martes, 18 de septiembre de 2012

La primera demostración de laTeoría de la Relatividad....

El Perihelio de Mercurio

Mercurio, Foto Mariner 10

Uno de los hechos de la ciencia que mas me ha llamado la atención , es la Teoria de la Relatividad. Y específicamente sobre esta, el hecho de que como asi en 1921, se confirma esta teoría , que entre otras cosas dice que : EL TIEMPO SE DILATA. Es difícil de comprender esta idea, pero en todo caso intentaré tratarla de mejor manera en otro capitulo. Por ahora solo les comentaré dos hechos relacionados entre si que demostraron a la comunidad científica del siglo pasado las afirmaciones de Einstein sobre su teoría.
Uno de ellos fue la demostración matemática con  las formulas de Einstein, sobre la precesión del Perihelio de Mercurio.
La segunda fue una comprobación fotográfica del desvío de la luz de una estrella , debido a la gravedad del Sol. Que tal.

En ambas estuvo directamente involucrado un astrofisico Inglés: Sir Arthur Eddington, nacido en Kendal, en  1882 quien fue miembro –ganado a pulso- de la prestigiosa Royal Society. Para la época luego de la Primera Guerra mundial Alemania y Gran Bretaña, países de origen de estos dos genios tenían serios problemas, pese a no tener frontera común .
Sir Arthur Eddington

De todas formas como científico en el segundo decenio del siglo XX, Eddington conoció de la Teoria General de la Relatividad de Einstein , en la cual daba explicaciones sobre la influencia de la masa de los cuerpos celestes en el movimiento de la luz. Mas directamente decia que:
La gravedad no existe como tal, sino tanto en cuanto deforma el espacio cercano a un cuerpo celeste, (Estrellas). En esta demostración involucra al tiempo y espacio como uno solo. Una locura, para la época.
Asi que Eddington envió una carta a Einstein en la que le solicitó alguna prueba o predicción de su afirmación para tener argumentos como defebnder su ingeniosa propuesta y le propuso que explicara a través de esta el PERIHELIO de MERCURIO.???

Bien, como nos enseñaron en la escuela a todos a dibujar el sistema solar, con el sol y sus 9 planetas , girando  alrededor en orbitas circulares…esta mal, por dos razones. 

Ni Plutón es ya un planeta –de lo cual hablaré en otro espacio-, ni las orbitas son circulares, sino elípticas, al punto que Urano es aveces el ´ltimo planeta del sistema solar, porque superpone su órbita sobre la de Neptuno .


La elipse es un circulo deformado –achatado- que por ser asi tiene dos “centros”, llamados focos. En el caso de Mercurio su orbita es una elipse en la cual el Sol esta ubicado en un de los focos.

  

Asi, cuando Mercurio pasa mas cerca del Sol se llama Perihelio y cuando mas lejos, Afelio. Según las leyes del movimiento de los cuerpos, de Keppler las áreas que conformen los recorridos en cada caso deben ser iguales. Osea :
Area CSD = AreaASB,
 por lo que se deduce que cuando Mercurio pasa cerca del Sol debe ir mas rápido para cubrir esa área. Ya!!
Para complicarla un poquito, esa elipse no esta fija en el espacio . Según las leyes de Newton los cuerpos ejercen a través de la gravedad su influencia en el movimiento de los demás. Asi, en este caso su eje gira  con una velocidad pequeña , pero tal que en  225mil años, esa elipse daría una vuelta completa. A este fenómeno se llama precesión.  Pero en realidad y gracias a otro astrónomo Le Verrier , se sabe que esta vuelta tardaría 19mil años mas,  eso significaba una velocidad de 531 segundos de arco , cada siglo . Como se explicaba esta diferencia??
Desplazamiento del Perihelio


Volviendo a Einstein, luego de recibir la carta de Eddington, hizo esos cálculos y dio exactamente con los datos reales de la PRECESION del Perihelio de Mercurio, situación que casi lo vuelve mas loco, pero de alegría e inmediatamente comunico a Eddington.

La fórmula que dedujo es mas o menos es asi:

Y de yapa , predijo que la luz de las estrellas al llegar donde nosotros es desviada por los cuerpos de gran masa como el Sol, debido a su gravedad. Es ahí donde Eddington expone las ideas de este germano, ante la Royal Society britanica, y …casi lo botan!. Por loco y por defensor de ideas enemigas.
Albert Einstein


Fue entonces cuando se le ocurrió armar una expedición para medir la desviación de la luz?? De una estrella al pasar al lado del sol. Sencillo, No!. Solo tenia que conseguir dinero de los enemigos de Einstein –la Royal- para probar su teoría y que además ocurriese un eclipse que le permita ver el reflejo claro de una estrella cuya luz pase cerca del sol.
Mas precisamente si Einstein estaba correcto , veria la estrella que esta detrás del sol, gracias a que su luz al llegar a la Tierra se curvaría ¡! 

Es ahí donde “razón mata a prejuicio” y el espíritu científico de los flemáticos miembros de "la Royal", tras escuchar la exposición de Eddington prevalece , decidiendo financiar la costosísima expedición, para demostrar la teoría de un cientifico nacido en tierras enemigas y quien de paso no les ha pedido nada .
Eddingnton, calculó meses antes con muchisima precision el  sitio donde se pudiera dar el eclipse mejormente visible y el 8 de Marzo de 1919, a punta de barco (Anselm), carro y burro se trasladó, a alguna loma de las islas Principe, en Africa, con todos los equipos de punta para la toma de fotografias de este tipo; pero segun cuentan todos esos dias se nublo el cielo.......pero a la hora del eclipse justamente, se despejo el clima y que creen?....El 29 de mayo de 1919, consigue tomar una serie de fotografías durante los 302 segundos que duró el eclipse, las que al revelarlas y sobreponerlas con los equipos adecuados, demuestran que una estrella , justo la mas cercana al sol, había desviado su posición, confirmando la elegante teoría. En relidad como todo buen cientifico Eddington envió desde la isla de Madeira otra expedicion a Brasil, como plan B.
Toma del eclipse por Eddington en Africa

Luego de este notable acontecimiento , la Royal proclamó los resultados y Einstein se hizo el personaje famoso que hoy conocemos todos. No sin antes profesar un inmenso agradecimiento personal a Sir Arthur Stanley Eddington, su admirador y amigo para siempre.

 Como ver  a Mercurio?
En realidad es difícil verlo a simple vista pero, por ser el planeta mas cercano al Sol se lo puede observar al atardecer luego de que el Sol se haya ido y al amanecer, unos minutos antes de que salga.


Un Abrazo.