1. En búsqueda del Éter.

A finales del siglo XIX, coincidiendo con la bella época, se creía que todo lo que había que saber acerca de la materia y la energía estaba descrito y que realmente quedaba muy poco por descubrir. Maxwell había publicado sus cuatro ecuaciones que definían el comportamiento de los campos electromagnéticos, y en su publicación “Una Teoría Dinámica del Campo Electromagnético” identificó a la luz como una onda electromagnética,  unificando así la óptica con el electromagnetismo. El gran descubrimiento fue que la luz, era un onda electromagnética que viajaba a una velocidad aproximada de 300,000Km/seg. en el aire.  

Hagamos un alto aquí. Una onda por definición es la propagación de una perturbación en la propiedad del medio a través del mismo medio. Por ejemplo, (1) las olas del mar son ondas de agua que se desplazan a través de la misma. Igualmente (2) si tenemos un cuerda con una tensión y tocamos la cuerda hacia abajo (aumentamos su tensión), se produce una onda que se propaga en la cuerda. Otro ejemplo (3) es el sonido, que se propaga a través del aire, y que es una perturbación en la presión del aire que se propaga a través del aire. En todos los casos mencionados, la onda se propaga a una determinada velocidad en un medio determinado (en nuestros ejemplos, el agua, la cuerda y el aire) y la velocidad de propagación depende de ciertas características del medio (Por ejemplo, en el caso del sonido en el aire, las variables que influyen en la velocidad de propagación es la masa molecular y la temperatura del aire) por lo tanto, al hablar de velocidad de la onda, ésta se toma con respecto al medio, es decir: la velocidad de propagación de una onda mecánica es relativa a su medio de propagación.  

Tomando esto en cuenta, era natural que los científicos se preguntaran. ¿Sobre qué medio se propaga la luz? Habíamos dicho que la luz era una onda el electromagnética, y que su velocidad era de 300,000Km/seg, (de ahora en adelante asignaremos c = 300,000Km/seg) pero la pregunta sigue en el aire ¿Respecto a qué? Una primera respuesta intuitiva podría ser, respecto al aire. Pero recordemos el aire sólo existe en la atmósfera de nuestro planeta y que la luz del sol viaja por el "vacío" del universo durante 8 minutos antes de llegar a la Tierra. Se preguntaron los científicos de la época: ¿Cuál puede ser el medio de propagación de la luz que permite que nos llegue el brillo del sol y las estrellas del universo? A aquel medio misterioso que impregnaba todo el universo y que permitía la propagación de la luz del Sol y de las estrellas, lo llamaron éter.  

El siguiente paso, era determinar las propiedades físicas del éter. Es natural pensar que si el éter "llena" el espacio vacío del universo, no siempre la tierra estaba a la misma velocidad relativa con respecto al éter. En efecto, sabemos que la tierra en su movimiento de traslación alrededor del sol, se desplaza a 30 Km/seg. ¿A qué velocidad se desplazaba la tierra en el éter? parecía ser la siguiente pregunta que responder, o también se podía formular de manera equivalente ¿A qué velocidad se desplazaba el éter con respecto a la tierra? A este fenómeno se le llama velocidad del viento del éter.  

¿Cómo poder determinar la velocidad del viento del éter? Llamemos "v" a la velocidad del viento del éter. Si reflexionamos un poco podríamos advertir los siguiente:

• Si la tierra se desplaza en contra del viento del éter, la velocidad de la luz que mediríamos nosotros sería "c + v"
•  Si la tierra se desplaza en el mismo sentido y dirección que el viento del éter, la velocidad de la luz que mediríamos sería "c-v"

En otras palabras, debía existir una variación en la medida de la velocidad de la luz si ésta es tomada en distintas direcciones con respecto al viento de éter. En 1887 por Albert Abraham Michelson y Edward Morley del Case School of Applied Science (Cleveland, OH) diseñaron el experimento más preciso (y famoso) para poder determinar la velocidad del viento del éter. No explicaré en que consistió este experimento (para los más curiosos, lo pueden encontrar aquí) pues lo más importante de éste experimento es su conclusión. Después de repetir el experimento muchas veces en diversas horas del día, en diversas estaciones del año y en diversos lugares, no se detectó no se detectó ninguna alteración de la velocidad de la luz.   ¿Qué pudo haber salido mal? El experimento fue repetido muchas veces por lo que se descarta una mala medición o un error en su realización. Nunca hubo en la historia de la física un experimento fallido cuya explicación haya sido más buscada en la comunidad científica.

 

Una de las explicaciones más interesantes las dio Hendrik Antoon Lorentz quien, conociendo el problema de la invariabilidad de la velocidad de la luz en el experimento de Michelson y Morley, postuló que cuando un objeto viajaba en el éter en dirección de la velocidad de la luz, su longitud se contraería y el tiempo se dilataría. Para ello elaboró la Transformación de Lorenz, cuyas ecuaciones relacionan las medidas de una magnitud física realizadas por dos observadores inerciales diferentes y permiten preservar constante el valor de la velocidad de la luz "c". Lorenz, al igual que los físicos de su época, asumía que la invariabilidad de la luz, estaba dada con respecto a un sistema de referencia privilegiado: el Éter.

 

Como se puede observar el panorama se estaba acomodando para la llegada de un genio que pudiera dar con la respuesta a este enigma. Esto ocurriría en 1905 cuando un desconocido científico de la Oficina de patentes de Berna (Suiza) publicaría un artículo que revolucionaría nuestra forma de ver el universo y desterraría para siempre la idea del "enigmático éter": Albert Einstein.

 

Por supuesto, la continuación de esta historia se verá en la siguiente publicación, hasta entonces...!