¡Se acerca el eclipse! ¿Cómo ayudó un eclipse a probar la teoría de la Relatividad General?

Los eclipses pueden ser fenómenos bastante importantes. De hecho, este fenómeno fue el responsable de la primera observación de la teoría de la relatividad general del físico Albert Einstein.

Eclipse de Sobral
El Eclipse de Sobral supuso un hito en la historia de la Física. Crédito: Observatorio Nacional

El 14 de octubre habrá un eclipse solar que podrá verse en todo el continente americano. En particular, las regiones Norte y Noreste tendrán una mejor visión del eclipse.

Aunque es un fenómeno común y no parece ser observaciones complejas como las del Telescopio Espacial James Webb, los eclipses son importantes en Astronomía y Física. En particular, un eclipse fue el responsable de la primera evidencia de la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein.

El eclipse tuvo lugar en 1919 y la ciudad de Sobral en Ceará, Brasil, tuvo una participación fundamental en la observación. En aquella ocasión, astrónomos de todo el mundo se reunieron para realizar la primera observación que demostraba la teoría de Einstein. Este eclipse pasó a ser conocido como Eclipse Sobral.

¿Qué es un eclipse?

El eclipse ocurre cuando un objeto cruza la posición aparente de otro objeto en el cielo. En el caso de un eclipse solar, la Luna pasa entre el Sol y la Tierra, cubriendo temporalmente al Sol, provocando el eclipse. En la Tierra se forma una sombra, que puede ser la umbra o la penumbra.

Un eclipse en Marte
Un eclipse en Marte cuando la luna Fobos pasó por delante del Sol y fue captada por la sonda Perseverance. Crédito: NASA

Es posible que ocurra un eclipse con tres o más objetos que puedan estar en la misma línea de visión. De hecho, la sonda Perseverance ya ha observado un eclipse solar en Marte.

La teoría de la relatividad general

A principios del siglo XX, el físico Albert Einstein introdujo teorías de la relatividad comenzando con la relatividad especial en 1905 y luego la relatividad general en 1915. En la relatividad general, Einstein introdujo un aspecto geométrico de la gravedad.

Para Einstein, el campo gravitacional es la curvatura del espacio-tiempo provocada por la masa o energía de una región, en este caso, la curvatura provocada por la masa del Sol provocaría que los planetas quedaran adheridos gravitacionalmente a ella.

Desde 1915, la relatividad general ha pasado por innumerables pruebas y ha tenido éxito en cada una de ellas. La prueba más reciente fue la del agujero negro M87*, que tiene momento angular como lo predice la teoría de Einstein.

El eclipse de Sobral

4 años después de la publicación de la relatividad general, surgió una oportunidad perfecta. En la ciudad de Sobral, en Ceará, a unos 240 kilómetros de la capital Fortaleza, sería posible observar un eclipse solar total.

En este caso, la Luna taparía completamente al Sol durante unos instantes y sería posible observar estrellas que no es posible observar debido al brillo del Sol. Estas estrellas podrían proporcionar la primera evidencia de si la nueva teoría revolucionaria de Einstein era correcta ó No.

El experimento de Sobral

La idea era relativamente simple: observar la posición de las estrellas que están cerca del Sol en el cielo durante el eclipse y luego compararlas con su posición cuando el Sol no estaba en la región. Si se producía una diferencia de posición, demostraba que la luz había sido distorsionada por la curvatura del espacio-tiempo.

La trayectoria de la luz puede distorsionarse si hay un cuerpo masivo distorsionando el espacio-tiempo en su camino, por lo que parece que la fuente que emitió esa luz está en una posición diferente.

Con equipos sensibles fue posible comparar posiciones durante y después del eclipse. El eclipse tuvo lugar en mayo de 1919, en noviembre, después de meses de estudiar las observaciones se anunció que la teoría de Einstein era correcta.

¿Qué significó esto en la comunidad científica?


La teoría de la relatividad de Einstein, es una teoría muy ambiciosa que resolvió los cabos sueltos de la teoría gravitacional de Newton. Además, introdujo un enfoque que nunca antes se había considerado.

El eclipse de Sobral puso una observación a favor de la relatividad general, donde la teoría de la gravitación de Newton comenzó a fallar. Este fue el primero de muchos experimentos que continúan hoy. El eclipse de Sobral es un hito en la historia de la Física.