En una conversación que tuve con varias personas surgió el tema de qué hizo Einstein después de 1915, es decir, después de presentar al mundo su teoría de la relatividad general. Una de las personas en la conversación, el físico matemático John Carlos Baez, quiso poner de relieve que hay muchos resultados relevantes de Einstein tras la relatividad. Yo conocía algunos, pero ciertamente no todos. Esto me dio la idea de escribir esta entrada, pues en muchos libros populares o de divulgación (e incluso entre muchos científicos profesionales) circula la idea de que Einstein desperdició la segunda mitad de su vida, empeñado en negar la realidad cuántica y en perseguir una teoría de gran unificación que era una quimera. El enlace a Mastodon, donde John Carlos expone sus ideas y que da pie a esta entrada es este

Es cierto que Einstein pensaba que la física cuántica era incompleta y decidió darla más o menos de lado. A partir de aproximadamente los años 20 del pasado siglo Einstein empezó a trabajar en una teoría que unificase la gravitación y el electromagnetismo. El físico Max Born escribe que él acogió con entusiasmo la línea investigadora de Einstein, pero que a medida que pasaba el tiempo y nuevos campos, partículas e interacciones nacidas de la física cuántica entraban en escena el trabajo de Einstein comenzó a parecer un trágico error.

El caso es que incluso estas palabras del gigante Max Born merecen una matización. En este artículo se cuenta la aproximación de Einstein a unificar el electromagnetismo y la gravedad utilizando vierbein (palabra alemana que significa cuatro (vier) piernas (bein) y que suele traducirse como tétrada). La idea, desde el punto de vista técnico (no es relevante para este artículo) es encontrar unos espacios tangentes que permitan escribir de forma covariante las leyes físicas, incluyendo no solo al espacio-tiempo (la gravitación), sino también los campos de materia (electromagnetismo). ¡El caso es que este enfoque de Einstein fue exitoso! Como dice Jeffrey Yepez, sin embargo a la larga tuvo más reconocimiento el trabajo de Kaluza y Klein, que unificaron la gravitación y el electromagnetismo apelando a una dimensión extra. Einstein no necesitó esta dimensión extra. Incluso todavía hoy hay artículos del último Einstein sin traducir al inglés, lingua franca de la ciencia, señal elocuente de cierto desconocimiento y desinterés.

Por supuesto, no se puede obviar la cuántica, imprescindible para entender las interacciones nucleares, y la tozudez de Einstein en renegar su valor le acabó saliendo cara. Pero tampoco parece creíble asumir que una mente como la de Einstein no lograse nada relevante o interesante desde los años 20 hasta su muerte en 1955. John Carlos Baez menciona que tras 1915, el año de la relatividad general, Einstein propone las ondas gravitacionales (1916), tema de candente interés actual tras su detección experimental. Y un año más tarde propone la energía oscura, es decir, el término constante en sus ecuaciones al que llamó constante cosmológica. Pero quizá esto es aún la relatividad, así que, ¿hizo Einstein aún más cosas?

La respuesta es sí. Siguiendo a Baez (quien a su vez menciona que ha aprendido todo esto en la fenomenal biografía de Einstein SUBTLE IS THE LORD, de Abraham Pais) en 1935 Einstein descubre de forma accidental el entrelazamiento cuántico. Lo hizo junto a sus colaboradores Nathan Rosen y Boris Podolsky, en lo que ahora se llama paradoja EPR y que todavía se discute hoy en día. Einstein, Podolsky y Rosen quisieron con este trabajo mostrar que la cuántica o era incompleta o permitía transmitir información más rápido que la luz. Todo esto ha dado (y sigue dando) para muchos debates acerca de la naturaleza de la realidad o la forma correcta de interpretar la física cuántica. Además, el entrelazamiento es una propiedad fundamental no solo en el plano teórico, sino que es la base para muchas tecnologías cuánticas.

Quizá la paradoja EPR sea el resultado más conocido de Einstein tras la relatividad, pero hubo aún más. De nuevo junto a Nathan Rosen, Einstein presenta la primera propuesta de un agujero de gusano, anticipándose a Kip Thorne (aunque este desarrolla la teoría mucho más). El puente de Rosen-Einstein sería un túnel en el espacio-tiempo que permitiría acortar tiempos de viaje por el cosmos. Como dice Baez, la propuesta de Einstein y Rosen es explicar las partículas elementales como diferentes bocas (salidas) del agujero de gusano. Yo conocía el término puente de Rosen-Einstein, pero no sabía que realmente era un trabajo conjunto de ambos, pensaba que era un nombre puesto a posteriori en forma de homenaje.

Por último, tenemos en 1925 el trabajo de Einstein junto al físico indio Satyendra Nath Bose. En él proponen lo que se denomina hoy por hoy como el condensado de Bose-Einstein. En el universo existen partículas de espín (una propiedad similar al momento angular) entero, llamadas bosones, y partículas de espín semientero, los fermiones. Los primeros transportan las fuerzas fundamentales de la naturaleza, como los fotones, los segundos constituyen la materia, como los quarks y los electrones. El artículo de Bose y de Einstein muestra que a temperaturas muy bajas los bosones forman un agregado, un nuevo estado de la materia; similar propiedad (aunque con diferencias) tienen los fermiones. Como comenta Baez, esto tiene una gran importancia para aplicaciones tecnológicas como la superconductividad y los láseres.

Esto sería un resumen de lo que hizo Einstein tras la relatividad, o al menos tras 1915. No parece poca cosa, de hecho es un currículo que muchos en ciencia desearíamos poder tener. Hoy en día, este último Einstein (o segundo Einstein) está poco reconocido, pero las cosas pueden cambiar. El día de mañana un investigador o un historiador de la ciencia puede poner de relieve un resultado del Einstein olvidado, quizá mostrando su interés o utilidad para un problema contemporáneo, y habría un florecimiento de este Einstein de los últimos años. Suceda esto o no, al menos tenemos ahora una visión más completa de Einstein. No hay que olvidar que además de su trabajo científico, Einstein estuvo hasta su muerte defendiendo causas sociales como la lucha contra la segregación racial, la defensa de los valores democráticos o la promoción de los derechos humanos. Todo un legado.