Una geometría a la medida de la física

Euclides concibió la Geometría sobre nociones ideales y relaciones formales, prescindiendo de referencias sensibles y de operaciones mecánicas. Durante siglos, sirvió como un lenguaje preciso para describir los fenómenos físicos. A partir de la «relatividad general», la Geometría euclídea se sustituye por una nueva geometría, siguiendo los enunciados relativistas. Se construye una nueva métrica del espacio que está supeditada a los requisitos relativistas y la geometría pierde la capacidad de proporcionar una imagen relativista del espacio.


Además, Los «Principios o Hipótesis de Equivalencia» de Einstein provocan una inversión de funciones y adjudica a las entidades geométricas el mismo estatus que tenían las entidades físicas. El lenguaje geométrico, sin perder del todo la función instrumental, recibe un significado físico. Se produce así un mayor distanciamiento entre signos y significados; el lenguaje se aleja cada vez más de sus referentes, es decir, de los objetos del mundo natural. Por ejemplo, en las teorías de la mecánica clásica, la «masa» tiene un significado que remite a una propiedad de la materia que es apreciable por los sentidos y se mide experimentalmente. Sin embargo, a partir de la equivalencia relativista entre «masa» y «energía», ambas nociones físicas se identifican. Por ello, Einstein reconoce que «el principio de conservación de la masa, junto con el principio de conservación de la energía, han dejado de tener un lugar propio en la física»(Citado en A. Einstein (2005): 166). Con el desarrollo de la «física teórica», las secuelas de las «Hipótesis de Equivalencia» producirán hondas modificaciones en el método de investigación y en las expresiones teóricas.

Uno de los más importantes cambios tiene que ver con el concepto físico de «éter». Maxwell lo consideraba una realidad plausible, que servía de soporte en la propagación espacial de las ondas electromagnéticas. Posteriormente, el éter fue suprimido por Einstein ya que no pudo probarse experimentalmente su existencia y además no era compatible con la noción relativista de «simetría». Pues, supondría la existencia de un «medio absoluto» que estaría inmóvil respecto a uno de los sistemas de referencia K y en movimiento respecto al otro K´. Lo cual era incompatible con la idea relativista del movimiento; condición suprema de la teoría de Einstein.

No obstante, tiempo después de la enunciación de la «Teoría General de la Relatividad», su autor se vio obligado a rectificar el anterior planteamiento, en los términos siguientes:

«Opinaba yo en 1905 que no se podía ya de ningún modo hablar de la existencia del éter en la física. Sin embargo, esta decisión era demasiado radical (…). M{s bien es cierto que, ahora como antes, sigue estando permitido suponer la existencia de un medio que llena el espacio para poder examinar los campos electromagnéticos (…). Pero no está permitido atribuir a este medio en cada punto un estado de movimiento, por analogía con la materia, que sí es detectable».

Citado en A. Einstein (2005): 166. «Albert Einstein». Introducción», selección y edición: J.M. Sánchez-Ron. Crítica, Madrid.

Paradójicamente, en el continuo espacio-temporal no euclídeo de la «Teoría General de la Relatividad» se readmite la noción de éter, aunque, sigue sin ser detectable. Recordemos que tampoco lo fueron las «líneas de fuerza» de Faraday, ni los «vórtices» de Maxwell, lo que viene a confirmar la tesis de la naturaleza simbólica de esas nociones, que, sin embargo, son útiles en la construcción de la teoría.


Pese al anterior rechazo del éter, Einstein admite, ahora, que resurge sublimado con la «Teoría General de la Relatividad», como una entidad física inmaterial sin función de soporte de ningún movimiento. Además, según la nueva interpretación de Einstein, el éter no es homogéneo y su estructura no existe por sí misma, sino que depende de la materia generadora de los «campos». Dado que, dentro de la nueva teoría, las características métricas no se pueden separar de lo que es “verdaderamente” físico, los conceptos de “espacio” y “éter” van ligados entre sí[1]. El éter queda subsumido en el «espacio» y se identifica con él. Así, pues, el antiguo éter pierde el significado que Einstein y otros científicos le atribuían como soporte tenue (pero material) de las ondas electromagnéticas. Y deja de considerarse un medio natural, pasando a tener una estructura simbólica, subsumida en el concepto de «espacio», como substrato simbólico donde se describen los fenómenos físicos.

Son especialmente significativas las últimas líneas en cursiva en las que Einstein admite explicitamente la identificación entre las características «métricas», es decir, geométricas y lo que califica de «verdaderamente físico». Dentro de esta concepción en la que predominan las leyes físicas sobre las relaciones puramente geométricas, la materia condiciona la estructura del espacio. Así, «la teoría del espacio (geometría) y del tiempo no se puede anteponer a lo que realmente es física, ni puede interpretarse independientemente de la mecánica y de la gravedad»(Citado en A. Einstein (2005): 190). Las teorías inician una deriva metodológica en la que se aproximan las nociones físicas y las geométricas, con predominio de las segundas sobre las primeras, las cuales cada vez son más dependientes de las estipulaciones geométricas.

Nota 1. La afirmación de Einstein: las características métricas no se pueden separar de lo que es “verdaderamente” físico, refuerza nuestra tesis sobre la asimilación de la física por la geometría, que se refleja en la ecuación: Gμν= 8πG/c4 Tμν, escrita en lenguaje tensorial. En ella, el primer miembro de la ecuación simboliza el tensor de curvatura y el segundo, el tensor de distribución de masa. La igualdad, por tanto, refleja la interacción mutua entre la geometría del espacio y sus propiedades gravitatorias. (Citado en A. Einstein (2005): 190) [Cursiva añadida].

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