La ciencia del eclipse solar ayuda a demostrar la teoría de la relatividad de Einstein en el 'genio' de Nat Geo

Mientras EE. UU. Se prepara para la Gran Guerra Estadounidense El eclipse solar total llegará el 21 de agosto , 'Genius' de National Geographic relata cómo un eclipse solar ayudó a probar la teoría de la relatividad general de Albert Einstein.





La última entrega de la nueva serie de eventos globales se transmite esta noche (30 de mayo) a las 9 p.m. EDT en el National Geographic Channel. En este episodio, Einstein busca financiación para una expedición para ver un eclipse solar total, porque cree que al observar estrellas cerca del sol, puede demostrar que la gravedad desvía la luz.

La idea de Einstein surgió de algunas observaciones aparentemente extrañas del planeta Mercurio que se remontan a la década de 1840. Los astrónomos habían notado mucho antes que algo extraño sucedía cada vez que Mercurio alcanzaba el perihelio, o el punto de la órbita del planeta más cercano al sol. Las órbitas planetarias tienen forma de óvalos en lugar de círculos, y aunque estas órbitas de forma ovalada normalmente se mueven con el tiempo, la órbita de Mercurio cambiaba mucho más rápido de lo que la física newtoniana podría explicar. [ Fotos: El 'genio' de Albert Einstein en Nat Geo ]

Al principio, los científicos pensaron que un planeta desconocido al que llamaron Vulcano estaba tirando de Mercurio, pero Einstein demostró lo contrario utilizando su teoría de la relatividad general. Aunque parecía que la órbita de Mercurio no se ajustaba a Leyes de Newton , la discrepancia podría explicarse incluyendo la relatividad en los cálculos, postuló Einstein.



La explicación de Einstein se basó en la idea del continuo espacio-tiempo, en el que el espacio y el tiempo tridimensionales son una entidad de cuatro dimensiones. Debido a que la gravedad del sol dobla la estructura del espacio-tiempo en las proximidades de la estrella, la órbita de Mercurio se desplaza ligeramente. La gravedad, sugirió Einstein, es una manifestación de la curvatura del espacio-tiempo.

El mismo concepto produciría un efecto visible con la luz de las estrellas pasando por el sol, sospechaba Einstein. Y la única forma de demostrarlo era por viendo un eclipse solar total , cuando los rayos brillantes del sol son bloqueados por la luna, lo que permite a los astrónomos ver lo que hay alrededor del sol.

Puedes ver esto por ti mismo en casa, incluso sin un eclipse. Todo lo que necesita es un trozo de papel, una fuente de luz (como una ventana) y un utensilio afilado como un lápiz recién afilado. Corta un agujero grande en el centro del papel, aproximadamente del tamaño de una moneda de medio dólar, luego haz pequeños agujeros alrededor. Si sostiene el papel a contraluz, probablemente no podrá ver bien los pequeños agujeros. Ahora haz lo mismo, pero bloquea el agujero más grande mientras sostienes el papel a contraluz. Sin luz proveniente del 'sol' en el centro del papel, es mucho más fácil ver las pequeñas 'estrellas' que lo rodean.



Sin embargo, para ver los efectos de las lentes gravitacionales o la deformación de la luz alrededor del sol, necesitará más que una hoja de papel. Pero si observa las estrellas alrededor del sol durante un eclipse solar total con un telescopio, puede notar que las estrellas parecen un poco deformadas. Es posible que parezcan estar en la ubicación incorrecta o simplemente un poco deformados.

¿Qué son las lentes gravitacionales débiles? Este fenómeno ocurre cuando la materia de primer plano y la materia oscura contenida en los cúmulos de galaxias desvían la luz de las galaxias de fondo, algo así como mirar a través del fondo de una copa de vino. Medir la cantidad de distorsión de las galaxias de fondo revela indirectamente la cantidad de materia oscura que se ha agrupado en el objeto en primer plano. Midiendo la tasa de acumulación de esta materia oscura en diferentes épocas del universo

¿Qué son las lentes gravitacionales débiles? Este fenómeno ocurre cuando la materia de primer plano y la materia oscura contenida en los cúmulos de galaxias desvían la luz de las galaxias de fondo, algo así como mirar a través del fondo de una copa de vino. Medir la cantidad de distorsión de las galaxias de fondo revela indirectamente la cantidad de materia oscura que se ha agrupado en el objeto en primer plano. Medir la tasa de esta materia oscura que se agrupa en diferentes épocas de la historia del universo habla de cuánta energía oscura está estirando el universo en momentos determinados, revelando así la fuerza y ​​las propiedades de la fuerza misteriosa y omnipresente. Este diagrama explica el fenómeno de las lentes gravitacionales. Los cúmulos de materia oscura en primer plano en cúmulos de galaxias desvían gravitacionalmente la luz terrestre de las galaxias de fondo. Tenga en cuenta que la imagen no está a escala.(Image credit: NASA, ESA, L. Calcada)



Einstein esperaba ver el verdadero negocio durante el eclipse solar total sobre Rusia el 21 de agosto de 1914. Desafortunadamente, el comienzo de la Primera Guerra Mundial acabó con esos planes, ya que Alemania había declarado la guerra a Rusia. No fue hasta el eclipse solar total de 1919 que se confirmó la predicción de Einstein sobre la curvatura de la luz de las estrellas. Puede ver cómo se desarrolla todo el martes por la noche en el National Geographic Channel.

Ah, y definitivamente ve a ver el eclipse solar total de este año si puedes. Para la mayoría de las personas, es una vista única en la vida que no querrán perderse.

Envíe un correo electrónico a Hanneke Weitering a hweitering@guesswhozoo.com o sígala @hannekescience . Síguenos @Spacedotcom , Facebook y Google+ . Artículo original sobre guesswhozoo.com .