Llegados a este punto es preciso apuntar que la crisis de los fundamentos que tuvo lugar durante el último tercio del siglo XIX no puede ser contemplada como la crisis de la Modernidad, entendida ésta como la destrucción de los fundamentos epistemológicos que estructuraron el Saber moderno. Tuvo que desarrollarse la revolución científica de la física contemporánea, mediante la aparición de la Teoría de la Relatividad y de la Mecánica Cuántica para que esta crisis de los fundamentos desembocara en revolución de los fundamentos sobre los que se asentaban presupuestos epistemológicos básicos que habían configurado la episteme clásica, razón de ser de las formas del Pensar que han dominado la cultura occidental en los últimos tres siglos.
La Teoría de la Relatividad: la destrucción del Tiempo y del Espacio absolutos.
Los motivos aducidos por Einstein, en su artículo de 1905, para formular la Teoría Especial de la Relatividad, sólo mencionan de manera genérica y de pasada algunos problemas de carácter práctico. Sobre una base tan vaga -que no hace sino confirmar que las inquietudes de Einstein no residían fundamentalmente en problemas de carácter experimental- estableció que "las mismas leyes de la electrodinámica y de la óptica son válidas en todos los sistemas de referencia para los que son ciertas las ecuaciones de la mecánica". Esta conjetura fue elevada a la categoría de postulado como Principio de Relatividad; al que seguió un segundo postulado: "la constancia de la velocidad de la luz en el vacío independientemente del estado de movimiento del cuerpo emisor". Mediante estos dos postulados Einstein consideró que era posible "obtener una teoría simple y coherente de la electrodinámica de los cuerpos en movimiento basada en la teoría de Maxwell para los cuerpos estacionarios", eliminando la problemática existencia del éter, que durante la segunda mitad del siglo XIX no había hecho sino complicar extraordinariamente la teoría electromagnética, debido a la necesidad de encontrar un medio que fuera soporte de las ondas electromagnéticas: "la introducción de un éter lumífero resultará superfluo en tanto en cuanto la concepción que aquí vamos a desarrollar no requiere un espacio absolutamente necesario provisto de propiedades especiales, ni necesita asignar un vector velocidad a un punto del espacio vacío en el que tienen lugar los procesos electromagnéticos".
P ara Einstein fue motivo suficiente la existencia de "ciertas asimetrías" de la teoría "que no parecen ser inherentes a los fenómenos" para llevar a cabo una reformulación completa de la electrodinámica tal como era entendida hasta entonces. Para ello sólo era preciso, una vez aceptados los dos postulados por él propuestos, aceptar que "las leyes de la física son invariantes con respecto de las transformaciones de Lorentz (para el paso de un sistema inercial a otro sistema inercial cualquiera)".
Einstein modificó radicalmente, con la Teoría Especial de la Relatividad, la forma de ver la física, mediante una nueva formulación de los conceptos de Espacio y Tiempo. Para ello recurrió a una nueva definición del concepto de simultaneidad, según el cual "Cada cuerpo de referencia (sistema de coordenadas) tiene su tiempo especial; una localización temporal tiene sólo sentido cuando se indica el cuerpo de referencia al que remite". Desaparecido así el tiempo absoluto característico de la Mecánica clásica, la crítica epistemológica de Mach se convirtió en crítica desde la teoría física. El tiempo absoluto dejó de ser necesario para la Física y se conviertió en un elemento superfluo que estorbaba a la propia teoría física. La ruptura con la física clásica aparece aquí de forma evidente. Otro tanto ocurrió con el concepto de espacio absoluto. El concepto de distancia espacial entre dos puntos de un cuerpo rígido se encuentra en función del sistema de referencia y sólo en este sentido puede ser empleado en Física. La reinterpretación de Einstein de las ecuaciones de Lorentz permitió establecer la transformación de las magnitudes espacio-temporales de un suceso al pasar de un sistema de referencia a otro. Einstein señalaba así su carácter de grupo, que no exigía la existencia de un sistema inercial privilegiado, diferente de los demás sistemas por su estado de reposo (espacio absoluto).
Claro que esto que parecía tan sencillo a primera vista, suponía el fin de la vieja ilusión mecanicista, con lo que todo el edificio de la Física clásica, que tantos esfuerzos había costado levantar, se tambaleaba peligrosamente. Estas son las razones que explican la incapacidad de Lorentz para interpretar correctamente las ecuaciones de transformación que él mismo había descubierto, atrapado como estaba por la epistemología de la Física clásica, de manera similar Poincaré no llegó a generalizar su principio de relatividad. Tuvo que ser Einstein quien cortase el nudo gordiano, haciendo desaparecer de la faz de la Física el espacio y el tiempo absolutos newtonianos.
La teoría Especial de la Relatividad analizaba y resolvía los problemas físicos de los cuerpos en movimiento en sistemas de referencia inerciales, pero dejaba fuera de su campo de aplicación toda una serie de problemas físicos, como los del campo gravitatorio y la no-equivalencia de todos los cuerpos de referencia de Galileo, de cara a la formulación de las leyes naturales. Einstein dedico buena parte de sus esfuerzos intelectuales en los siguientes diez años a generalizar la relatividad especial. En otras palabras, con la Relatividad Especial los sistemas inerciales parecían seguir ocupando una posición privilegiada, "lo que le daba un aire artificial al uso de coordenadas en movimiento", al quedar excluidos de ella los sistemas de referencia no inerciales, es decir, los sistemas de referencia de movimiento no uniforme.
Einstein llegó pronto, en 1907, al convencimiento de que en el marco de la Teoría de la Relatividad Especial no había lugar para una teoría satisfactoria de la gravitación. En el proceso de generalización de la Relatividad Especial se percató enseguida de la igualdad existente entre masa inercial y masa pesante, de donde se deducía que la aceleración gravitatoria es independiente de la naturaleza del cuerpo que cae. Esta igualdad ya había sido registrada por la física clásica, pero no había sido interpretada. El reconocimiento por parte de Einstein de que "la misma cualidad" del cuerpo se manifiesta como inercia o como gravedad, le condujo a establecer el principio de equivalencia; según el cual, un sistema de referencia acelerado libre de la acción de cualquier campo gravitacional es equivalente a un sistema de referencia en reposo afectado por la acción de un campo gravitacional. Esta equivalencia es aplicable a todas las leyes de la física, por lo que debían comportarse igual en los dos sistemas de referencia. De esta forma, Einstein encontró en 1907 el camino por el que podía ser generalizada la Relatividad Especial a los sistemas de referencia de movimiento uniformemente acelerado, es decir, el medio de aplicar las ecuaciones relativistas a un campo gravitatorio homogéneo.
La abolición del concepto de simultaneidad absoluta por la Relatividad Especial ponía en cuestión la acción directa a distancia introducida por la ley de gravitación de Newton. De acuerdo con la mecánica clásica, la aceleración vertical de un cuerpo en un campo gravitatorio vertical es independiente de la componente horizontal de su velocidad. Pero en la formulación de Einstein, la aceleración de un cuerpo que cae no es independiente de su velocidad horizontal o energía interna del sistema, este resultado entraba en contradicción con el hecho experimentalmente demostrado de la igualdad de las masas pesante e inercial, por la que todos los cuerpos sometidos a un mismo campo gravitatorio adquieren la misma aceleración. Ello condujo a Einstein a la convicción de que no era posible tratar el problema de la gravitación dentro de la estructura de la Relatividad Especial. El principio de equivalencia convenció, sin embargo, a Einstein de que era posible la generalización del principio de relatividad a los sistemas de coordenadas con aceleración variable entre sí, lo que desembocaría en una nueva teoría del campo gravitatorio. La solución al problema se demoró varios años, hasta que Einstein encontró en la geometría no euclídea de Reimann el instrumento eficaz para representar el campo gravitatorio dentro del espacio-tiempo relativista.
E n la Teoría de la Relatividad General, completada por Einstein en 1916, planteó una nueva ley general de la gravitación acorde con la física relativista, que eliminaba la acción instantánea a distancia de la teoría de la gravedad de Newton, dando cuenta del avance del perihelio de Mercurio -algo que no podía explicar la ley de gravitación newtoniana- y de la curvatura de la trayectoria de los rayos luminosos bajo la acción de intensos campos gravitatorios. En el campo gravitatorio relativista relojes sincronizados marcharían a distinta velocidad según su posición en el mismo. De tal manera que, resultaba imposible dar una definición exacta del tiempo dentro de un campo gravitatorio. Otro tanto ocurría a la hora de efectuar una definición de las coordenadas espaciales; éstas variaban en función de cómo se situaban dentro del campo gravitatorio. Tales resultados llevaron a la conclusión a Einstein de "que los teoremas de la geometría euclidea no pueden cumplirse exactamente sobre el disco rotatorio ni, en general, en un campo gravitacional... También el concepto de línea recta pierde con ello su significado".
Einstein se vio obligado a abandonar la geometría euclidea como marco en el que se desenvolvía el espacio-tiempo bajo la acción de un campo gravitatorio, rompiendo radicalmente con la representación espacial de la física clásica. Einstein recurrió a la utilización de coordenadas gaussianas como el método de aplicación adecuado a medidas -distancias- no euclideas, características del continuo espacio-temporal bajo el efecto de un campo gravitatorio.
En los campos gravitatorios, según la Relatividad General, no existen cuerpos rígidos con propiedades euclideas. La ficción del cuerpo de referencia rígido fracasa; a la vez que los campos gravitatorios influyen de forma directa en la marcha de los relojes, de tal manera que una definición física del tiempo con la ayuda de relojes no posee ni mucho menos el grado de evidencia que tiene en la Relatividad Especial.
Con la Relatividad General desaparecía toda existencia de marcos de referencia privilegiados -con la relatividad especial éstos eran los sistemas inerciales-. En el continuo espacio-temporal curvo de la Relatividad General la trayectoria más corta -que es la recorrida por un rayo de luz- es una línea geodésica, por lo que la afirmación euclideana de que las líneas paralelas nunca se encuentran dejan de tener sentido en el espacio-tiempo.
L a comprobación de la curvatura de la trayectoria de los rayos lumínicos por la acción de un campo gravitatorio fue realizada por las expediciones de sir Arthur Stanley Eddington y Crommelin, que estudiaron el eclipse solar del 29 de mayo de 1919; sus resultados abrieron el paso al reconocimiento generalizado de la Teoría de la Relatividad, vencidas las fuertes resistencias iniciales, dentro de la comunidad científica, para aceptar una teoría que rompía con una buena parte de los presupuestos epistemológicos que durante siglos habían sido tenidos por verdades inmutables.
A finales del siglo XVIII, como señala Koyré: "El Dios newtoniano reinaba plenamente en el vacío infinito del espacio absoluto". El Universo se tornó infinito tanto en el espacio como en el tiempo, por la influencia de los principios de plenitud y de razón suficiente. El Universo infinito de la cosmología moderna se transformó así infinito en duración y en extensión, donde la materia eterna, de acuerdo con leyes necesarias y eternas, se movía sin fin y sin objeto en el espacio eterno. Con la Relatividad General el Universo infinito de la cosmología moderna saltó hecho añicos. La Teoría de la Relatividad General puso fin a la visión clásica del Universo, provocando una profunda y radical transformación de los presupuestos sobre los que se sustentaba la Cosmología clásica, un nuevo Universo finito y sin límites, en el continuo espaciotemporal no euclideo, abrió las puertas a la nueva Cosmología contemporánea.
La mecánica cuántica: la destrucción de la validez universal del principio de causalidad estricto.
Si bien la teoría de la Relatividad eliminó algunos de los presupuestos epistemológicos básicos de la física clásica, como el espacio y el tiempo absolutos, sobre los que se asentaba la representación moderna del Universo, no puso en cuestión la representación determinista de la Naturaleza característica de la época Moderna. Ésta se asentaba en la validez universal del principio de causalidad clásico, cuyas premisas no quedaban afectadas por la revolución relativista, no resultando afectado, pues, el criterio de realidad dominante en la física moderna, postulado básico de la teoría del conocimiento desarrollada en la época Moderna.
Sin embargo, este pilar fundamental del Saber moderno pronto se vería sometido a una profunda crisis, como consecuencia del desarrollo de la Mecánica Cuántica, que cuestionó seriamente la validez universal del principio de causalidad clásico, arrastrando con ello el criterio de realidad sobre el que se había desarrollado la física moderna. El inicio de esta fractura epistemológica se sitúa en la introducción del cuanto de acción por Max Planck en 1900, resultado de su investigación sobre el problema de la radiación del cuerpo negro.
P lanck al embarcarse en su programa de investigación sobre la radiación del cuerpo negro en 1897 pretendía resolver los problemas planteados por dicho fenómeno a la física de su tiempo, a la vez que trataba de demostrar el carácter fundamental de la segunda ley de la termodinámica. Creía que si podía demostrar el aumento de entropía en el caso de la radiación del cuerpo negro habría conseguido fundamentar sobre bases sólidas lo segundo. Para ello recurrió al método estadístico de Ludwig Boltzmann. Planck fue más allá que Boltzmann, al dar un carácter físico a la división de la energía en elementos. Con ello introdujo el cuanto de energía como una realidad física, al subdividir el continuo de energía en elementos de tamaño finito, asignándoles un valor constante y proporcional a su frecuencia. Este paso que rompía radicalmente con la física del siglo XIX, al introducir la discontinuidad en la emisión y absorción de energía, hecho del que no se percató el propio Planck cuando estableció su teoría de la radiación del cuerpo negro, y que tardaría en reconocer cerca de diez años por la repugnancia epistemológica que ello le producía.
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