Volumen 8 - Nº44 - ENERO/FEBRERO 1998

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Revista de Divulgación Científica y Tecnológica de la
Asociación Ciencia Hoy

ARTíCULO


La Demostración Sudamericana de las Teorías de Eisntein

Jean Einsenstaedt
Laboratorio de Gravitación y Cosmología Relativistas, Universidad Pierre y Marie Curie, París, Francia

Antonio Augusto Passos Videira
Departamento de Astrofísica, Observatorio Nacional/CNpq, Departamento de Filosofía,
Universidad del Estado de Río de Janeiro

El tiempo ayuda en sobral

Las dos expediciones embarcaron el 8 de marzo de 1919 para emprender sendos viajes que durarían seis meses, y se separaron en Lisboa. Davidson y Crommelin llegaron al Estado de Pará el 23 de marzo. Informados de que Morize aún no estaba en Sobral, los astrónomos ingleses siguieron viaje hasta Manaos y allí pasaron un mes. De este modo, la expedición llegó a Sobral recién el 26 de abril. En el artículo que Crommelin publica en octubre de 1919 en la revista The Observatory, describe a la delegación brasileña que recibió a los ingleses en Sobral, compuesta por autoridades locales, civiles y eclesiásticas. Los astrónomos se hospedaron en la casa de un diputado de la ciudad, ubicada frente a la pista de carreras del Jockey Club, donde fueron instalados los instrumentos.

 

Fig 7
La expedición brasileña en Sobral, dirigida una vez más por Henrique Morize (A), con Lélio Gama (B), en el encuentro con astrónomos extranjeros como H. Lee (C), Andrew Crommelin (D) y Charles Davidson (E).


La expedición brasileña, dirigida por Morize, llegó a la ciudad el 9 de mayo (Figura 7). Su principal objetivo era hacer observaciones espectroscópicas de la corona solar. El informe de Morize se publicó en la Revista de Sciencias, de la Sociedad Brasileña de Ciencias (antecesora de la actual Academia Brasileña de Ciencias). Con la aproximación del eclipse, crecía la ansiedad respecto de las condiciones meteorológicas. El 19 de mayo, según el informe de Crommelin, amaneció intensamente nublado, pero algunas horas después las nubes se disiparon y un inmenso agujero surgió entre ellas. El Sol permaneció allí durante casi todo el eclipse, lo que permitió la realización de las fotografías (Figura 8).

Del otro lado del Atlántico Sur, en la Isla Príncipe, el tiempo no cooperó. Por la mañana, llovió torrencialmente, pero durante el eclipse Eddington y Cottingham obtuvieron algunas fotos, por entre las nubes. Desde Sobral, Crommelin envió a Londres por telégrafo un corto mensaje: "Espléndido eclipse". Desde Africa, el optimista Eddington también telegrafió, pero no consiguió escribir más que lo siguiente: "A pesar de las nubes, esperanzado".

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Fig 8
El eclipse solar producido en Sobral, en una de las fotografías que permitieron comprobar la teoría de la relatividad general de Einstein, que cambió el rumbo de la física.


Las fotografías, reveladas posteriormente en Londres, mostraron resultados bien diferentes. En la Isla Príncipe, sólo dos fueron consideradas válidas, aunque registraron apenas seis o siete estrellas. En Sobral, en cambio, los astrónomos ingleses quedaron entusiasmados con las distintas placas fotográficas obtenidas con el telescopio de cuatro pulgadas, de calidad considerada entre satisfactoria y excelente. En esas imágenes, se observaban siete estrellas bien nítidas. Las fotografías obtenidas con el astrógrafo de Greenwich contenían 12 estrellas, pero estas aparecían difusas. La explicación que se encontró al problema fue que en el momento del eclipse, la regulación del astrógrafo había sido alterada por la brusca caída de temperatura dentro de la lente. Davidson y Crommelin volvieron a Sobral algunos días después del eclipse para fotografiar el mismo campo de estrellas, sin la presencia del Sol.

El artículo final fue firmado por Dyson, Eddington y Davidson. Además de no incluir a Cottingham y Crommelin entre sus autores, "sustituyéndolos" por Dyson, que no había participado de las expediciones, el trabajo no cumplió una práctica de la comunidad científica, al no respetar el orden alfabético de los nombres de los firmantes. Dyson firmó y encabezó el artículo, evidentemente, por ser el Astrónomo Real, lo que confería más respaldo a los resultados, y también porque se usó el prestigio de su cargo para asegurar las expediciones. Eddington, aun cuando había obtenido imágenes poco importantes para la medición de la desviación de la luz en la misión que dirigió en la Isla Príncipe, había sido el que más había incentivado las expediciones. Y Davidson, que encabezó el viaje a Sobral, era uno de los grandes especialistas ingleses en eclipses.

No queda duda de que los datos fueron analizados e interpretados por Dyson y Eddington. Este trabajaba con tres posibles resultados de las mediciones, todos referidos a un rayo de luz que prácticamente tocaba el borde del disco solar: a) una desviación igual a cero; b) una desviación igual a 0,87 segundo de arco; y c) una desviación de 1,75 segundo de arco. La desviación inexistente o la segunda hipótesis refutaría la teoría de la relatividad general de Einstein. El primer valor significaría que la luz no era afectada por la acción de la gravitación, hipótesis posible sólo dentro de la teoría newtoniana. El segundo valor reforzaría las ideas de Newton, ya que podía ser calculado sólo mediante su teoría de la gravitación. El tercer resultado, finalmente, indicaría que la gravitación einsteiniana era la verdadera.

La nueva teoría se consagra

La medición del efecto previsto por Einstein no fue un proceso simple. En todas las placas fotográficas, las estrellas visibles estaban situadas a alguna distancia del Sol. Para calcular el valor de la desviación en el borde solar, era necesario considerar las distancias de cada estrella (y, por lo tanto, de sus rayos luminosos) al centro del Sol y aplicar la ley del decrecimiento de la desviación, dada por 1/r. Otros problemas de medida e interpretación -corrimientos o rotaciones de las placas- debían ser sustraídos para hacer el cálculo más preciso.

Como las fotografías de comparación no habían sido sacadas en el mismo momento y en el mismo lugar, otras diferencias, como la aberración y la difracción, provocadas por diversos factores, debían ser compensadas. También quedaban por corregirse los llamados errores sistemáticos. En consecuencia, eran varios los factores que podían influir en el resultado final, y esto determinaba que el análisis fuese extremadamente cuidadoso. Ninguna de las dificultades, sin embargo, era suficientemente grave para implicar una posible oposición al resultado final.

Una vez hecho el análisis, las medidas obtenidas con las fotografías del telescopio de cuatro pulgadas fueron consideradas las mejores, con una desviación media de 1,98 segundo de arco (con margen de error de ± 0,12). Las placas del astrógrafo de la Isla Príncipe dieron un valor medio para la desviación de 1,61 segundo de arco (con margen de error de ± 0,30, mayor que el de Sobral en función del menor número de estrellas visibles). Las placas del astrógrafo de Sobral dieron el valor de 0,92 segundo de grado (correspondiente a la segunda posibilidad teórica prevista por la teoría newtoniana), pero la baja calidad de las imágenes no permitió estimar el error probable, lo que las hacia carecer completamente de valor científico. Eddington, Dyson y Davidson prefirieron ignorarlo.

Tanto en ese artículo final como en el Joint Eclipse Meeting, realizado en Londres el 6 de noviembre de 1919, Eddington y Dyson no dejaron lugar a dudas, al afirmar que los resultados obtenidos en Sobral y en la Isla Príncipe confirmaban la teoría gravitatoria de Einstein (Figura 9).

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Fig 9
En noviembre de 1919, el diario inglés The Times, con el titulo de "Revolución en la ciencia", anunció el derrumbe de las ideas de Sir Isaac Newton sobre el universo.


El presente artículo no pretende discutir la recepción dada a esos resultados en Inglaterra y en otros lugares. Aquellos momentos especiales de la historia del conocimiento humano fueron descritos de muchas formas. Una de esas descripciones es la que el matemático y filósofo Alfred North Whitehead hizo del ambiente reinante en la reunión del 6 de noviembre, cuando la teoría de Einstein fue consagrada, destronando la teoría de la gravitación universal de Sir Isaac Newton, considerado por todos, hasta aquel día, el mayor científico de todos los tiempos: "La atmósfera de intensa emoción era exactamente igual a la que existe en el drama griego. Nosotros formábamos el coro que comentaba los decretos del destino, tal como son revelados por el devenir del acontecimiento supremo. Había un elemento dramático en aquella ceremonia, tan escénico y tan tradicional, que se desarrollaba teniendo como telón de fondo un retrato de Newton, que nos recordaba que la mayor de las generalizaciones científicas acababa, en aquel preciso momento, después de más de dos siglos, de recibir su primera modificación. Ningún interés personal se encontraba en juego: una gran aventura del pensamiento acababa, finalmente, de atracar, y de manera extremadamente correcta, en la orilla".


Fotos cedidas por el Observatorio Nacional, Río de Janeiro, Brasil
Material traducido de Ciência Hoje, volumen 20 N° 115, noviembre 1995


Lecturas sugeridas

  • Einstein, A., 1962, Relativity. The special and the general theory, Methven & Co.
  • Einstein, A. e Infeld, L., 1976 (3° edición), A evolução da física, Zahar Editores, Río de Janeiro.
  • Eisenstaedt, J., 1986, "La relativité générale à l'étiage 1915-1955", en Archive for History of Exact Sciences, vol. 35,pp. 115-185.
  • Heutschel, K., 1994, "Erwin Finlay Freundlich and testing Einstein’s theory of relativity", en Archive for History of Exact Sciences, vol. 47, pp. 143-2O1.
  • Will, C. M., 1989, Was Einstein right? Putting general relativity to the test, Oxford University, Oxford.
  • 1992, Eddington e Einstein, Gradiva, Lisboa.