El mal genio del genio

ondasgravitacionales

El trabajo de un investigador en física de la actualidad se puede resumir en los siguientes puntos:

  1. Se dedica a resolver un problema o a inventarlo, esto desde el punto de vista teórico. Desde el punto de vista experimental se dedica a proponer experimentos o analizarlos.
  2. Pone por escrito su trabajo y el artículo resultante lo envía a la revista de física que mejor le parezca.

En este segundo punto sucede que la revista envía el artículo a varios expertos del campo para que evalúen si el trabajo merece ser publicado o no. Generalmente, los artículos tienen que ser modificados a requerimiento de los evaluadores. Las modificaciones pueden ser sustanciales o ligeras y el artículo acaba siendo publicado.

Pero hay un número de ocasiones, un número no despreciable, en los que los artículos son rechazados por la revista.

Pues bien, hoy nos vamos a ocupar de unos de estos casos. Un caso que sorprende (aunque luego no es para tanto) tanto por sus protagonistas como por el resultado de la historia.

El tema de las ondas gravitacionales

Hoy día no tenemos ninguna duda de que las ondas gravitacionales existen. Por este motivo, tenemos muchos experimentos en marcha y otros que empezarán en breve buscando estas ondas.

La idea de onda gravitacional la puso el mismo Einstein sobre la mesa allá por el 1916 y los físicos se convencieron de que dichas ondas deberían de existir por la fuerte analogía con las ondas electromagnéticas.

En electromagnetismo es bien conocido que una carga acelerada emite radiación electromagnética. Por ejemplo, si tenemos una carga oscilando dicha carga está acelerada y, por lo tanto, emitiendo ondas electromagnéticas.

cargaondaelectromagnetica

Es importante decir que las ondas electromagnéticas, que se pueden propagar por el vacío, son, ni más ni menos, oscilaciones de un campo electromagnético que se propaga por el espacio. Es decir, son los propios campos los que sufren oscilaciones y producen el comportamiento ondulatorio.

Pues bien, en Relatividad General, la gravedad se considera que es el efecto de la geometría del espaciotiempo. El espaciotiempo no es un sitio inerte donde las partículas o los campos se propagan, colisionan o interactúan de la forma que les plazca. El espaciotiempo es un objeto físico que interactúa con el resto de campos de forma que adapta su geometría, de forma dinámica, a la distribución y flujos de las energías del resto de campos. Es decir, los campos le dicen al espaciotiempo como tiene que ser geométricamente y el espaciotiempo les dice a los campos como se tienen que propagar en su seno. Einstein elevó la geometría del espaciotiempo a la categoría de entidad física.

Lo espectacular viene porque en relatividad general se puede demostrar que bajo ciertas condiciones, cuando hay masas acelerando como ejemplo más simple, se producen ondas gravitatorias. Y lo asombroso de todo esto, a mi pobre entender, es que dichas ondas son perturbaciones en la geometría del espaciotiempo que se propagan por dicho espaciotiempo. La situación más simple en la que se pueden producir ondas gravitatorias es la que tenemos dos cuerpos orbitando uno respecto al otro, en esa situación tendríamos unas ondas gravitacionales con el siguiente perfil:

Actualmente tenemos evidencia indirecta de la existencia de dichas ondas gravitatorias y estamos buscando su detección directa con mucho afán.

Einstein y las ondas gravitacionales

Como hemos mencionado, Albert Einstein ya habló de las ondas gravitacionales en un artículo de 1916. Sin embargo, su opinión al respecto cambió en algún momento, tanto es así que escribió una carta a Born donde decía:

Junto a un joven colaborador, he llegado al interesante resultado que las ondas gravitacionales no existen, aunque han sido asumidas como ciertas en primera aproximación. Esto muestra que las ecuaciones de campo ondulatorias relativistas generales en el caso no lineal nos pueden decir más, o, quizás, limitarnos más que lo que hemos creído hasta ahora.

Einstein a Max Born en 1936

Aún más, cuando ya se encontraba en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, escribó un artículo junto a Nathan Rosen donde se demostraba que las ondas gravitacionales no existían. El título del trabajo era ‘¿Existen las ondas gravitacionales?’. Este artículo fue enviado a la revista ‘The Physical Review’. Einstein y Rosen ya habían enviado varios artículos a esta revista que habían sido publicados casi inmediatamente, entre ellos el que proponía la famosa paradoja cuántica que dio lugar al estudio del entrelazamiento y, también, el que introducía el concepto de agujero de gusano. Sin embargo, en esta ocasión Albert se encontró en una situación nueva para él. El editor de la revista, John Torrence Tate, le escribió la siguiente carta:

tateeinstein1

Querido profesor Einstein:

Me tomo la libertad de devolverle su artículo junto al Doctor Rosen sobre ondas gravitacionales justo a algunos comentarios del evaluador. Antes de publicar su artículo estaría muy agradecido de conocer su respuesta a los varios comentarios y críticas que el evaluador ha hecho.

J. T. Tate a Albert Einstein

Einstein no se tomó muy bien esta carta. Los motivos son variados.

  • En 1936, Einstein ya era un físico mundialmente reconocido.
  • Estaba acostumbrado a publicar en Alemania donde no había proceso de evaluación de los artículos por evaluadores desconocidos para los autores.
  • Nunca antes le habían rechazado un artículo, ni tan siquiera en ‘The Physical Review’.

Así, que ni corto, ni perezoso, le escribió a Tate en un perfecto alemán (Tate era americano y no me consta que dominara la lengua de Göthe):

einsteintate

Querido señor,

Nosotros, (el señor Rosen y yo mismo), hemos enviado nuestro manuscrito para su publicación y no hemos dado permiso para que sea mostrado a otros especialistas antes de su publicación. No veo ninguna razón para responder a los – en todo caso erróneos – comentarios de su experto anónimo. Dado este incidente prefiero publicar el artículo en otro sitio.

respetuosamente,

P.S. El señor Rosen, que está en la Unión Soviética, me ha autorizado para representarlo en este asunto.

Einstein a Tate

Parece que Alberto no se tomó muy bien el hecho de que no le publicaran directamente su artículo. Y procedió justamente como decía, envió el artículo a otra revista. Pero…

Las vueltas que da la vida

Después de este episodio, Einstein envió el artículo a una revista no muy conocida, ‘The Journal of the Franklin Institute’. Por supuesto, el artículo del Profesor Einstein fue aceptado sin revisión tal cual les llegó. Pero, – ahora viene el giro dramático -, el propio Einstein mandó parar máquinas e introdujo sustanciales cambios en el artículo. Tan sustanciales que el artículo pasó a llamarse ‘On gravitational waves‘ (Sobre las ondas gravitacionales), donde se demostraba la existencia de tales fenómenos físicos.

¿A qué se debió este cambio radical en la idea de Einstein sobre las ondas gravitacionales?

Según cuenta Leopold Infeld, a la sazón, asistente de Einstein y uno de sus más reconocidos biografos, Einstein lo convenció de la inexistencia de las ondas gravitacionales. Infeld comenzó a trabajar en el tema y encontró una demostración alternativa de la inexistencia de tales ondas. Le contó el argumento a un tal Howard Percy Robertson, un cosmólogo que estaba en Princenton por aquellas fechas. Pero, Robertson le demostró a Infeld que su argumento fallaba y que las ondas gravitacionales tenían que existir.

Robertson
Robertson

Infeld le trasladó la noticia a Einstein que, siempre según la versión de Infeld, acepto el error argumental pero dijo que justo lo había descubierto la noche anterior. Esto provocó que Albert cambiara de parecer y aceptara la existencia de las ondas gravitatorias.

Aún hay más

Generalmente, la identidad de los evaluadores de los artículos de las revistas no es conocida. Con eso se evitan presiones y enemistades entre los compañeros de profesión y se pretende asegurar la independencia de los propios evaluadores. Como todo, este sistema tiene cosas buenas y mala, pero no es este el tema que nos atañe.

Lo que me gustaría plantear en este punto de la entrada es: ¿Quién fue el evaluador del artículo de Einstein y Rosen en The Physical Review?

¡Oh, sorpresa! Los archivos de la revista fueron consultados a este respecto y se encontró lo siguiente:

robertsonreferee No se lee muy bien, pero sí, el evaluador del artículo fue el bueno de Robertson. Cosas de la vida, el genio podría haber notado su error mucho antes y corregir un resultado incorrecto si se hubiese molestado en leer el informe del evaluador. Pero a veces el genio le puede a la razón. Al final, todo consistía en un cambio de coordenadas mal interpretado, un error muy simple y muy frecuente en los cálculos de la relatividad general.

Este episodio siempre me resulta divertido y muy instructivo. De hecho, soy un ferviente seguidor de la filosofía: “Nunca desestimes el placer de ser corregido”. Así pues… corregidme sin piedad, algo aprenderé.

Ah, se me olvidaba. Einstein no volvió a publicar jamás en The Physical Review.

Referencias

Dos trabajos sobre la historia que hemos esbozado aquí.

Nos seguimos leyendo…


7 Comentarios

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ununcuadioununcuadio

¡Madre mía qué historión! No lo conocía y me ha flipado 😉

guettoguetto

Me pregunto cómo podriáis escribir este artículo si Einstein hubiera vivido en esta década. ¿Aparecería el papel con el registro de los evaluadores? Probablemente no, estaría en una base de datos que desaparecería junto con el soporte para el SW sobre el que se usara.

¿Aparecerían la carta del editor y la de Einstein? Probablemente no, serían una serie de correos electrónicos que desaparecerían junto con el soporte del servidor sobre el que estuvieran almacenados.

¿Habría copias de un artículo no publicado? Probablemente no, estaría en un PDF o en un proyecto de LaTeX que desaparecería con un cambio o avería de portátil.

En fin. Hay cosas que nunca sabremos de aquella época, pero muchas más de esta.

ScilaScila

Que bonita historia!
La verdad es que Einstein tiene un historial de meteduras de pata espectacular… supongo que también es la prepotencia de ser un genio y no pararse a meditar una segunda vez lo que le parece una super idea la primera…

ScepticusScepticus

El caso es que Einstein no fue el primero que planteó la existencia de las ondas gravitacionales. El matemático francés Jules-Henri Poincaré ya lo había hecho 11 años que Einstein. Poincaré se había anticipado a Einstein en la mayoría de los conceptos de la Relatividad Especial y en algunos otros conceptos de la Relatividad General (incluida la onda gravitacional o “gravifique”). Véase http://www.ihes.fr/~vanhove/Slides/d...bre2012.pdf

El libro “Gravitation in Astrophysics” tiene una primera parte titulada “An introduction to the Theory of Gravitational Radiation”, escrita por Thibault Damour, y en las páginas 50-51 se puede encontrar la siguiente información:
El concepto de onda gravitacional fue introducido por Poincaré en junio de 1905, al defender que la gravedad se propaga a la velocidad de la luz. En un posterior artículo de 1908 apuntó que los efectos de los términos (v/c)² serían principalmente visibles en el movimiento del perihelio de Mercurio. El mismo artículo contiene también una destacable predicción que muestra su clara comprensión de los diversos aspectos de las ondas gravitacionales. Poincaré dijo que el sistema planetario debería emitir ondas gravitacionales y que esta emisión debería disipar su energía. Predijo entonces que esta pérdida de energía debería causar una aceleración secular del movimiento orbital de los planetas, efecto que será estudiado en el próximo epígrafe (ecuación 6.29). Y añadió que este efecto es demasiado débil para ser detectado, lo cual es cierto para el sistema planetario. No obstante, veremos a continuación que la predicción cualitativa de Poincaré ha sido recientemente sustanciada por las observaciones del púlsar binario.

El profesor Damour es un físico relativista y uno de los principales expertos en las ondas gravitacionales. El texto anterior muestra claramente que Henri Poincaré fue el primero en predecir la existencia de estas ondas, entre 1905 y 1908. Poincaré también se había referido al espacio-tiempo antes que Minkowski y Einstein. Este último retomó la idea de las ondas gravitacionales en 1916, después de haber obtenido las ecuaciones de campo con la ayuda del matemático David Hilbert, y volvió a hacerlo en 1936, cuando comprobó que había un problema en su desarrollo matemático. Para solucionarlo, Einstein tuvo que sustituir el concepto de “ondas gravitacionales planas” (de 1916) por el de “ondas gravitacionales cilíndricas”, siguiendo los consejos de Robertson e Infeld.

Saludos.

1 Trackback

[…] Mi respuesta favorita es la del estudiante 11, que sugiere que se envíe al autor el libro de D’Inverno (uno de los textos recomendados para la asignatura). Me pregunto, caso de que el experimento imaginario hubiera tenido lugar en la realidad, cual hubiera sido la respuesta a tal eventualidad de un Einstein que tan mal reaccionó al recibir un informe de un referee desaconsejando la publicación de un artículo enviado por Einstein a Physical Review (y en el que la historia ha vindicado al referee). […]

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