Crisis en la Física

Textos: Dr. Antonio Moreno González

A finales del siglo XIX, Lord Kelvin pronosticaba que "la física estaba definitivamente constituida en sus conceptos fundamentales". Poco tiempo hubo de pasar para que aquellos conceptos "tan firmes" se tambalearan. Dos fueron básicamente los fenómenos que pusieron a la física en cuarentena: la radiación del cuerpo negro y la electrodinámica de los cuerpos en movimiento.

Los físicos entienden por cuerpo negro un absorbente ideal, capaz por tanto de engullir cuanta radiación electromagnética le llegue, y por ello, también, un emisor ideal; un pequeño agujero en una caja completamente cerrada a cualquier temperatura es un ejemplo de cuerpo negro. La explicación que desde los principios de la física clásica se pueden dar de este comportamiento, basada en que la energía absorbida o emitida corresponde a un proceso ondulatorio, continuo por tanto, conduce a una situación absurda calificada como catástrofe ultravioleta. Catástrofe que supondría, de ser posible, que al abrir la puerta del horno de la cocina, en el que la energía radiante está constantemente rebotando contra las paredes, seríamos alcanzados súbitamente por una radiación mortífera. Hecho que por fortuna no sucede contraviniendo los principios de la física clásica.

En cuanto a la electrodinámica de los cuerpos en movimiento, los hechos también se revelaban contra las explicaciones newtonianas. Veamos cómo plantea Einstein el problema en su célebre artículo "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento":

"Tomemos, por ejemplo, la interacción electrodinámica entre un imán y un conductor... Si el imán está en movimiento y el conductor está en reposo, en la vecindad del imán aparece un campo eléctrico con una energía definida que produce una corriente en aquellos lugares donde están situadas partes del conductor. Pero si el imán está en reposo mientras que el conductor está en movimiento, no aparece ningún campo eléctrico en la vecindad del imán, sino una fuerza electromotriz en el conductor a la que, en sí,   no corresponde ninguna energía, pero que da lugar -suponiendo que el movimiento relativo es igual en ambos casos - a corrientes eléctricas de la misma dirección e intensidad que las producidas por las fuerzas eléctricas en el primer supuesto". A Einstein le sorprende esta asimetría en la descripción de dos fenómenos aparentemente recíprocos en cuanto a los movimientos relativos entre conductores e imanes y con resultados idénticos, ya que la corriente producida en ambos casos es la misma.  

Además, aplicando en las ecuaciones de Maxwell las transformaciones de coordenadas, según la mecánica newtoniana,   a los movimientos relativos entre cargas e imanes, los resultados teóricos no se corresponden con los fenómenos observados. Este inesperado comportamiento electrodinámico de los cuerpos en movimientos dejaba abiertas otras interrogantes más a los físicos que en palabras de Gamow "estaban atravesando las angustias de la metamorfosis desde la larva clásica a la mariposa moderna".