Einstein tiene razón de nuevo, Relatividad General aprueba una vez más.
En estos días del Covid-19, es bueno encontrar información de un tema distinto, y estos ejemplos publicados en los medios de comunicación y recopilados entre otros medios como el diario "La Jornada", atendamos la voz de los expertos
Observaciones realizadas con el Very Large Telescope (VLT) han revelado, por primera vez, que la estrella que orbita el agujero negro supermasivo que hay en el centro de la “Vía Láctea”, se mueve tal y como lo predijo la teoría de la relatividad de Albert Einstein.
Su órbita tiene forma de rosetón (y no de elipse, como sugería la teoría de la gravedad de Isaac Newton). Este resultado tan buscado fue posible gracias a las mediciones, cada vez más precisas, llevadas a cabo a lo largo de casi treinta años, lo que ha permitido a los científicos desbloquear los misterios del gigante que acecha en el corazón de nuestra Galaxia.
La relatividad de Einstein predice que las órbitas enlazadas de un objeto alrededor de otro no están cerradas, como en la gravedad newtoniana, sino que tienen “un movimiento de precesión” (respecto al eje) hacia adelante. Este famoso efecto –descubierto en la órbita del planeta Mercurio alrededor del Sol– fue la primera evidencia en favor de la relatividad general.
Por cierto, mañana 18 de abril, se cumplirán sesenta y cinco años del fallecimiento de Einstein.
Pero debieron transcurrir cien años, desde el 29 de mayo de 1919 en que se realizó la verificación, durante un eclipse total del Sol, de la curvatura de los rayos de luz, para que los científicos hayan detectado el mismo efecto en el movimiento de una estrella que orbita la fuente de radio compacta Sagitario A*, en el centro de la Vía Láctea. Este avance observacional fortalece la evidencia de que Sagitario A* debe ser un agujero negro supermasivo de cuatro millones de veces la masa del Sol, afirma Reinhard Genzel, director del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) en Garching (Alemania), y artífice del programa de 30 años de duración que ha llevado a este resultado.
Situado a veintiséis mil años luz del Sol, Sagitario A* y el denso cúmulo de estrellas que hay a su alrededor, proporcionan un laboratorio único para poner a prueba la física en un régimen de gravedad extremo e inexplorado. Una de estas estrellas, S2, se precipita hacia el agujero negro supermasivo desde una distancia de menos de veinte mil millones de kilómetros (esto equivale a ciento veinte veces la distancia entre el Sol y la Tierra), lo que la convierte en una de las estrellas más cercanas en órbita alrededor del gigante masivo.
En su aproximación más cercana al agujero negro, S2 atraviesa el espacio a casi al tres por ciento de la velocidad de la luz, completando una órbita una vez cada 16 años. Tras seguir a la estrella en su órbita durante más de dos décadas y media, las mediciones detectan, de manera robusta, la precesión Schwarzschild de S2 en su camino alrededor de Sagitario A*, declara Stefan Gillessen, líder del análisis publicado ayer en la revista “Astronomy & astrophysics”.
Cabe mencionar que la mayoría de las estrellas y planetas tienen una órbita no circular y, por lo tanto, se acercan y se alejan del objeto alrededor del cual giran. La órbita de S2 tiene un movimiento de precesión, lo que significa que la ubicación de su punto más cercano al agujero negro supermasivo cambia con cada giro, de modo que la siguiente órbita gira con respecto a la anterior, creando una forma de rosetón. La teoría de la relatividad proporciona una predicción precisa de cuánto cambia su órbita y las últimas mediciones de esta investigación coinciden exactamente. Este efecto, conocido como “precesión Schwarzschild”, no se había medido nunca antes en una estrella alrededor de un agujero negro.
El estudio realizado con el VLT, un telescopio del ESO (European Southern Research) ayuda también a saber más sobre los alrededores del agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. Debido a que las mediciones de S2 se ajustan tan bien a la “Relatividad General”, podemos establecer límites estrictos sobre la cantidad de material invisible (como materia oscura o posibles agujeros negros más pequeños) que hay alrededor de Sagitario A*, señalan Guy Perrin y Karine Perraut, científicos franceses del proyecto, que añaden que esto permite entender la formación y evolución del agujero negro.
Este resultado es la culminación de veintisiete años de observaciones de la estrella S2 utilizando, durante la mayor parte de este tiempo, una flota de instrumentos instalados en el VLT de ESO, ubicado en el desierto de Atacama, en Chile. El número de puntos de datos que marcan la posición y la velocidad de la estrella atestigua la minuciosidad de esta investigación: más de 330 mediciones con Instrumentos Gravity, Sifoniy Naco. Dado que S2 tarda años en orbitar el agujero negro supermasivo, fue crucial seguir a la estrella durante casi tres décadas.
La investigación fue realizada por un equipo internacional liderado por Frank Eisenhauer, del MPE, con colaboradores de Francia, Portugal, Alemania y ESO. El equipo conforma la colaboración Gravity, que lleva el nombre del instrumento que desarrollaron para el Interferómetro VLT, que combina la luz de los cuatro telescopios VLT de ocho metros formando un súper telescopio (con una resolución equivalente a la de un telescopio de 130 metros de diámetro).
El mismo equipo dio a conocer, en 2018, otro efecto predicho por la teoría de la relatividad: vieron la luz recibida de S2 estirándose a longitudes de onda más largas a medida que la estrella pasaba cerca de Sagitario A*.
El resultado anterior demostró que la luz emitida por la estrella experimenta los efectos predichos por la Teoría de la Relatividad General. Ahora hemos establecido que la propia estrella sufre los efectos de la relatividad general, afirma Paulo García, investigador del Centro de Astrofísica y Gravitación de Portugal y uno de los científicos principales del proyecto Gravity.
Es importante señalar que esta información podrá servir para que se llegue a descubrir alguna de las características de la mayor parte de la materia y energía que constituye el Universo y me permito citar al Astrónomo chileno José María Maza Sancho, uno de los más reconocidos astrónomos de Latinoamérica, quien dice que la investigación sirve para que estemos vivos.
Nos confía: “es la ciencia la que trabaja para evitar más muertes tempranas. Recuerda que la historia ha revelado su importancia en la vida porque, cuando él era niño, en su natal Valparaíso, el promedio de vida no era de más de 50 años. Pero hoy día, la cifra casi se duplica. Él lo confirma con su mamá, española republicana que llegó al Cono Sur como exiliada del franquismo. Tiene 91 años y eso es gracias a la ciencia.”.
Valga la metáfora para el Premio Nacional de Ciencias Exactas 1999, punta de lanza de una generación de brillantes astrónomos, y quien ha destacado como un gran divulgador, que ha tenido la paciencia de escribir libros, como “Somos Polvo de Estrellas”, que se ha editado unas 22 veces y que la temporada de contingencia detuvo su promoción.
Uno de los grandes asuntos de la ciencia, asegura el astrónomo, es que el ser humano no se reconoce como parte del universo, pero somos fabricados de átomos, igual que las estrellas.
El doctor explica: “lo lindo es que la ciencia a través de evidencias nos ha hecho ver que los átomos de nuestro cuerpo, de la Tierra, de todo lo que nos rodea, fueron hechos en el interior de una estrella”. Venimos de ellas, sostiene el experto, autor de unos 120 artículos y libros como “Astronomía contemporánea y Supernovas”.
Lo que publica el doctor y astrónomo Maza en su libro es lo que han dicho varios: que no sólo estamos unidos con el universo, sino que estamos conectados con las estrellas, que son las primeras que nacen y que no tienen otros elementos que el hidrógeno y el helio, y en su interior es donde se fragua lentamente, primero más helio, luego carbón, nitrógeno, oxígeno... y todos los elementos químicos que constituyen lo que nos rodea”.
Hay que recordar que siete mil millones de personas en el planeta estamos unidos, pero también somos parte de un todo más grande: el universo.
Carl Sagan decía que somos material estelar y María Teresa Ruiz planteaba en un libro que somos hijos de las estrellas.
Ahora, en su cita editorial, Maza asevera: la historia cambia de nombre, pero el contenido es el mismo: todos los átomos que componen nuestro cuerpo, salvo el hidrógeno, han sido fabricados al interior de una estrella.
El tiempo, el espacio y la materia se originaron con una explosión inicial: el “Big Bang”, hace 13 mil 800 millones de años.
“Todo lo que podemos ver con los telescopios más grandes del mundo está reducido a un punto que una vez explotó. No hay antes del “Big Bang”, en el estricto rigor; pero yo debería decir: no lo sabemos. Si hubo algo antes de que todo lo que vemos fuera un punto, no podemos indagarlo. De alguna manera es parecido como la historia de cada uno de nosotros.”
Simplifica: “les digo a los jóvenes en mis conferencias: ¿qué hacían, por ejemplo, en 1970? Muchos me ven con asombro y aseguran que aún no nacían. Pues le respondo que yo no estaba en la Primera Guerra Mundial, porque mi historia comienza después. La historia de cada uno de nosotros empieza en el momento de nuestro alumbramiento. Entonces, no puedo indagar de mi vida hasta el minuto en qué nací, no puedo ir más atrás. Lo mismo pasa con el universo: no puedes ir atrás del “Big Bang” porque no hay ninguna manera de indagar”.
De acuerdo con José Maza, preguntarse qué había antes no es un tema para la ciencia, que “no es meditación trascendental. Son datos. El antes del “Big Bang” creo que es una manera entretenida de conversación entre filósofos o teólogos”.
La ciencia, asegura el divulgador, es como una investigación de detectives tipo Sherlock Holmes, quien iba al lugar, entrevistaba y juntaba evidencias. No meditaba sobre el crimen. La ciencia es una investigación permanente. Primero, se hace una hipótesis, que diga: creo que esto debe ser así y asá, y otros colegas, en otro lado, comienzan a probar si es verosímil o no, y en la medida en que todo mundo va acumulando datos, se va estableciendo una verdad.
Asimismo destaca algunas de las grandes incógnitas de la astronomía, como las de la materia y la energía oscuras, que espero se resuelvan en el siglo XXI.
Argumenta: la materia común y corriente es alrededor de sólo el cinco por ciento de todo lo que hay (lo que han captado todo tipo de instrumentos astronómicos); veinticinco por ciento es “materia oscura”, y el setenta por ciento restante es la “energía oscura”. Los astrónomos lo único que vemos es la materia común y a partir de lo que vemos en ella, tenemos que deducir qué hace la “materia oscura” (que no la vemos), y también tenemos que inferir qué es y cuál es la cuantía de la “energía oscura”. Confío en que en los diez años próximos deberíamos saber en qué consiste la “materia oscura”.
Recalca: “El setenta por ciento de la energía total del universo proviene del espacio vacío, a lo que llamamos “energía oscura”, que, a decir verdad, no tenemos la menor idea de qué es, pero posiblemente esté acelerando la expansión del universo.
Respecto de la “materia oscura”, se hacen investigaciones, como las del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN, por su siglas en francés) con su Gran Colisionador de Hadrones, la máquina más grande construida por el ser humano, con la que se descubrió en 2012 la partícula llamada “Bosón de Higgs”.
Dicho bosón es sólo una más de entre un zoológico de partículas, las cuales tienen características que las hacen únicas. Entonces, puede que en el CERN encuentren partículas que correspondan a la materia oscura, comenta.
Ahora bien: “la “energía oscura” es un tema más difícil y no sé si en veinte años vamos a tener una respuesta a su enigma.
Otra interrogante es saber si podemos reconocer algún planeta que esté girando en torno a otra estrella. Todos los telescopios grandes quieren responder si hay vida en los “exoplanetas”, como los han llamado.
Y por lo expuesto en el logro comunicado en primer término, se avanza un poco con cada resultado obtenido, como lo es encontrar que la gravedad afecta a los grandes cuerpos estelares, por igual que a los rayos de luz.
Seguiremos aprendiendo sin lugar a dudas.
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