Momentos estelares de la física

Antonio Vélez M.

En 1896, Henri Becquerel descubrió por azar que ciertas sales de uranio emitían radiaciones, pues se le velaron unas placas fotográficas que tenía protegidas en empaques de cartón negro. Así descubrió, por azar, una nueva propiedad de la materia, la radiactividad, esto es, que algunos elementos químicos emiten radiaciones de manera espontánea. Además de impresionar placas, esas radiaciones producen fluorescencia, atraviesan cuerpos opacos, ionizan gases… Las radiaciones pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o corpusculares. Ocurren porque los núcleos son inestables y emiten espontáneamente partículas para decaer a elementos más estables; el uranio, por ejemplo, termina convertido en plomo. Y gracias a los rayos X, el hombre pudo mirar en el interior de los organismos, sin usar el agresivo bisturí ni meterse por los agujeros naturales. 

La radiactividad se aprovecha en física para obtener energía nuclear, en medicina como radiodiagnóstico y radioterapia, en paleontología para conocer la edad de los fósiles, y también en la industria, para usos variados. A partir del trabajo de Becquerel, Marie y Pierre Curie descubrieron otros materiales radiactivos, como el torio, el plomo y el radio. En 1932, James Chadwick descubrió el neutrón, predicho por Rutherford en 1920, y muy pronto, Enrico Fermi descubrió, por medio del neutrón, la radiación beta.

En 1919, Einstein había sido propuesto varias veces para el Nobel, pero tuvo que esperar dos años más. En su momento, la teoría gravitatoria de Newton dominaba la física, pues no se había logrado aún encontrar una prueba experimental de las “locuras” que proponía Einstein: un espacio curvo de cuatro dimensiones, espacio que obtenía su curvatura por la presencia de los cuerpos con masa, más una ley para cambiar un poquitín de masa por energía en cantidades monstruosas, y como si lo anterior fuese poco, Einstein nos enseñó que el flujo del tiempo dependía de las condiciones físicas que rodeaban al espectador. ¿Cómo eran posibles tales locuras? ¡Síí, sí eran posibles!

Entre las predicciones “locas” de Einstein estaba la desviación de un rayo de luz al pasar cerca de un campo gravitatorio, como si fuese una lente (lente gravitatoria se lo llamó después de la confirmación). Algo que también predecía Newton, suponiendo que la luz poseyera masa, aunque fuese muy pequeña. Las diferencias teóricas calculadas con las dos teorías eran tan pequeñas, que algunos experimentos planeados en el laboratorio no alcanzaron a dirimir la cuestión. Pero el eclipse total de Sol del 29 de mayo de 1919 proporcionó la gran oportunidad de iluminarnos con la verdad: la luz de aquellas estrellas que tuvieran trayectorias cercanas a la posición del Sol en el momento del eclipse sería desviada –decía Einstein– por la curvatura del espacio-tiempo creada por la masa del Sol, y no debido a la masa de los fotones que conforman el rayo de luz, pues no la poseen. Además, al oscurecerse el día a consecuencia del eclipse, esas estrellas serían visibles mientras durara el fenómeno, aun de día, y podría compararse su posición antes y después del fenómeno.

El astrónomo real sir Arthur Eddington fue uno de los encargados de la medición, para lo cual viajó a la isla de Príncipe, en la costa de Guinea africana; otros astrónomos fueron a Sobral, Brasil. Y… se confirmó la predicción de Einstein. Un día después, a los 40 años de edad, Einstein se convirtió en una celebridad, un mito en la historia de la ciencia. Y sigue siéndolo. De paso, se le dio un merecido adiós al éter, invento de los físicos clásicos.

Más aún, Einstein, a partir de un puro cálculo formal llegó a la inofensiva fórmula E = mc2, (E es la energía, m la masa y c la velocidad de la luz) ecuación que convertía la masa en energía, insospechable a partir de simples observaciones de la naturaleza, pero deducible a partir de los axiomas y leyes de la teoría. Energía que brotaba mágicamente de las ecuaciones, pero que luego, el 6 y el 9 de agosto de 1945, se convertiría en una horrorosa realidad en Hiroshima y Nagasaki. Cuando se lanzó la bomba atómica sobre Hiroshima, ya los desdichados habitantes de esa ciudad habían sido condenados a muerte, pues el poder devastador del artefacto se conocía por anticipado. Fue un día luminoso para la física, y bien oscuro para el pueblo japonés.