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.
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1919: Durante un eclipse solar total, Sir Arthur Eddington realiza la primera prueba experimental de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein.
Los hallazgos convirtieron a Einstein en 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 la gravedad universal de Newton todavía dominaba el discurso científico, ya que proporcionaba explicaciones extremadamente precisas de las observaciones físicas. Pero Einstein tuvo un problema importante con la teoría de Newton: no era consistente con su propia teoría especial de la relatividad, que predijo que el espacio y el tiempo eran relativos, formando un continuo de cuatro dimensiones llamado espacio-tiempo. Concibió una teoría general de la relatividad, en la que los campos gravitacionales causarían deformaciones en el espacio-tiempo, entrelazando así la gravedad en el continuo.
Una predicción de la relatividad general era que la luz no debería viajar en una línea perfectamente recta. Mientras viaja a través del espacio-tiempo y se acerca a la deformación inducida por el campo gravitacional de un objeto, la luz debe curvarse, pero no demasiado. Un rayo de luz que muerde el borde del sol, por ejemplo, doblaría un minúsculo 1,75 segundos de arco, 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.
Tal pequeña diferencia parecía imposible de medir mediante 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 entender 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 solar total el 29 de mayo de 1919, justo cuando el sol cruza el brillante cúmulo estelar de Hyades. Dyson se dio cuenta de que la luz de las estrellas tendría que pasar a través del campo gravitacional del sol en su camino hacia la Tierra, pero sería visible debido a la oscuridad del eclipse. Esto permitiría mediciones precisas de las posiciones cambiadas por gravedad de las estrellas en el cielo.
Eddington, quien dirigió el experimento, midió primero 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 el Las posiciones de las estrellas durante el eclipse, tal como se ven a través de la lente gravitacional 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. Equipar y transportar las expediciones duales no fueron pequeñas hazañas 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 relativamente oscuro en física teórica, estaba en la primera plana de los principales periódicos de todo el mundo.
La curvatura de la luz alrededor de objetos masivos ahora se conoce como lentes gravitacionales, y se ha convertido en una herramienta importante en astrofísica. Los físicos ahora usan lentes gravitacionales para tratar de comprender la materia oscura y la expansión del universo.
Fuentes: Unión Astronómica Internacional, Wikipedia, NASA
Para más consulta:
Cómo un eclipse solar demostró por primera vez a Einstein bien
Pruebas de relatividad especial – Wikipedia
Pruebas de relatividad general – Wikipedia