Por qué el eclipse podría demostrar la veracidad de una teoría propuesta por Albert Einstein

Un grupo de estudiantes y profesores viajó a El Salto, Durango, para intentar demostrar nuevamente cómo la luz se curva alrededor de grandes masas, como predijo el físico

Tres horas antes del eclipse total de sol, el cielo sólo presentaba algunas nubes difusas. “Tiene buena pinta”, dijo Toby Dittrich, profesor de física del Portland Community College.

Para él, el eclipse no se trata de las imágenes de un sol oculto, aunque eso es suficiente para millones de espectadores que se reúnen bajo su trayectoria desde Mazatlán, México, hasta Canadá. Su objetivo es utilizar el fenómeno celeste para comprender nuestro universo como nunca antes.

Dittrich y un grupo de estudiantes planean llevar a cabo uno de los experimentos astronómicos más famosos de la historia, el que demostró la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. El experimento demostró cómo nuestro enorme sol curva la luz de las estrellas a su alrededor, demostrando que el espacio-tiempo debe ser curvo en lugar de plano, como había predicho Isaac Newton.

Sin embargo, desde que se realizó con instrumentos rudimentarios en 1919, los científicos sólo han llevado a cabo un número limitado de pruebas posteriores. Dittrich no estaba satisfecho. “Nadie cree realmente que la teoría de Einstein no sea cierta debido a los cálculos teóricos”, dijo. “Pero nadie la ha demostrado satisfactoriamente”.

Más de 200,000 estrellas podrían ser capturadas, ofreciendo datos sin precedentes sobre la “zona prohibida” (Cesar Rodríguez/The Washington Post)

Así que en lugar de dirigirse a destinos tan codiciados para ver eclipses como Mazatlán o Austin, Dittrich y un grupo de compañeros profesores de física, astrónomos aficionados y estudiantes universitarios viajaron más de 3.000 kilómetros hasta las afueras de El Salto, Durango, una pequeña ciudad montañosa en el centro-norte de México.

Esta remota zona se encuentra en el centro de la sombra del eclipse, proporcionando 4 minutos y 30 segundos de totalidad, el tiempo máximo que se experimentará durante este eclipse. También podría arrojar datos sin precedentes que verificarían sin lugar a dudas el modelo matemático de Einstein.

El viaje del experimento 2024 de Dittrich comenzó hace más de un siglo. Un Einstein de 36 años, que aún no había alcanzado el estrellato, publicó en 1915 una idea radicalmente nueva sobre el funcionamiento de la gravedad.

Anteriormente, Newton había propuesto que la gravedad se producía en un espacio plano y uniforme. Pero en el universo de Einstein, el espacio y el tiempo (que están inextricablemente unidos) se curvan, son empujados, tirados, estirados y deformados por la materia. “Si te acercas mucho a cosas realmente masivas, las cosas se ponen raras”, afirma Daniel Borrero Echeverry, profesor de física de la Universidad Willamette de Salem, Oregón, que también viajó a El Salto.

Einstein publicó su revolucionaria teoría de la gravedad 105 años antes del eclipse preparado por Dittrich (Cesar Rodríguez/The Washington Post)

Einstein hizo los cálculos para demostrar su teoría, pero sugirió que una forma de medirla en el mundo real sería registrando la posición de las estrellas cercanas al Sol cuando éste está fuera y compararla con cuando está ausente. Sin embargo, es difícil obtener imágenes de las estrellas a plena luz del día porque el Sol las borra, a menos que un eclipse solar total bloquee la superficie del Sol, permitiendo a los científicos ver detalles a lo largo de su borde exterior.

La teoría general de la relatividad de Einstein predijo que el sol masivo desviaría la luz de las estrellas circundantes aproximadamente el doble de lo previsto por la teoría de Newton, un cambio demasiado pequeño para detectarlo con el ojo humano, pero potencialmente visible con los telescopios de la época.

Ingresan a escena los astrónomos británicos Sir Arthur Eddington y Frank Dyson. En 1919, transportaron sus instrumentos desde Gran Bretaña hasta el norte de Brasil y África Occidental para medir la luz de las estrellas durante un eclipse solar total. Captaron un total de 14 estrellas que mostraban la desviación de la luz que predijo Einstein, aunque el margen de error era grande. No obstante, proclamaron que Einstein estaba en lo cierto, lanzando al físico al estatus de celebridad dominante que conocemos hoy en día. “TRIUNFA LA TEORÍA DE EINSTEIN”, escribió el New York Times en su portada.

Este eclipse, Dittrich, Borrero Echeverry y un puñado de estudiantes e investigadores de la facultad se prepararon para rehacer el experimento Eddington de 1919 con un detalle sin igual, con mejores telescopios terrestres y miles de imágenes del cielo. En concreto, quieren medir las estrellas que se encuentran muy cerca del borde del Sol, la “zona prohibida”, donde la brillante luz del Sol suele ocultarlas.

A pesar de los avances tecnológicos que han permitido mediciones más precisas de este fenómeno, ninguna hasta ahora ha capturado imágenes detalladas de la llamada “zona prohibida” cerca del sol (Cesar Rodríguez/The Washington Post)

No es un experimento fácil. A lo largo de los años, varios equipos de investigación han intentado recrearlo, pero fracasaron, produjeron márgenes de error demasiado grandes o no capturaron suficientes datos.

Dittrich y su compañero físico Richard Berry lo intentaron en agosto de 2017, pero no es algo de lo que Dittrich presuma realmente. Aunque el conjunto de datos era bueno, la calibración de sus telescopios estaba mal. Su margen de error terminó siendo del 50% más que el experimento original de Eddington. Intentó repetir el experimento durante un eclipse solar total en Chile en diciembre de 2020, pero la lluvia y las nubes se interpusieron en el camino.

Las misiones por satélite y los radiotelescopios han realizado mediciones extremadamente precisas de la desviación de la luz estelar en las últimas décadas, pero ninguno de estos costosos proyectos obtuvo imágenes de estrellas en la codiciada zona prohibida de Dittrich.

El experimento Eddington más prometedor hasta la fecha, realizado por el físico y astrónomo aficionado Don Bruns, consiguió captar 40 estrellas en la zona prohibida durante el eclipse de 2017.

Los instrumentos de 1919 contrastan con la tecnología actual empleada por los investigadores (Cesar Rodríguez/The Washington Post)

Equipado con 13 telescopios de alta resolución con cámaras desplegados por México y Texas, el equipo de investigadores estudiantes y docentes de Dittrich 2024 podría recopilar millones de puntos de datos que ofrecerían una imagen mucho más nítida que nunca de esta escurridiza zona: esperan obtener imágenes de 200.000 estrellas.

“Es como si pintaras un cuadro de un árbol y sólo tuvieras un tronco marrón”, dijo Dittrich. Obtener más datos de la zona prohibida sería como completar los detalles sobre la corteza de ese árbol.

Dittrich viajaba en su furgoneta Volvo de 1973 con un remolque de 3 metros que transportaba cerca de 800 kilos de equipo: herramientas, sillas, mesas, ordenadores portátiles, cámaras y cinco telescopios por un valor total de 11.000 dólares en cajas hechas a medida.

Al cruzar la frontera con México, Dittrich tuvo miedo de que un agente federal que le detuviera le confiscara todo ese equipo; al fin y al cabo, lo mismo le ocurrió a Eddington en 1914 cuando se dirigía a Crimea para realizar su experimento durante la Primera Guerra Mundial. El agente le dejó pasar, no sin antes quitarle los pesos de la cartera a Dittrich y un puñado de gafas de eclipse.

Los preparativos para el experimento incluyen meses de trabajo y equipos especializados (Cesar Rodríguez/The Washington Post)

Una vez en su destino, un complejo residencial de lujo a unos 20 minutos de El Salto, el equipo descargó sus cajas. Tardaron unos cinco días completos en el lugar para prepararse para los aproximadamente 4 minutos y 30 segundos de totalidad completa, sin contar los meses o años de preparación previa.

Montaron los telescopios, conectaron las baterías y actualizaron el software para controlar los instrumentos y analizar los datos. Montaron filtros solares hechos con envases redondos de cartón de avena y cinta aislante con diseño galáctico (por un total de menos de 20 dólares) para colocarlos sobre los costosos telescopios y evitar que los instrumentos se frían al mirar fijamente al Sol.

Luego llegó el momento de solucionar los problemas antes del gran espectáculo. Los telescopios que debían apuntar autónomamente a la Estrella Polar se fueron directamente al suelo: error de los instrumentos. Alguien golpeó un telescopio y hubo que recalibrarlo: error humano. Si el eclipse queda oculto por las nubes, se trataría de un error de la Tierra.

Dieciséis horas antes del eclipse, los cinco telescopios detectaban la desviación de la luz estelar con una precisión de 0,05 segundos de arco, un resultado prometedor que apunta a que se trata del experimento Eddington más preciso jamás realizado. Ahora, sólo tenían que esperar hasta las 12:10 p.m. Central del lunes para ver si funciona de verdad.

Via: Infobae