¿Por qué Einstein recibió el Nobel por sus investigaciones sobre el Efecto Fotoeléctrico y no por su Teoría de la Relatividad?

LOS HECHOS 

En 1905, cuando aún era un trabajador de la Oficina de Patentes de Berna, publicó los siguientes importantes artículos: 

•  “Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz”, que trata sobre el Efecto fotoeléctrico. En este artículo Einstein propone la idea del cuanto de luz, que ahora llamamos fotón, y mostraba como se puede usar este concepto para explicar el efecto fotoeléctrico. Esta teoría de la luz fue un fuerte indicio de la dualidad onda-corpúsculo y de que los sistemas físicos pueden mostrar tanto propiedades ondulatorias como corpusculares, constituyéndose de este modo en uno de los pilares básicos de la mecánica cuántica. Fue Max Planck quien enunció la hipótesis de que la radiación electromagnética es absorbida y emitida por la materia en forma de «cuantos» de luz o fotones de energía mediante una constante estadística, que se denominó constante de Planck. La idea de Planck habría quedado muchos años sólo como hipótesis si Albert Einstein no la hubiera retomado, proponiendo que la luz, en ciertas circunstancias, se comporta como partículas de energía independientes (los cuantos de luz o fotones). Fue Albert Einstein quien demostró que el electromagnetismo era una teoría esencialmente no mecánica.

•  “Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calor de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario”, que trata sobre el Movimiento Browniano. Se trata de una pieza de mecánica estadística muy elaborada que explica el fenómeno del movimiento browniano haciendo uso de las estadísticas del movimiento térmico de los átomos individuales que forman un fluido. La explicación de Einstein proporcionaba una evidencia experimental incontestable sobre la existencia real de los átomos. 

•  “Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento”, que trata sobre la Teoría de la Relatividad Especial. En este artículo Einstein introducía la teoría de la relatividad especial estudiando el movimiento de los cuerpos y el electromagnetismo en ausencia de la fuerza de interacción gravitatoria. La relatividad especial resolvía los problemas abiertos por el experimento de Michelson y Morley en el que se había demostrado que las ondas electromagnéticas que forman la luz se movían en ausencia de un medio. La velocidad de la luz es, por lo tanto, constante y no relativa al movimiento. Su razonamiento se basó en dos axiomas simples: En el primero reformuló el principio de simultaneidad, introducido por Galileo siglos antes, por el que las leyes de la física deben ser invariantes para todos los observadores que se mueven a velocidades constantes entre ellos; y el segundo, que la velocidad de la luz es constante para cualquier observador. 

•  “¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía?”, que trata sobre la Equivalencia Masa-Energía, aquí se muestra una deducción de la fórmula de la relatividad que relaciona masa y energía. En este artículo se exponía que "la variación de masa de un objeto que emite una energía L, es: L/V^2 donde V era la notación de la velocidad de la luz usada por Einstein en 1905. Esta fórmula implica que la energía E de un cuerpo en reposo es igual a su masa m multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado: E=mc^2 , esto muestra cómo una partícula con masa posee un tipo de energía, "energía en reposo", distinta de las clásicas energía cinética y energía potencial. 

Estos artículos fueron enviados a la revista “Annalen der Physik”.

En 1915 presentó una serie de conferencias en la Academia de Ciencias de Prusia en las que describió la Teoría de la Relatividad General. La última de las Charlas concluyó con la presentación de la ecuación que reemplaza a la Ley de la Gravedad de Newton. Aquí la gravedad no es ya una fuerza o acción a distancia, como era la gravedad newtoniana, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo. 

La Relatividad General fue obtenida por Einstein a partir de razonamientos matemáticos, experimentos hipotéticos (Gedanken expriment) y rigurosa deducción matemática sin contar realmente con una base experimental. La teoría proporciona las bases para el estudio de la cosmología y permitía comprender las características esenciales del Universo, muchas de las cuales no serían descubiertas sino con posterioridad a la muerte de Einstein. 

En 1915 y después de 10 años de experimentación, Robert Andrews Millikan, un físico estadounidense, obtiene la primera determinación fotoeléctrica del cuanto de luz, verificando la ecuación fotoeléctrica de Albert Einstein. Las predicciones del trabajo sobre el efecto fotoeléctrico fueron probadas en el transcurso de los años siguientes. De este modo en 1921 le fue otorgado a Albert Einstein el Premio Nobel de Física “por sus aportaciones a la física teórica y, especialmente, por el descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico”. 

 CONCLUSIONES

 La física es una ciencia experimental, y aún cuando la elaboración teórica es fundamental, son las pruebas experimentales las que determinan la validez de una teoría física (científica en general). 

Muchas de las predicciones de la Teoría de la Relatividad de Einstein fueron probadas mientras él estaba vivo, pero varias de las más importantes se demostraron después de su muerte. El Nobel no se entrega póstumamente, así que este trabajo no pudo recibir, aún con las grandes implicancias que este ha supuesto para la ciencia. Hay que tener en cuenta que aún varias de sus predicciones no se han demostrado, pero se cree firmemente en que ello ocurrirá.