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El bebé de Einstein: ¿Cómo se ha mantenido la relatividad a lo largo del tiempo?

El bebé de Einstein: ¿Cómo se ha mantenido la relatividad a lo largo del tiempo?


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Albert Einstein (1879 - 1955) es lo que podríamos llamar un "nombre familiar", y por una buena razón. Gracias a las inmensas contribuciones que hizo a múltiples campos de la ciencia a lo largo de su vida, el mismo nombre Einstein se ha convertido en sinónimo de genio.

La imagen del científico de pelo blanco con la actitud peculiar, eso es por él también. Incluso aquellos que no están bien versados ​​en física, cosmología o mecánica cuántica probablemente reconozcan el término Relatividad (o la elegante ecuación E = mc²).

RELACIONADO: LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD GENERAL DE EINSTEIN SE MANTIENE POR AHORA

Esta teoría, que revolucionó nuestra comprensión del Universo, es posiblemente la contribución más profunda y duradera de Einstein. Y aunque la relatividad se propuso hace más de un siglo, todavía se está probando y verificando hasta el día de hoy. Pero primero, un poco de historia...

Lo que quizás sea menos conocido es el hecho de que Einstein no acuñó el término Relatividad. El mérito de esto es para Galileo Galilee (1564-1642) quien propuso el concepto (también conocido como Invarianza de Galilea) como una forma de argumentar a favor del modelo heliocéntrico del universo.

El barco de Galileo

Como parte de su promoción del modelo heliocéntrico, Galileo argumentó que las leyes del movimiento son las mismas en todos los marcos inerciales. Esto llegó a conocerse como relatividad galileana (o invariancia), que se resume de la siguiente manera:

"[C] ualquiera dos observadores que se muevan a velocidad y dirección constantes entre sí obtendrán los mismos resultados para todos los experimentos mecánicos".

Primero describió este principio en su tratado de 1632 Diálogo sobre los dos principales sistemas mundiales, que fue su defensa del modelo heliocéntrico de Copérnico. Para ilustrarlo, usó un ejemplo de un barco que viaja a velocidad constante en aguas tranquilas.

Para un observador debajo de la cubierta, razonó Galileo, no estaría claro si el barco estaba en movimiento o parado. Además, si la persona en la cubierta dejara caer una pelota en su pie, parecería estar cayendo hacia abajo (cuando de hecho, estaría viajando hacia adelante con el barco mientras cae).

Este argumento fue una forma de mostrar cómo la Tierra podría moverse a través del espacio (es decir, orbitando al Sol), pero los observadores que se encuentran en su superficie no se darían cuenta de inmediato.

De manera similar, también se dice que Galileo realizó experimentos con cuerpos que caían en los que arrojó bolas de diferente masa desde la Torre Inclinada de Pisa.

Si bien se cree que esta historia es apócrifa, Galileo observó que los objetos con diferentes masas caerían hacia el suelo a la misma velocidad cuando se liberaran desde un punto elevado.

Esto era contrario al pensamiento convencional (aristotélico) de que la velocidad con la que un objeto caía dependía de su masa. Galileo también agregó que los objetos conservarían su velocidad a menos que una fuerza externa impida esa velocidad.

Estas observaciones continuarían inspirando al erudito británico Isaac Newton, quien resumiría maravillosamente estas observaciones en un solo sistema que seguiría siendo una convención aceptada durante siglos (en lo sucesivo conocida como física newtoniana).

Manzana de Newton

Durante finales del siglo XVII, Sir Isaac Newton (1642-1726/27) utilizaría este principio y las observaciones de Galileo sobre la gravedad para desarrollar sus Tres leyes del movimiento y su Ley de la gravitación universal. Las Tres Leyes establecen que:

  1. Un cuerpo en reposo permanecerá en reposo y un cuerpo en movimiento permanecerá en movimiento, a menos que actúe sobre él una fuerza externa desequilibrada. Esto también se conoce como la ley de la inercia.
  2. La fuerza es igual a la masa multiplicada por la aceleración, expresada matemáticamente como f (t) = m ⋅ a (t), donde f es la fuerza, t es el tiempo, m es la masa y a es la aceleración.
  3. Para cada acción en la naturaleza existe una reacción igual y opuesta, p. Ej. si el objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto B, entonces el objeto B también ejerce una fuerza igual sobre el objeto A.

Las Tres Leyes de Newton extendieron efectivamente la fuerza de gravedad más allá de la Tierra y argumentaron que la misma fuerza que hace que una manzana caiga de un árbol también hace que la Luna orbite la Tierra y los planetas orbitan el Sol.

La Gravitación Universal, por su parte, nos dice que cada cuerpo del Universo atrae a otros cuerpos con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

Matemáticamente, esto se expresa como F = G m1metro2/ r², dónde F es la fuerza gravitacional entre dos objetos, metro1 y metro2 son las masas de los objetos, r es la distancia entre ellos, y GRAMO es la constante gravitacional.

Estas teorías contenían invariablemente dos conclusiones sobre la naturaleza del espacio y el tiempo. Uno, que un marco inercial es un punto de referencia a un "espacio absoluto". En segundo lugar, todos los marcos inerciales comparten un tiempo universal. En otras palabras, el tiempo y el espacio son absolutos y separados.

No fue hasta finales del siglo XIX y principios del XX que la física newtoniana se encontró con problemas serios. Gracias a los numerosos descubrimientos realizados en el ámbito de la física atómica y subatómica, se cuestionó la naturaleza misma de la materia y la energía y el tiempo y el espacio.

Al final, fue un físico teórico que vivía en Suiza (y trabajaba en una oficina de patentes) quien ofrecería una teoría que demostraría ser revolucionaria. Este no era otro que Albert Einstein, cuya teoría de la relatividad se dividió en dos partes.

El primero, su teoría de la relatividad especial, abordó el electromagnetismo y el comportamiento de la luz (con respecto al espacio y al tiempo). El segundo, Relatividad general, abordó los campos gravitacionales (con respecto al espacio y al tiempo).

Relatividad especial

En 1905, Einstein experimentó lo que llamó su annus mirabilis ("año milagroso") en el que publicó varios artículos innovadores mientras trabajaba en la oficina de patentes en Berna, Suiza.

Antes de esto, los científicos habían estado lidiando con las inconsistencias que existían entre la física newtoniana y las leyes que gobiernan el electromagnetismo (parte del campo emergente de la mecánica cuántica).

Estos se caracterizaron por el trabajo de los físicos del siglo XIX y XX James Clerk Maxwell (1831-1879) y Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928), específicamente, las ecuaciones de Maxwell y la ley de fuerza de Lorentz.

Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de ecuaciones diferenciales que proporcionan un modelo matemático de cómo se comportan la electricidad, el magnetismo y los fenómenos relacionados. En esencia, expresan cómo los campos eléctricos y magnéticos fluctuantes se propagan a una velocidad constante (C) en un aspirador.

La fuerza de Lorentz, por otro lado, describe la fuerza electromagnética sobre una partícula cargada mientras se mueve a través de un campo eléctrico y magnético. Si bien estos campos de investigación describieron con precisión cómo se comportaban las ondas eléctricas y magnéticas, no eran consistentes con la física newtoniana, que todavía predominaba en ese momento.

Estas inconsistencias fueron especialmente evidentes cuando se trataba de cómo viajaba la luz desde un punto u otro. En el siglo XIX, los científicos habían logrado calcular la velocidad de la luz basándose en experimentos con ondas electromagnéticas.

Esto llevó a la comprensión de que la luz era, de hecho, una onda electromagnética y se comportaba de manera similar. Desafortunadamente, esto presentó una serie de problemas teóricos. Como cualquier otro tipo de onda (ej. Sonido), los fenómenos necesitarían un medio para propagarse.

A comienzos del siglo XX, el consenso científico era que la luz viajaba a través de un medio en movimiento en el espacio y, por lo tanto, era arrastrada por ese medio. Para explicar esto, los científicos postularon que el espacio estaba lleno de un misterioso "éter luminífero".

En resumen, esto significaba que la velocidad de la luz - 299,792,458 m / s (300,000 km / s; 186,000 mps) - era la suma de su velocidad a través del éter. más la velocidad de ese éter. En otras palabras, la velocidad de la luz (medida) no era absoluta y dependía del medio que usaba para propagarse.

Una consecuencia de esto fue que el éter mismo sería arrastrado por la materia en movimiento o transportado con ella. Desafortunadamente, esto no fue consistente con los resultados experimentales y presentó numerosos problemas teóricos.

Por ejemplo, el Experimento del tubo de agua de Fizeau (1851) midió la velocidad de la luz mientras viajaba a través del agua. Si la teoría actual de la propagación de la luz fuera correcta, el experimento habría mostrado una notable reducción de la velocidad.

Y aunque los resultados mostraron que la luz que viaja a través de un medio estaba sujeta a arrastre, el efecto no fue tanto como se esperaba. Otros experimentos producidos tuvieron resultados similares, como la hipótesis de arrastre de éter parcial de Fresnel y los experimentos de Sir George Stokes.

Esto dejó a los científicos rascándose la cabeza. En 1905, Einstein abordó estas inconsistencias de esto con su artículo seminal "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento " ("Zur Elektrodynamik bewegter Körper").

En él, Einstein argumentó que la velocidad de la luz (C) en el vacío es constante, independientemente del marco de referencia inercial de la fuente o del observador. Esto llegó a conocerse como la teoría de la relatividad especial de Einstein, que a menudo se resume en la ecuación simple E = mc² (dónde mi es energía, metro es masa, y C es la velocidad de la luz).

Esta teoría anularía siglos de ortodoxia científica y sería pionera debido a su simplicidad y cómo resolvió las inconsistencias entre el electromagnetismo y la mecánica clásica.

Por un lado, reconcilió las ecuaciones de Maxwell para la electricidad y el magnetismo con las leyes de la mecánica newtoniana. También simplificó las matemáticas al eliminar explicaciones superfluas y hacer innecesaria la existencia de un éter.

La teoría de Einstein también introdujo la idea de que a medida que un objeto se acercaba a la velocidad de la luz, se producían cambios importantes con respecto al espacio-tiempo. Esto incluye la dilatación del tiempo, donde la percepción del tiempo para el observador se ralentiza cuanto más se acerca a C.

Todo esto serviría para poner patas arriba la mecánica clásica. Mientras que el pensamiento convencional sostenía que la materia y la energía están separadas, la teoría de Einstein sugirió esencialmente que las dos eran expresiones de la misma realidad.

En otras palabras, uno no puede moverse por el espacio sin moverse también por el tiempo.

Relatividad general

Entre 1907 y 1915, Einstein comenzó a considerar cómo su teoría de la relatividad especial podría aplicarse a los campos de gravedad. Este fue otro obstáculo para los científicos modernos, que comenzaban a notar que la Ley de Gravitación Universal de Newton tenía límites.

También en este caso se observaron inconsistencias gracias a los avances en el campo del electromagnetismo. Por ejemplo, en 1865, James Clerk Maxwell publicó su obra principal "Una teoría dinámica del campo electromagnético ".

Al final de este artículo, hizo los siguientes comentarios sobre la gravitación:

"Después de rastrear la acción del medio circundante tanto las atracciones y repulsiones magnéticas como las eléctricas, y encontrar que dependen del cuadrado inverso de la distancia, naturalmente nos vemos llevados a preguntar si la atracción de la gravitación, que sigue la misma ley de la distancia, no es también atribuible a la acción de un medio circundante ".

Sin embargo, Maxwell reconoció que esto planteaba una paradoja. Básicamente, la atracción de cuerpos similares significaría que la energía del medio circundante disminuiría en presencia de estos medios. Sin encontrar una causa para la gravitación, Maxwell admitió que no pudo resolver esto.

En 1900 y 1905, Lorentz y el matemático Henri Poincaré teorizaron que la gravitación podría estar relacionada con la propagación de la luz, lo que hacía eco de lo que Einstein eventualmente argumentaría con su Teoría de la Relatividad General.

En 1907, Einstein publicó el primero de una serie de artículos que buscarían resolver estos problemas. Titulado "Sobre el principio de la relatividad y las conclusiones que se derivan de él", Einstein abordó cómo la regla de la relatividad especial también podría aplicarse a la aceleración.

Fue en este artículo que Einstein propuso el principio de equivalencia, que establece que la masa gravitacional es idéntica a la masa inercial. Para ilustrar, explicó que la aceleración de los cuerpos hacia el centro de la Tierra a una tasa de 1 gramo (gramo = 9,81 m / s2) es equivalente a la aceleración de un cuerpo en movimiento inercial que se observaría en un cohete en el espacio libre acelerándose a una velocidad de 1gramo. Por lo tanto, la caída libre es en realidad inercia y el observador no experimenta ningún campo gravitacional como resultado.

A este respecto, Einstein argumentó que el espacio y el tiempo, que la física clásica también sostenía que estaban separados, eran dos expresiones de lo mismo.

En 1911, Einstein amplió su artículo de 1907 con un nuevo artículo titulado “Sobre la influencia de la gravitación en la propagación de la luz ". En esto, predijo que un objeto que se estaba alejando de una fuente de gravitación experimentaría el tiempo más rápido que uno que estaba quieto en un campo gravitacional inmutable.

Este fenómeno se conoce como dilatación del tiempo gravitacional, donde la percepción del tiempo difiere según la distancia del observador desde una masa gravitacional o posición dentro de un campo gravitacional.

En el mismo artículo, predijo la curvatura de la luz en un campo gravitacional y el desplazamiento al rojo gravitacional (también conocido como desplazamiento Doppler). El primero es una consecuencia del principio de equivalencia, donde el paso de la luz se ve afectado por la curvatura del espacio-tiempo y su deflexión depende de la masa del cuerpo involucrado.

Esto último se refiere a la luz que sale de un cuerpo masivo (como una estrella o galaxia distante) que luego se desplaza hacia el extremo rojo del espectro debido a la pérdida de energía para escapar de los campos gravitacionales (más sobre eso a continuación).

Estos argumentos fueron especialmente influyentes porque (a diferencia de lo que argumentó Einstein en 1907) podían verificarse mediante observaciones astronómicas. Einstein continuaría escribiendo varios artículos más en los próximos años ampliando sus teorías de la gravitación, y en 1915, comenzaron a ser aceptadas.

Desde entonces, la relatividad general se ha confirmado a través de múltiples experimentos y se ha convertido en un elemento central de la astrofísica moderna. Desempeñaría un papel en el desarrollo de las teorías de los agujeros negros, la expansión cósmica, la energía oscura y otros aspectos de la cosmología moderna.

¿Cómo se ha probado (y confirmado) la relatividad?

Respuesta corta: ¡Nueve maneras desde el domingo!

Respuesta larga: Sigue leyendo ...

Tanto la relatividad especial (SR) como la relatividad general (GR) se han probado repetidamente a lo largo del siglo pasado y se han confirmado una y otra vez.

De hecho, incluso antes de que Einstein propusiera su teoría de la RS, existía una base experimental para ello (que es lo que finalmente lo llevó a desarrollar su teoría). Es más, no pasó mucho tiempo antes de que los científicos adoptaran sus teorías para lograr más avances.

Pero fue realmente solo en las décadas desde que se propuso la Relatividad que las teorías de Einstein han sido examinadas y probadas tan a fondo. De hecho, mucho de lo que los astrónomos han aprendido sobre nuestro Universo desde que Einstein propuso SR y GR ha reforzado sus teorías.

Precesión del perihelio de Mercurio

Para empezar, GR resolvió un problema que los astrónomos habían estado tratando de resolver desde 1859, que era la naturaleza curiosa de la órbita de Mercurio. Durante siglos, los astrónomos confiaron en la mecánica newtoniana para calcular la órbita de Mercurio alrededor del Sol.

Si bien estos mecanismos podrían explicar la excentricidad de la órbita del planeta, no pudieron explicar por qué el punto donde Mercurio 'alcanzó el perihelio (el punto más lejano de su órbita) cambió alrededor del Sol con el tiempo.

Este problema se conocía como la "precesión del perihelio" de Mercurio, lo que no tenía sentido según la física clásica ya que, según Newton, el punto de perihelio en cualquier sistema de dos cuerpos era fijo.

Se propusieron varias soluciones, pero tendían a introducir más problemas de los que resolvían. Sin embargo, la teoría de GR de Einstein, donde la gravitación está mediada por la curvatura del espacio-tiempo, coincidió con la cantidad observada de desplazamiento del perihelio.

Esa fue una de las primeras, pero definitivamente no la última, predicciones hechas por Einstein que se confirmaría. Aquí hay algunos más ...

Agujeros negros y ondas gravitacionales

Una de las predicciones de GR es que una masa suficientemente compacta podría deformar el espacio-tiempo hasta el punto de que dentro de su límite exterior (también conocido como el horizonte de sucesos) el tiempo cesaría y las leyes de la física se volverían indistinguibles entre sí.

Una consecuencia de esto es que la fuerza gravitacional excedería la velocidad de la luz, haciendo de esta masa compacta el "cuerpo negro" ideal, lo que significa que ninguna radiación electromagnética (incluida la luz) podría escapar de ella.

Si bien los científicos habían teorizado antes sobre tales masas, el primero en proponer la existencia de "agujeros negros" como una solución de GR fue Karl Schwarzschild. En 1916, calculó el radio que una masa necesitaría alcanzar para convertirse en un agujero negro (en adelante conocido como el Radio de Schwarzchild).

Durante décadas, los agujeros negros seguirían siendo una curiosidad científica. Pero en la década de 1960, a menudo referida como la "Edad de Oro de la Relatividad General", la investigación sobre los fenómenos de RG y cosmológicos comenzó a demostrar la influencia de los agujeros negros.

En la década de 1970, los astrónomos descubrieron que una fuente de radio en el centro de la Vía Láctea (Sagitario A *) también tenía un componente brillante y muy compacto. Combinado con observaciones posteriores del entorno circundante, esto llevó a la teoría de que Sag A * era, de hecho, un Agujero Negro Supermasivo (SMBH).

Desde entonces, los astrónomos han observado que la mayoría de las galaxias masivas tienen núcleos igualmente activos que hacen que brillen intensamente en las longitudes de onda de radio, infrarrojos, rayos X y rayos gamma. Incluso se ha descubierto que algunos tienen chorros de material sobrecalentado provenientes de sus núcleos que se extienden por millones de años luz.

En 2016, los científicos del Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) anunciaron que habían realizado la primera detección de ondas gravitacionales. Originalmente predicho por GR, este fenómeno es esencialmente ondas en el espacio-tiempo que son causadas por eventos cataclísmicos.

Estos incluyen eventos como agujeros negros binarios o fusiones de estrellas de neutrones, agujeros negros que se fusionan con estrellas de neutrones o colisiones entre otros objetos compactos. Desde 2016, se han detectado múltiples eventos de ondas gravitacionales.

El 10 de abril de 2019, el proyecto científico colaborativo conocido como The Event Horizon Telescope (EHT) anunció la primera imagen directa del horizonte de eventos que rodea un SMBH, ubicado en el centro de Messier 87.

Constante cosmológica y energía oscura.

Otra consecuencia de las ecuaciones de campo para la relatividad fue que el Universo tenía que estar en un estado de expansión o en un estado de contracción. Curiosamente, esto no le cayó bien a Einstein, quien prefirió creer que el Universo era estático y estable.

Para abordar esto, Einstein concibió una fuerza que "retendría la gravedad", asegurando así que el Universo no colapsara sobre sí mismo. Llamó a esta fuerza la "constante cosmológica", que fue representada científicamente por el carácter Lamba (Λ).

Sin embargo, en 1929, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble resolvió el problema gracias a su descubrimiento de galaxias vecinas. Después de medir su corrimiento al rojo, descubrió que la mayoría de las galaxias del Universo se estaban alejando de la nuestra.

En resumen, el Universo estaba en un estado de expansión, cuya velocidad llegó a conocerse como la Constante de Hubble. Einstein aceptó gentilmente el descubrimiento y afirmó que la Constante Cosmológica había sido "el mayor error" de su carrera.

Sin embargo, en la década de 1990, los astrónomos pudieron realizar observaciones que miraban más y más hacia el cosmos (y, en consecuencia, más atrás en el tiempo). Estas observaciones parecieron revelar que la velocidad a la que el Universo se expandía en realidad estaba aumentando.

Según la teoría actual, desde el período observable más antiguo del Universo (aproximadamente mil millones de años después del Big Bang) hasta unos diez mil millones de años después del Big Bang, el Universo estuvo dominado por la gravedad y se expandió más lentamente.

Pero a partir de hace cuatro mil millones de años, las estructuras a gran escala en el Universo estaban lo suficientemente separadas que la energía oscura se convirtió en la fuerza dominante y todo comenzó a separarse más rápido. ¡Se había descubierto la misteriosa fuerza de Einstein que "frenaba la gravedad"!

Evidencia experimental de la relatividad

Desde 1905, se han realizado cientos de experimentos de increíble rango y diversidad que han confirmado la SR. Esto incluyó múltiples experimentos que confirmaron que la luz era isotrópica (es decir, tiene las mismas propiedades cuando se mide en todas las direcciones).

Estos incluyen el Experimento Michelson-Morley (MMX) en 1887, que tenía la intención de medir la velocidad de la luz en direcciones perpendiculares usando un interferómetro, un dispositivo donde dos fuentes de luz se fusionan para crear un patrón de interferencia.

El propósito de esto era detectar el movimiento relativo de la materia (en este caso, la Tierra) a través del “éter luminífero”. El experimento fue un fracaso ya que demostró que no había una diferencia significativa entre la velocidad de la luz en la dirección de la órbita de la Tierra y la velocidad de la luz en ángulo recto.

Se llevaron a cabo experimentos similares a principios del siglo XX utilizando diferentes aparatos e instrumentos de sensibilidad creciente, pero todos produjeron el mismo resultado (nulo).

En la segunda mitad del siglo XX, se realizaron experimentos utilizando láseres para medir la isotropía de la luz. Estos experimentos consistieron en medir la velocidad de la luz en un sentido y en un viaje de ida y vuelta y utilizar objetos tanto estacionarios como en movimiento.

Una vez más, estos experimentos obtuvieron resultados nulos, lo que es consistente con SR. En comparación con los experimentos que no pudieron confirmar la presencia o la influencia de un "éter", la solución de Einstein sigue siendo la más elegante y completa hasta la fecha.

En términos de Relatividad General (GR), se han llevado a cabo extensas campañas de observación que muestran sus efectos predichos en el trabajo. Por ejemplo, en 2017, un equipo de astrónomos europeos demostró cómo veinte años de observación de Sagitario A *, el Agujero Negro Supermasivo (SMBH) en el centro de nuestra galaxia, confirmaron las predicciones hechas por Einstein y GR.

Utilizando datos del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral en Chile, y otros telescopios, monitorearon tres estrellas que orbitan Sagitario A * y notaron su efecto en su excentricidad.

Lo que encontraron fue que una de las estrellas (S2) sigue una órbita particularmente elíptica alrededor del SMBH, que tarda 15,6 años en completarse. En su punto más cercano, llega a 120 veces la distancia entre el Sol y la Tierra (120 AU). Estas desviaciones en órbita fueron consistentes con GR.

Lente gravitacional y desplazamiento al rojo

Poco después de que Einstein propusiera su teoría de cómo se comporta el espacio-tiempo en presencia de un campo gravitacional, surgió la oportunidad de probarlo. En 1919, los astrónomos sabían que el 29 de mayo ocurriría un eclipse solar total, lo que presentaba una oportunidad.

Einstein y el astrónomo alemán Erwin Finlay-Freundlich instaron a científicos de todo el mundo a probar GR midiendo la desviación de la luz durante este evento.

Sir Arthur Eddington, un astrónomo británico y comunicador científico experto en explicar conceptos como la relatividad, aceptó el desafío y montó una expedición a la isla de Príncipe (frente a la costa de Guinea Ecuatorial, África).

Durante el eclipse, los rayos del Sol fueron oscurecidos por la presencia de la Luna, haciendo visibles las estrellas a su alrededor. Eddington tomó fotografías de estas estrellas y confirmó que la trayectoria de su luz se modificó debido a la influencia gravitacional del Sol.

El 7 de noviembre de 1919, Los tiempos publicó los resultados de su campaña bajo el título: “Revolución en la ciencia - Nueva teoría del universo - Ideas newtonianas derrocadas”.

Este efecto, donde el paso de la luz está influenciado por un objeto de gran tamaño, dio lugar al método conocido como "lente gravitacional". Esto implica confiar en la presencia de un gran objeto celeste (estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias, agujeros negros, etc.) para observar objetos más allá de ellos.

De hecho, los astrónomos han descubierto que cuando hay una alineación casi perfecta entre una fuente de luz, una lente gravitacional y un observador, la luz se deforma en un anillo, que ahora se conoce como el "anillo de Einstein".

Este efecto ha sido observado regularmente por los astrónomos, especialmente con el despliegue de telescopios espaciales como Hubble. Un buen ejemplo de esto tuvo lugar en 2018, donde un equipo de científicos internacionales utilizó un cúmulo de galaxias para ver la estrella individual más lejana jamás observada (llamada Ícaro, ubicada a 9 mil millones de años luz de distancia).

Otra línea de evidencia que confirma la Relatividad General es la forma en que la radiación electromagnética se extiende por la presencia de un campo gravitacional. Este es el fenómeno antes mencionado conocido como "corrimiento al rojo", donde la influencia de un campo gravitacional hace que la longitud de onda de la luz sea más larga.

En otras palabras, la luz que emana de un objeto celeste distante (una estrella, galaxia o cúmulo de galaxias) se desplaza hacia el extremo rojo del espectro. La extensión del corrimiento al rojo se usa luego para calcular qué tan masivo es el campo gravitacional que lo afecta.

El corrimiento al rojo también se usa ampliamente para medir la velocidad a la que se expande el Universo, ya que la luz de galaxias distantes se estira por el espacio intermedio entre la fuente de luz y el observador.

Sin embargo, también se ha utilizado como método para probar GR; en particular, al observar cómo se comporta la luz en presencia de un agujero negro. Un buen ejemplo de esto también involucró las observaciones hechas de una estrella en órbita alrededor de Sagitario A *.

El equipo responsable estaba formado por miembros de la colaboración GRAVITY, que utilizó el VLT para monitorear el paso de S2 frente al agujero negro, que tuvo lugar en mayo de 2018. En el punto más cercano de su órbita, la estrella estaba dentro 20 mil millones de km (12,4 mil millones de millas) del SMBH y se mueven a casi el tres por ciento de la velocidad de la luz.

De acuerdo con GR, el equipo observó un corrimiento al rojo gravitacional que se intensificó cuanto más se acercaba S2 a Sagitario A *. El campo gravitacional muy fuerte del agujero negro estiró la longitud de onda de la luz de la estrella y provocó que se desplazara hacia el extremo rojo del espectro.

Cuando Einstein comenzó su carrera como físico teórico, estaba entrando en un mundo al borde de la revolución. Las viejas convenciones estaban siendo cuestionadas debido a inconsistencias con nuevos descubrimientos que presentaban todo tipo de problemas.

Cuando falleció, Einstein dejó un legado que prácticamente no tenía paralelo en la historia de la ciencia. Ofreció síntesis de teorías antiguas y nuevas y creó una nueva comprensión de cómo interactúan el espacio-tiempo, la materia y la energía.

Además de eso, fue pionero en avances que llevarían a muchas más revoluciones en la ciencia. Hoy, más de cien años después, sus teorías aún se mantienen y continúan informando nuestra comprensión del Universo.

  • Wikipedia - Relatividad general
  • NASA - Leyes del movimiento de Newton
  • NASA - 100 años de relatividad general
  • Wikipedia - Pruebas de relatividad general
  • Universidad de St. Andrews - Relatividad general
  • Nuevos científicos - Experto instantáneo: Relatividad general
  • Physics Central - Relatividad galilea y el barco de Galileo
  • Observatorio educativo: base experimental para la relatividad especial


Ver el vídeo: LULLABY MOZART for BABIES: Baby Lullabies, Baby Sleep Music Music Box by Baby Relax Channel (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Lauriano

    Creo que estás equivocado.

  2. Marek

    Estoy bien versado en esto. Puedo ayudar a resolver el problema. Juntos podemos encontrar una solución.

  3. Karel

    No hiervas a un cabrito en la leche de su madre, estás machacando lo mismo por enésima vez, leyéndote cada vez más aburrido

  4. Amadeo

    Frase muy divertida

  5. Barta

    Confirmo. Y con esto me he encontrado. Discutiremos esta cuestión.



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