Relatividad general
Teoría de la gravedad publicada por Albert Einstein en 1915. Sustituye la fuerza gravitatoria de Newton por una descripción geométrica: la energía y la materia curvan el espacio-tiempo, y los cuerpos que se mueven libremente siguen las trayectorias más rectas posibles dentro de esa geometría curva. Lo que llamamos gravedad es esa curvatura.
La idea central
John Wheeler la comprimió en una fórmula que se ha vuelto canónica: la materia le dice al espacio-tiempo cómo curvarse, y el espacio-tiempo le dice a la materia cómo moverse. Las ecuaciones de campo de Einstein relacionan ambos lados —geometría a la izquierda, contenido de energía y momento a la derecha— y son diez ecuaciones diferenciales acopladas y no lineales. Esa no linealidad es lo que las hace difíciles: la energía del propio campo gravitatorio también gravita.
De ella se sigue algo que la física de Newton no contemplaba: el tiempo no transcurre igual en todas partes. Un reloj cerca de una masa avanza más despacio que uno lejano. No es una ilusión de medición; es la diferencia real entre dos trayectorias por el espacio-tiempo.
Confirmaciones
- 1919. La expedición de Arthur Eddington mide durante un eclipse la desviación de la luz de estrellas al pasar cerca del Sol, con el valor que predice la teoría y el doble del newtoniano.
- Precesión de Mercurio. El desplazamiento anómalo del perihelio, conocido desde 1859 y sin explicación, sale de las ecuaciones sin ajustes.
- Sistemas de posicionamiento. El GPS corrige a diario los efectos relativistas sobre los relojes de sus satélites; sin esa corrección acumularía kilómetros de error.
- 2015. LIGO detecta ondas gravitacionales de la fusión de dos agujeros negros, cien años después de que la teoría las predijera.
- 2019 y 2022. El Event Horizon Telescope obtiene imágenes de las sombras de los agujeros negros supermasivos de M87 y de la Vía Láctea.
Dónde deja de servir
La relatividad general es una teoría clásica: no incorpora la mecánica cuántica. En condiciones ordinarias eso no importa, porque los dos dominios no se solapan. Pero hay dos regímenes donde sí: el interior de un agujero negro y el universo primitivo. Ahí la teoría predice singularidades, densidades infinitas donde sus propias ecuaciones dejan de dar respuestas.
La lectura habitual no es que la teoría se equivoque, sino que está señalando su propio límite: hace falta una teoría de gravedad cuántica que la contenga como caso particular y que describa lo que ocurre cuando la curvatura se vuelve extrema. Encontrarla es uno de los problemas abiertos centrales de la física.
Conceptos vecinos
Fuentes
- Wikipedia EN: General relativity (Categoría 1)
- Einstein, A. (1916). Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie. Annalen der Physik, 354(7), 769-822. (Categoría 2)
- Misner, C. W., Thorne, K. S. y Wheeler, J. A. (1973). Gravitation. W. H. Freeman. (Categoría 2)