1 de marzo de 2008

El planeta Mercurio y la teoría de la Relatividad General


Por Hugo Jara Goldenberg

Un extracto de este artículo fue publicado en la revista de divulgación astronómica Argo Navis (Nº 18)

De los cinco planetas visibles a simple vista, y por lo mismo conocidos ya desde la antigüedad, el más misterioso es el pequeño Mercurio. Debido a su cercanía al Sol, y a la gran velocidad de traslación que posee, su visualización ha sido siempre dificultosa. Sólo se le puede observar alternadamente como un objeto matutino (minutos antes de la salida del Sol) o como un objeto vespertino (por poco tiempo después del ocaso). Debido a esta característica los griegos pensaban que se trataba de dos cuerpos estelares distintos, y bautizaron como Apolo al que aparece en el amanecer y como Hermes al del atardecer. Pero pronto se dieron cuenta que se trataba del mismo cuerpo, al que finalmente reconocieron como Hermes y al cual, por su gran agilidad, se le encargó la importante misión de ser el mensajero de los dioses. Posteriormente los romanos le dieron el nombre con el que lo conocemos ahora.

Sin embargo, las complicaciones que mostraba Mercurio no se limitaban sólo a su difícil observación, también estuvieron presentes en los primeros intentos por establecer con precisión los valores de sus parámetros orbitales. Cuando Isaac Newton enunció la Ley de Gravitación Universal, fue posible elaborar un modelo matemático que permitía definir de manera inequívoca la órbita de cada uno de los integrantes de nuestro sistema planetario. Era tan precisa la mecánica newtoniana, que cuando se observaron anomalías en el movimiento calculado para Urano, se pudo predecir la existencia de un octavo planeta responsable de esa perturbación, el cual fue visto posteriormente y bautizado como Neptuno.

Pero el porfiado Mercurio se resistía a someterse a los cálculos teóricos. En particular, un movimiento característico de este planeta, el desplazamiento del perihelio, presentaba un valor significativamente diferente al calculado por los esquemas matemáticos oficiales (el perihelio es el punto en la órbita de un planeta más cercano al Sol). Desde hacía bastante tiempo los astrónomos se habían percatado que el lugar del espacio en donde se produce el máximo acercamiento de Mercurio al Sol no es fijo, sino que se va desplazando lentamente a lo largo de su órbita, y las ecuaciones de Newton permitían predecir ese movimiento con bastante precisión, una vez conocido el efecto gravitacional de los planetas vecinos. Pero el valor calculado para dicho desplazamiento, no concordaba con lo observado.

Por esta razón, durante mucho tiempo (gran parte del siglo XIX), la comunidad científica se inclinó a pensar que la anomalía en el desplazamiento del perihelio de Mercurio, era provocada por un planeta desconocido. Esta suposición llevó a que muchos astrónomos dedicaran sus vidas a buscar un hipotético astro intramercuriano (el mítico planeta Vulcano); incluso se calculó su órbita y más de alguno hasta creyó observarlo. Sin embargo esa cacería resultó infructuosa, y es que, a diferencia de lo que antes sucedió con Urano, la explicación al comportamiento anómalo de la órbita de Mercurio estaba más allá de la física clásica.

Una nueva física

Cuando Albert Einstein elaboró su famosa Teoría de la Relatividad General, no se limitó sólo a remecer los cimientos de la Física. Su revolucionaria propuesta tuvo también profundas implicancias en el terreno filosófico al modificar para siempre los conceptos de causalidad, determinismo y realidad. Pero estas nuevas ideas eran complejas y difíciles de aceptar, por lo cual se necesitaba encontrar pruebas que las avalaran. Es conocido el hecho que en un eclipse total de Sol ocurrido en el año 1919, se comprobó observacionalmente que la luz de las estrellas se curva en las cercanías del Sol. Este experimento confirmó, de manera espectacular, la validez de la nueva teoría y transformó, en vida, a su autor en el personaje popular y admirado que todos conocemos.

Sin embargo, para él esta no fue ninguna sorpresa, ya que cuatro años antes había comprobado la validez de la teoría, aplicando sus ecuaciones relativistas al movimiento del planeta Mercurio y logrando resolver, mediante ellas, el enigmático problema de la precesión de su perihelio. Lo que sucede es que Mercurio se encuentra tan cerca del Sol, que el Espacio-Tiempo a través del cual se desplaza, manifiesta ya una curvatura evidente, lo que hace que su trayectoria orbital tenga una dinámica diferente, sólo explicable con las ecuaciones relativistas de la Gravedad. En el escenario mercuriano la mecánica de Newton (concebida para un Universo plano, o casi plano) deja de ser válida.

Para Einstein, esta primera confirmación de su teoría fue motivo de gran alegría y, según sus propias palabras, durante días estuvo fuera de sí mismo. Y posteriormente, al evocar las extenuantes jornadas de cálculo realizadas para validar su hipótesis, recordaría haber sentido que sus sueños más osados se habían hecho realidad.

Así, de forma impensada, el pequeño y escurridizo planeta Mercurio jugó un rol clave en la conformación de un nuevo paradigma científico que, como pocos, ha entregado a la humanidad una nueva forma de ver y comprender la realidad.

6 comentarios:

OLED dijo...

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Anónimo dijo...

Hola!!
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tengo que hacer EL trabajo de fisica plan electivo para el miercoles que incluye este tema.
Te pasaste, está excelente! lo entendí todo, muchas gracias
=D

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Anónimo dijo...

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