Probando la relatividad general de Einstein

La mayoría de las veces, cuando un científico encuentra una teoría novedosa, su primera dificultad está en como probarla experimentalmente, pues algunas teorías exigen ya sea una tecnología especial que no siempre se encuentra disponible en esa época, bien un gasto de dinero bastante considerable o a veces el sólo hecho de idear alguna manera de probarla es ya de por si un ejercicio intelectual casi tan arduo como proponer la teoría misma.

Trataremos en esta entrada de explicar la manera en que por primera vez fue probada, mediante la observación directa, la teoría de la relatividad general de Einstein, que como imaginara el lector, por la magnitud misma de la proposición no era posible probar en la tierra, pues como veremos fue necesario acudir a los fenómenos de las grandes masas del universo para por fin validar la nueva concepción del cosmos propuesta por el prominente físico alemán.

No entraremos a tratar a fondo los postulados de la teoría de la relatividad general, pues es un tema bastante complejo y extenso, que si el lector gusta profundizar, no me cabe duda que encontrará bastante material de divulgación científica disponible en la red a modo de documentales, artículos y libros con lenguaje bastante accesible y didáctico; sin embargo, como marco general y con el fin de entender el sentido del experimento llevado a cabo, si recogeremos someramente los principios que sirvieron de base para la comprobación.

En primer lugar, en 1905 Albert Einstein propone su revolucionaria teoría de la relatividad especial,  en donde se ponía de manifiesto, entre otras cosas, algo que aún resulta sorprendente y raya contra la lógica de nuestra vivencia diaria, el hecho de que no existe un tiempo absoluto y que éste trascurre de manera diferente en varios lugares del universo!! Por más increíble que parezca, esto es verdad. Esta teoría Surge de la observación de que la velocidad de la luz en el vacío es igual en todos los sistemas de referencia inerciales, que dicho en castellano quiere decir que la velocidad de la luz siempre será la misma desde cualquier perspectiva en que la observemos y a cualquier velocidad que nos movamos; por ejemplo, supongamos que ponemos un faro de luz o un láser apuntando en dirección norte-sur, como la velocidad de la luz no es infinita sino que ésta se desplaza a razón de 299.792.458 m/s (en el vacío), ésta velocidad sería a la que  veríamos pasar a la luz frente a nosotros, sin embargo, si tuviésemos una nave o vehículo que se pudiera mover, digamos a la mitad de la velocidad de la luz y siguiéramos el haz de luz en el mismo sentido que ésta se desplaza (en nuestro ejemplo de norte a sur), el haz como es lógico nos adelantaría; hasta aquí no hay inconveniente, pero ¿ a que velocidad veríamos pasar esta vez la luz tomando en cuenta que vamos en el mismo sentido de ésta a la mitad de la velocidad de la luz? La lógica cotidiana nos diría que la veríamos pasar a la mitad de la velocidad de la luz, puesto que nosotros vamos en la misma dirección en una nave que lleva la mitad de la velocidad que la luz. Pues oh sorpresa, eso no es lo que pasaría, la veríamos pasar a la misma velocidad de la luz completa, es decir como si nosotros nos nos estuviéramos desplazando; a esta increíble conclusión llegó Einstein (el porque de este fenómeno puede, como dije anteriormente ser profundizado de manera más clara y extensa por el lector).

Ahora bien, Einstein se dio cuenta que su teoría tenía una seria limitación, no tenía en cuenta la gravedad y por otra parte solo se podía aplicar a objetos que se movieran en linea recta y a velocidades constantes, y como sabemos, el universo no se comporta de esa manera, pues constantemente se producen estallidos de estrellas que envían partículas aceleradas, objetos colisionan, etc, incluso en nuestro planeta nos damos cuenta  que constantemente nosotros aceleramos y desaceleramos, por ejemplo la tierra no gira alrededor del sol a una misma velocidad siempre y aun el mismo universo se esta acelerando en su tasa de expansión tras el big bang. Fue por esta razón que Einstein trabajó largos años en una teoría que abarcara estas limitaciones, siendo el producto la denominada relatividad general, publicada en 1915 y 1916.


Albert Einstein predijo que la masa de cualquier objeto produciría un curvatura en el espacio, es decir, el espacio es análogo a una tela sobre la cual ponemos un objeto y que produce una curvatura en esta tela, pues de la misma manera la masa produce curvaturas en el espacio y son éstas las que producen lo que Newton llamó gravedad; esto por supuesto representaba enfrentarse a siglos de teorías basadas en uno de los héroes del mismo Einstein, Sir Isaac Newton, denominado el padre de la física moderna, ya que Einstein descubrió que no existe tal cosa llamada fuerza de atracción gravitacional y que era la curvatura de los objetos en el espacio lo que generaban entre otras cosas las órbitas planetarias y el hecho de que estemos "pegados" a este planeta.

Imagen que representa la curvatura del espacio producida por la tierra



Representación de como la curvatura del espacio producida por
 la tierra genera la órbita lunar

Para que no se haga muy tediosa la lectura de esta entrada y para que el lector que quiera profundizar un poco en estas teorías lo pueda hacer, tomaremos una breve pausa y ya explicadas someramente las predicciones de la relatividad general de Einstein en cuanto a la curvatura que producen los objetos en el espacio, entraremos en la siguiente entrada de lleno a explicar la manera en que se pudo comprobar dicha predicción, una forma llena de ingenio que tiene de por medio uno de los fenómenos naturales que más ha cautivado a los seres humanos en el trascurso de su historia: un eclipse total de sol.

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