Este artículo es de la revista Les Indispensables de Sciences et Avenir n°209 abril/junio 2022.
La relatividad general postula que la curvatura que prevalece en un punto del espacio-tiempo -pensemos en la deformación de un colchón por el peso de una bola de petanca- es proporcional a la densidad de materia y energía que allí hay (ya que por la ecuación E = mc², la materia y la energía son dos aspectos de la misma cosa y pesar luego ambos). Por lo tanto, la relatividad general se escribe aproximadamente en la forma: “la curvatura = algo multiplicado por la densidad de masa-energía”.
Un artículo divertido, muy breve, publicado por Erwin Schrödinger
En 1917, Albert Einstein modificó su teoría introduciendo una “constante cosmológica”, Λ. Esta constante era, en su mente, una curvatura intrínseca del espacio, por lo que estaba en el lado izquierdo de la ecuación, que le permitiría resistir la atracción gravitacional ejercida por la materia y la energía dentro de él. Einstein esperó erróneamente obtener el Universo estático y eterno que todos creían en ese momento, incluso si pronto se descubrió que el efecto de Λ es probablemente una aceleración de expansión a largo plazo. Curiosamente, al año siguiente, Erwin Schrödinger, uno de los padres de la mecánica cuántica, publicó un divertido y muy breve artículo, donde señalaba que podíamos pasar Λ al otro lado del signo igual. Un ejercicio de aritmética elemental, pero cuya importancia comprendió enseguida Einstein: inicialmente del lado de los efectos, Λ pasó al lado de las causas.
Para entender, imagina un pistón en el vacío.
Este artículo es de la revista Les Indispensables de Sciences et Avenir n°209 abril/junio 2022.
La relatividad general postula que la curvatura que prevalece en un punto del espacio-tiempo -pensemos en la deformación de un colchón por el peso de una bola de petanca- es proporcional a la densidad de materia y energía que allí hay (ya que por la ecuación E = mc², la materia y la energía son dos aspectos de la misma cosa y pesar luego ambos). Por lo tanto, la relatividad general se escribe aproximadamente en la forma: “la curvatura = algo multiplicado por la densidad de masa-energía”.
Un artículo divertido, muy breve, publicado por Erwin Schrödinger
En 1917, Albert Einstein modificó su teoría introduciendo una “constante cosmológica”, Λ. Esta constante era, en su mente, una curvatura intrínseca del espacio, por lo que estaba en el lado izquierdo de la ecuación, que le permitiría resistir la atracción gravitacional ejercida por la materia y la energía dentro de él. Einstein esperó erróneamente obtener el Universo estático y eterno que todos creían en ese momento, incluso si pronto se descubrió que el efecto de Λ es probablemente una aceleración de expansión a largo plazo. Curiosamente, al año siguiente, Erwin Schrödinger, uno de los padres de la mecánica cuántica, publicó un divertido y muy breve artículo, donde señalaba que podíamos pasar Λ al otro lado del signo igual. Un ejercicio de aritmética elemental, pero cuya importancia comprendió enseguida Einstein: inicialmente del lado de los efectos, Λ pasó al lado de las causas.
Para entender, imagina un pistón en el vacío. Si el espacio está realmente vacío, puede deslizar el pistón sin esfuerzo en cualquier dirección ya que no hay diferencia de presión entre el exterior y el interior. (ver figura abajo). Por otro lado, si cada centímetro cúbico de espacio contiene algo de energía, al tirar del pistón aumenta el volumen interno, por lo tanto, la energía que contiene, lo que significa que debe trabaja para proporcionar esa energía: estás luchando contra un efecto de “succión” dentro del pistón, una presión negativa. Si la densidad de la energía del vacío es constante, este esfuerzo es igual a la energía del vacío introducida en el pistón y estás luchando contra una presión PAG igual al opuesto de la densidad . Esta es la ecuación de estado de la energía del vacío: PAG = -d.
Si el espacio está vacío, un pistón se desliza sin esfuerzo (izquierda). Si contiene energía, se debe proporcionar energía contraria para tirar del pistón. (BRUNO BURGUÉS POR LA CIENCIA Y EL FUTURO)
Él “el mayor error de [sa] la vida”
Sin embargo, según la relatividad general, la energía, incluida la compresión, el peso y la presión, contribuye al peso. Para ser precisos, la gravedad producida por una región del espacio donde hay una densidad de una presión PAG Es igual a + 3 PAG. Para una energía de vacío constante, esto da una gravedad igual a –2d , una gravedad negativa: una… ¡repulsión! Schrödinger, por tanto, explicó en esencia: en lugar de ver a Λ como una curvatura intrínseca que impide el colapso del Universo, se puede considerar como una densidad de energía intrínseca del vacío, cuya presión es negativa y que, por tanto, ejerce una gravedad repulsiva. . Einstein estuvo de acuerdo, por supuesto, pero “esto solo importa si imaginamos un factor que puede evolucionar con el tiempo”, él responde. En otras palabras, si en lugar de imaginar el vacío dotado de una energía intrínseca, suponemos que está bañado por una sustancia capaz de variar en el espacio y el tiempo. Sin embargo, descartó la idea como prematura, porque tomó “adentrarse demasiado en la maraña de la teoría”. ¡La plétora de modelos actuales destinados a explicar la energía oscura da fe de la relevancia de la observación!
La demostración matemática de que Λ no podía equilibrar el Universo y el descubrimiento de que efectivamente se está expandiendo llevó a Einstein a renunciar a la constante cosmológica y calificarla como “el mayor error de [sa] la vida”. Toda esa historia ha sido olvidada. Sin embargo, hace más de un siglo, dos de los más grandes físicos de la historia ya habían establecido los términos del debate actual. Y parece que el mayor error de Einstein fue no entender cuánta razón tenía, una vez más,…
Por René Cuillerier
“Explorador. Entusiasta de la cerveza. Geek del alcohol. Gurú de Internet sutilmente encantador. Erudito de la web en general”.
