29 de mayo de 1919: Un gran eclipse.
Foto: Las observaciones de este eclipse solar de 1919 confirmaron la teoría general de la relatividad de Einstein.
1919: durante un eclipse solar total, Sir Arthur Eddington realiza la primera prueba experimental de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein.
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Los hallazgos hicieron de Einstein una celebridad de la noche a la mañana, y precipitaron el triunfo final de la relatividad general sobre la física newtoniana clásica.
En 1919, la ley de Newton de la gravedad universal aún dominaba el discurso científico, ya que proporcionaba explicaciones extremadamente precisas de las observaciones físicas. Pero Einstein tenía un problema importante con la teoría de Newton: no era coherente con su propia teoría especial de la relatividad, que predecía que el espacio y el tiempo eran relativos, formando un continuo de cuatro dimensiones llamado espacio-tiempo. Él concibió una teoría general de la relatividad, en la cual los campos gravitacionales causarían deformaciones en el espacio-tiempo, por lo tanto tejiendo la gravedad en el continuo.
Una predicción de la relatividad general fue que la luz no debería viajar en una línea perfectamente recta. Mientras viaja por el espacio-tiempo y se acerca a la deformación inducida por el campo gravitatorio de un objeto, la luz debería curvarse, pero no mucho. Un rayo de luz cortando el borde del sol, por ejemplo, doblaría un mínimo de 1.75 arcosegundos: el ángulo formado por un triángulo rectángulo de 1 pulgada de alto y 1.9 millas de largo. La física newtoniana también predijo que la luz se doblaría debido a la gravedad, pero solo a la mitad de lo que predijo la teoría de Einstein.
Una diferencia tan pequeña parecía imposible de medir por experimentos terrenales. De hecho, las dos teorías, aunque fundamentalmente opuestas, hicieron predicciones muy similares para casi todas las pruebas de gravedad y luz. Como resultado, fue inútil tratar de comprender cuál proporcionó una descripción más precisa de las leyes fundamentales del universo.
Sir Frank Watson Dyson, astrónomo real de Gran Bretaña, concibió en 1917 el experimento perfecto para resolver el problema. Se produciría un eclipse total de sol el 29 de mayo de 1919, justo cuando el sol cruzaba el brillante cúmulo de estrellas de Hyades. Dyson se dio cuenta de que la luz de las estrellas tendría que pasar a través del campo gravitatorio del sol en su camino hacia la Tierra, pero sería visible debido a la oscuridad del eclipse. Esto permitiría mediciones precisas de las posiciones de gravedad de las estrellas en el cielo.
Eddington, quien dirigió el experimento, midió por primera vez las posiciones “verdaderas” de las estrellas durante enero y febrero de 1919. Luego, en mayo, fue a la remota isla de Príncipe (en el Golfo de Guinea, en la costa oeste de África) para medir Posiciones de las estrellas durante el eclipse, tal como se ven a través de la lente gravitatoria del sol.
Eddington también envió un grupo de astrónomos para tomar medidas desde Sobral, Brasil, en caso de que el eclipse fuera bloqueado por nubes sobre Príncipe. El equipamiento y el transporte de las expediciones duales no fueron hazañas pequeñas en los días previos a los aviones transoceánicos y la comunicación global instantánea.
Ambas ubicaciones tenían cielos despejados y los astrónomos tomaron varias fotos durante los seis minutos de eclipse total. Cuando Eddington regresó a Inglaterra, sus datos de Príncipe confirmaron las predicciones de Einstein. Eddington anunció sus hallazgos el 6 de noviembre de 1919. A la mañana siguiente, Einstein, hasta entonces un recién llegado en la física teórica, estaba en la portada de los principales periódicos de todo el mundo.
La curvatura de la luz alrededor de objetos masivos ahora se conoce como lente gravitacional, y se ha convertido en una herramienta importante en la astrofísica. Los físicos ahora usan lentes gravitacionales para tratar de entender la materia oscura y la expansión del universo.
Fuentes: Unión Astronómica Internacional, Wikipedia, NASA.
Para más consulta:
Cómo un eclipse solar primero demostró el derecho de Einstein
Pruebas de relatividad especial – Wikipedia
Pruebas de relatividad general – Wikipedia