El éter. Un pequeño resumen

En el fondo de todo, en la raíz del problema, está la verdadera pregunta: ¿qué es el movimiento? Lo de Einstein nos ha pasado a todos. Por ejemplo, estamos en el metro o en un tren y hay otro convoy paralelo al nuestro, los dos parados. De repente uno de los dos se empieza a mover y uno no sabe si el que se mueve es el propio o el otro. Al final nos damos cuenta de cuál de los dos es el que se mueve de verdad. Sin embargo, la situación nos ha dejado impactados. ¿Qué es el movimiento? ¿Quién se mueve respecto a quién? Es algo muy difícil de resolver…

El experimento de la doble rendija, realizado por Thomas Young en 1801, cerró un debate de dos mil años de duración. Demostró que la luz era una onda, como el sonido. fenómenos hermanos, El sonido es una onda de presión que se propaga por un medio, muchas veces el aire, pero también puede moverse por otros, como el agua. Entonces la luz es una onda electromagnética que se propaga… ¿Por dónde se propaga la luz? Para los científicos de la época no había duda: la luz se propagaba por el éter.

El éter es un viejo amigo que lleva apareciendo y desapareciendo como un fantasma por toda la historia de la física. Uno de sus grandes defensores fue —¡cómo no!— Aristóteles. Sin embargo, el éter del siglo XIX era distinto. Era un medio real, necesario para que existiera la luz. Estaba en todas partes, ocupando todo el espacio.

Pero era indetectable. Claro, nadie lo había visto. Y sus propiedades también eran de película de ficción: tenía que ser ínfimamente denso y a la vez de gran elasticidad además de invisible.

El éter ofrecía un respiro a la física, porque permitía definir lo que era el movimiento en términos absolutos. Todo parece estar en movimiento: la Luna alrededor de la Tierra, la Tierra alrededor del Sol, el Sol alrededor de la Galaxia… En estas condiciones, donde todo se mueve, es difícil definir el movimiento. ¿Quién se mueve respecto a quién? Pues el éter daba la repuesta. El éter era un sistema de referencia universal. Todo movimiento habría de estar referido al éter. Qué maravilla.

Sería genial si ese éter apareciera pero… No había forma.

Michelson y Morley hicieron un experimento que a mí personalmente me fascina. Es ingenioso, bonito y sus consecuencias son históricas. Decidieron poner a prueba la existencia del éter y ver si la luz y una piedra se mueven de la misma manera. Su idea era brillante: pusieron dos rayos de luz a competir. Uno de ellos iría como en un coche en movimiento y el otro como en un coche parado. ¿Qué rayo viajaría más rápido? Si la luz se mueve como lo hace una piedra, el rayo más rápido sería el del coche, ¿no? Si así fuera, podrías resolver las dudas. Sin embargo, no era tan sencillo como esto: la velocidad de la luz es muy alta con respecto a la de un coche. Si quieres detectar una variación apreciable en la velocidad de ambos rayos necesitas un sistema muy preciso y algo que viaje muy rápido. Muy muy muy rápido. Pero ¿de dónde podemos sacar algo que sea tan veloz? Y estamos en 1900, no te olvides. La Tierra, en el ecuador, gira a unos 1.600 kilómetros por hora. Podemos usar este movimiento, que es lo bastante veloz, como referencia para tomar la medida. Lo que hacemos es disparar un rayo de luz en el sentido de movimiento de la Tierra y otro en perpendicular. Si el éter existe, el que va en el sentido del movimiento de la Tierra ha de viajar a la velocidad de la luz (c) más la velocidad orbital de la Tierra. Por su parte, el que va en perpendicular viajaría solo a la velocidad c. Si ponemos los dos rayos a competir para ver quién llega antes a la meta, teniendo en cuenta que los dos se han disparado a la vez, el que va en el sentido de la Tierra habría de llegar el primero.

El dispositivo para hacer este experimento es lo que se conoce como interferómetro, porque lo que se observaría en el caso de que un rayo llegara antes que el otro sería una interferencia. El experimento se plantea así: se lanza un solo rayo de luz que se divide en dos rayos mediante un dispositivo llamado desdoblador de haz. Uno de los rayos se refleja para viajar en un sentido y el otro en el perpendicular. Por un sistema de espejos ambos acaban dirigiéndose hacia la misma meta: el interferómetro, y se vuelven a unir después de haber recorrido distancias idénticas. Si tardan lo mismo se observará una mancha homogénea en la pantalla. Pero si uno es más rápido que el otro aparecerá el patrón de interferencia, unas franjas de luz y oscuridad.

Los dos científicos trabajaron muy duro en el experimento. Estaban contentos, iban a ser los primeros en dar caza al éter. Lo tenían todo a punto e iban a pasar a la historia. ¿Qué ocurrió? Sobre todo en estos casos en los que se monta un experimento para observar algo y lo que se obtiene es justo lo contrario. Más aún cuando la sorpresa del fracaso de un experimento derriba trescientos años de ciencia y hace que florezca una nueva visión del mundo. Esto es lo que pasó con el experimento: no se observó el patrón de interferencia que indicaría la existencia del éter. Y no fue porque el experimento estuviera mal montado ni porque la idea no fuera buena. Pero no había forma de cazar al éter. Y mira que lo habían intentado. Por tanto, si no hay ninguna forma de verlo… ¿No será que el éter no existe? Pues sí: Y por lo visto una piedra y la luz no se  mueven de igual manera. Y otra consecuencia: tal vez las leyes sobre el movimiento, las de  Newton, no sean del todo correctas.

Veamos.

El experimento de Michelson-Morley fue la confirmación de que algo fallaba en la física de la época. Había que cambiar, pero no se sabía bien el qué. Newton o Maxwell, el jefe o el becario, David o Goliat. En ese momento de espesor y ante tal crisis, a un chico un poco despistado que no dejaba de darle vueltas a una pregunta absurda se le ocurrió la solución. Eso sí, tuvo que esperar a cumplir los veinticinco años. En aquel momento Tras años siendo rechazado de sus ofertas para diversos puestos académicos y con problemas económicos muy severos, apartado de la universidad y de la investigación y trabajando como empleado en una oficina de patentes, fue él quien dio con la clave. La pregunta que se había hecho de joven fue el disparador de la teoría de la relatividad. 

Pero eso lo dejaremos para una próxima oportunidad. de verdad muchas gracias por mirar éste pequeño articulo y que les sirva de ayuda. estaré los próximos días enfocándome en esto; la teorías que cambiaron el mundo. Ya lo se; es algo un poco repetitivo, pero luego podremos indagar en principios y teorías más profundas.