Cómo se demostró la Teoría General de la Relatividad

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A cuenta del reciente aniversario de los 100 años de Relatividad General, rescatamos este texto que preparó hace unos meses Roberto García sobre la demostración de esta teoría. ¡Disfrutadlo!

Un día hablaba con Fernando Jáuregui sobre la demostración de la teoría general de la relatividad de Einstein. La idea que tenía yo no coincidía exactamente con lo que me contó él, eso me hizo intrigarme y me instó a documentarme más a fondo de ese episodio en concreto de la vida de Albert Einstein. Así que ahí va lo que yo he llamado:

Cómo se demostró la teoría general de la relatividad

Corría el año 1905 cuando Albert Einstein desarrolló la teoría de la relatividad, la cual pasó a llamarse "especial" ya que funcionaba perfectamente pero solo para los movimientos rectilíneos y uniformes. En ella se decía que el tiempo y el espacio eran todo uno e indivisible. Cuando Einstein mandó el artículo a la comunidad científica nadie le hizo mucho caso, más diría yo, nadie le entendió, solo Max Plank supo entender lo que no era fácil ni incluso para mentes científicas y desarrolladas.

Einstein en 1915. Fuente: Wikipedia.
Einstein en 1915. Fuente: Wikipedia.

Pero esta teoría no satisfacía la inquieta mente de este hombre que pretendía englobar en una única fórmula a todo un universo. Plank llegó a decirle que no perdiera el tiempo en esa búsqueda, ya que, aunque llegara a encontrarla nadie le creería. Pero esto, lejos de amedrentarle, le hizo dar vueltas y vueltas al tema hasta el momento que en 1907 llegó a la conclusión, negando al mismísimo Isaac Newton, de que la gravedad no era una fuerza que atraía a las cosas ya que, según él pensaba, las cosas no se mueven cuando son atraídas por algo, sino cuando algo las empuja y con esto quería decir que si algo cae sobre otra cosa no es porque la atraiga sino porque esa cosa curva el espacio cual remolino en una bañera.

Desviación de la luz por la deformación del espacio
Desviación de la luz por la deformación del espacio.

Ninguno de sus esfuerzos habría valido para nada si no lograba demostrar empíricamente todo lo que él decía. Demostrarlo no era fácil, encontrar algo que curvara el espacio de tal manera que se pudiera medir no estaba servido en bandeja. Por fin se le iluminó la bombilla; el sol curvaría el espacio de tal manera que se haría apreciable en la percepción de la posición de las estrellas. Pero el sol daba demasiada luz para ver las estrellas... siempre y cuando no estuviera tapado por la luna. Claro, un eclipse.

La primera oportunidad surgió en 1912 por parte de Charles Perrine director del observatorio nacional de Argentina. Para la prueba pidió prestada una cámara intermercurial, que había sido fabricada y utilizada para buscar un planeta en una órbita interior a Mercurio, al Observatorio de Lick en California principal centro en el estudio de eclipses. La oportunidad quedó pasada por agua, en forma de borrascas y chubascos...

Después, Einstein recibió la respuesta del ayudante del observatorio de Berlín. Erwin Finlay Freundlich, un joven astrónomo con inquietudes al que se le presentó una gran oportunidad.

Después de los encuentros con Einstein y conocer las ganas por parte de Freundlich de ayudarle en su demostración, decidieron que sería el próximo eclipse del 21 de agosto de 1914 visible desde Crimea en el que buscarían la oportunidad de demostrar su teoría al resto del mundo.

Freundlich, condujo la expedición alemana a Crimea, y por parte de la americana, acudió William Wallace Campbell acompañado por su compañero en el observatorio Lick, Heber Curtis.

Mientras estaban preparando los equipos, el 28 de julio, estalla la primera guerra mundial. El ejército ruso se encuentra con Freundlich al cual por ser alemán, lo detienen y confiscan  todo el equipamiento. Campbell tiene más suerte con el ejercito pero no con las nubes, ni con el equipo, que tiene que quedarse en Rusia.

No es hasta el 8 de junio de 1918 en Washington cuando se puede aprovechar la siguiente oportunidad para demostrar la teoría. Pero el Observatorio Lick no dispone del  equipo que aun sigue en Rusia y se tienen que apañar con unas cámaras construidas con materiales de mala calidad. Por supuesto las tomas acaban siendo unas pésimas imágenes, con las estrellas borrosas, y se hace casi imposible la medida de sus posiciones lo que provoca que se retrasen mucho los resultados.

Entre tanto está previsto otro eclipse para el 29 de mayo de 1919 visible en el atlántico sur al cuál Arthur Eddington, un astrónomo ingles que se acaba de enterar de la teoría de Einstein, monta una expedición a la isla Príncipe junto con E. Cottingham, que parece definitiva. Otra expedición integrada por el director del observatorio de Greenwich Andrew Crommelin y acompañado por Charles Davidson parte a El Sobral a 80 km. de la costa brasileña.

Arthur Eddington en su expedición de 1919
Arthur Eddington en su expedición de 1919.

Eddington entre nubes sacó una docena de placas en las que no estaba muy claro el resultado y la expedición de Brasil sacó un par de docenas en las que parecían con buenas perspectivas.

Campbell veía que se le echaba el tiempo encima y no iba a ser el primero en sacar los resultados, así que volvió sobre las tomas hechas en Washington y finalmente en junio de 1919 en una reunión celebrada en el Monte Wilson declaró: "¡El efecto Einstein no existe!"

Pero para septiembre Eddington concluyó el estudio de su trabajo y en efecto, los resultados fueron positivos, La teoría de Einstein se demostraba, !!era real!! El valor de la curvatura de la luz era entre 0.9" y 1.8", valores los cuales coincidían con lo que predice la teoría 1.7". Pero Albert no quedaba conforme si no eran datos exactos. En posteriores revisiones Arthur fijó en 1.61" la desviación pero con grandes incertidumbres. Después y desechando los peores resultados la cifra se situaba en 1.75", algo que ya convencía a nuestro físico pero no al equipo americano, ya que a no ser exactos los datos no se fiaban mucho de los resultados de los ingleses en favor de una teoría de un alemán, recordemos que salían de la primera guerra mundial y las tensiones estaban candentes...

El eclipse del 29 de mayo de 1919 no dejo satisfecha al total de la comunidad científica pero marcó la fecha del inicio de una nueva vida de Albert Einstein, que aunque ya era reconocido en la comunidad científica, empezó a ser famoso ante la sociedad, de tal manera que en su primer viaje a EEUU. Fue recibido por nada menos que 20000 personas las cuales estaban esperándole en el puerto a su llegada.

El 21 de septiembre de 1922 hubo otra  oportunidad para demostrar definitivamente la teoría de la relatividad.

W.W. Campbell. 
W.W. Campbell.

Australia fue el destino de 7 expediciones oficiales, de las cuales una de ellas era la de Campbell, como no. Casi todas fueron frustradas por el tiempo o por fallos en el material, pero la de nuestro amigo Campbell no, esta vez se había hecho con mejores equipos y en las placas se vio reflejado, las tomas fueron perfectas.

Después de revisarlas una y otra vez, Campbell dijo: Einstein tiene razón, ¡la teoría de la relatividad es cierta!

De esta forma quedó definitivamente demostrada la teoría que en la que Einstein llevaba 15 años intentando convencer a la sociedad y comunidad científica que era cierta.

Después de esto, en noviembre de 1922 se anunció el premio nobel de física del año 1921 el cual recaló sobre Albert Einstein pero paradójicamente no fue por su trabajo en la teoría de la relatividad sino por su aportación a la física teórica descubriendo la ley del efecto fotoeléctrico. Luego las nominaciones al premio fueron innumerables pero no se le volvió a conceder aunque a nadie se le pasa que ha sido el mejor científico del siglo XX por lo menos.

 

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