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El eclipse de 1919 que demostró la teoría de la relatividad de Einstein

Hace casi exactamente 100 años, ocurrió un evento muy notable y determinante para la historia de la astronomía: un eclipse total de sol. pero este eclipse fue especial por algo en particular, iba a demostrar la teoría de la relatividad de Einstein.

Para ello se encargaron tres astrónomos, Arthur Eddington, Frank Watson Dyson y Andrew Crommelin, realizando el experimento de comprobación con el eclipse del Sol total de 1919. Eddington y Crommelin viajaron a lugares en los que el eclipse se iba a producir de forma total (Eddington a la isla de Príncipe, en África Occidental, Crommelin a la ciudad brasileña de Sobral), mientras que Dyson coordinó el intento desde Inglaterra. ⠀ 

Esta imagen es la de mayor resolución del eclipse de 1919, y es el resultado de la aplicación de técnicas modernas de procesamiento de imágenes, Revela detalles en la corona solar, una prominencia gigante que emerge de la parte superior derecha del Sol y estrellas en la constelación de Tauro que se usaron para confirmar las predicciones de la relatividad general. Créditos: ESO / Landessternwarte Heidelberg -Königstuhl / FW Dyson, AS Eddington, y C. Davidson
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El plan era comparar las imágenes de las estrellas tomadas durante el eclipse con las imágenes de las mismas estrellas tomadas meses más tarde cuando aparecían en sus lugares normales durante la noche. De acuerdo con la teoría de Einstein, las estrellas en el borde del sol serían desplazadas de sus posiciones habituales por solo 1,75 segundos de arco, aproximadamente el grosor de una moneda de un euro vista desde un par de kilómetros de distancia.

Esos cambio de posición que se querían demostrar ocurrían por lo siguiente:

La relatividad general abandonó la idea de Newton de que la gravedad es una fuerza que une y atrae a los objetos. Einstein definió la gravedad como una distorsión del tiempo y el espacio, una distorsión en la estructura del universo. De acuerdo con las matemáticas de la relatividad, la luz que viaja a través de esta distorsión cambiará su trayectoria, acomodando las deformaciones y tramas del universo. Cuanto más masivo es un objeto, mayor es la distorsión y más su gravedad puede doblar la luz. Es decir la gravedad es el resultado de la deformación del tiempo y del espacio producida por la presencia de elementos masivos.

ETH-Bibliothek Zürich / Dominio público; Alison Mackey / Discover; NASA GODDARD / JPL / SDO; NASA / Bill Ingalls; Wikimedia; Colección de mapas de David Rumse

Einstein se dio cuenta de que el sol era lo suficientemente masivo como para que este efecto se notara. Mientras el sol se mueve en el cielo hacia una estrella de fondo, debería doblar la luz de la estrella, cambiando un poco de posición.

Estudiando el eclipse de 1919 se descubrió o corroboró que esto era así, dando aun más valides a la teoría de la relatividad de Einstein.

Photo by Drew Rae on Pexels.com




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Ondas gravitacionales ¿Qué son?

Las Ondas gravitacionales fueron predichas por el físico Albert Einstein en 1916, como consecuencia de su teoría de la relatividad general. Las ondas gravitacionales son ondulaciones en el tejido del espacio – tiempo producidas por un cuerpo masivo acelerado, son acontecimientos muy violentos en el universo distante, por ejemplo, por la colisión de dos agujeros negros o por explosiones de supernovas .

ondulaciones espacio tiempo

Ondulaciones en el espacio-tiempo generadas por las estrellas de órbitas muy rápidas (estrellas de neutrones, enanas blancas o agujeros negros). ver animación

En la teoría de Einstein de la relatividad general,la gravedad es tratada como un fenómeno resultante de la curvatura del espacio-tiempo. Esta curvatura es causada por la presencia de masa. Generalmente, cuanto más masa esté contenida dentro de un volumen determinado del espacio, mayor es la curvatura del espacio-tiempo en el límite de este volumen.  Como objetos con masa se mueven en el espacio-tiempo, la curvatura cambia para reflejar las distintas ubicaciones de esos objetos. En ciertas ocasiones, los objetos muy acelerados generan cambios en esta curvatura, que se propagan hacia el exterior a la velocidad de la luz en una forma de onda. Estos fenómenos de propagación son conocidos como ondas gravitacionales.

Estas ondulaciones en el tejido espacio-temporal puede  llevar información acerca de sus violentos orígenes y sobre la naturaleza de la gravedad que no puede ser obtenida por otras herramientas astronómicas. La influencia de las emisiones de ondas gravitacionales en los sistemas de púlsar binario (dos estrellas de neutrones orbitando entre sí) se han medido con precisión y está en excelente acuerdo con las predicciones:

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En 1993, los científicos Russell Hulse y Joseph Taylor recibieron el Premio Nobel por este trabajo (realizado en los años 70 y 80).
Por fin un proyecto científico las ha detectado, el proyecto LIGO (Estados Unidos), que seguramente pueda ser el futuro novel.

Las ondas gravitatorias tienen propiedades muy importantes y únicas. Una de las más importantes es que las ondas gravitatorias pueden pasar a través de cualquier medio sin ser dispersada de manera significativa. Mientras que, por ejemplo, la luz de las estrellas distantes pueden ser bloqueados por el polvo interestelar las ondas gravitacionales pasarán sin impedimentos.Estas características permiten a las ondas gravitacionales llevar información sobre fenómenos astronómicos nunca antes observadas por los seres humanos. Por lo tanto se nos abre un camino increíble en el estudio del Cosmos.

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