La luz que se dobla alrededor de un objeto masivo es un fenómeno conocido como Lente Gravitacional. Tratemos de entender esto. Según la teoría de la relatividad general, la gravedad provoca una desviación de la luz por el campo gravitacional de un cuerpo masivo. El campo gravitacional de un objeto masivo se extiende lejos en el espacio y hace que los rayos de luz que pasan cerca de ese objeto (y, por lo tanto, a través de su campo gravitacional) viajen a lo largo de la trayectoria curva. La luz en realidad no se “dobla” sino que va en línea recta a lo largo del espacio curvo causado por el campo gravitacional.
La lente gravitacional no significa que la luz proveniente del Sol deba doblarse y rodear la Tierra.
La lente gravitacional ocurre, y se puede observar, solo cuando estamos lejos del objeto masivo y la fuente de luz también está lejos del objeto masivo, y los tres, la fuente de luz, el objeto masivo y nosotros, en ese orden, están en línea. Cualquier objeto masivo inevitablemente dobla la trayectoria de la luz bajo el principio de equivalencia. (Una de las implicaciones del principio de equivalencia es que, dado que los fotones tienen impulso y, por lo tanto, se les debe atribuir una masa inercial, también deben tener una masa gravitacional. Por lo tanto, los fotones deben ser desviados por la gravedad).
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Consideremos una fuente distante, una estrella, detrás del Sol y en línea directa con el Sol y la Tierra. En comparación con la distancia del Sol desde la Tierra, una estrella está efectivamente a una distancia infinita del Sol. El sol bloquea la luz que viaja desde la estrella directamente a la Tierra. La luz de la estrella que pasa la extremidad del Sol se desvía solo por 1.75 segundos de arco, que es un ángulo demasiado pequeño para alcanzar la Tierra. Para llegar a la Tierra, la luz de las estrellas debe desviarse en un ángulo igual a la relación entre el radio del Sol y la distancia de la Tierra al Sol, que es 15 ‘59.6 “, o casi 16 minutos de arco. (No hace falta mencionar, el momento ideal para este experimento es durante un eclipse solar total cuando la luna bloquea la luz solar).
Si viajamos lejos de la Tierra, el ángulo que la luz de la estrella debe desviarse para alcanzarnos disminuye; pero tendríamos que retroceder a 570 UA, que es el ángulo de desviación requerido igual al ángulo de desviación en la extremidad del Sol, y solo entonces vemos la estrella. ¿Pero dónde y cómo lo vemos? La luz parece doblarse alrededor de toda la extremidad del Sol, por lo que vemos la estrella como un anillo alrededor de la extremidad del Sol; Este anillo se llama apropiadamente un anillo de Einstein. Como un pedazo de vidrio, el campo gravitacional del Sol distorsiona la imagen de la estrella. Para las matemáticas: imágenes múltiples y ampliación
La lente gravitacional ocurre en todas las escalas: el campo gravitacional de las galaxias y los cúmulos de galaxias pueden iluminar la luz, pero también pueden hacerlo los objetos más pequeños, como las estrellas y los planetas. Incluso la masa de nuestros propios cuerpos hará que la luz pase cerca de nosotros un poco, aunque el efecto es demasiado pequeño e insignificante como para medirlo.
Dicho esto, deseo hacer dos puntos. (1) Para observar el efecto de lente gravitacional de la Tierra, no podemos estar en la Tierra. Necesitamos viajar lejos de la Tierra a un punto tan remoto donde una estrella está alineada con la Tierra, lo que nos permite estudiar el rayo de luz de la estrella que se dobla alrededor de la Tierra. (2) A pesar de que el Sol, que es 333,000 veces más masivo que la Tierra, dobla la luz de las estrellas solo por 1.75 segundos de arco, puede hacer sus cálculos para ver cuán efectiva puede ser la Tierra como lente gravitacional.
