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    Los eclipses hacen visible la curvatura de la luz gravitacional del Sol
    Una imagen de GAL-CLUS-022058s:el anillo de Einstein más grande y uno de los más completos jamás descubierto. Crédito:ESA/Hubble y NASA, S. Jha

    Durante las condiciones nocturnas creadas durante la totalidad de un eclipse solar, como el del 8 de abril, los planetas y las estrellas son visibles. Venus y Júpiter, situados entre paréntesis del Sol, serán muy visibles, mientras que Mercurio será bastante débil.



    No habrá estrellas brillantes cerca del sol durante este eclipse, pero, sorprendentemente, las estrellas débiles cerca de él aparecerán desplazadas en una pequeña cantidad debido a su gravedad. Este desplazamiento y el movimiento de Mercurio fueron las primeras pruebas de principios del siglo XX que confirmaron la nueva teoría de la gravedad de Einstein. Estas observaciones también llevaron directamente a la predicción de los agujeros negros.

    Con el asombroso poder de los telescopios modernos, nuestros "mejores" sitios web de astronomía tienen abundante evidencia de que la gravedad desvía la luz, actuando como una lente. Si la alineación de un objeto de fondo con una lente de gravedad es casi perfecta, aparece un "anillo de Einstein" de luz como un halo a su alrededor.

    Luz de curvatura

    Los primeros estudios modernos sobre la luz fueron publicados por Sir Isaac Newton a principios del siglo XVIII. A pesar de que algunos de sus descubrimientos ahora son una fuerte evidencia de que la luz es ondas, en ese momento concluyó que la luz estaba hecha de partículas y, de hecho, se vería afectada por la gravedad.

    El matemático francés Pierre-Simon Laplace incluso propuso, en 1795, que la gravedad podría ser lo suficientemente fuerte como para atraer luz hacia un cuerpo, un concepto temprano de los agujeros negros. Sin embargo, a finales del siglo XIX, las ideas de Newton sobre la luz fueron descartadas y se pensó que eran ondas y, por lo tanto, no se veían afectadas por la gravedad.

    Ahora sabemos que la luz tiene dos aspectos, ondas y partículas combinadas, pero fue necesario el genio de Einstein para darse cuenta de que esto ni siquiera importa:era nuestra comprensión de la gravedad la que necesitaba cambiar, y propuso la teoría general de la relatividad.

    Un gráfico que muestra la curvatura de la luz de las estrellas por el sol observada en Australia durante un eclipse en 1922. Las flechas están en una escala aproximadamente 2500 veces mayor que el círculo que representa el sol; el pequeño efecto hace que parezcan más lejos del sol de lo que realmente están. Crédito:W. W. Campbell y R. J. Trumpler/Lick Observatory Bulletin

    Aunque se publicó en su forma completa en 1915, ya en 1911 Einstein predijo que la luz sería curvada por la gravedad. La teoría completa de Einstein resolvió inmediatamente un problema de larga data de que la posición de Mercurio no coincidía con las predicciones hechas usando la teoría de la gravedad de Newton, un gran triunfo.

    Observar la curvatura de la luz parecía ser una buena segunda prueba del nuevo y revolucionario concepto de gravedad como "espacio-tiempo curvo", pero sólo el Sol, unas 330.000 veces más masivo que la Tierra, era lo suficientemente fuerte como para curvar ligeramente la luz. Dado que la fuente de luz serían las estrellas, el efecto sólo podría observarse durante un eclipse cuando pudieran verse cerca del sol.

    El efecto es muy pequeño, menos de una milésima parte del ángulo que forma el disco del sol (o la luna) en el cielo.

    Nuevos equipos, nuevas observaciones

    Los astrónomos comenzaron a transportar toneladas de equipos, incluidos telescopios de hasta cinco metros de longitud, para recorrer las trayectorias de los eclipses y realizar mediciones de alta precisión. Las estrellas donde se produciría el eclipse tuvieron que ser fotografiadas con meses de antelación por la noche y luego fotografiadas con el mismo gran telescopio durante el eclipse.

    El destacado astrónomo inglés Sir Arthur Eddington hizo las primeras observaciones concluyentes en 1919 desde sitios de observación en América del Sur y África. Este pequeño efecto es imperceptible para los espectadores ocasionales de un eclipse, pero tuvo grandes implicaciones, lo que dio lugar a un campo de estudio totalmente diferente al de la clasificación de estrellas.

    En 1910 se observó que había una estrella extraña llamada 40 Eridani que era mucho más débil de lo que debería haber sido, considerando su alta temperatura. Parecía que algunas estrellas podían tener aproximadamente la masa del sol, pero sólo ser del tamaño de un planeta.

    Sagitario A*, el agujero negro en el centro de la Vía Láctea, tiene aproximadamente 5 millones de veces la masa del Sol. Crédito:Colaboración EHT

    Pronto se las denominó "enanas blancas" y en 1930, el joven astrofísico indio Subrahmanyan Chandrasekhar descubrió que debían tener menos de una vez y media la masa del sol, de lo contrario colapsarían. El descubrimiento del neutrón en 1932 llevó a la idea de las estrellas de neutrones, más compactas que las enanas blancas, pero incluso ellas tienen un límite de masa.

    En 1939, Robert Oppenheimer y sus colegas modernizaron la idea de Laplace del colapso en agujeros negros utilizando la teoría de Einstein, pero ese año estalló la guerra, lo que desvió su atención.

    Los agujeros negros parecían de poco interés y aún menos realidad hasta que el tema fue revivido en 1968 por el físico John Wheeler, quien tuvo problemas para publicar el nombre "agujero negro", ya que lo consideraba atrevido.

    Pronto, se encontraron algunas estrellas binarias que parecían tener compañeras invisibles muy masivas. También se descubrió que los enigmáticos y muy distantes quásares podían explicarse mediante agujeros negros. Ahora parece que la mayoría de las galaxias grandes, incluida la nuestra, tienen agujeros negros en sus centros.

    Poder de flexión

    Hace unos años, el consorcio de radiotelescopios Event Horizon Telescope tomó imágenes del agujero negro de nuestra galaxia, que desvía la luz y las ondas de radio de una manera característica para que su región central parezca oscura. Aunque los agujeros negros tienen el mayor poder de flexión, las aglomeraciones de masa en el espacio profundo (incluida la misteriosa materia oscura) también desvían la luz. Como la luz de los objetos distantes que nos magnifican tardó mucho en llegar hasta aquí, comenzó su viaje cuando el universo era joven. Esto nos permite mirar hacia atrás en el tiempo.

    Durante el eclipse solar del 8 de abril, es posible que otras estrellas sean visibles, pero sin observar y medir sus posiciones previamente, es posible que los espectadores no puedan darse cuenta de que no están donde deberían estar. Pero es un buen momento para recordar que el camino hacia los agujeros negros comenzó hace aproximadamente un siglo, con Mercurio apenas visible y la luz de las estrellas desviada por el sol.

    Proporcionado por The Conversation

    Este artículo se vuelve a publicar desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.




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