En 1905, a la edad de 26
años, Albert Einstein propuso su teoría de la relatividad especial. La teoría
conciliaba la física de los cuerpos en movimiento desarrollada por Galileo
Galilei y Newton, con las leyes de la radiación electromagnética. Se postula que
la velocidad de la luz es siempre la misma, independientemente del movimiento
de la persona que lo mide. La relatividad especial implica que el espacio y el
tiempo se entrelazan en un grado nunca antes imaginado.
A partir de 1907, Einstein
comenzó a tratar de ampliar la relatividad especial para incluir la gravedad.
Su primer éxito vino cuando estaba trabajando en una oficina de patentes en
Berna, Suiza. "De repente un pensamiento me golpeó", recordó.
"Si un hombre cae libremente, no sentiría su peso ... Este experimento
mental simple ... me llevó a la teoría de la gravedad". Se dio cuenta de
que existe una profunda relación entre los sistemas afectados por la gravedad y
los que están acelerando.
El próximo paso adelante se
produjo cuando Einstein introdujo las matemáticas geométricas desarrolladas por
los matemáticos alemanes del siglo XIX Carl Friedrich Gauss y Bernhard Riemann.
Einstein aplicó su trabajo para escribir las ecuaciones que relacionan la
geometría del espacio-tiempo con la energía que contiene. Ahora conocidas como
las ecuaciones de campo de Einstein, fueron publicadas en 1916, y sustituyeron
a la ley de la Gravitación Universal de Newton. Estas ecuaciones siguen
utilizándose hoy en día.
Usando la ley de la
relatividad general, Einstein formuló una serie de predicciones. Demostró, por
ejemplo, cómo su teoría explicaba el movimiento del planeta Mercurio. También
predijo que un objeto masivo,como el Sol, debe distorsionar el camino que
recorre la luz al pasar cerca de él. La geometría del espacio se comporta
entonces como si fuera una lente.
Einstein también sostuvo que
la longitud de onda de la luz emitida por una fuente cercana a un objeto masivo
se debería estirar, es decir, debería sufrir un corrimiento hacia el rojo, ya
que sale del espacio-tiempo curvado cercano al objeto masivo. Estas tres
predicciones ahora se llaman las tres pruebas clásicas de la relatividad
general.
La
relatividad general.
En 1919, el astrónomo inglés
Arthur Eddington viajó a la isla de
Príncipe situada en la costa de África occidental para ver si podía detectar la
lente de la luz predicha por la relatividad general. Su plan era observar un
cúmulo brillante de estrellas llamadas las Híades en el momento en el que el
Sol pasaba delante de ellas. Para ver la luz de las estrellas, Eddington
necesitaba un eclipse total de Sol para suprimir el resplandor del nuestra
estrella.
Si la teoría de Einstein es
correcta, las posiciones de las estrellas de las Híades deberían cambiar en un
porcentaje aproximado de una parte entre dos mil de un grado.
Para señalar la posición de
las Híades en el cielo, Eddington primero tomó una fotografía en la noche de
Oxford. Luego, el 29 de mayo de 1919, fotografió a las Híades mientras yacían
casi directamente detrás del Sol durante el eclipse total que se produjo ese
día en la isla de Príncipe. Comparando las dos mediciones, Eddington fue capaz
de demostrar que el cambio fue como Einstein había predicho y demasiado grande
para ser explicado por la teoría de Newton.
Tras la expedición del eclipse,
hubo cierta controversia en creer que los datos del análisis de Eddington
habían sido correctos. Pero en la década de 1970, cuando las placas
fotográficas fueron analizadas nuevamente, el análisis de Eddington demostró
ser correcto.
El periódico The Times de
Londres publicó: "triunfa la Teoría de Einstein". A partir de
entonces, a medida que se han demostrado más consecuencias de su teoría, la
relatividad general se ha arraigado en el saber popular, con su descripción de
un Universo en expansión y los famosos agujeros negros. En 1959, Robert Pound y
Glen Rebka anunciaban la comprobación del corrimiento al rojo de la luz
(corrimiento de la longitud de onda), emitida por una estrella que se aleja de
la Tierra a gran velocidad, lo que constituía la tercera prueba clásica,
propuesta por Einstein en 1907.
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