De acuerdo con las leyes de Newton, la gravitación entre dos objetos depende de sus masas y la distancia entre ellos, en un momento determinado. Esto significa que, si uno de los dos objetos se mueve, cambiando así la distancia entre ellos, el efecto de la fuerza gravitacional sobre el otro objeto cambiará directamente. En otras palabras, el cambio ocurre instantáneamente. Esto significaría que el efecto de la fuerza gravitacional viaja a una velocidad infinita. Esto entra en conflicto con la relatividad especial, que ha demostrado que la velocidad máxima de cualquier objeto es la velocidad de la luz. Es por esta razón que Einstein trabajó durante años en una teoría que explicara la gravedad de una manera que no entre en conflicto con la relatividad especial. En 1915, presentó la teoría general de la relatividad. Esta teoría describe el universo como un todo en términos del efecto gravitacional de la materia y la energía en el universo, así como también de sus efectos mutuos. A la luz de la teoría de la relatividad especial de Einstein, no hay velocidad —dentro del universo— mayor que la velocidad de la luz, ni tiempo absoluto, ni independencia completa del tiempo de las otras dimensiones del universo que llamamos espacio. En cambio, hay un tejido universal que consiste en las cuatro dimensiones.

En la teoría general de la relatividad, el efecto de la gravedad es el resultado de las cuatro dimensiones cósmicas (espacio-tiempo) que se curvan debido a la materia y la energía. Por lo tanto, es como si el tejido universal fuera elástico y flexible y toda la materia en el universo curvara este tejido según su masa. Toda la energía también curva este tejido según su equivalente en materia, basada en la ecuación que Einstein presentó en la teoría de la relatividad especial: E = mc2.

Por ejemplo, la masa y la energía del sol curvan el tejido espacio-tiempo, y la Tierra se traslada sobre esta curvatura en un camino que es similar a una línea recta, ya que esta representa el camino más corto entre dos puntos en las cuatro dimensiones. Vemos este camino como si fuera casi circular en el mundo tridimensional, al igual que un avión que vuela en línea recta entre dos puntos en las tres dimensiones proyectando un rastro curvo (sombra) sobre la superficie de la tierra debido a las diferencias de altura sobre la superficie de la tierra, y no debido al trayecto del avión.

La teoría de la relatividad especial tuvo un gran éxito al explicar por qué la velocidad de la luz era la misma para todos los observadores (tal y como había mostrado el experimento de Michelson-Morley) y al describir adecuadamente lo que sucede cuando los objetos se mueven con velocidades cercanas a la de la luz. Sin embargo, la teoría era inconsistente con la teoría de la gravitación de Newton, que decía que los objetos se atraían mutuamente con una fuerza dependiente de la distancia entre ellos. Esto significaba que, si uno movía uno de los objetos, la fuerza sobre el otro cambiaría instantáneamente, o, en otras palabras, los efectos gravitatorios deberían viajar con velocidad infinita, en vez de con una velocidad igual o menor que la de la luz, como la teoría de la relatividad especial requería. Einstein realizó entre 1908 y 1914 varios intentos, sin éxito, para encontrar una teoría de la gravedad que fuera consistente con la relatividad especial. Finalmente, en 1915, propuso lo que hoy en día se conoce como teoría de la relatividad general.

Einstein hizo la sugerencia revolucionaria que la gravedad no es una fuerza como las otras, sino que es una consecuencia que el espacio-tiempo no sea plano, como previamente se había supuesto: el espacio-tiempo está curvado, o «deformado», por la distribución de masa y energía en él presente. Los cuerpos como la Tierra no están forzados a moverse en órbitas curvas por una fuerza llamada gravedad; en vez de esto, ellos siguen la trayectoria más parecida a una línea recta en un espacio curvo, es decir, lo que se conoce como una geodésica.

Muchas aplicaciones y experimentos han demostrado que lo que la teoría general de la relatividad predijo se correlaciona con la realidad y la observación. Por ejemplo, la descripción de la teoría de la órbita de Mercurio es más precisa que la de la ley de gravedad de Newton. La teoría también predijo la deflexión de la luz y cómo se ve afectada por los campos gravitacionales, y mediante la experimentación, esta predicción se descubrió que era verdadera. Predijo la existencia de agujeros negros y, de hecho, se descubrieron agujeros negros.

El aspecto más importante de la relatividad general, en lo que se refiere a nuestro tema, es que el tiempo y el espacio no son un espacio estático en el que ocurren los eventos. Más bien, el tiempo y el espacio se curvan y se ven afectados por las cosas que existen dentro de ellos, lo que significa que son una existencia cinética y dinámica.

Esto ha permitido a algunos cosmólogos suponer que la expansión del universo no está restringida a la materia y la energía, sino que también incluye el espacio que los contiene.


Extracto del libro “La Ilusión del Ateísmo” de Ahmed AlHasan (a)

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