LAS PRUEBAS DE LA RELATIVIDAD

La teoría de la relatividad de Einstein se basa en cierta suposición, y durante ochenta y cuatro años los científicos la han estado probando. En todas las ocasiones ha superado la prueba. Pero siguen los «tests», porque aunque la suposición fuese sólo ligeramente errónea esto podría abrir el camino a una nueva teoría que aún sería más amplia, más útil y más correcta que la de la relatividad. A principios de 1989, la teoría fue sometida a una prueba más, y la suposición de Einstein también la superó.

La suposición es ésta: La velocidad de la luz es siempre la misma, con independencia de la velocidad de la fuente que la emite.

Ésta no es la manera en que parecen comportarse los objetos móviles ordinarios. Si se arroja una pelota desde un tren en marcha, en la misma dirección que sigue el tren, la pelota se mueve más deprisa en el aire. Si se arroja en dirección contraria a la del tren, se mueve más despacio. La velocidad del tren se suma a la de la pelota si ambos se mueven en la misma dirección. La velocidad de aquél se resta a la de ésta, si ambos se mueven en direcciones opuestas.

Einstein creyó que esto no era aplicable a la luz ni a ninguna cosa que se moviese a la velocidad de la luz. En tal caso, la velocidad no se sumaría ni restaría, sino que seguiría siendo siempre la misma.

Si esto fuese cierto significaría que cuanto más deprisa se moviese un objeto, menos se vería afectado por la velocidad del punto de origen, hasta no serlo en absoluto al alcanzar la velocidad de la luz. Einstein formuló una ecuación para demostrar cómo se sumaba o se restaba la velocidad de la fuente de la de un objeto, dependiendo de cómo y a qué velocidad se moviesen los dos en relación uno con otro.

Dedujo también que al aumentar la velocidad, los objetos se acortarían en la dirección del desplazamiento; que aumentaría su masa; que experimentarían más lentamente el tiempo; que cualquier cosa que tuviese masa (por ejemplo nosotros y nuestras naves espaciales) nunca podría ir a una velocidad mayor que la de la luz.

Todo esto parece contrario al «sentido común» y es difícil de creer, porque estamos rodeados de objetos que se mueven a velocidades mucho menores que la de la luz, de modo que estamos acostumbrados a velocidades que se suman y restan siguiendo las reglas de la aritmética. Sin embargo, cuando los científicos empezaron a estudiar objetos que se movían con gran rapidez, como las veloces partículas subatómicas, se encontraron con que las conclusiones de Einstein eran correctas en todos sus términos. Las máquinas rompedoras de átomos no funcionarían como lo hacen si dichas conclusiones no fuesen correctas; ni estallarían las bombas atómicas.

Naturalmente, si las conclusiones son correctas, cabe suponer que también es correcta la suposición original. No se obtienen conclusiones correctas a partir de suposiciones falsas. Pero tal vez, la suposición y las conclusiones que se obtienen a partir de ella sólo son casi correctas. Como ya he dicho, esto nos colocaría sobre la pista de algo todavía mejor que la relatividad. Por eso los científicos continúan poniendo a prueba dicha suposición.

Pues bien, en febrero de 1987 llegó hasta nosotros la luz de una estrella que estalló en forma de supernova, a unos 160 000 años luz de la Tierra. También llegaron hasta nosotros «neutrinos» (partículas subatómicas sin masa que viajan a la velocidad de la luz) procedentes de la supernova. La suposición de Einstein se aplica también a los neutrinos. Éstos viajan a la misma velocidad con independencia de la velocidad de lo que los produce.

Cada fragmento de una estrella que estalla emite neutrinos en todas direcciones. Algunos neutrinos son irradiados en nuestra dirección desde cada fragmento de la explosión, y podemos detectarlos; no muchos porque los neutrinos son terriblemente difíciles de detectar, pero sí algunos.

Los fragmentos de la estrella que estalla se desplazan a fracciones considerables de la velocidad de la luz. Algunos se alejan rápidamente de nosotros. Otros se acercan hacia nosotros con la misma rapidez, y otros se mueven de través, en todas las direcciones intermedias, también con la misma rapidez. Si las velocidades sólo se sumasen y restasen, los neutrinos de fragmentos de la explosión que se alejasen de nosotros viajarían más lentamente en nuestra dirección y llegarían mucho más tarde que los neutrinos de fragmentos que se acercasen a nosotros. Por otra parte, si las velocidades de los neutrinos no fuesen afectadas por la de su punto de origen, todos los neutrinos deberían alcanzarnos exactamente al mismo tiempo, con independencia del fragmento de la explosión del que procediesen.

Los astrónomos detectaron diecinueve neutrinos, todos los cuales llegaron a los instrumentos detectores en un intervalo de 12 segundos: ni uno más, ni uno menos. Los neutrinos habían estado viajando durante 160 000 años (partículas que viajen a la velocidad de la luz tardan un año en recorrer una distancia de un año luz). Cada año tiene 31,55 millones de segundos. Esto significa que los neutrinos habían viajado durante 5 billones de segundos, y sin embargo la diferencia entre ellos fue sólo de 12 segundos.

Kenneth Brecher y Joao L. Yun, de la Universidad de Boston, emplearon los datos obtenidos de las observaciones sobre los neutrinos. A su parecer, estos datos indicaban que la suposición de Einstein era correcta en más de 1 parte en 100 000 millones. Esto significa que la velocidad de la luz (300 000 kilómetros por segundo) podría variar como máximo un cuarto de centímetro por segundo, más o menos.

Ésta es la prueba más rigurosa a la que ha sido sometida la teoría de Einstein en los ochenta y cuatro años transcurridos desde que formuló su suposición, de modo que la teoría de la relatividad parece haberse confirmado más que nunca.