Albert Einstein: navegante solitario

Luis de la Peña

• Editorial: Fondo de Cultura Económica
• Año: 2011
• ISBN:
  9786071603432
• Categoría: Sciences physiques
• Categoría: Physique

Luis de la Peña habla aquí de Einstein, de su obra, de su tiempo, y explica con claridad las aportaciones del sabio al mundo de la física. Esta investigación está dirigida a aquellas personas que por sus ocupaciones no han tenido oportunidad de asomarse al campo de la física pero están interesadas en ella.

Apéndice 1

Los trabajos escritos por Einstein en Berna

Se presenta una lista brevemente comentada de los trabajos escritos por Einstein hasta el momento en que salió de Berna. La primera fecha que se da es la de recepción del trabajo por el editor de la revista: la segunda, la de publicación. Se emplea un lenguaje un poco más técnico que el usado en el cuerpo del libro.

1. “Consecuencias del fenómeno de capilaridad”. 16 de dic. 1900; Ann. Phys. 4 (1901) 513. Este trabajo fue escrito en Zurich.

2. “Sobre la teoría termodinámica de la diferencia de poten cial entre metales y sobre un método eléctrico de investigación de las fuerzas moleculares”. 30 de abril de 1902: Ann. Phys. 8 (1902) 798. Este trabajo lo conduce a estudios termodinámicos (trabajos 3-5) y sobre el movimiento browniano (trabajos 6, 8, 9, 14, 15). El contenido de este artículo fue preparado en Schaffhausen.

3. “Teoría cinética del equilibrio térmico y el segundo principio de la termodinámica”. 26 de julio 1902; Ann. Phys. 9 (1902) 417. Einstein introduce la idea de conjunto estadístico (enseñable) y construye una teoría molecular de la termodinámica que desarrolla ulteriormente en los trabajos 4 y 5.

4. “Teoría de los fundamentos de la termodinámica”. 26 de enero 1903; Ann Phys. 9 (1903) 170. En este trabajo queda establecida la mecánica estadística.

5. “Sobre la teoría molecular general del calor”. 29 de marzo 1904; Ann Phys. 14 (1904) 351. Continuación del anterior; se introducen las fluctuaciones. Einstein aplica su teoría estadística a la radiación; estas ideas se desarrollan ulteriormente en el trabajo 7.

6. “Nueva determinación de las dimensiones de una molécula”. 30 de abril 1905; Ann Phys. 19 (1906) 289. Primer trabajo de Einstein sobre el movimiento browniano, en el que aparece la famosa relación de Einstein entre los coeficientes de difusión y de fricción, es decir, el primer teorema de fluctuación-disipación conocido. Este trabajo lo presentó Einstein como su tesis doctoral y es uno de los más citados en la actualidad.

7. “Un punto de vista heurístico respecto a la creación y transformación de la luz”. 18 de marzo 1905: Ann Phys. 17 (1905) 132. Con este trabajo se funda la teoría cuántica de la radiación; los resultados se aplican al estudio del efecto fotoeléctrico. Es especialmente citado al otorgársele a Einstein el premio Nobel. Es el trabajo más revolucionario de Einstein. Fue reproducido en Am. J. Phys. 33 (1965) 367 en su 60 aniversario.

8. “Sobre el movimiento de partículas suspendidas en un líquido en reposo, según la teoría cinético-molecular del calor”. 11 de mayo 1905; Ann Phys. 17 (1905) 549. Primer trabajo publicado sobre la teoría del movimiento browniano. Funda la teoría física de procesos estocásticos.

9. “Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento”. 30 de junio 1905; Ann Phys. 17 (1905) 891. Con este trabajo nace la teoría de la relatividad.

10. “¿Depende la inercia de un cuerpo de la energía que contiene?” 27 de sept. 1905; Ann. Phys 18 (1905) 639. Se deriva la fórmula E = mc².

11. “Sobre la teoría del movimiento browniano”. 19 de dic. 1905; Ann. Phys. 19 (1906) 371.

12. “Sobre la teoría de la emisión y absorción de la luz”. 13 de marzo 1906; Ann. Phys. 20 (1906) 299.

13. “Ley de conservación del movimiento del centro de masa y de la inercia de la energía “. 17 de mayo 1906; Ann. Phys. 20 (1906) 627.

14. “Un método para determinar la relación entre las masas transversal y longitudinal de un electrón”. 4 de agosto 1906; Ann. Phys. 21 (1906) 583.

15. “La teoría de la radiación de Planck y la teoría de los calores específicos”. 9 de nov. 1906; Ann. Phys 22 (1907) 180. Con este trabajo Einstein funda la teoría cuántica de los calo res específicos; representa el primer tratamiento cuántico del movimiento de las moléculas de un sólido, por lo que con él se funda la teoría cuántica del estado sólido.

16. “Corrección al anterior”. 3 de marzo 1907; Ann. Phys. 22 (1907) 800.

17. “Sobre los límites de aplicabilidad de un teorema sobre el equilibrio termodinámico y sobre la posibilidad de una nueva determinación de los cuantos elementales”. 2 dic. 1906; Ann. Phys. 22 (1907) 569.

18. “Observaciones teóricas sobre el movimiento browniano”. Enero de 1907; Zs. Elektrochem. 13 (1907) 41.

19. “Sobre la posibilidad de una nueva demostración del principio de relatividad”. 17 de marzo 1907; Ann. Phys. 23 (1907) 197.

20. “Sobre la nota de P. Ehrenfest ‘Movimiento de translación de electrones deformables y el teorema de las áreas’”. 16 de abril 1907; Ann. Phys.. 23 (1907) 206.

21. “Sobre la inercia de la energía, según demanda el principio de la relatividad”. 14 de mayo 1907; Ann. Phys. 23 (1907) 371.

22. “Sobre el principio de relatividad y sus consecuencias”. 4 de dic. 1907; Jahrb. d. Radioaktiv u. Elektronik 4 (1907) 411. Trabajo de revisión sobre la teoría de la relatividad, solicitado por Stark, el editor del anuario. Aquí introduce Einstein el principio de equivalencia (la idea más feliz de mi vida) y da el primer paso firme hacia la teoría general de la relatividad; descubre la desviación de la luz por un campo gravitatorio y el corrimiento hacia el rojo.

23. “Un nuevo método para medir pequeñas cantidades de electricidad”. 13 de feb. 1908; Phys. Zs. 9 (1908) 216. Einstein propone un electrómetro de la alta sensibilidad, esperando que con su ayuda se puedan medir las fluctuaciones de la carga eléctrica de un conductor debidas a la agitación térmica. No lo construye por el momento por falta de medios.

24. “Teoría elemental del movimiento browniano” 1 de abril 1908: Zs. Elektrochem. 14 (1908) 235. Trabajo de revisión escrito para químicos por sugerencia de Lorentz, muy citado aún en nuestros días.

25. “Sobre las ecuaciones electrodinámicas fundamentales de un cuerpo en movimiento”. 2 de mayo 1908; Ann. Phys. 26

(1908) 532. En colaboración con J. Laub. Los autores adoptan aquí el método del espacio-tiempo propuesto ese mismo año por Minkowski.

26. “Sobre las fuerzas ponderomotrices que actúan en el campo electromagnético sobre un cuerpo en reposo”. 18 de mayo; Ann. Phys. 26 (1908) 541. En colaboración con J. Laub.

27. “Observación sobre el trabajo 25 con J. Laub”. 19 enero 1909; Ann. Phys. 28 (1908) 445.

28. “Observación sobre el trabajo de Misimanoff ‘Sobre las ecuaciones fundamentales…’” 22 de enero 1909; Ann. Phys.

28 (1909) 885.

29. “Sobre la situación actual del problema de la radia ción”. 23 de enero 1909: Phys. Zs. 10 (1909) 185.

30. “Sobre la situación actual del problema de la radiación”.

13 de abril 1909: Phys. Zs 10 (1909) 323. Nota en colaboración con W. Ritz para aclarar la diferencia esencial de interpreta ción de los potenciales retardados entre estos dos autores, la que se puso en evidencia en el trabajo anterior.

31. ”Sobre el desarrollo de nuestras opiniones respecto a la naturaleza y la estructura de la radiación”. En Phys. Zs. 10 (1909) 817. Primer trabajo presentado por Einstein (por invitación) a un congreso (el 81 de la Sociedad Alemana de Natura listas, realizado en Salzburgo). Einstein señala la necesidad de usar conceptos corpusculares y ondulatorios a la vez para describir el comportamiento de los sistemas cuánticos (primera formulación de la dualidad onda-corpúsculo).

Apéndice 2

Aparato para demostrar el Principio de equivalencia

La figura ilustra un aparato sencillo que permite demostrar el Principio de equivalencia de Einstein. El aparato está construido como sigue (Figura 6).[*]

Una esfera transparente de plástico rígido contiene un taza en la que puede asentarse un bola de bronce. Esta bola se halla unida por un hilo delgado de nylon a un resorte débil, detenido de un palo de escoba de metro y medio de longitud aproximadamente. El resorte no es lo suficientemente fuerte como para recolocar a la bola de bronce cuando se le saca de su asiento.

¿Cómo se puede usar este instrumento casero para demostrar el Principio de equivalencia?

Respuesta. Tomándolo del palo, elevar el aparato verticalmente hasta que toque el techo de la habitación; dejarlo deslizarse libremente entre las manos (que sólo lo guían para evitar aporrear a los amigos). Cuando el aparato cae, la esfera grande de plástico y la bola están igualmente aceleradas y no hay fuerza gravitacional debido al Principio de equivalencia; así, la pequeña tensión del resorte es ahora suficiente para jalar la bola y colocarla en la taza.

Figura 6. Aparato para mostrar el Principio de equivalencia.

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[*] Esta “versión einsteiniana” de un juguete infantil fue ideada por Eric Rogers y su esposa, quienes se lo obsequiaron a Einstein en ocasión de su 76 aniversario, días antes de su muerte.

Apédice 3

Carta de Einstein al Presidente Roosevelt

En las siguientes páginas se reproduce la carta que, por sugerencia de Szilard, Einstein envió al presidente F. D. Roosevelt en agosto de 1939; a continuación se da la transcripción al español. Incidentalmente, es interesante comentar que el original de esta carta fue subastado en fecha reciente (diciembre de 1986) en Nueva York por la cantidad de 220 mil dólares; el comprador fue un particular.

Albert Einstein
Old Grove Rd.
Nassau Point
Peconic, Long Island
Agosto 2, 1939

F. D. Roosevelt,
Presidente de los Estados Unidos,
Casa Blanca
Washington, D.C.
Señor:

Un trabajo realizado recientemente por E. Fermi y L. Szilard, que he conocido en forma de manuscrito, me lleva a suponer que el elemento uranio puede ser transformado en una nueva e importante fuente de energía en el futuro inmediato. Algunos aspectos de la situación que se ha presentado parecen demandar atención y, en caso necesario, de acción rápida por parte de la Administración. Creo por lo tanto que es mi obligación poner a su atención los s...