En el correo de Albert Einstein, un día de primavera de 1953, se encontraba una carta de un mortal común y corriente, un joven de 20 años que había abandonado la escuela secundaria llamado John Moffat. Sería difícil imaginar dos corresponsales más dispares. Moffat era un artista empobrecido y un físico autodidacta. Einstein era una figura mítica: el científico más famoso del mundo. Moffat vivía con su padre británico y su madre danesa en Copenhague. Einstein estaba en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey. Sin embargo, ambos hombres eran forasteros. En sus últimos años, Einstein se había aislado cada vez más de la comunidad física, negándose a aceptar la extraña pero poderosa teoría de la mecánica cuántica, con sus partículas que también son ondas y que no existen en ningún lugar específico hasta que se observan. La naturaleza, argumentaba, no podía ser tan perversa. Así que durante casi 30 años había perseguido un objetivo quijotesco: la creación de una teoría del campo unificado que describiera todas las fuerzas de la naturaleza y desmitificara el mundo cuántico.
Esa fue la ocasión de la carta de Moffat. Pensó que podía ofrecer a Einstein una crítica constructiva. «Le escribí para decirle que no estaba contento con lo que estaba haciendo», recuerda Moffat. No había nada inusual en esto. Mucha gente envió cartas a Einstein, no todas racionales. Pero en el caso de Moffat ocurrió algo inesperado: Einstein le respondió.
«Estimado señor Moffat», comenzaba la respuesta. «Nuestra situación es la siguiente. Estamos frente a una caja cerrada que no podemos abrir, y nos esforzamos por descubrir sobre lo que hay y no hay en ella.» Esa caja cerrada es el universo, por supuesto, y nadie había hecho más por arrancar la tapa que Einstein. Sin embargo, a los ojos de casi todos sus colegas no había aportado casi nada importante a la física durante casi 20 años.
¿Tenían razón? ¿Desperdició su genio persiguiendo en vano una teoría definitiva? Esa es la opinión convencional. Pero al menos unos pocos físicos sostienen ahora que Einstein se adelantó mucho a su tiempo, planteando preguntas que desafiarán a los investigadores durante décadas. «A menudo se dice que Einstein perdió el tiempo más tarde», dice Moffat, que se convirtió en físico teórico. «Esto, por supuesto, es erróneo. Einstein nunca perdió el tiempo».
La ruptura de Einstein con la corriente principal de la física se produjo en la cima de su carrera. En 1927, cuando tenía 48 años, los principales físicos del mundo se reunieron en una conferencia en Bruselas para debatir una cuestión que sigue siendo polémica hasta hoy: ¿Qué dice la mecánica cuántica sobre la realidad? Einstein había ganado el Premio Nobel de Física por la investigación que demostró que la luz está formada por partículas de energía, investigación que sentó las bases de la mecánica cuántica. Sin embargo, descartó de plano la nueva teoría. En la conferencia, se enfrentó al gran físico danés Niels Bohr, iniciando una disputa que duraría hasta la muerte de Einstein en 1955.
Bohr defendía los nuevos y extraños conocimientos que surgían de la mecánica cuántica. Creía que cualquier partícula individual -ya sea un electrón, un protón o un fotón- nunca ocupa una posición definida a menos que alguien la mida. Hasta que no se observa una partícula, argumentaba Bohr, no tiene sentido preguntarse dónde está: No tiene una posición concreta y sólo existe como un borrón de probabilidad.
Einstein se burló de esto. Creía, rotundamente, en un universo que existe con total independencia de la observación humana. Todas las propiedades extrañas de la teoría cuántica son prueba de que la teoría es defectuosa, dijo. Una teoría mejor y más fundamental eliminaría esos absurdos. «¿Realmente crees que la luna no está ahí a menos que la estemos mirando?», preguntó.
«Él vio de una manera más clara que nadie cómo era realmente la mecánica cuántica», dice el físico británico Julian Barbour. «Y dijo: ‘No me gusta'». En los años posteriores a la conferencia de Bruselas, Einstein lanzó un ataque tras otro contra Bohr y sus seguidores. Pero para cada ataque Bohr tenía una réplica preparada. Entonces, en 1935, Einstein ideó lo que pensó que sería el golpe fatal. Junto con dos colegas de Princeton, Nathan Rosen y Boris Podolsky, encontró lo que parecía ser una grave incoherencia en una de las piedras angulares de la teoría cuántica, el principio de incertidumbre.
Formulado en 1927 por el físico alemán Werner Heisenberg, el principio de incertidumbre pone límites estrictos a la precisión con la que se puede medir la posición, la velocidad, la energía y otras propiedades de una partícula. El propio acto de observar una partícula también la perturba, argumentaba Heisenberg. Si un físico mide la posición de una partícula, por ejemplo, también perderá información sobre su velocidad en el proceso.
Einstein, Podolsky y Rosen no estaban de acuerdo, y sugirieron un sencillo experimento mental para explicar por qué: Imagina que una partícula decae en dos partículas más pequeñas de igual masa y que estas dos partículas hijas vuelan separadas en direcciones opuestas. Para conservar el momento, ambas partículas deben tener velocidades idénticas. Si se mide la velocidad o la posición de una partícula, se sabrá la velocidad o la posición de la otra, y se sabrá sin perturbar en absoluto a la segunda partícula. La segunda partícula, en otras palabras, puede medirse con precisión en todo momento.
Einstein y sus colaboradores publicaron su experimento mental en 1935, con el título «¿Puede considerarse completa la descripción mecánico-cuántica de la realidad física?» El artículo fue en muchos sentidos el canto del cisne de Einstein: Nada de lo que escribiera durante el resto de su vida podría igualar su impacto. Si su crítica era correcta, la mecánica cuántica era inherentemente defectuosa.
Bohr argumentó que el experimento mental de Einstein no tenía sentido: Si la segunda partícula nunca se medía directamente, no tenía sentido hablar de sus propiedades antes o después de medir la primera partícula. Pero aunque la física cuántica acabó imponiéndose, no fue hasta 1982, cuando el físico francés Alain Aspect construyó un experimento de trabajo basado en las ideas de Einstein, que se reivindicó el argumento de Bohr. En 1935, Einstein estaba convencido de haber refutado la mecánica cuántica. Y desde entonces y hasta su muerte, 20 años después, dedicó casi todos sus esfuerzos a la búsqueda de una teoría del campo unificado.
El trabajo de Einstein no dejó de ser prometedor, al principio. Intentaba unir la fuerza de la gravedad -que había descrito con éxito en su teoría general de la relatividad- con la fuerza del electromagnetismo, y las dos fuerzas son similares en muchos aspectos. La fuerza de ambas, por ejemplo, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre dos cuerpos, y ambas tienen un alcance infinito. Einstein no era el único que estaba convencido de poder resolver el problema. En 1919, el matemático alemán Theodor Kaluza y, más tarde, el físico sueco Oskar Klein habían sugerido una forma diferente de unir las dos fuerzas. Al igual que Einstein había introducido una cuarta dimensión en sus ecuaciones de la relatividad general para describir la gravedad, Kaluza y Klein sugirieron que era necesaria una quinta dimensión para incorporar el electromagnetismo.
Einstein pasó las dos últimas décadas de su vida refinando esta idea. Al mismo tiempo, trató de limar lo que consideraba problemas en su teoría general de la relatividad. En los casos en los que la gravedad era extremadamente fuerte, sus teorías se rompían. Además, parecían permitir la formación de lo que hoy llamamos agujeros negros: objetos de una densidad tan enorme que su gravedad atrapa incluso la luz. «A Einstein no le gustaban los agujeros negros», dice Moffat. «La verdadera motivación para generalizar su teoría de la gravedad era ver si podía encontrar, como él las llamaba, ‘soluciones regulares en todas partes’ que se ajustaran a las ecuaciones». Tales soluciones, esperaba Einstein, eliminarían por completo los agujeros negros.
En 1939 el físico J. Robert Oppenheimer utilizó la relatividad general para mostrar con detalle cómo podían formarse agujeros negros a partir del colapso de estrellas. Sin embargo, Einstein no se dejó intimidar. A lo largo de la década de 1940, continuó su infructuosa búsqueda de una nueva teoría revolucionaria, incluso cuando la mecánica cuántica avanzaba a un ritmo vertiginoso. «Estaba en negación», dice Moffat. «Incluso Einstein se negaba, porque había invertido mucho tiempo en esto, ¡años!». Casi al final de su vida, Einstein se dio cuenta de que no viviría para completar su obra. «Me he encerrado en problemas científicos bastante desesperados», escribió, «tanto más cuanto que, como anciano, he permanecido alejado de la sociedad de aquí».»
Cuando Moffat leyó por primera vez el trabajo posterior de Einstein en 1953, no lo descartó como hicieron muchos físicos. Pero entonces Moffat no era físico. Como joven de 20 años sin trabajo en Copenhague, se había interesado por la cosmología mientras ojeaba la biblioteca en su tiempo libre. Para su sorpresa, descubrió que podía absorber fácilmente las matemáticas y la física avanzadas de los libros y revistas de divulgación científica. En un año, se pasó el material de nivel universitario de cuatro años, y luego pasó a las revistas profesionales de física. «Me hice con algunos de los artículos de Einstein y decidí que había algún punto débil en lo que hacía», dice. «Así que escribí dos artículos y se los envié a Princeton. Nunca pensé que fuera a saber nada de él»
Moffat había identificado una suposición errónea en las matemáticas que Einstein utilizaba para describir la fuerza electromagnética. Einstein reconoció que Moffat tenía razón. A lo largo de los seis meses siguientes intercambiaron varias cartas, lo que inspiró a Moffat a seguir una carrera de física. Aunque carecía de formación formal en este campo, Moffat sabía que las cartas de Einstein podrían hacerle ganar una audiencia con otros físicos. Así que se puso en contacto con el secretario de Niels Bohr en la Universidad de Copenhague y le mencionó las cartas. Bohr aceptó de inmediato reunirse con él. «Einstein me estaba confiando sus problemas de física», dice Moffat, «y Bohr quería saber lo que estaba diciendo».
Durante la entrevista de dos horas que siguió, Bohr murmuró en voz tan baja que Moffat tuvo que esforzarse para oírle. Bohr esperaba oír un cambio de opinión por parte de su rival, pero las cartas de Moffat le decepcionaron: Einstein seguía siendo abiertamente escéptico con la mecánica cuántica. «Finalmente, Bohr dijo que, en lo que a él respecta, Albert se había convertido en un alquimista», recuerda Moffat. En su búsqueda de una teoría trascendente, Einstein había perdido el contacto con el mundo de la experimentación y se había adentrado en el reino de la metafísica. «Pensó que Einstein perdía el tiempo», dice Moffat. «Y me dijo que yo perdía el tiempo con mi interés por las ideas de Einstein».
La cosa no acabó ahí. Un periódico local llegó a publicar una historia sobre los encuentros de Moffat con Einstein y Bohr, y esa historia hizo que el consulado británico en Copenhague se pusiera en contacto con el Departamento de Investigación Científica e Industrial de Londres. El departamento llevó a Moffat a Londres y le pagó el viaje al Instituto de Estudios Avanzados de Dublín, para que se entrevistara con Erwin Schrödinger.
Schrödinger, un polímata que hablaba seis idiomas, era más famoso por la ecuación de onda que ahora lleva su nombre -una elegante descripción matemática de uno de los misterios centrales de la teoría cuántica- que demuestra que todas las partículas pueden comportarse también como ondas. Cuando Moffat llegó para una visita de dos días, Schrödinger estaba enfermo en la cama con una grave bronquitis. Durante la entrevista, el gran físico miraba a su joven visitante a través de unas gafas redondas sin montura. Moffat sabía que no dudaría en tacharlo de impostor y enviarlo de vuelta a una vida oscura en Dinamarca. Una vez más, sin embargo, las cosas fueron como la seda hasta que Moffat mencionó su interés por el trabajo de Einstein.
«Se enfadó mucho», recuerda Moffat. «Empezó a gritarme desde su cama. Dijo que Einstein era un tonto. Estaba bastante abrumado». Lo que más enfureció a Schrödinger fue que él también, una década antes, había intentado desarrollar una teoría unificada con un enfoque muy similar al de Einstein. Se había vuelto cada vez más escéptico de que una teoría del campo unificado fuera siquiera posible. Pero Einstein, en cualquier caso, iba en la dirección equivocada.
Moffat fue aceptado en el programa de posgrado en física matemática y teórica de la Universidad de Cambridge, debido en parte a una recomendación sorprendentemente fuerte de Schrödinger. En 1958, Moffat se convirtió en el primer estudiante en los 800 años de historia de la escuela en obtener su doctorado sin completar una licenciatura. Ahora trabaja en el Instituto Perimeter, cerca de Toronto, y es un veterano iconoclasta entre algunos de los mejores y más audaces físicos jóvenes del mundo. Si al principio se sintió atraído por Einstein por sus errores, ahora cree que el viejo puede haber estado en el camino correcto después de todo. En la década de 1930, cuando Einstein comenzó a trabajar en una teoría del campo unificado, los físicos creían que sólo había dos fuerzas universales que la teoría tendría que unir: la gravedad y el electromagnetismo. Desde entonces, han aprendido que también hay otras dos fuerzas fundamentales, una fuerza fuerte que une los núcleos atómicos y una fuerza débil que gobierna la desintegración radiactiva. «Einstein definió lo que más tarde se convirtió en un problema fundamental de la física», dice Carlo Rovelli, físico teórico de la Universidad del Mediterráneo en Marsella (Francia). «Pero le faltaba un ingrediente»
En la actualidad, la otrora solitaria búsqueda de Einstein involucra a miles de físicos de todo el mundo, la mayoría de los cuales trabajan en un ambicioso marco de la física conocido como teoría de cuerdas. Aunque este trabajo se basa en la mecánica cuántica, se apoya en gran medida en algunos de los mismos componentes que utilizó Einstein. Según la teoría de cuerdas, los componentes fundamentales del mundo físico no son partículas puntuales, sino bucles unidimensionales infinitos, o cuerdas. Todas las partículas y fuerzas del universo surgen de estas cuerdas que vibran a diferentes frecuencias. Pero hay una trampa, que sin duda habría hecho sonreír a Einstein: Las cuerdas necesitan 11 dimensiones en las que vibrar, y esas dimensiones extra se describen esencialmente con las mismas matemáticas que Einstein utilizó en su propia teoría del campo unificado.
Moffat no está tan seguro de que la teoría de cuerdas sea una mejora de las ideas de Einstein. Por otro lado, cree que todavía puede haber algo de vida en las últimas ecuaciones del maestro. Durante gran parte de la última década ha vuelto a la teoría en la que Einstein estaba trabajando cuando murió, la misma que motivó la fatídica carta de Moffat. Moffat sostiene que las matemáticas que Einstein esperaba que describieran el electromagnetismo en su teoría del campo unificado dan lugar a una ligera fuerza de repulsión que reduce la fuerza de la gravedad. De ser así, esa fuerza podría ayudar a resolver ciertos rompecabezas de larga data en la astronomía.
A dos mil años luz de la Tierra, por ejemplo, dos jóvenes estrellas azules en un sistema llamado DI Herculis giran una alrededor de la otra cada 101/2 días. Sus trayectorias se desplazan ligeramente de una órbita a otra -un fenómeno conocido como precesión-, pero cuando los astrónomos utilizan la relatividad general para predecir la magnitud de este desplazamiento, sus respuestas se desvían por un factor de cuatro. La mayoría de los astrónomos creen que una tercera estrella, aún no observada, está perturbando la órbita. Moffat tiene una interpretación diferente. En su versión modificada de la última teoría de Einstein, la atracción gravitatoria entre las dos estrellas se debilita lo suficiente como para frenar un poco las órbitas de las estrellas. Según sus nuevos cálculos, la precesión predicha concuerda casi exactamente con las observaciones.
Hay una ironía histórica en todo esto. Una de las primeras pruebas rigurosas de la relatividad general fue la observación de la precesión de la órbita de Mercurio alrededor del sol. Antes de Einstein, la mayoría de los astrónomos suponían, como en el caso de DI Herculis, que un tercer cuerpo haría que la órbita se ajustara a las ecuaciones de Newton. Algunos incluso afirmaron haber observado el planeta misterioso y lo llamaron Vulcano. La teoría general de la relatividad de Einstein hizo innecesario el tercer planeta.
¿Podría la tercera estrella en DI Herculis resultar tan ilusoria como Vulcano? De ser así, sería una gran noticia. Moffat afirma que su teoría también eliminaría la necesidad de la materia oscura y la energía oscura, dos fenómenos, aún no detectados, que los físicos han invocado para explicar los movimientos de las galaxias y la expansión del universo. Es una posibilidad remota, dice Moffat, pero la última teoría de Einstein puede tener todavía algo de vida.
Un día, durante el almuerzo en un bistró cercano a la oficina de Moffat, le pregunté si volveríamos a ver a un físico como Einstein. Negó con la cabeza. «Si vas a visitar la catedral de Chartres, en Francia, te darás cuenta de que tardó 150 años en construirse, y no sabemos los nombres de los artesanos que la construyeron. Son anónimos. Quizá la física vaya a ser así. Puede que un día tengamos un gran edificio para la civilización occidental, pero puede que tardemos 200 años en construirlo». Afirmar que existe una teoría definitiva es «pura arrogancia», dijo Moffat. «Siempre hay algo nuevo en el horizonte, y entonces todo vuelve a empezar».
Einstein fue la primera víctima de su propio éxito, le gusta decir a sus alumnos Giovanni Amelino-Camelia, físico de la Universidad de Roma. Dio lugar a la noción romántica de que un genio que sigue su intuición puede crear una teoría perfecta que explique todos los datos. Y luego él mismo fue presa de esa noción. «Es un éxito que realmente ha sido una bendición mixta para la física teórica», dice Amelino-Camelia. «Si no tuviéramos ese ejemplo, no tendríamos ningún ejemplo. Y eso enseñaría a la gente cómo se hace realmente la ciencia»
Sin embargo, hace tiempo, Einstein sí revolucionó la física, y lo consiguió en gran parte gracias a su espíritu obstinado, independiente y audaz. La teoría general de la relatividad se desarrolló desafiando a siglos de física. Consumió a Einstein durante 11 años -de 1905 a 1916- y al final se demostró triunfalmente que era correcta. No es de extrañar que el recuerdo de ese logro le sostuviera en años posteriores. En 1953, cuando la carta de John Moffat llegó a Princeton, Einstein seguía haciendo lo que siempre había hecho: plantear grandes preguntas y buscar grandes respuestas.
En el almuerzo de ese día en Ontario, Moffat dijo que tenía una carta más de Einstein para mostrarme. Rebuscó en una carpeta, sacó una copia y señaló la fecha: 25 de mayo de 1953. Luego leyó las palabras que le han guiado durante más de medio siglo: «Todo individuo… tiene que conservar su forma de pensar si no quiere perderse en el laberinto de las posibilidades. Sin embargo, nadie está seguro de haber tomado el camino correcto, yo el menos».