Einstein pasó por una larga cadena de razonamiento para llegar a esta prueba de relatividad general. Un elemento fundamental en la relatividad general es la equivalencia de masa inercial y gravitacional. En el tiempo de Einsteins, la evidencia experimental mostró que esta equivalencia era idéntica a varios órdenes de magnitud. (Desde entonces se ha medido hasta 15 cifras significativas) Einstein razonó que esto no podría ser una coincidencia, sino que solo podría ser el caso si la masa inercial y gravitacional fueran dos aspectos diferentes de la misma cosa. ¡La aceleración y la gravedad eran lo mismo! Sin embargo, tal relación no podría acomodarse dentro de los límites de la geometría euclidiana. Sería necesario un sistema que incluyera el tiempo como una de las dimensiones, por lo que consideró la geometría riemanniana.
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Si piensas en sus famosos experimentos de pensamiento de elevadores o naves espaciales, la relación entre la gravitación y la velocidad de la luz se hace evidente.
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Asuma un elevador, o nave espacial, acelerando hacia arriba a una gravedad o 32 pies por segundo por segundo. Si enciende un haz de luz a través del automóvil, golpeará la pared opuesta en un punto más bajo que la altura de su punto de origen. Esto sucede no porque la luz tenga masa sino porque viaja a una velocidad finita. Mientras la luz se movía a través del automóvil, el automóvil se movió hacia arriba. Esto crea la apariencia de que la gravedad dobla un haz de luz. Es un efecto puramente geométrico causado por la aceleración del automóvil.
Einstein razonó que si la aceleración y la gravedad fueran aspectos diferentes de la misma cosa, cualquier “campo” gravitacional produciría resultados similares.
A partir de la mecánica newtoniana, conocemos el campo gravitacional del Sol con bastante precisión, por lo que Einstein pudo calcular la cantidad que la luz de las estrellas sería “doblada” por el campo gravitacional del Sol. Si fuera posible observar estas estrellas cerca de la extremidad del sol, entonces su teoría podría confirmarse.
Sin embargo, debido a que el sol es mucho más brillante que las estrellas, tal observación no fue posible con los instrumentos astronómicos del día, excepto durante un eclipse.
En 1919, el astrónomo británico Sir Arthur Eddington realizó tal observación y la “distorsión” resultante de la posición de varias estrellas estaba dentro de las predicciones de Einsteins. La relatividad general fue respaldada por esta observación y se ha confirmado con una precisión cada vez mayor en los años siguientes.
29 de mayo de 1919: un eclipse importante, relativamente hablando
Para más información sobre esto y la diferencia entre Newton y Einstein, ver (Bend It Like Newton)