Albert Einstein: biografía y resumen de sus aportes a la ciencia

Este físico alemán es considerado el científico más importante del siglo XX. Veamos por qué.
Albert Einstein biografía

E=M·C². Es la ecuación más importante de la historia. Al menos, la más famosa. La encontramos en camisetas, tazas, mochilas, stickers, etc. Pero, ¿sabemos de dónde viene y cuáles fueron sus implicaciones en el mundo de la física y de la ciencia en general?

Esta fórmula tan sencilla y elegante procede de las investigaciones de Albert Einstein, una de las figuras más reconocidas de la historia de la ciencia. Con su trabajo, cambió totalmente la concepción que teníamos de la física y de los fenómenos que ocurren tanto a nivel astronómico como atómico y subatómico.

Tristemente relacionado con el desarrollo de la bomba atómica, pues usaron sus teorías con un fin armamentístico, Albert Einstein hizo innumerables aportes al mundo de la física. A día de hoy, su visión sigue siendo pieza clave para entender el Universo. Desde lo más grande a lo más pequeño.

En este artículo haremos un repaso de su vida y mostraremos cuáles fueron las contribuciones más importantes al mundo de la física, viendo qué aportaron (y siguen aportando) a nuestra manera de comprender lo que nos rodea.

Biografía de Albert Einstein (1879 - 1955)

Convertido incluso en un icono de la cultura popular, Albert Einstein fue un físico alemán que dedicó su vida al estudio de las leyes que rigen el comportamiento del Universo.

Sus trabajos fueron clave para asentar las bases de la física moderna, la relatividad, la cuántica y también para entender mejor todo aquello relacionado con la cosmología.

Albert Einstein

Primeros años

Albert Einstein nació el 14 de marzo de 1879 en Ulm, una ciudad del entonces Imperio Alemán, en el seno de una familia judía. Mostró gran curiosidad por la ciencia desde niño y, pese a que fue un devoto religioso durante su infancia, poco a poco fue separándose de ella al darse cuenta de lo que aprendía en los libros de ciencia se contradecía con lo que esta defendía.

En contra de lo que popularmente se dice, Einstein ya demostró ser un genio de la física y de las matemáticas desde muy joven, mostrando un nivel muy superior al de la gente de su edad.

En 1896 entró en la Escuela Politécnica Federal de Zurich, donde se graduó cuatro años después y obtuvo un diploma de docente en física y matemáticas.

Vida profesional

Después de un periodo laboral como profesor durante dos años, Einstein empezó a trabajar en la Oficina Suiza de Patentes. Mientras, trabajó en su tesis doctoral que presentaría en 1905. Fue a partir de ese momento cuando se dedicó a escribir artículos, que empezaron a despertar el interés de la comunidad científica.

El tercero de estos artículos fue donde se expuso la teoría de la relatividad. en la que estuvo trabajando durante varios años. Apoyándose en esta teoría, Einstein pudo comprender la naturaleza de muchos procesos de la naturaleza, desde los movimientos de los planetas hasta la razón de existir de la gravedad.

Su reconocimiento a nivel mundial llegó en el año 1919, cuando estas teorías llegaron a oídos de los integrantes de distintas sociedades científicas. Todo esto se culminó en 1921, año en el que ganó el Premio Nobel de Física gracias a su trabajo sobre el efecto fotoeléctrico, que constituyó las bases de la mecánica cuántica.

En 1933, con el ascenso de Hitler y teniendo en cuenta sus raíces judías, Einstein se exilió a Estados Unidos. Una vez ahí, se unió al Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, donde continuó con sus investigaciones.

En 1939, Einstein advirtió a Franklin D. Roosevelt, el entonces presidente de los Estados Unidos, de que los alemanes podían estar trabajando en la creación de una bomba nuclear. Esto provocó que el Gobierno estadounidense iniciara el “Proyecto Manhattan”, en el que se usó la información y los estudios de Einstein para la obtención de la bomba atómica.

Einstein se arrepintió de que sus estudios hubieran sido utilizados para la obtención de un arma de esas características, aunque declaró que estuvo aliviado de que los nazis no lo hubieran hecho primero.

Posteriormente, Einstein siguió trabajando en sus estudios acerca de la mecánica cuántica y otros en los que intentaba encontrar teorías que explicaran la naturaleza del Universo.

Falleció un 18 de abril de 1955 a los 76 años a causa de un derrame interno provocado por un aneurisma en la aorta abdominal.

Los 9 principales aportes de Albert Einstein a la ciencia

Albert Einstein dejó un legado que a día de hoy sigue siendo la base de la física. Sin sus contribuciones, todos los progresos que siguen realizándose a diario serían imposibles.

Gracias a él, hoy disponemos de muchos dispositivos basados en sus descubrimientos y entendemos mejor la expansión del Universo, la naturaleza de los agujeros negros y la curvatura del espacio tiempo, entre otros.

A continuación presentamos los principales aportes de Einstein a la ciencia, indicando cuáles son las aplicaciones de sus teorías y las implicaciones que han tenido en la sociedad moderna.

1. Teoría de la relatividad especial

Esta teoría de Einstein postula que lo único constante en el Universo es la velocidad de la luz. Absolutamente todo lo demás varía. Es decir, es relativo.

La luz puede propagarse en el vacío, por lo que no depende del movimiento ni de nada más. El resto de sucesos dependen del observador y de cómo tomamos la referencia de lo que ocurre. Es una teoría compleja, aunque la idea básica es que los fenómenos que ocurren en el Universo no son algo “absoluto”. Las leyes de la física (excepto la luz) dependen de cómo los observemos.

Esta teoría marcó un antes y un después en la física, ya que si lo único inmutable es la velocidad de la luz, entonces el tiempo y el espacio no son algo inmutable, sino que pueden deformarse.

2. El efecto fotoeléctrico

Haciéndolo merecedor del Nobel de Física, Einstein realizó un trabajó en el que demostró la existencia de los fotones. Este estudio consistió en un planteamiento matemático que revelaba que algunos materiales, al incidir luz sobre ellos, emitían electrones.

Pese a parecer algo poco sorprendente, lo cierto es que este ensayo marcó un punto de inflexión en la física, pues hasta entonces no se sabía que existían unas partículas de energía lumínica (fotones) que son los responsables de “transmitir” la luz y que podían provocar el desprendimiento de electrones de un material, algo que se antojaba imposible.

Tanto es así, que pese a que la Teoría de la relatividad fue la que lo catapultó a la fama, fue con este descubrimiento que se ganó la fama y admiración en el mundo de los físicos y los matemáticos.

Demostrar la existencia de este fenómeno tuvo innumerables aplicaciones en la sociedad: paneles solares, fotocopiadoras, medidores de luz, detectores de radiación. Todos estos dispositivos se basan en el principio científico que Albert Einstein descubrió.

3. Ecuación E=MC²

Bautizada como la ecuación de equivalencia entre masa y energía, esta fórmula matemática es quizás la más famosa de la historia. El mundo de la astrofísica tiene asociadas ecuaciones matemáticas extremadamente complejas que solo pueden ser resueltas por expertos en la materia. Este no fue el caso.

Albert Einstein, en 1905, fue capaz de descifrar uno de los mayores enigmas con tan solo una multiplicación. “E” significa energía; “M”, masa; “C” es la velocidad de la luz. Con estos tres elementos Einstein descubrió que la energía (en cualquier forma conocida) que un cuerpo emite es proporcional a su masa y a la velocidad a la que se mueve.

Imaginemos un accidente de coche. Dos automóviles que pesan exactamente lo mismo (“M” es igual para los dos) colisionan, pero uno circulaba al doble de velocidad que el otro (La “C” del primer coche es dos veces mayor que la del segundo). Esto significa que, al estar elevado al cuadrado, la energía con la que choca el primer coche es cuatro veces mayor. Este suceso se explica gracias a esta ecuación de Einstein.

Antes de que Einstein planteara esta ecuación, se pensaba que la masa y la energía eran independientes. Ahora, gracias a él, sabemos que una depende de la otra y que si una masa (por diminuta que sea) circula a una velocidad cercana a la de la luz, emite una energía increíblemente grande.

Desgraciadamente, este principio fue usado con fines bélicos, pues esta ecuación está detrás de la creación de la bomba atómica. Sin embargo, es importante recordar que también fue el pilar para acercarnos a entender la naturaleza del Universo.

4. Teoría de la relatividad general

Desarrollando los principios de la Teoría de la relatividad especial, Einstein presentó unos años más tarde, en 1915, la Teoría de la relatividad general. Con ella, tomó lo que había descubierto Isaac Newton de la gravedad pero, por primera vez en la historia, el mundo supo qué es lo que hacía que existiera la gravedad.

Esta teoría parte de la base de que el espacio y el tiempo están relacionados. No van por separado como se creía hasta entonces. De hecho, forman un solo “pack”: el espacio-tiempo. No podemos hablar solo de las tres dimensiones que todos conocemos (largo, alto y ancho). Debemos añadir una cuarta dimensión: el tiempo.

Teniendo en cuenta esto, Einstein postula que lo que hace que exista la gravedad es que todo cuerpo con masa deforma este tejido del espacio-tiempo, haciendo que los objetos que estén demasiado cerca de este cuerpo, sean atraídos hacia su interior como si de un tobogán se tratara, pues están “deslizándose” por esta curvatura del espacio-tiempo.

Imaginemos que tenemos una tela extendida con pequeñas canicas encima. Si todas pesan lo mismo, se moverán aleatoriamente. Ahora bien, si en el centro de la tele ponemos un objeto de un peso considerable, este hará que la tela se deforme y que todas las canicas caigan y vayan hacia ese objeto. Esto es la gravedad. Es lo que ocurre a nivel astronómico con los planetas y las estrellas. La tela es el espacio-tiempo, las canicas los planetas y el objeto pesado del centro, una estrella.

Como más grande sea el objeto, más deformará el espacio-tiempo y mayor será la atracción que genere. Esto explica, no solo por qué el Sol es capaz de mantener en su órbita a los planetas más alejados del Sistema Solar, sino también por qué las galaxias se mantienen unidas o por qué los agujeros negros, al ser los objetos más masivos del Universo, generan una gravedad tan elevada que ni siquiera la luz puede escapar de su atracción.

5. Teoría de campo unificado

Elaborada durante sus últimos años de vida, la Teoría de campo unificado, como su propio nombre indica, “unifica” distintos campos. En concreto, Einstein buscó la manera de relacionar los campos electromagnéticos y los gravitatorios.

Los campos electromagnéticos son fenómenos físicos en los que una fuente de electricidad determinada es capaz de generar fuerzas magnéticas de atracción y repulsión. Los campos gravitatorios, por su lado, son las deformaciones del espacio-tiempo mencionadas anteriormente que generan lo que nosotros llamamos “gravedad”.

Einstein, al fin y al cabo, lo que pretendía era unificar todas las fuerzas del Universo en una sola teoría. Su intención era demostrar que la naturaleza no se rige por leyes independientes las unas de las otras, sino por una sola que engloba a todas las demás. Dar con esto, significaría descifrar los cimientos del Universo.

Desgraciadamente, Einstein no pudo acabar estos estudios, pero fueron retomados y a día de hoy los físicos teóricos continúan buscando esta teoría que unifique todos los fenómenos naturales. Una teoría “del todo”.

6. Estudio de las ondas gravitacionales

Poco tiempo después de presentar la Teoría de la relatividad general, Einstein siguió investigando en esta materia y se preguntó, una vez ya sabía que la gravedad era debida a la alteración del tejido del espacio-tiempo, cómo se transmitía esta atracción.

Fue entonces cuando reveló que la “gravedad” era un conjunto de ondas que se propagaban por acción de los cuerpos masivos y que se transmitían por el espacio a gran velocidad. Es decir, la naturaleza física de la gravedad es ondulatoria.

Esta teoría se confirmó en 2016, cuando un observatorio astronómico detectó estas ondas gravitacionales después de la fusión de dos agujeros negros. 100 años después, la hipótesis de Einstein fue corroborada.

7. Movimiento del Universo

Otra implicación de la teoría de la relatividad fue que si el Universo estaba formado de cuerpos masivos y que todos ellos deformaban el tejido del espacio-tiempo, el Universo no podía ser algo estático. Debía ser dinámico.

Fue entonces cuando Einstein propuso la idea de que el Universo tenía que estar moviéndose, ya fuera contrayéndose o expandiéndose. Esto implicaba que el Universo debía tener un “nacimiento”, algo que hasta la fecha no había sido planteado.

Ahora, gracias a estas investigaciones de Einstein sobre su movimiento, sabemos que el Universo tiene una edad de unos 14.500 millones de años.

8. Movimiento Browniano

¿Por qué una partícula de polen sigue un movimiento constante y presuntamente aleatorio en el agua? Esto es lo que se preguntaron muchos científicos, que no entendían el comportamiento de las partículas en los medios fluidos.

Albert Einstein demostró que el movimiento aleatorio de estas partículas en el agua u otros líquidos era debido a las colisiones constantes con un número increíblemente elevado de moléculas de agua. Esta explicación acabó por confirmar la existencia de los átomos, que hasta ese momento era solo una hipótesis.

9. Teoría cuántica

La Teoría cuántica es uno de los campos de estudio más famosos de la física y, a la vez, uno de los más complejos y difíciles de entender. Esta teoría a la que Einstein contribuyó enormemente, plantea la existencia de unos partículas llamadas “cuanto”, que son las entidades más pequeñas del Universo. Es el nivel mínimo de estructura de la materia, pues son las partículas que conforman los elementos de los átomos.

Esta teoría pretende dar respuesta a la naturaleza del Universo de acuerdo a las propiedades de estos “cuantos”. La intención es explicar los fenómenos más grandes y masivos que ocurren en la naturaleza enfocándose en sus partículas más pequeñas.

En definitiva, esta teoría explica que la energía no deja de ser “cuantos” que se propagan por el espacio y que, por lo tanto, todos los sucesos que ocurren en el Universo pasarán a ser más claros en el momento en el que comprendamos cómo son y cómo funcionan estas partículas.

Referencias bibliográficas

  • Archibald Wheeler, J. (1980) “Albert Einstein: a Biographical Memoir”. National Academy of Sciences.
  • Einstein, A. (1920) “Relativity: The Special and General Theory”. Henry Holt and Company.
  • Weinstein, G. (2012) “Albert Einstein’s Methodology”. ResearchGate.
Pol Bertran Prieto

Pol Bertran Prieto

Microbiólogo y divulgador

Pol Bertran (Barcelona, 1996) es Graduado en Microbiología por la Universidad Autónoma de Barcelona. Máster en Comunicación Especializada con mención en Comunicación Científica por la Universidad de Barcelona. Apasionado por la divulgación de la salud y la medicina y aficionado del deporte y el cine.