Einstein estaba desconcertado, incluso aparentemente cuando era un adolescente, por la pregunta de cómo se vería un rayo de luz si pudieras montarlo a la misma velocidad.
Se dio cuenta de que la luz ni siquiera debería existir si puedes viajar junto a ella. La luz puede considerarse como un campo eléctrico cambiante que genera un campo magnético cambiante, que genera un campo eléctrico cambiante, y así sucesivamente. Pero si puede seguir el ritmo de la luz, ninguno de estos campos está cambiando y no deberían generar más campos.
De hecho, si incluso puedes ponerte al día un poco, las leyes de electromagnetismo de Maxwell ya no deberían funcionar para ti correctamente. No deberían conducir a la existencia de la luz, como lo hacen.
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Se dio cuenta de que, de hecho, es posible que todos los observadores piensen que la luz siempre se mueve a la misma velocidad, independientemente de su propio movimiento, si sus medidas de tiempo y distancia difieren de manera particular de los observadores que se mueven en relación con ellos.
Otra idea relacionada que tenía era que todo movimiento lineal realmente es completamente relativo; no es que los observadores en movimiento tengan ideas raras sobre qué hora es o dónde sucede algo; es que los observadores solo hacen diferentes mediciones de tiempo y espacio si están en movimiento relativo. Todos los observadores ven que la luz viaja a la misma velocidad. No hay un estándar absoluto de movimiento o de ser papelería.
Einstein también pudo demostrar en ese momento que su teoría implicaba que los campos eléctricos y magnéticos eran la misma fuerza vista en diferentes marcos de referencia.
Hermann Minkowski luego tomó la teoría de Einstein y demostró que podía interpretarse geométricamente, como un espacio-tiempo de cuatro dimensiones. El movimiento es como un tipo de rotación en este espacio de cuatro dimensiones.
Uno de los mayores misterios de la física en ese momento era la cuestión de qué es la gravedad. En cierto modo, sigue siendo un misterio. Las leyes de Maxwell habían reunido lo que se sabía sobre la conexión entre las fuerzas eléctricas y magnéticas, y Einstein había demostrado que realmente eran la misma fuerza, la fuerza electromagnética.
Pero la gravedad todavía estaba ahí afuera en una extremidad, poco entendida y sin relación con la fuerza electromagnética (como todavía parece ser). Los libros de la época a menudo hablan sobre el misterio de la gravedad y lo citan como el mayor misterio de la física.
Einstein pudo formular una teoría en torno a la idea de que el espacio-tiempo de Minkowski podría deformarse. Creo que esto básicamente surgió de su idea de que un campo gravitacional era efectivamente indistinguible de la aceleración. En cierto sentido, cuando te quedas quieto en la Tierra, estás acelerando, pero si estás en caída libre en un campo gravitacional, no lo estás.
Así que Einstein incorporó la gravedad a la relatividad al pensar en el mismo tipo de cosas que ya había estado considerando; la pregunta de qué podría explicar al examinar cómo diferentes observadores (en movimiento relativo o en campos gravitacionales de diferentes magnitudes) “no están de acuerdo” sobre sus medidas de espacio y tiempo.
