JESÚS MOSTERÍN
El espacio-tiempo es el receptáculo de todas las cosas (partículas, campos y cuerpos) y el escenario de todo cuanto ocurre. Nuestra concepción del espacio-tiempo es el marco más amplio de nuestro esquema conceptual, el que nos permite situar y pensar objetos y procesos. Durante 22 siglos la geometría euclídea reinó como la verdad definitiva sobre el espacio, lo cual atribuía Kant a que el espacio (euclídeo) y el tiempo serían formas a priori de la sensibilidad, que nosotros imponemos a cuanto conocemos. Según Einstein, «los físicos se han visto obligados por los hechos a bajar nuestros conceptos de espacio y tiempo de Olimpo de lo a priori para ajustarlos a la experiencia y ponerlos a trabajar».

Ya no consideramos que el espacio y el tiempo sean independientes. Como subrayó Minkowski en 1908, ambos están inextricablemente entrelazados como dimensiones de un mismo continuo, el espaciotiempo. La distancia real siempre es espaciotemporal. Es imposible mirar hacia atrás en el espacio sin mirar hacia atrás también en el tiempo. Cuando vemos una galaxia lejana, no la vemos como es ahora, sino como era hace miles de millones de años, cuando emitió la luz que ahora nos llega.

Ya no consideramos el espacio-tiempo como euclídeo, sino como riemanniano, es decir, curvado. La teoría general de la relatividad, completada por Einstein en 1916, determina la curvatura local del espacio (variable de unos puntos a otros) en función de la distribución de la materia, y el movimiento de las partículas libres en función de la curvatura del espacio. La gravitación y la inercia se disuelven en pura geometría, a la vez que la geometría se fisicaliza y se vuelve capaz de transmitir energía, como ocurre con las ondas gravitacionales, las olas del océano del espaciotiempo.

Ya no consideramos el espacio-tiempo como estático. Hubble descubrió en 1919 que el espacio-tiempo mismo está en expansión explosiva. El ritmo de esa expansión viene dado por la constante de Hubble, cuyo valor sigue siendo objeto de controversia, que quizá se logre zanjar pronto con las nuevas mediciones de distancias.

La teoría general de la relatividad ha superado hasta ahora todas las pruebas empíricas a las que ha sido sometida, pero le falta revalidar la detección de las ondas gravitacionales, de las que sólo hay indicios indirectos. En 1974 Hulse y Taylor descubrieron el púlsar binario PSR 1913+16, un par de estrellas de neutrones (una de ellas un púlsar) girando la una en torno a la otra. La teoría permite calcular la energía que emitirán en forma de ondas gravitacionales, y el correspondiente acortamiento del periodo orbital. Durante más de 20 años se ha medido el periodo orbital del púlsar, y su lento acortamiento corresponde con una extraordinaria exactitud a lo previsto por la teoría. Sin embargo, los intentos de captar directamente las ondas gravitacionales han resultado fallidos hasta ahora. Desde 1960 Weber ha tratado de captarlas en las vibraciones que producirían en enormes cilindros metálicos. Otros detectores resonantes y varios interferómetros de láser se han ido uniendo a la búsqueda.

Para el futuro próximo se proyecta poner en órbita detectores como el interferómetro de microondas MIG o el interferómetro de láser LISA, formado por tres naves espaciales a una distancia de 1 a 10 millones de kilómetros. La teoría general de la relatividad también predice que el movimiento circular de una masa produce un efecto gravitomagnético, detectable mediante un giroscopio. El grupo de Eviritt (en Stanford) lleva más de 20 años preparando un experimento con un giroscopio colocado en órbita, que ahora finalmente va a poder llevarse a cabo.

La asignatura suspendida de antemano por la teoría general de la relatividad es la descripción del espacio-tiempo del micromundo a las minúsculas escalas de Planck (longitud <10 a la potencia -35 metros; duración <10 a la potencia - 43 segundos).