Tras el triunfo de Newton, su forma de plantear la ciencia física se expandió no solo a la mecánica, sino también a las otras ramas de la ciencia, en especial a la electricidad y el magnetismo. Este trabajo culminó a finales del siglo XIX con una nueva teoría de la electricidad y el magnetismo basada en la idea de campos eléctricos y magnéticos. James Clerk Maxwell, quien formuló la nueva teoría del campo electromagnético, demostró que lo que observamos como luz puede entenderse como una onda electromagnética.

La física de Newton y la teoría de Maxwell explican casi todo lo que observamos en el mundo físico cotidiano que nos rodea. Los movimientos de los planetas, los automóviles y los proyectiles, la luz y las ondas de radio, los colores, los efectos eléctricos y magnéticos y las corrientes, ya sean eléctricas o de masas de agua, encajan dentro de la física de Newton, Maxwell y sus contemporáneos. Además, su trabajo hizo posible las muchas maravillas de la nueva era eléctrica que extende por gran parte del mundo desde finales del siglo XIX. No es de extrañar que para 1900 algunos físicos muy distinguidos creyeran que la física estaba casi completa, y que solo eran necesarios algunos ajustes menores.

No es de extrañar, tampoco, que se quedasen estupefactos cuando, apenas 5 años después, un desconocido empleado de patentes suizo, que se había graduado en el Instituto Politécnico Federal de Zúrich en 1900, presentase cuatro trabajos de investigación que desencadenaron una transformación en la física de tal envergadura que todavía está en curso . Uno estos documentos proporcionó la teoría definitiva buscada desde hace tiempo para la existencia de átomos y moléculas y otro inició el desarrollo de la teoría cuántica de la luz.

En el tercer y cuarto artículos, este jovenzuelo de 26 años llamado Albert Einstein introducía una teoría que el llamaba de la invariancia. En esta serie que hoy comenzamos presentaremos la que después sería conocida como teoría de la relatividad y algunas de sus consecuencias.

Aunque la teoría de la relatividad representaba una ruptura con el pasado, fue una ruptura muy suave. Como el mismo Einstein diría en 1954 en “Ideas y opiniones”:

No tenemos aquí ningún acto revolucionario, sino la continuación natural de una línea que puede rastrearse a través de los siglos. El abandono de ciertas nociones relacionadas con el espacio, el tiempo y el movimiento hasta ahora tratadas como fundamentales no debe considerarse como arbitrario, sino solo condicionado por los hechos observados.

Como decíamos antes, la «física clásica» de Newton y Maxwell todavía está plenamente vigente hoy día para lo que observamos en el mundo cotidiano a escala humana, algo nada sorprendente, ya que está física se derivó y diseñó para el mundo cotidiano. Sin embargo, cuando nos alejamos del día a día, necesitamos usar la teoría de la relatividad (para velocidades cercanas a la velocidad de la luz y para densidades extremadamente altas de la materia, como las que se encuentran en estrellas de neutrones y agujeros negros) o la teoría cuántica (para comprender lo que ocurre a escala de átomos y moléculas), o la combinación de ambos conjuntos de condiciones (por ejemplo, para tener en cuenta los efectos de las velocidades muy altas a escala atómica).

Lo que hace que esta nuevas teoría de la invariancia sean tan asombrosa, y aparentemente difícil de entender, es que nuestras ideas y suposiciones más familiares sobre conceptos básicos como el espacio, el tiempo, la masa y la causalidad deben revisarse desde perspectivas que no nos son tan familiares. Con todo, son fácilmente comprensibles y ni siquiera son necesarias matemáticas más complejas de las que se estudian en primaria. Iniciamos un viaje para entender una nueva visión del universo que marcó el siglo XX y que en el XXI nos abre posibilidades de conocimiento inimaginables aún.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance