Jean Eisenstaedt - Antes de Einstein. Relatividad, luz y gravitación

JEAN EISENSTAEDT

es investigador en el Observatorio
Astronómico de París y director emérito
del Centro Nacional de Investigación Científica
( CNRS ) de Francia. Se dedica a la filosofía
e historia de la ciencia, y por su labor
de divulgación fue merecedor en 2002 del
Premio Jean Rostand, otorgado por el Atelier
des Écrivains Scientifiques.

SECCIÓN DE OBRAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA

ANTES DE EINSTEIN:
RELATIVIDAD, LUZ Y GRAVITACIÓN

Comité de selección de obras

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Dr. Guillermo Soberón
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Antes de Einstein:
relatividad, luz y gravitación

Traducción
Martín Manrique Mansour

Revisión de la traducción
Juan José Utrilla

Primera edición en francés, 2005
Primera edición en español, 2015
Primera edición electrónica, 2015

Diseño de portada: Paola Álvarez Baldit

Título original: Avant Einstein. Relativité, lumière, gravitation
© Éditions du Seuil, 2005

D. R. © 2015, Fondo de Cultura Económica
Carretera Picacho-Ajusco, 227; 14738 México, D. F.
Empresa certificada ISO 9001:2008

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ISBN 978-607-16-3392-7 (mobi)

Hecho en México - Made in Mexico

SUMARIO

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar quiero dar las gracias a Jean-Marc Lévy-Leblond, quien acogió con gran interés este libro en Seuil y me sugirió numerosas mejoras. Doy también gracias calurosamente a Michel Combes, lector atento y crítico exigente de las primeras versiones del libro, de quien he aprendido mucho, en particular sobre cuestiones de óptica. Estoy agradecido con Bernard Pire, quien me sugirió modificaciones a una parte del manuscrito. Vaya también mi gratitud a François Rigaud, diseñador de algunas figuras. Asimismo, expreso mi reconocimiento a Silvio Bergia, Christian Bizouard, Suzanne Débarbat, Bernard Maitte, Jean-Claude Houard, Gilles Exposito-Farèse, Anne Kox, Dominique Pignon y Jürgen Renn, cuya ayuda y cuyas recomendaciones me resultaron esenciales.

Me gustaría también dar las gracias a mis colegas de la biblioteca del Observatorio de París y de París VI, donde pude encontrar muchos de los artículos en los que se basa el libro. No puedo mencionar todas las bibliotecas por las que hube de pasar para recabar los textos necesarios, pero no puedo olvidar la British Library, donde descubrí hace unos 12 años el manuscrito de Blair, sin comprender al principio toda su importancia.

No pasaré por alto, respecto a Éditions du Seuil, a Paul Chemla, Marion Guillemet, Marie-Hélène Le Maire, Sophie Lhuillier, Jean-Luc Simonin, por el esmero que su editorial puso en esta obra, particularmente en las figuras e ilustraciones.

Es muy difícil librarse de las ideas preconcebidas. De ello es testimonio este libro, pues en el contexto de la relatividad clásica y de la teoría de Newton vuelve a plantear la cuestión de la imposible pero necesaria constancia de la velocidad de la luz. Es muy probable que dicha dificultad haya dejado su huella: algunas imprecisiones, algunos errores, que desde luego son míos.

J EAN E ISENSTAEDT

París, octubre de 2004

I. ANTES DE EINSTEIN…

A NTES de Einstein… ¿“La” relatividad antes de Einstein? Pero, ¿hay una relatividad antes de Einstein?

El concepto de relatividad no surgió de la cabeza de Einstein, cual Atenea de la de Zeus… Aún menos del muslo de Poincaré, aunque les pese a algunos, pero ésa es otra historia. Hablemos en serio. Clásicamente, el principio de la relatividad se debe a Galileo y después a Newton. Se aplica entonces y durante mucho tiempo, hasta Einstein, a las partículas materiales y a los objetos móviles: las velocidades “se suman”, como el viajero que camina dentro de un tren en marcha y la persona que lo ve desde el andén. Pero, ¿y si el viajero tiene una linterna en la mano?

Luz y relatividad: éste es precisamente el tema del libro. El principio de la relatividad plantea un problema para la luz. Tal fue la gran cuestión de la óptica de los cuerpos en movimiento; a lo largo del siglo XIX , algunos de los más grandes sabios interesados en ella fueron Fresnel, Maxwell, Lorentz, Poincaré, Michelson y Morley. Resulta que las velocidades ya no se suman, pues a ello se opone la “aberración”. En la facultad todos repetimos, sin entender mucho: “La velocidad de la luz es independiente de la velocidad de su fuente”. Derrumbado el principio de la relatividad, entra en escena el éter, término rebuscado que nunca se ha sabido bien a bien qué recubre: ¡un desastre!

Por extraño que parezca, nadie se ha preocupado realmente por lo que se pensaba “antes”: antes de Einstein, antes de Poincaré, antes de Maxwell. Sin embargo, algunos sabios austeros e ignorados, como John Michell, Robert Blair y algunos otros, se interesaron profundamente en la cuestión. Ingenuamente, sin duda, pero la ingenuidad con frecuencia resulta provechosa… aunque sólo sea para poner en perspectiva lo que siempre hemos temido (no) comprender.

Newtonianos recalcitrantes, dichos “filósofos de la naturaleza” trataron la luz simplemente como si estuviera compuesta por vulgares partículas materiales: los “corpúsculos luminosos”. Se trataba de gente seria, que se basó en sus clásicos: Galileo, Newton y sus Principia, donde ya se encuentran ideas interesantes. Hacia finales del siglo XVIII , el Siglo de las Luces (que no podría tener mejor nombre para la ocasión), en Inglaterra, Escocia, Prusia e incluso en París, una verdadera balística de la luz subyace silenciosamente en la teoría de la emisión, avatar de la teoría corpuscular de la luz de Newton. Vistos desde la perspectiva de las teorías aceptadas hoy, los resultados obtenidos no son desdeñables: ¡toda una prehistoria! Una física de las relaciones, menos complejas de lo que se dice, pues quedan aclaradas aquí, entre la luz, la relatividad, la gravitación… Puede encontrarse una gran cantidad de pruebas, experimentos y efectos bien conocidos hoy día y sin hacer decir a los textos más de lo que en ellos aparece. Se trata nada menos que de una cinemática clásica (galileo-newtoniana) de la luz, coherente con el principio de la relatividad y por tanto comparable a la cinemática de Einstein.

Es verdad que falta (y no es poca cosa) la extraña ley de composición de velocidades (que ya no se suman tan sencillamente) de Lorentz y la interpretación posterior de Minkowski, que al propio Einstein le costó aceptar. No obstante, aparecen el efecto Doppler-Fizeau, descubierto junto con todas sus consecuencias sesenta años antes de la publicación del artículo de su supuesto inventor; los cuerpos oscuros, antepasados de los agujeros negros; la desviación de los rayos luminosos sometidos a la gravedad de una estrella y, por si fuera poco, el efecto “Einstein” de corrimiento del espectro en un campo de gravitación… Y todavía hay que ver con cuidado, escoger entre una gran cantidad de artículos incomprendidos y de experimentos olvidados, incluyendo un manuscrito simple y sencillamente fantástico pero nunca publicado, el de Blair, sabio desconocido que jamás ha tenido el honor de aparecer en alguna publicación importante.