del espacio-tiempo -ya no podemos separarlos más- tiene una determinada curvatura que puede ser modificada, pues dicha curvatura depende de la masa de los cuerpos que ocupan cada región. Las masas materiales, los campos gravitatorios, pueden modificar la curvatura del espacio-tiempo. Veamos un ejemplo para entender esto con claridad. Supongamos que hemos inflado un globo de goma, dentro del cual hay una munición. Si hacemos girar la munición dentro del globo, de manera que se mantenga sobre la superficie interna de éste, podremos ver desde afuera el recorrido de la munición, por la marca que ella deja al modificar la curvatura de la superficie del globo. Veamos pues que la munición modifica el espacio por donde pasa. Así también, en el Universo de Einstein, el espacio-tiempo es curvo, y dicha curvatura varía según el campo gravitatorio en la región. Y decir que se modifica la curvatura del espacio-tiempo significa que el espacio y el tiempo están afectados por los campos gravitatorios o por las masas materiales. Así, por ejemplo, en el Sol, donde se tiene un campo gravitatorio mucho más intenso que en la Tierra, los relojes marcharán más lentos. Tenemos explicado aquí, cíe otra forma, lo que hallamos en la Teoría de Einstein.

Otra consecuencia importante de la teoría es que todo rayo de luz que pase por las proximidades de un campo gravitatorio sufrirá una desviación en su trayectoria. Vamos a ver esto mediante una imagen. Sea una tela extendida horizontalmente: si colocamos un pesado cuerpo en su centro, inmediatamente se habrá de modificar la curvatura de la superficie en el lugar que ocupa el cuerpo, y también en sus proximidades: si en tal circunstancia dejamos deslizar por sobre la tela una munición, la trayectoria de ésta estará afectada por la depresión de la tela alrededor del cuerpo, de tal manera que será desviada de su ruta. Algo similar sucede con la luz.

Nosotros podemos calcular la superficie de una esfera; su resultado será un valor “finito”. Si, en cambio, recorremos la superficie de la esfera, no alcanzaremos nunca un “límite” donde termina la superficie. O sea que si recorremos la superficie terrestre, podremos hacerlo indefinidamente, pues no termina en ninguna parte. Es más, si partimos en una dirección dada, llegará un momento en que volveremos al lugar de partida. Todo esto puede expresarse diciendo que la superficie de una esfera es “finita” e “ilimitada”.

Una cosa semejante ocurre con el Universo de Einstein, el cual es también finito e ilimitado. Einstein pudo calcular el volumen y el radio del Universo. Y es también sumamente interesante comprobar que resulta posible y explicable el hecho de que, si nosotros saliéramos hacia el espacio en una determinada dirección, volveríamos desde la dirección opuesta al lugar de partida. Y más todavía: los cálculos realizados demuestran que para hacer el viaje alrededor del Universo a la velocidad de la luz, tardaríamos ¡miles de millones de años!