Hoy se cumplen 80 años de un histórico anuncio científico

El eclipse que probó la Relatividad

Por Mariano Ribas
y Leonardo Moledo

El 6 de noviembre de 1919, la Teoría General de la Relatividad recibió un espaldarazo categórico. Durante una reunión de la Royal Astronomical Society, el astrónomo británico Frank Dyson anunció que las observaciones realizadas durante un eclipse total de Sol (ocurrido en mayo de ese año), habían demostrado una de las predicciones fundamentales de la teoría de Einstein: la luz se desvía al pasar cerca de un cuerpo masivo. Hoy en día, los astrónomos conviven armoniosamente con esta idea relativista pero, a principios de siglo, semejante atrevimiento teórico (que ya había sido sugerido por otros científicos) pedía a gritos una demostración. Después del famoso eclipse, y fundamentalmente a partir del anuncio de Dyson, el mundo consagró, en palabras del New York Times, “al repentinamente famoso doctor Einstein”.

Predicciones asombrosas
En 1915, Albert Einstein le dio las últimas pinceladas a la Teoría de la Relatividad General, que extiende los resultados de la Teoría Especial, de 1905. El nuevo trabajo de Einstein traía bajo el brazo varias ideas realmente provocativas. De arranque nomás, Einstein decía que la fuerza de gravedad no existe como tal, sino que es una consecuencia directa de la curvatura del tejido espacio-tiempo, ante la presencia de masa. Así, por ejemplo, la curvatura en el espacio que provoca el Sol es la que hace que los planetas giren a su alrededor (pero esa curvatura se produce en las tres dimensiones, por eso no podemos percibirla). Otra estocada al sentido común es la propuesta de que el tiempo fluye de distinta manera según se esté cerca de un campo gravitatorio intenso, o de uno más débil. Volviendo al ejemplo del Sol, puede decirse que un reloj situado en su superficie marcharía más despacio que sobre la Tierra. Obviamente, ninguna de estas cosas podía demostrarse fácilmente a principios de siglo. Sin embargo, una de las predicciones más curiosas de la Relatividad General podía ponerse a prueba. Y sin mayores dificultades.

Fácil de demostrar
La Relatividad General pronosticaba que la luz siempre se desviaría al pasar cerca de un objeto muy masivo (a causa de su intenso campo gravitatorio). Los astrónomos de la época no tuvieron que pensar mucho para darse cuenta de que el escenario ideal para la demostración era un eclipse total de Sol: cuando la Luna ocultara completamente al Sol, oscureciendo el cielo, sería posible observar (y medir) la posición de las estratégicas estrellas que se encontraran en su vecindad. Si Einstein tenía razón, la luz de esas estrellas (cercanas a la posición del Sol) debía desviarse, y llegar a la Tierra con una trayectoria diferente a la original. Por lo tanto, durante el eclipse, las estrellas se verían en una posición distinta a la que realmente ocupan. De todos modos, se trataría de diferencias muy sutiles: Einstein había calculado que si un rayo de luz pasaba en forma rasante sobre el Sol, su ángulo se desviaría 1,75 segundo de arco, apenas media milésima de grado. El desvío sería completamenteimperceptible a simple vista, pero podría medirse con instrumentos y mediante técnicas fotográficas.

Las expediciones de Eddington
Los eclipses totales de Sol sólo ocurren una o dos veces por año, y a veces, ninguna. Y encima, sólo se los ve desde una delgada franja del planeta. Por eso, hay que ir a buscarlos, porque si uno no se mueve, es posible que pase toda la vida sin ver uno. El astrónomo inglés Arthur Eddington, cabeza de la Royal Astronomical Society, sabía esto, y había leído con mucho interés los trabajos de Einstein. Eddington se entusiasmó con las predicciones relativistas sobre la desviación de la luz. Y decidió ponerlas a prueba: cuando todavía no había finalizado la Primera Guerra Mundial comenzó a organizar una expedición científica para observar el eclipse total de Sol del 29 de mayo de 1919. Previendo el peligro de que las nubes lo arruinen todo (cosa nada rara cuando hay un fenómeno astronómico importante), Eddington eligió dos lugares de observación dentro de la zona de visibilidad del eclipse: uno en la pequeña isla Príncipe, en el golfo de Guinea, Africa, y el otro, en Sobral, una localidad perdida en el norte de Brasil. Cuando todo estuvo listo, unas semanas antes del eclipse, la doble expedición de la Royal Astronomical Society partió en medio de un clima de mucha expectativa científica. Y no era para menos.

La hora de la verdad
El 29 de mayo de 1919 debió haber sido un día particularmente emotivo para Albert Einstein. Y particularmente tenso para Eddington, que comandaba la expedición en Príncipe: el día del eclipse comenzó allí con un aguacero de película, que recién paró a mediodía. Cuando el Sol apareció finalmente en el cielo, todavía rodeado de nubes, la Luna ya estaba mordiendo uno de sus bordes. Eran cerca de las dos de la tarde. Pero el gran momento todavía no había llegado: a eso de las tres y cuarto el Sol quedó completamente tapado por la Luna. Y, afortunadamente, las nubes dispersas no taparon el esperado encuentro, que duró apenas unos tres minutos. Eddington pudo tomar 16 fotos del eclipse, en las que aparecían unas pocas estrellas (de la constelación de Tauro) cerca del borde del Sol.
Las fotos y las mediciones obtenidas por las dos expediciones británicas fueron analizadas cuidadosamente durante los meses siguientes al eclipse. Y demostraron que la famosa predicción de la Teoría General de la Relatividad era correcta: la luz de las estrellas se había desviado por culpa de la gravedad solar, haciéndolas aparecer en una posición ligeramente falsa. Los resultados, como ya se dijo, fueron anunciados oficialmente hace exactamente ochenta años, durante un encuentro de la Royal Astronomical Society. E inmediatamente dieron la vuelta al mundo, agigantando la fama y el prestigio de Einstein.

Ilusionismo cósmico
El eclipse total de Sol de 1919 demostró que, a veces, la luz y la gravedad juegan al ilusionismo. Hace ochenta años parecía que el gran truco era hacer aparecer a unas estrellas ligeramente desplazadas de su posición real. Hoy, y con ayuda de los telescopios, los astrónomos están acostumbrados a ver trucos mucho más impresionantes: las lentes gravitacionales. Cuando un cúmulo de galaxias se encuentra en la misma línea visual de un objeto ubicado más atrás, mucho más lejos, su colosal campo gravitatorio desvía la luz de ese objeto lejano, como una lente (deahí el nombre). Y ese desvío puede generar dos, tres o más imágenes del mismo objeto para un observador ubicado en la Tierra. De hecho, el Telescopio Espacial Hubble se cansó de fotografiar casos de lentes gravitacionales donde un mismo quasar aparece 4 o 5 veces y cosas por el estilo.
En definitiva: lo que mostró aquel legendario eclipse y lo que hoy muestran las lentes gravitacionales son las dos caras de una misma moneda, la moneda que Albert Einstein echó a rodar hace casi un siglo.