Albert Einstein: Rebelde y "Rockstar" de la ciencia.

Albert Einstein es conocido en el mundo de la ciencia por sus grandes aportaciones dentro de la Física Teórica; tanto dentro de los marcos teóricos de la verdadera naturaleza de la gravedad como el de los inicios de la recién descubierta Mecánica Cuántica. Por eso, en este artículo trataremos de abordar los rasgos de su vida y personalidad que estuvieron presentes durante su reconocimiento como un gran científico destacado por su espíritu creativo y su gran imaginación, tales que lo llevarían a resolver los grandes problemas que lo conducieron a la Teoría de la Relatividad General.

Visto como un «rockstar» de la ciencia, debido a la gran popularidad que ganó y la atención que recibió con su recién comprobada Teoría de Relatividad General de 1915. Es muy probable que hayas oído hablar de este gran científico, pero poco se ha dicho de su propia odisea intelectual, gran revolución y cambios originados dentro de los estigmas científicos por sus creativas soluciones a los problemas de la época que lo llevaron a los descubrimientos más elegantes de la naturaleza de nuestro universo.

Einstein dando una conferencia en París sobre su Teoría de la Relatividad, 1922.

De niño curioso a estudiante rebelde

Albert nació el 14 de marzo de 1879 en Ulm, perteneciente la antiguo Imperio Alemán. Su infancia fue muy peculiar, desde muy joven sus padres llegaron a creer que sufría de una discapacidad intelectual al presentar problemas para expresarse y no ser hasta los 3 años que comenzaría a hablar. Una de las figuras que tomó un papel importante dentro de su infancia era su tío Jakob, quién le impartió el gusto por las ciencias y las matemáticas. Siendo joven Albert, tenía un disgusto por el álgebra, no fue hasta que su tío despertó su curiosidad al plantearle una curiosa manera de entenderla: Que la viera como una historia de detectives, en donde x era el criminal que tenía que identificar siguiendo las «pistas» de la ecuación. Una vez que el niño comprendió esta idea, las matemáticas lo acompañaron por el resto de su vida.

Teniendo Albert la edad de 5 años, éste enfermo y su padre le compró un compás para que jugara con él. Le sorprendió tanto el hecho de que, sin importar a dónde girara el compás, siempre apuntaba al norte. Mas tarde en sus notas autobiográficas escribiría: “Todavía puedo recordar -o al menos creo poder recordar- que esta experiencia me dejó una impresión profunda y duradera. Algo profundamente oculto tenía que estar detrás de las cosas «. Con esta experiencia nació el Físico que conocemos hoy en día. Tiempo despues su tío le proporcionaría los libros con los que el pequeño Albert saciaría su curiosidad científica y lo convertirían en un alumno excepcional.

Para 1894, la compañía perteneciente a su padre Hermann Einstein y su mismo tío Jakob (Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie), encargada de manufacturar equipo eléctrico basada en corriente directa, quiebra. Para ese entonces la familia Einstein se encontraba viviendo en Munich y por tal motivo se ve forzada a moverse a Milan, ciudad de Italia, a excepción de Albert, que con 15 años, tenía que terminar sus estudios de bachillerato en el Luitpold Gymnasium. Albert se encontraba en esa escuela por las intenciones que tenía su padre de que siguiera la carrera de Ingeniería Eléctrica, sin embargo, su estadía no fué nada gratificante: Albert constantemente se enfrentaba con las autoridades y no se sentía conforme con el régimen y métodos de enseñanza de la escuela. Uno de los que eran sus nuevos profesores le dijo que «nunca conseguiría nada en la vida», a lo que cuando Albert le respondió que «no había cometido ningún delito», este volvió a replicar diciendo «tu sola presencia aquí mina el respeto que me debe la clase». Más tarde Albert escribiría que el espíritu de aprendizaje y pensamiento creativo se había perdido en el estricto aprendizaje de memoria.

La separación con sus padres duró poco, pues tras los sucesos e inconformidad con la escuela, Albert decide dejarla sin consultar a sus padres, su plan: Consigue que un médico (Siendo este hermano de una de sus amistades) certificara que padecía de agotamiento y que necesitaba un tiempo sin asistir a la escuela, al igual que convenció a un profesor de que este lo certificara por su excelencia en el campo de las matemáticas. Justo después de las navidades de 1894, Albert volvería a reencontrarse con su familia en Milan, donde durante su estadía escribiría un ensayo corto con el título: «Sobre la investigación del estado del éter en un campo magnético«, una hipotética sustancia teorizada en aquellos tiempos en la que, como el aire sirve de medio para que pueda viajar el sonido, esta permitía el flujo por el espacio de ondas electromagnéticas o luz como la conocemos.

Ya en 1895, con 16 años, intento matricularse en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich en Suiza pero no logró alcanzar el estándar requerido en la parte general del examen a pesar de obtener calificaciones excepcionales en física y matemáticas. Esto sorprendió al director del centro y bajo su aviso se le envió a la escuela cantonal de Argovia en Aarau donde terminaría sus estudios de bachiller en 1896. En Junio de ese mismo año Albert renuncia a su ciudadanía Alemana para evadir el servicio militar y finalmente ingresaría en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich matriculándose en el programa de cuatro años de la escuela de orientación matemática y científica.

Su estadía en el Politécnico: «Un alumno como lo pudo haber sido cualquier otro»

Como era de esperarse, se destacó muy rápido en las materias de Física pero desatendía con facilidad aquellas de Matemáticas: La mentalidad de Albert de aquellos tiempos hacía que ignorara las Matemáticas y solo se enfocara en la buena intuición que contaba para la Física, de eso comentaría años después él mismo a un amigo: «A una edad muy temprana, asumí que un físico exitoso solo necesita saber matemáticas elementales. Más tarde, con gran pesar, me di cuenta de que mi suposición estaba completamente equivocada«. También su actitud rebelde no tardó en hacerse destacar, llegando a faltar a las clases que no eran de su interés y teniendo discusiones con los profesores por sus métodos de enseñanza. Esto lo llevó incluso a obtener la nota más baja dentro de la materia de «Experimentos Físicos para Principiantes».

Albert prefería estudiar basado en sus propios intereses y pasiones con uno o dos amigos. A pesar de que se enorgullecía de ser un vagabundo y solitario, comenzó a asistir a cafés y veladas musicales con compañeros de estudio, al igual que se hizo amigo de otros personajes mas bohemios; incluso con su reputación de desapego, forjo amistades intelectuales duraderas que se convirtieron en lazos importantes durante vida. Dentro de esas amistades, se encontraba su compañero Marcel Grossmann, un genio de las matemáticas que compartía sus notas de las clases a las que no asistía. Albert comentaría mas tarde que «Sus notas podrían haber sido impresas y publicadas». También llego a hacer comentarios maravillado de la que sería la esposa de Grossman diciendo: » “Cuando llegaba el momento de prepararme para mis exámenes, siempre me prestaba esos cuadernos, y eran mis salvadores. Lo que hubiera hecho sin estos libros preferiría no especularlo».

Dentro de su estadía también conoce a Mileva Maríc de 20 años, una compañera de clase de origen Servio con posturas feministas y radicales con la que muy pronto se enamoraría y compartiría su gusto por las ciencias realizando lecturas de libros extracurriculares sobre Física; tiempo después se casaría con ella. Finalmente, en 1900, se presentarían las pruebas finales para los estudios de profesor de Matemática y Física, en donde Albert pasaría con un promedio de 4.91 en una escala de 1 a 6 y su amada Mileva fallaría la prueba.

Los tropiezos que lo llevaron a su Annus mirabilis (Año maravilloso)

Tras haber finalizado su carrera, Albert encuentra dificultades para encontrar un puesto como profesor, por lo que recurre a Grossman para que lo apoyara en encontrar un trabajo; mas tarde, con la ayuda de su padre, Grossman le conseguiría un puesto temporal en Bern dentro de la Oficina Federal de Propiedad Intelectual de Suiza hasta 1902. Para su frustración, en 1901, le informan que su tesis doctoral había sido rechazada, esto debido a que rompía con los conceptos sobre la cinética de los gases que había fundado el talentoso físico teórico de finales del siglo diecinueve Ludwig Boltzmann.

Antes de que consiguiera su puesto el la oficina de patentes, tenía que subsistir como tutor privado. Un día, un joven llamado Maurice Solovine, estudiante de filosofía, termino por responder los anuncios que había puesto Albert en el periódico, este no tardaría en desinteresarse por las tutorías pero a cambio forjarían una gran amistad que los llevaría a reuniones recurrentes donde debatirían sobre sus intereses en Física y Filosofía, pronto se les uniría también el matemático Conrad Habicht, un antiguo vecino de Albert. Para 1902, se denominarían ellos mismos como la Akademie Olympia (Academia Olimpia) donde durante el transcurso de estas reuniones, más personajes se fueron incorporando al grupo, incluyendo a Grossman, Mileva y Michele Besso, un ingeniero y amigo cercano de Albert durante su estadía en el Instituto Politécnico.

Para 1902, el puesto de experto técnico que había conseguido en la Oficina de Patentes era bien pagado y no le demandaba tanto para el ingenio con el que contaba. Junto con sus trabajos y los ratos libres que se ganaba después de terminarlos antes de tiempo, Albert había conseguido un espacio para dejar volar su imaginación y que florecieran sus dudas intelectuales que más tarde lo llevarían a la concepción de sus ideas más hermosas que pudo haber plasmado dentro del lenguaje de las Matemáticas.

En enero de 1903, Albert contrae matrimonio con Mileva y para 1904, fruto de esta relación, nace su hijo Hans Albert. Ese mismo año finaliza la que sería su segunda tesis con la que finalmente obtendría su titulo de doctor. Titulada «Una nueva determinación de de las dimensiones moleculares«, compuesta por 17 folios, surge a raíz de una conversación con Besso mientras tomaban una taza de té; al prepararse Albert el suyo, este miro a Besso y le pregunto: «¿Crees que el cálculo de las dimensiones de las moléculas de azúcar podría ser una buena tesis de doctorado?«.

De izquierda a derecha, Conrad Habicht, Maurice Solovine y Albert Einstein, 1903

Llega 1905 y aquellas horas «muertas» en las que se perdía en sus experimentos mentales, junto con las platicas profundas que mantenía con su circulo de amistades, finalmente habían hecho entrar en resonancia la mente de aquel brillante científico; él que alguna vez fue un alumno juzgado por su carácter soñador y rebeldía intelectual, acababa de llegar a unas conclusiones sorprendentes gracias a estos rasgos.

El 9 de Junio se publica el primero de los trabajos que había enviado a la revista Annales der Physik, era aquel titulado “Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz” en el que explicaba el efecto fotoeléctrico y confirmaría la existencia de los pequeños paquetes llamados fotones que conformarían la luz.

El 18 de Julio saldría otro llamado “Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calor de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario”, donde trataba el movimiento browniano, un curioso comportamiento que se puede observar en el desplazamiento de cualquier partícula suspendida en un fluido (Tu mismo podrías verlo en el polvo que se encuentra en el aire). Con las limitaciones de la época, sin la posibilidad de ver los átomos, Albert había comprobado la existencia de estos con el modelo matemático que había formulado para este fenómeno, al igual que con este, había fundado un nuevo campo de estudio de la Física, la Física Estadística. Ese mismo mes su tesis doctoral por fin sería aceptada.

El 26 de septiembre se publica el titulado «Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento”. Albert había encontrado la primera pista que lo llevaría a lo que sería su obra cumbre en el mundo de la ciencia, la relatividad especial. Después del experimento Michelson-Morley, en el que se buscaba comprobar la existencia de la hipotetizada sustancia del Éter y que había arrojado unos resultados sorprendentemente inesperados en la medición de la velocidad de la luz, Albert concluyo que su velocidad es invariante sin importar el movimiento del observador. Con esto y el trabajo realizado por varios científicos como Hendrik Antoon Lorentz y Henri Poincaré, al establecer esta velocidad como referencia para estudiar la dinámica de los objetos, Albert confirmo que tanto tiempo y espacio se contraen en proporción a la velocidad que adquiere el observador.

Finalmente, el 21 de noviembre se publicaría el ultimo de estos papeles, titulado “¿Depende la inercia de un cuerpo de la energía que contiene?”. Con lo concluido de sus trabajos anteriores, estudia el movimiento de los cuerpos y predice la equivalencia entre masa y energía que le llevaría a su famosa ecuación E= mc², en donde descubriría que las masas de los cuerpos son resultado de otras energias que desconocemos (En realidad esta es una conclusión de su trabajo y no muestra la imagen completa de la energía, la cual es buena de checar con mas detenimiento porque establece que se requiere de cierta masa para tener energía, sin embargo, los fotones no tienen masa y aun así cuentan con energía. Si quieren saber más sobre estos trabajos que realizo pueden acceder al artículo que tengo de Einstein y sus trabajos del «Año Maravilloso»: Un breve vistazo donde hablo un poco mas a detalle de ellos).

Con esto, Albert comienza a ganar renombre y reconocimiento académico que le proporcionaría las aclamadas oportunidades de profesor que buscaba desde un principio.

Domando a la bestia con la que se había topado: «La relatividad géneral»

Albert estaba logrando conseguir aquel merito que anhelaba, pero con el descubrimiento de la relatividad especial se había dado cuenta de un reto más grande que quería alcanzar con ansias: Descubrir que secreto se encontraba oculto detrás de esos fenómenos que había descubierto. El problema más grande que tenía era que las formulas con las que había logrado descifrar parte de la relatividad del espacio y tiempo solo funcionaban para objetos con velocidad constante, su gran reto era hacer una teoría que funcionara con objetos con aceleración. En 1907, mientras se encontraba escribiendo un resumen de su trabajo en la teoría de la relatividad para el Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik (Anuario de Radioactividad y Electrónica), Albert se encontraba tratando de modificar las leyes de Gravitación de Newton para adaptarlas a su teoría cuando llega a él lo que llamaría «el pensamiento más feliz de su vida», pues en este se imaginaría como parte de un experimento mental a un hombre cayendo desde el techo de una casa, que al momento de soltar algún objeto con el que cargara, para el observador este parecería suspendido, «en reposo». Después refinaría su idea planteando otro experimento mental en el que para un hombre que estuviese situado en el espacio en ausencia de gravedad, si este estuviera dentro de un elevador que lo llevaría hacia arriba, el efecto de inercia generado al momento de adquirir movimiento el elevador y lo mantendría con los pies en el suelo, era comparable con el efecto que se producía en la superficie de la tierra, con esto Albert había dado con la primera idea con la que fundaría su teoría de explicar la gravedad bajo las reglas de la relatividad, el principio de equivalencia.

Llega 1908 y Albert ya era reconocido como un destacado científico. Como era de esperarse, no tardaron en llegar las ofertas de puestos de profesor en diferentes universidades, por lo que, en 1909, renuncia a su puesto en la oficina de patentes y obtiene un puesto como profesor de Física Teórica en la Universidad de Zúrich, al siguiente año tendría a su hijo Eduard. Para 1911, Albert ya había logrado más avances en su teoría, con esto había observado que la luz bajo los efectos de la gravedad tomaba un camino curvo, por lo que calcula su trayectoria durante un eclipse solar total y propone que se midan con tal de rivalidar su avance. Un año despues, se reencuentra con su amigo Grossman, conociendo de sus habilidades matemáticas comienzan un trabajo conjunto para comenzar a construir una teoría solida. Albert estaría dando una serie de tropiezos para consolidar su teoría, pues con las deducciones con las que estaría trabajando lo llevarían a complicaciones y predicciones erróneas. En 1913 publica la que sería la aproximación a su teoría final con la colaboración de Grossman, pero un ultimo aspecto le faltaba a su trabajo; mas tarde se daría cuenta de que su teoría tenía algo mas profundo…

Albert seguía sin poder comprobar la eficacia de la teoría que estaba construyendo, pero no fue hasta que el astronomo Erwin Freundlich planifico una expedición a Crimea para medir los efectos predichos en un eclipse que tomaría lugar el Agosto de 1914. Desafortunadamente, ese mismo año estalla la Primera Guerra Mundial y le confizcan todo su equipamento. Con esto se veía venir una temporada turbia para Albert pues su excesivo trabajo en su teoría lo llevaría a un agotamiento y ya para ese entonces Mileva ya se había separado de él por un romance que había comenzado con su prima Elsa. A pesar de eso, da con la idea que le hacía falta a su proyecto, pues Albert había olvidado que dentro de la Física se había observado que la luz siempre recorre la trayectoría más óptima, si el espacio era plano, su trayectoria sería recta, pero en cambio su camino era curvo, esto no era por un fenomeno en la luz si no por que el espacio-tiempo se curvaba en presencia de masas y el movimiento de estas. Con esto explicaba las trayectorias de los planetas y las contracciones en el tiempo y el espacio.

Para 1915 comienza con una carrera para terminar la teoría pues otro fallo había salido a la luz en su antiguo trabajo, en este no se tomaba en cuenta el extraño comportamiento de la órbita de Mercurio, al igual que, al momento de trabajar en esto, se entera que el matemático David Hilbert se encontraba trabajando en ella de manera independiente para terminarla. Para el 25 de Noviembre de 1915, la travesía había terminado, Albert había sido el primero en hallar las ecuaciones que describirían la Teoría de la Relatividad General, con esto Albert pasaría a la posterioridad y el resto es historia…