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Reportaje:

Einstein y el primer eclipse de Sol del milenio

Astrónomos españoles repetirán mañana en Zimbabue un experimento que demostró la relatividad

Bulawayo
Según la teoría de la relatividad general de Einstein, las estrellas que se ven cerca del Sol durante un eclipse total deberían observarse ligeramente desplazadas en el cielo respecto a su posición correcta porque la masa solar curvaría los rayos de luz procedentes de ellas. Es lo que van a comprobar con técnicas avanzadas astrónomos españoles.

El intento de demostrar la teoría de la relatividad general motivó dos viajes científicos realizados en 1919, pocos años después de que Einstein anunciara su revolucionaria teoría sobre la gravitación, para hacer el experimento el 29 de mayo de ese año. Las dos expediciones obtuvieron las ansiadas imágenes del Sol tapado por la Luna; en septiembre, el gran físico fue informado de la demostración de su teoría y dos meses después, el 6 de noviembre de 1919, se anunció a bombo y platillo a todo el mundo esta gran revolución científica. La clave era el eclipse total de Sol. ¿Por qué ? Sencillamente porque cuando brilla el Sol, no se pueden ver las otras estrellas.

Mañana, a las 15.13, hora peninsular, un equipo de astrónomos españoles repetirá en Zimbabue la famosa observación de las estrellas cuya luz atraída gravitatoriamente por el Sol demostró que Einstein tenía razón, pero con equipos modernos de observación y cámaras electrónicas. Lo hará durante el primer eclipse total de Sol del milenio, que sólo será observable desde una franja que cruza el continente africano.

'Hemos traído para este experimento un telescopio de 20 centímetros de diámetro, controlado desde un ordenador portátil y con un CCD (coupled charge device, el dispositivo de las cámaras de vídeo digitales y de las modernas cámaras astronómicas), en lugar de las placas que utilizaron en 1919', explica en Zimbabue Alejandro Oscoz, jefe de operación de los telescopios del Observatorio del Teide (Canarias) y responsable del experimento de la relatividad en la expedición científica Sheilos 2001. Decenas de grupos internacionales de astrónomos, incluido uno de la NASA, se han desplazado a esta zona para seguir el eclipse.

Rango óptico

Los astrónomos españoles, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), liderados por Miquel Serra-Ricart, realizarán durante el eclipse también observaciones de la corona solar y de la radiación. Pero es el experimento de la relatividad de Einstein el que supone el mayor reto. 'No porque vayamos a demostrar ahora que Einstein tenía razón, ya está más que demostrado', comenta Oscoz. 'Pero esta observación se ha realizado pocas veces durante los eclipses desde 1919 y, que yo sepa, ninguna vez con CCD, en el rango óptico'.

La famosa observación de 1919, que lideró uno de los científicos más encumbrados de la época, sir Arthur Eddington, se remonta a los trabajos de principios de siglo de Einstein. Su relatividad general es una teoría de la gravitación que supera a la de Newton, correcta esta última sólo para velocidades muy pequeñas en comparación con la de la luz. Y en su marco, Einstein dedujo que la fuerza de la gravedad se acopla a la energía -y no a la masa, como pensaba Newton-; por tanto, si los fotones tienen energía, sienten la atracción gravitatoria del Sol.

¿Y qué pasa durante un eclipse? Independientemente de que el Sol esté tapado por la Luna o no, todos los fotones (las partículas de la luz) que pasan por las proximidades de la estrella sienten la atracción de su gigantesca masa y son atraídos. Así, los rayos de luz de un astro más lejano, en lugar de seguir una trayectoria rectilínea, resultan curvados al pasar cerca del Sol. Pero durante el eclipse, al quedar tapada la luz cegadora de nuestro astro, se ven estrellas en el cielo oscurecido y los astrónomos pueden medir con precisión su posición, constatando que los rayos de luz de las estrellas lejanas y su posición parecen estar desplazados en el cielo. Por supuesto, hay que hacer observaciones de control del mismo trozo del cielo para comparar luego las posiciones exactas de las estrellas con la presencia del Sol y sin ella.

Los físicos prefieren explicar este efecto de la relatividad general diciendo que los fotones siguen una trayectoria más larga en presencia de una gran masa como el Sol porque éste deforma el espacio-tiempo igual que una bola de acero deforma un cojín y una canica que pase cerca de ella recorre más superficie del cojín si está hundido.

'En realidad, las observaciones del eclipse de 1919 tenían un error tan grande que no demostraban la teoría de Einstein, pero sí descartaban la teoría de la gravitación de Newton', explica Oscoz. Es que determinar con suficiente exactitud la posición de unas estrellas cerca del Sol durante un eclipse es muy difícil. 'Pero Einstein era ya muy famoso en aquella época y dieron por buena la demostración, aunque tardaría tiempo en verificarse realmente', continúa el astrónomo del IAC.

Eddington, consciente de la importancia revolucionaria de la teoría de la relatividad general presentada por Einstein en 1915, quería haber hecho en 1917 el experimento del eclipse, pero la Guerra Mundial lo impidió. La ocasión de 1919, cuando además el Sol estaría en la región de unas estrellas relativamente brillantes, las Hiades, lo que facilitaba la observación, no podía escaparse. Los británicos planearon dos expediciones gemelas en barco: una, en la que iba el astrónomo real sir Frank Dyson, se dirigió a Sobral (Brasil); la otra, con Eddington a bordo, fue a isla Príncipe, en el golfo de Guinea, cerca de la costa africana.

La emoción acompañó al grupo de Eddington hasta el último momento, ya que el día clave, el 29 de mayo, amaneció nublado. Pero el cielo se despejó justo unos minutos antes del eclipse total y el gran científico británico pudo tomar sus ansiadas fotografías, que reveló e intentó analizar allí mismo. A los pocos días, estaba convencido de que tenía la prueba de que su colega Einstein estaba en lo cierto. Dyson tuvo más suerte con la meteorología y logró sacar siete placas del cielo despejado con el sol oculto.

El análisis del material llevó varios meses, hasta que el 6 de noviembre de 1919, en una reunión conjunta de la Royal Society y de la Royal Astronomical Society, se anunciaron los resultados de las expediciones gemelas, relata John Gribbin en su libro En busca del Big Bang (Ediciones Pirámide). Las publicaciones de la época dieron titulares como La luz no va en línea recta, Revolución en la ciencia, Las ideas de Newton han sido derribadas y Espacio deformado. Había triunfado una de las dos grandes revoluciones de la física contemporánea. 'En 1922 se repitieron las observaciones durante el eclipse total de Sol en Australia', explica Oscoz. 'Después se han hecho media docena de veces más, pero son observaciones muy críticas'.

Mañana, los astrónomos españoles en Zimbabue tienen casi cuatro minutos de ocultación total del Sol para hacer sus mediciones. Volverán a Zimbabue, a la misma zona, dentro de un año y medio, ya que allí se contemplará entonces otro eclipse solar total. 'Esto permitirá no sólo ver de nuevo el fenómeno, sino también hacer las observaciones de control, durante la noche, del mismo campo de estrellas que observaremos ahora deformado por el Sol y comparar con precisión la posición de los astros', adelanta Oscoz.

Ahora, todo depende de la meteorología, esa amenaza eterna para los cazadores de eclipses.

Varios métodos con un mínimo error

* Este artículo apareció en la edición impresa del Miércoles, 20 de junio de 2001

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