¿Por qué la órbita de Mercurio es diferente de los otros planetas y cómo se explica con la teoría de la relatividad?

La ley de gravitación de Newton era bastante precisa. Predijo las órbitas planetarias con tanta precisión, que notó una cierta anomalía en las órbitas observadas, predijo la existencia de un planeta lejano que perturba esas órbitas y les dijo a los astrónomos que apuntaran allí sus telescopios. Eso les permitió encontrar a Neptuno en 1846.

El único planeta que aún no podían explicar era Mercurio. Su órbita peculiar se conoce como la precesión anómala de Mercurio. Intentaron varias explicaciones, como el polvo, otro planeta aún más cerca del sol, etc. Pero ninguna de esas cosas podía adherirse.

Entra Einstein con su teoría de la relatividad general. Dijo que el campo gravitacional del Sol es tan fuerte en la órbita de Mercurio que tiene un efecto de arrastre en el espacio-tiempo, arrastrando así a Mercurio con él. Su predicción explicaba con precisión la diferencia entre la observación y la teoría newtoniana, y es aclamada como una de las tres pruebas clásicas de la relatividad general.

Ahora técnicamente todos los planetas tienen este efecto en algún grado, como Venus y la Tierra. Pero en ese momento, los instrumentos de medición no eran lo suficientemente precisos como para notar un problema. Hoy podemos ver los efectos de la Relatividad General en las órbitas de la Tierra y Venus también.

Gizmodo tiene un buen artículo al respecto. El misterio de 200 años de la órbita de Mercurio, ¡resuelto!

De hecho, Newton notó este problema hace mucho tiempo, los planetas que se mueven alrededor del sol, en general, se mueven en forma elíptica, todos se ven afectados por el efecto gravitacional del sol como una gran masa en relación con estas plantas, pero el Mercurio ” ¡La órbita se ve más afectada debido a que está más cerca del sol, su desviación del perihelio, calculada clásicamente por la física de Newton en unos 38 segundos de arco por siglo! esto se pensó debido al efecto de otros planetas, pero el valor real y su explicación fueron bien entendidos por la teoría general de la relatividad de Einstein que muestra que la gravedad, de hecho, es la curvatura del espacio-tiempo, sobre esta base se encontró que la desviación era de 43 segundos de arco. / cy.

En resumen, las otras dos respuestas dadas indican claramente la situación física real de la órbita de Mercurio.

La única diferencia en la órbita de Mercurio que es relevante para la relatividad general es que es el planeta más cercano al Sol, por lo tanto, cualquier efecto relativista (que disminuya con la distancia) sería más pronunciado aquí.

Esto es lo que hizo posible que Le Verrier midiera un avance anómalo del perihelio de Mercurio (debido a la relatividad general, pero, por supuesto, no se sabía en ese entonces) a 38 segundos de arco por siglo (el valor moderno es 43 ″ / cy) todos en 1859. En contraste, el avance general del perihelio relativista de Venus es de menos de 9 ″ / cy, mientras que el de la Tierra es inferior a 4 ″ / cy. Estos son mucho más difíciles de medir, pero en principio no son diferentes del caso de Mercurio.