31 octubre 2014

El eclipse que hizo famoso a Einstein

La luz de una estrella al pasar rozando
 el Sol se curva
Un día preguntaron a Albert Einstein donde tenía el laboratorio de física, y el sacándose la pluma estilográfica de su bolsillo les respondió: “Aquí lo tenéis”. Y es que todo lo que había elaborado lo había deducido sobre el papel por medios puramente matemáticos. No sintió nunca la necesidad de hacer experimentos y sacar consecuencias de ellos. Tenía suficiente con los cálculos realizados a partir de los principios generales.

Este físico alemán de origen judío, nacionalizado más tarde estadounidense es considerado el científico más conocido y popular del siglo XX. En 1915 presento la teoría de la relatividad general, en la que reformuló por completo el concepto de gravedad. Una de las consecuencias fue el surgimiento del estudio científico del origen y la evolución del Universo, una rama de la física denominada cosmología.

Los demás físicos te tenían suficiente con los cálculos realizados por Einstein a partir de los principios generales, y por esta razón querían comprobar por ellos mismos si era cierto todo aquello que él formulaba.

Demostración de la Teoría
 de la Relatividad en el eclipse
total de Sol de 1919
Einstein dijo que si un  rayo de luz pasa cerca de una gran masa (como el Sol) será atraído por éste y se desviará de su trayectoria rectilínea. La desviación calculada daba un ángulo de 1,75 segundos de arco en un rayo que luz que pasar rozando el Sol.

¿Pero como experimentar esta teoría con el Sol, si de día no se ven las estrellas? Cierto, pero sí que sería posible durante un eclipse total de Sol. Así que aprovechando que el 29 de mayo de 1919 la Luna taparía en su totalidad nuestra estrella, Gran Bretaña envió dos expediciones al mando del astrónomo real sir Arthur Eddington; una a Sobral (Brasil) y otra a la isla portuguesa de Príncipe en la costa atlántica africana. El día del eclipse las expediciones tomaron fotografías y mediciones de la luz de una estrella que pasaba rozando al Sol. El resultado del equipo de Sobral midió 1,98 segundos y el del Príncipe 1,61. Teniendo en cuenta la imprecisión de los instrumentos de medida, pudo decirse que el éxito fue rotundo, ya que la media de ambas medidas es de 1,79, casi el valor exacto predicho por Einstein.

Lente gravitacional

A partir de ese momento, a cualquiera (aunque no supiera nada de ciencia) le resultaba conocido el nombre de Einstein. La noticia apareció en toda la prensa y Einstein fue considerado como un héroe capaz de predecir que la luz se iba a curvar al pasar cerca del Sol. Eddington escribió a Einstein diciéndole que toda Inglaterra hablaba de su teoría, y que había sido un acontecimiento muy bueno para mejorar las relaciones científicas entre Inglaterra y Alemania.

Imagen del Hubble mostrando el
cúmulo galáctico Abell 2218 en el
que se ve una lente gravitacional
fuerte.Los arcos luminosos de la galaxia
brillante de la izda. provienen de la luz
de objetos detrás del cúmulo de galaxias.
Pero una consecuencia aún más espectacular de esta teoría einsteiniana son las llamadas lentes gravitacionales. El proceso es el mismo (la luz se curva cerca de una masa) pero ahora tenemos una enorme masa (por ejemplo una galaxia como la nuestra, la Vía Láctea, que tiene doscientos mil millones de veces la masa del Sol) que deforma enormemente el espacio-tiempo a su alrededor y desvía enormemente la luz de otras galaxias lejanas. Igual que un vidrio curvado deforma la imagen cuando miramos a través suyo (practicar con una botella, por ejemplo) una lente gravitacional deforma y amplifica la imagen de las galaxias lejanas produciendo imágenes dobles o múltiples, arcos, etc. Y si la galaxia-lente está situada exactamente enfrente de la galaxia de fondo, produce el llamado "anillo de Einstein". Sin embargo Einstein no pudo ver la comprobación observacional de su teoría porque el primer caso de lente gravitacional se descubrió en 1979.

Galaxia y lente gravitacional. La Cruz
de Einstein

Una de las imágenes más espectaculares de lente gravitacional fue  tomada en 1999 con el telescopio NOT, del Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma). Muestra a una galaxia espiral que parece tener en su parte central cinco condensaciones brillantes. En realidad son cuatro imágenes gravitacionales de un cuásar lejano (que no tiene nada que ver con la galaxia espiral) más el propio núcleo de la galaxia. ¿Cómo lo sabemos? Resulta que la luz de las cuatro condensaciones más externas (identificadas como q1 a q4 en la figura) es idéntica una a otra (en el lenguaje de la física diríamos que tienen idéntico espectro), lo que sólo podemos explicar si son efectivamente imágenes de la misma cosa (igual que las imágenes de uno mismo en un laberinto de espejos son idénticas entre sí, pero orientadas de forma diferente, unas las ves a la izquierda, otras a la derecha, etc.


Este caso tan extraordinario de lente gravitacional se descubrió por casualidad  y se le llamó "Cruz de Einstein" porque las cuatro imágenes del cuásar forman un cuadrilátero, y también para que recordemos que gracias a Einstein podemos entenderlo. A la sabiduría por la astronomía


Tot Astronomia








1 comentarios:

Albert Einstein, genio de la física, que gracias a él la ciencia progresó vertiginosamente

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