Hablando de ciencia
Los astrónomos lograron algo que Einstein dijo que era imposible
Los astrónomos midieron el efecto de la enana blanca Stein 2051B, que aparece más grande en esta imagen del Telescopio Espacial Hubble, a la luz de una estrella más distante para calcular la masa de la enana blanca. Crédito de la imagen: (NASA, ESA, and K. Sahu at STScI)
Por Sarah Kaplan, Junio 13 de 2017
El propio Albert Einstein creía que no podía hacerse.
Unas pocas décadas después de publicar su teoría de la relatividad general, un colega preguntó al famoso físico si el concepto podía ser usado para calcular el peso de una estrella. Teóricamente, sí, fue su respuesta. Si una estrella pasaba delante de otra, la masa más estrecha de la estrella distorsionaría la luz de la estrella detrás de ella. Un científico experto podría entonces averiguar cuánto pesaba la estrella delantera midiendo el grado de esa distorsión.
Pero buena suerte realmente tratando de hacer este experimento. "No hay esperanza de observar este fenómeno directamente", escribió Einstein en un número de diciembre de 1936 de la revista Science. Dudaba que dos estrellas se alinearan tan perfectamente. E incluso si lo hicieron, estaba más allá de la capacidad de los mejores telescopios de la era para poner en foco un evento de este tipo.
Eso puede haber sido verdad hace 80 años. Pero Einstein no tenía manera de saber que la gente un día construiría un telescopio tan poderoso que podría ver galaxias a 10 mil millones de años luz de distancia, o que lanzaríamos este instrumento al espacio. Con el Telescopio Espacial Hubble, los astrónomos tenían la esperanza de probar que Einstein tenía razón en cuanto a la flexión de la luz, pero no con respecto a nuestra incapacidad para verla.
Las estrellas finalmente se alinearon en marzo de 2014, cuando Stein 2051B, una enana blanca a unos 18 años luz de la Tierra, pasó frente a una estrella de fondo más lejana. Las enanas blancas son los restos de enfriamiento de las estrellas muertas — esferas extremadamente densas de la materia que se forman cuando una estrella se ha quedado sin combustible para la fusión nuclear y se derrumba.
Como predicho por la teoría de Einstein, la gravedad de un objeto masivo como Stein 2051B hace que la estrella actúe como una lente, doblando la luz que pasa por ella. Este efecto, llamado lente gravitacional, es minúsculo. Stein 2051B aparece 400 veces más brillante que la estrella de fondo (que está a 5.000 años luz de la Tierra), por lo que medir la luz desviada es tan difícil como detectar una luciérnaga que se cierne cerca de una bombilla desde 1.500 millas de distancia.
Esta ilustración revela cómo la gravedad de una estrella enana blanca deforma el espacio y dobla la luz de una estrella distante detrás de ella. Crédito de la imagen: (NASA, ESA, and A. Feild at STScI)
Pero Hubble estaba a la altura del desafío. Cuando Stein 2051B eclipsó la estrella de fondo, la lente gravitacional hizo que la estrella de fondo parezca moverse en milisegundos segundos (la unidad usada para medir la distancia en el espacio). Los investigadores usaron esta pequeña deflexión para calcular que la masa de Stein 2051B es aproximadamente el 68 por ciento de la masa de nuestro sol — o 1,4 octillones (14 con 26 ceros). Sus resultados fueron publicados en la revista Science (81 años después de que Einstein escribió en la misma revista que tal hazaña era imposible) y presentado en una reunión de la Sociedad Astronómica Americana la semana pasada.
Poéticamente, fue este mismo fenómeno — la lente gravitatoria — lo que primero demostró la validez de la relatividad general hace casi 100 años. En 1919, apenas dos años después de que Einstein publicara su teoría, los astrónomos utilizaron el movimiento aparente de estrellas alrededor del sol durante un eclipse solar total para determinar que los cuerpos masivos como el sol deforman espacio-tiempo, haciendo que la luz se doble. Un siglo más tarde, incluso los aspectos más extravagantes de la teoría de Einstein aún están siendo probados: la expansión del universo y las ondas gravitatorias.
Aparte de ofrecer una rara oportunidad de contradecir a Einstein, el estudio de Stein 2051B ofreció una visión importante de la física de las estrellas enanas blancas. Ellos son los "fósiles" del universo, el astrofísico Terry Oswalt escribió para la Ciencia, y al igual que los fósiles, que ofrecen una visión importante de la evolución de las generaciones estelares pasadas. En 1935, el astrónomo ganador del Premio Nobel Subrahmanyan Chandrasekhar predijo que la masa de una estrella al morir determinaría si se derrumbó en una enana blanca o evolucionó a otro tipo de remanente estelar— una estrella de neutrones o un agujero negro.
Anteriormente, la masa de una enana blanca sólo podía medirse si orbitaba cerca de otra estrella, lo que permitía a los científicos medir la influencia gravitacional de los cuerpos celestes entre sí. El cálculo de los efectos de la lente gravitacional permite a los astrónomos medir la masa de cualquier enana blanca que puedan encontrar.
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Los astrónomos lograron algo que Einstein dijo que era imposible
Los astrónomos midieron el efecto de la enana blanca Stein 2051B, que aparece más grande en esta imagen del Telescopio Espacial Hubble, a la luz de una estrella más distante para calcular la masa de la enana blanca. Crédito de la imagen: (NASA, ESA, and K. Sahu at STScI)
Por Sarah Kaplan, Junio 13 de 2017
El propio Albert Einstein creía que no podía hacerse.
Unas pocas décadas después de publicar su teoría de la relatividad general, un colega preguntó al famoso físico si el concepto podía ser usado para calcular el peso de una estrella. Teóricamente, sí, fue su respuesta. Si una estrella pasaba delante de otra, la masa más estrecha de la estrella distorsionaría la luz de la estrella detrás de ella. Un científico experto podría entonces averiguar cuánto pesaba la estrella delantera midiendo el grado de esa distorsión.
Pero buena suerte realmente tratando de hacer este experimento. "No hay esperanza de observar este fenómeno directamente", escribió Einstein en un número de diciembre de 1936 de la revista Science. Dudaba que dos estrellas se alinearan tan perfectamente. E incluso si lo hicieron, estaba más allá de la capacidad de los mejores telescopios de la era para poner en foco un evento de este tipo.
Eso puede haber sido verdad hace 80 años. Pero Einstein no tenía manera de saber que la gente un día construiría un telescopio tan poderoso que podría ver galaxias a 10 mil millones de años luz de distancia, o que lanzaríamos este instrumento al espacio. Con el Telescopio Espacial Hubble, los astrónomos tenían la esperanza de probar que Einstein tenía razón en cuanto a la flexión de la luz, pero no con respecto a nuestra incapacidad para verla.
Las estrellas finalmente se alinearon en marzo de 2014, cuando Stein 2051B, una enana blanca a unos 18 años luz de la Tierra, pasó frente a una estrella de fondo más lejana. Las enanas blancas son los restos de enfriamiento de las estrellas muertas — esferas extremadamente densas de la materia que se forman cuando una estrella se ha quedado sin combustible para la fusión nuclear y se derrumba.
Como predicho por la teoría de Einstein, la gravedad de un objeto masivo como Stein 2051B hace que la estrella actúe como una lente, doblando la luz que pasa por ella. Este efecto, llamado lente gravitacional, es minúsculo. Stein 2051B aparece 400 veces más brillante que la estrella de fondo (que está a 5.000 años luz de la Tierra), por lo que medir la luz desviada es tan difícil como detectar una luciérnaga que se cierne cerca de una bombilla desde 1.500 millas de distancia.
Esta ilustración revela cómo la gravedad de una estrella enana blanca deforma el espacio y dobla la luz de una estrella distante detrás de ella. Crédito de la imagen: (NASA, ESA, and A. Feild at STScI)
Pero Hubble estaba a la altura del desafío. Cuando Stein 2051B eclipsó la estrella de fondo, la lente gravitacional hizo que la estrella de fondo parezca moverse en milisegundos segundos (la unidad usada para medir la distancia en el espacio). Los investigadores usaron esta pequeña deflexión para calcular que la masa de Stein 2051B es aproximadamente el 68 por ciento de la masa de nuestro sol — o 1,4 octillones (14 con 26 ceros). Sus resultados fueron publicados en la revista Science (81 años después de que Einstein escribió en la misma revista que tal hazaña era imposible) y presentado en una reunión de la Sociedad Astronómica Americana la semana pasada.
Poéticamente, fue este mismo fenómeno — la lente gravitatoria — lo que primero demostró la validez de la relatividad general hace casi 100 años. En 1919, apenas dos años después de que Einstein publicara su teoría, los astrónomos utilizaron el movimiento aparente de estrellas alrededor del sol durante un eclipse solar total para determinar que los cuerpos masivos como el sol deforman espacio-tiempo, haciendo que la luz se doble. Un siglo más tarde, incluso los aspectos más extravagantes de la teoría de Einstein aún están siendo probados: la expansión del universo y las ondas gravitatorias.
Aparte de ofrecer una rara oportunidad de contradecir a Einstein, el estudio de Stein 2051B ofreció una visión importante de la física de las estrellas enanas blancas. Ellos son los "fósiles" del universo, el astrofísico Terry Oswalt escribió para la Ciencia, y al igual que los fósiles, que ofrecen una visión importante de la evolución de las generaciones estelares pasadas. En 1935, el astrónomo ganador del Premio Nobel Subrahmanyan Chandrasekhar predijo que la masa de una estrella al morir determinaría si se derrumbó en una enana blanca o evolucionó a otro tipo de remanente estelar— una estrella de neutrones o un agujero negro.
Anteriormente, la masa de una enana blanca sólo podía medirse si orbitaba cerca de otra estrella, lo que permitía a los científicos medir la influencia gravitacional de los cuerpos celestes entre sí. El cálculo de los efectos de la lente gravitacional permite a los astrónomos medir la masa de cualquier enana blanca que puedan encontrar.
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