8/6/13

Sobre la teoría de la relatividad - Einstein - 30. Dificultades cosmológicas de la teoría newtoniana



Consideraciones acerca del universo como un todo






30.   Dificultades cosmológicas de la teoría newtoniana


Aparte del problema expuesto en §21, la Mecánica celeste clásica-adolece de una segunda dificultad teórica que, según mis conocimientos, fue examinada deteni­damente por primera vez por el astrónomo Seeliger. Si uno reflexiona sobre la pregunta de cómo imaginar el mundo como un todo, la respuesta inmediata será se­guramente la siguiente. El universo es espacialmente (y temporalmente) infinito. Existen estrellas por doquier, de manera que la densidad de materia será en puntos concretos muy diversa, pero en todas partes la misma por término medio. Expresado de otro modo: por mu­cho que se viaje por el universo, en todas partes se hallará un enjambre suelto de estrellas fijas de aproxi­madamente la misma especie e igual densidad.

Esta concepción es irreconciliable con la teoría newtoniana. Esta última exige más bien que el universo tenga una especie de centro en el cual la densidad de estrellas sea máxima, y que la densidad de estrellas disminuya de allí hacia afuera, para dar paso, más allá todavía, a un vacío infinito. El mundo estelar debería formar una isla finita en medio del infinito océano del espacio[1].
Esta representación es de por sí poco satisfactoria. Pero lo es aún menos porque de este modo se llega a la consecuencia de que la luz emitida por las estrellas, así como algunas de las estrellas mismas del sistema estelar, emigran ininterrumpidamente hacia el infinito, sin que jamás regresen ni vuelvan a entrar en interacción con otros objetos de la naturaleza. El mundo de la materia, apelotonada en un espacio finito, iría empobreciéndose entonces paulatinamente.
Para eludir estas consecuencias Seeliger modi­ficó la ley newtoniana en el sentido de suponer que a distancias grandes la atracción de dos masas disminuye más deprisa que la ley de


Con ello se consigue que la densidad media de la materia sea constante en todas partes hasta el infinito, sin que surjan campos gravitatorios infinitamente grandes, con lo cual se deshace uno de la antipática idea de que el mundo material posee una especie de punto medio. Sin em­bargo, el precio que se paga por liberarse de los proble­mas teóricos descritos es una modificación y complica­ción de la ley de Newton que no se justifican ni experi­mental ni teóricamente. Cabe imaginar un número arbi­trario de leyes que cumplan el mismo propósito, sin que se pueda dar ninguna razón para que una de ellas prime sobre las demás; porque cualquiera de ellas está tan poco fundada en principios teóricos más generales como la ley de Newton.


[1] Justificación. Según la teoría newtoniana, en una masa m van a morir una cierta cantidad de «líneas de fuerza» que provienen del infinito y cuyo número es proporcional a la masa m. Si la densidad de masa ρ0 en el universo es por término medio constante, entonces una esfera de volumen V encierra por término medio la masa ρ0V. El número de líneas de fuerza que entran a través de la superficie F en el interior de la esfera es, por tanto, proporcional a ρ0V . Por unidad de superficie de la esfera entra, pues, un número de líneas de fuerza que es proporcional a



La intensidad del campo en la superficie tendería a infinito al crecer el radio de la esfera R, lo cual es imposible


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