El legendario físico Albert Einstein fue un pensador adelantado a su tiempo. Nacido el 14 de marzo de 1879, Einstein entró en un mundo donde aún no se había descubierto el planeta enano Plutón, y la idea de los vuelos espaciales era un sueño lejano. A pesar de las limitaciones técnicas de su tiempo, Einstein publicó su famosa teoría de la relatividad general en 1915, que hizo predicciones sobre la naturaleza del universo que se demostrarían precisas una y otra vez durante más de 100 años.
Aquí hay 10 observaciones recientes que demostraron que Einstein tenía razón sobre la naturaleza del cosmos hace un siglo, y una que demostró que estaba equivocado.
- La primera imagen de un agujero negro
La teoría de la relatividad general de Einstein describe la gravedad como una consecuencia de la deformación del espacio-tiempo; básicamente, cuanto más masivo es un objeto, más curvará el espacio-tiempo y hará que objetos más pequeños caigan hacia él. La teoría también predice la existencia de agujeros negros, objetos masivos que deforman tanto el espacio-tiempo que ni siquiera la luz puede escapar de ellos.
Cuando los investigadores que usaron el Event Horizon Telescope (EHT) capturaron la primera imagen de un agujero negro, demostraron que Einstein tenía razón sobre algunas cosas muy específicas, a saber, que cada agujero negro tiene un punto de no retorno llamado horizonte de eventos, que debe ser aproximadamente circular y de un tamaño predecible basado en la masa del agujero negro. La innovadora imagen del agujero negro del EHT mostró que esta predicción era exactamente correcta.
- ‘ecos’ de agujeros negros
Los astrónomos demostraron que las teorías de los agujeros negros de Einstein eran correctas una vez más cuando descubrieron un extraño patrón de rayos X emitidos cerca de un agujero negro a 800 millones de años luz de la Tierra. Además de las emisiones de rayos X esperadas que destellan desde el frente del agujero negro, el equipo también detectó los “ecos luminosos” predichos de luz de rayos X, que se emitieron detrás del agujero negro pero aún son visibles desde la Tierra debido a la forma en que el agujero negro dobló el espacio-tiempo a su alrededor.
3. Ondas gravitacionales
La teoría de la relatividad de Einstein también describe enormes ondas en el tejido del espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales. Estas ondas son el resultado de fusiones entre los objetos más masivos del universo, como los agujeros negros y las estrellas de neutrones. Usando un detector especial llamado Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO), los físicos confirmaron la existencia de ondas gravitacionales en 2015 y han seguido detectando docenas de otros ejemplos de ondas gravitacionales en los años posteriores, demostrando que Einstein tenía razón una vez más.
4. Compañeros tambaleantes del agujero negro
El estudio de las ondas gravitacionales puede revelar los secretos de los objetos masivos y distantes que las liberaron. Al estudiar las ondas gravitatorias emitidas por un par de agujeros negros binarios que chocaron lentamente en 2022, los físicos confirmaron que los objetos masivos se tambalearon, o precedieron, en sus órbitas a medida que giraban cada vez más cerca uno del otro, tal como predijo Einstein.
- Una estrella de espirógrafo ‘bailando’
Los científicos vieron la teoría de la precesión de Einstein en acción una vez más después de estudiar una estrella que orbita un agujero negro supermasivo durante 27 años. Después de completar dos órbitas completas del agujero negro, se vio que la órbita de la estrella “bailaba” hacia adelante en un patrón de roseta en lugar de moverse en una órbita elíptica fija. Este movimiento confirmó las predicciones de Einstein sobre cómo un objeto extremadamente pequeño debería orbitar alrededor de uno comparativamente gigantesco.
- Una estrella de neutrones que “arrastra marcos”
No son solo los agujeros negros los que doblan el espacio-tiempo a su alrededor; las cáscaras ultradensas de las estrellas muertas también pueden hacerlo. En 2020, los físicos estudiaron cómo una estrella de neutrones orbitaba alrededor de una enana blanca (dos tipos de estrellas muertas colapsadas) durante los 20 años anteriores y encontraron una deriva a largo plazo en la forma en que los dos objetos se orbitaban entre sí. Según los investigadores, esta deriva probablemente fue causada por un efecto llamado arrastre de fotogramas; esencialmente, la enana blanca había tirado del espacio-tiempo lo suficiente como para alterar ligeramente la órbita de la estrella de neutrones con el tiempo. Esto, nuevamente, confirma las predicciones de la teoría de la relatividad de Einstein.
- Una lupa gravitatoria
Según Einstein, si un objeto es lo suficientemente masivo, debería doblar el espacio-tiempo de tal manera que la luz distante emitida detrás del objeto parecerá ampliada (como se ve desde la Tierra). Este efecto se llama lente gravitacional y se ha utilizado ampliamente para sostener una lupa hacia objetos en el universo profundo. Famosamente, la primera imagen de campo profundo del telescopio espacial James Webb usó el efecto de lente gravitacional de un cúmulo de galaxias a 4.600 millones de años luz de distancia para aumentar significativamente la luz de las galaxias a más de 13.000 millones de años luz de distancia.
- Ponle un anillo de Einstein
Una forma de lente gravitacional es tan vívida que los físicos no pudieron evitar ponerle el nombre de Einstein. Cuando la luz de un objeto distante se magnifica en un halo perfecto alrededor de un objeto masivo en primer plano, los científicos lo llaman “anillo de Einstein”. Estos asombrosos objetos existen en todo el espacio y han sido fotografiados por astrónomos y científicos ciudadanos por igual.
- El universo cambiante
A medida que la luz viaja por el universo, su longitud de onda cambia y se estira de varias maneras diferentes, lo que se conoce como corrimiento al rojo. El tipo más famoso de corrimiento al rojo se debe a la expansión del universo. (Einstein propuso un número llamado constante cosmológica para dar cuenta de esta aparente expansión en sus otras ecuaciones). Sin embargo, Einstein también predijo un tipo de “corrimiento al rojo gravitatorio”, que ocurre cuando la luz pierde energía al salir de una depresión en el espacio-tiempo creada por objetos masivos, como las galaxias. En 2011, un estudio de la luz de cientos de miles de galaxias distantes demostró que el corrimiento al rojo gravitacional realmente existe, como sugirió Einstein.
10. Átomos en movimiento
Las teorías de Einstein también son válidas en el ámbito cuántico, al parecer. La relatividad sugiere que la velocidad de la luz es constante en el vacío, lo que significa que el espacio debería verse igual desde todas las direcciones. En 2015, los investigadores demostraron que este efecto es cierto incluso en la escala más pequeña, cuando midieron la energía de dos electrones que se mueven en diferentes direcciones alrededor del núcleo de un átomo. La diferencia de energía entre los electrones permaneció constante, sin importar en qué dirección se movieron, lo que confirma esa parte de la teoría de Einstein.
¿Te equivocas con la ‘acción espeluznante a distancia?’
En un fenómeno llamado entrelazamiento cuántico, las partículas enlazadas aparentemente pueden comunicarse entre sí a través de grandes distancias más rápido que la velocidad de la luz, y solo “eligen” un estado para habitar una vez que se miden. Einstein odiaba este fenómeno, ridiculizándolo como “espeluznante acción a distancia”, e insistía en que ninguna influencia puede viajar más rápido que la luz, y que los objetos tienen un estado, ya sea que los midamos o no.
Pero en un experimento global masivo en el que se midieron millones de partículas entrelazadas en todo el mundo, los investigadores descubrieron que las partículas parecían elegir un estado solo en el momento en que se midieron, y no antes.
“Demostramos que la visión del mundo de Einstein… en la que las cosas tienen propiedades, ya sea que las observes o no, y ninguna influencia viaja más rápido que la luz, no puede ser cierta; al menos una de esas cosas debe ser falsa”, dijo el coautor del estudio, Morgan Mitchell. , profesor de óptica cuántica en el Instituto de Ciencias Fotónicas de España, dijo a WordsSideKick.com en 2018.
Con información de LiveScience
