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La luz no es atraída por la gravedad

Siguiendo con el diminuto homenaje a Albert Einstein iniciado en el artículo anterior por el centenario de la publicación de la Teoría de la Relatividad General, voy a tratar un error que aparece a menudo.

Los rayos de luz se curvan al pasar cerca de una gran masa (una estrella, por ejemplo) porque la luz es atraída por la gravedad.
Existen dos teorías científicas sobre la gravedad, la de Isaac Newton y la de Albert Einstein, que dan una explicación diferente del hecho de que si abandonamos una piedra en el aire, cae al suelo.

Newton inventa una fuerza de atracción a distancia: un objeto de masa es atraído por otro con una fuerza proporcional al producto de las dos masas (ya que se atraen ambas entre sí) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (como la superficie de una esfera, 4?r2, aumenta con el radio al cuadrado, la fuerza debe disminuir de igual forma, ya que debe repartirse por toda la superficie).

Según Newton, como la luz no tiene masa, no es atraída por la fuerza de la gravedad, y punto.

En la explicación de Newton hay un problema: ¿existen las fuerza mecánicas a distancia? ¿existen las fuerzas mecánicas de atracción? nadie las “ha visto”, solo fuerzas de empuje y en contacto, las que produce un muelle, una cuerda, un golpe, la presión...

Por lo que Einstein se pregunta ¿qué fuerza es la que empuja un cuerpo cuando se encuentra cerca de otro de mayor masa? Y se responde: ninguna. Entonces, necesita una explicación sustitutiva: la masa deforma el espacio acercándolo hacia ella (ver artículo anterior). Así, un objeto que se encuentra parado cerca de otro más masivo no cae atraído por él, sino que el espacio se mueve hacia la masa mayor y el objeto es arrastrado hacia el mayor.

Si esto es verdad, la trayectoria de un rayo de luz se curvará al pasar cerca de una estrella. Este hecho ha sido comprobado experimentalmente muchas veces.

Según esta teoría, la luz, que siempre se mueve en línea recta en un medio, al acercarse a una gran masa, sigue moviéndose en línea recta, pero en un espacio que ya no es plano, sino que está curvado, por acercarse a la gran masa. El resultado es que alguien que mira desde fuera ve que la luz se curva; aunque en realidad sigue un camino recto en un espacio curvo.

¿Pero eso no es que la masa atrae a la luz? No, porque en la teoría de la gravedad de Einstein no hay atracciones, sino desplazamientos en un espacio curvo, no existe la “Fuerza” de la Gravedad.

Al decir “la luz se curva porque es atraída por la masa” estamos intentando explicar lo que hace la luz en la teoría de Einstein con expresiones de la de Newton: un sinsentido.

Es una forma de expresar los efectos derivados de la nueva teoría en términos de la vieja, como si yo dijera “el movimiento de los planetas se explica fácilmente si pensamos que se mueven alrededor del Sol, mientras este se mueve alrededor de la Tierra”. Por cierto que hubo quien lo dijo.

Eclipse lunar

La madrugada del 27 al 28 de septiembre hemos podido asistir a un eclipse de luna total, visible desde toda la Península. La noche además acompañó, estando el cielo completamente despejado. El evento se produjo aproximadamente entre las tres y las seis y media de la madrugada, con la fase total entre las cuatro y diez y las cinco y veinte. La foto está tomada alrededor de las seis de la mañana, en fase parcial de salida de la sombra terrestre. Se da la circunstancia de que la luna se encontraba en esa fecha en el perigeo de su órbita, es decir, en el punto más cercano a la Tierra, con lo que el tamaño aparente del satélite es el mayor posible, alrededor de un 14% superior al de su punto más alejado: es lo que se suele llamar una “superluna”. La foto está tomada desde Guijosa con una cámara Panasonic TZ-70, con focal equivalente en 35 mm de un teleobjetivo de 720 mm, algo recortada posteriormente.

La sombra de la Torre del Gallo: un apunte

La foto grande está tomada la tercera semana de agosto, justo en el momento en el que el sol sale sobre el horizonte (ocho de la mañana aproximadamente). Son los últimos días en que hemos podido ver este año la sombra de la Torre del Gallo sobre el muro Este de la Torre del Reloj. No volveremos a disfrutar de esta escena hasta la tercera semana de abril. El sol, en su recorrido aparente sobre la cúpula del cielo, pasado el solsticio de verano emerge cada día un poco más tarde y algo más al Norte sobre el horizonte oriental.

Llega un momento en el que la alineación del sol naciente con la torre del gallo se prolonga más allá del borde de la torre del reloj, formando una linea imaginaria que cortaría la balaustrada que une las dos torres de la fachada principal. A partir del solsticio de invierno el movimiento se invierte: empieza a amanecer cada día más pronto y con el sol en posición ligeramente más al Sur sobre el horizonte. Esto hace que, un día de abril, la sombra vuelva a aparecer sobre la torre del mediodía, creando una escena mágica que se podrá observar durante unos tres meses y medio, solo durante aproximadamente una hora alrededor de la amanecida, y en la que no muchos seguntinos han reparado (foto pequeña: 10 de agosto). Intentaremos volver sobre esto con más detalle allá por la primavera, para recordarlo y que nadie se lo pierda.

Muy poca gente entiende la Relatividad General

El 25 de noviembre de 1915 Albert Einstein publicó la Teoría de la Relatividad General (en unos días celebraremos el primer centenario), y se dice que muy poca gente la entiende. Esto es verdad, es difícil, pero es que tampoco se suele explicar muy bien. Por eso voy a intentar explicarla un poquito, deshaciendo a la vez algún error.

La Teoría de la Relatividad General se basa en que la masa curva el espacio.

Sin necesidad de la famosa Ley de la Gravitación Universal de Newton, la explicación de esta teoría de la gravedad sería: la masa (por ejemplo la del Sol) curva el espacio haciendo de él una especie de embudo, como el de la figura que acompaña a este artículo, produciendo que un planeta (por ejemplo la Tierra) caiga hacia el Sol.

En la imagen vemos un corte horizontal del espacio que se curva por efecto de la gigantesca masa del Sol. Esta es una “foto” del espacio en cualquiera de las infinitas direcciones alrededor del astro. Habría infinitos “embudos”, deformando el plano del espacio en cada dirección alrededor del Sol.

En esta “foto” la masa del Sol curva el espacio como si lo pusiéramos en una red elástica, mientras que laTierra se mueve en círculos alrededor de Sol, sin caer en él ni alejarse del mismo, porque sobre el planeta confluyen dos acciones iguales: una centrífuga, consecuencia de la inercia y que trata de alejarlo del Sol (la “fuerza centrífuga” es físicamente una fuerza ficticia,consecuencia de la inercia), y otra centrípeta hacia el Sol que contrarresta a la primera.

Hasta aquí todo perfecto. Tenemos que el espacio es curvo, que la Tierra gira a su alrededor y que está empujado por una “fuerza” dirigida hacia afuera, que contrarresta la fuerza dirigida hacia adentro. ¡Pero un momento…! ¿Cuál es la fuerza centrípeta? ¿No decíamos que no hay fuerza de la gravedad?

Para entenderlo necesitamos pasar de la fotografía al cine y ver la “película”. Lo que nos falta es añadir la suposición de que el espacio se está acercando continuamente hacia el Sol, concentrándose continuamente en la masa, haciéndonos creer que el Sol atrae a la Tierra.

Ahora sí: la Tierra está moviéndose en un círculo alrededor del Sol que cada vez está más cerca del astro rey, haciéndose más pequeño, porque el espacio en el que se encuentra se mueve hacia el Sol. Es este movimiento (otra fuerza ficticia) el que contrarresta el efecto de la inercia, que lo alejaría continuamente del Sol, y que sostiene a la Tierra en una órbita estable, y real, alrededor del Sol.

Por lo tanto, la afirmación del principio (la masa curva el espacio), siendo verdad, es solo media verdad, y ya decía Antonio Machado “¿Dijiste media verdad? Dirán que mientes dos veces si dices la otra mitad”.

La frase completa, para que don Antonio no nos señale como mentirosos dobles, debe ser: La Teoría de la Relatividad General se basa en que la masa curva el espacio continuamente, al acercarlo hacia el interior de la propia masa.

Esto es lo que quiere (y en mi opinión no logra) mostrar el dibujito del “embudo” alrededor del Sol: la masa “tragándose” el espacio.

Las primeras palabras en la Luna

¿Sabes lo que dijo el segundo hombre que llegó a la Luna?
- No, ¿qué dijo?
- No lo recuerda nadie, solo se recuerda al primero.
[De la serie StarTreck, Enterprise].

Falsa creencia. Las primeras palabras que digo Neil Armstrong en la Luna fueron “Este es un pequeño paso para un hombre, pero un gran paso para la humanidad”.

La frase que se supone que dijo es: “That’s one small step for a man, a giant leap for mankind” que se suele traducir por la frase mencionada.

Esta cita ha sido discutida en EE. UU. porque Armstrong, en su prisa por bajar del módulo lunar, prácticamente no pronunció el artículo indeterminado inglés “a”, quedando “Este es un pequeño paso para el Hombre, pero un gran paso para la humanidad”, ya que en inglés no se incluye el artículo determinado “the” para referirse a un nombre genérico como “man” en el sentido de especie.En ese caso, se trataría de una contradicción.

Recientemente se ha visto que en la grabación original, entre “step” y “man” hay una pequeña parada, un ligero gruñido que nos dice que Armstrong, en su precipitación, prácticamente se comió la “a”, pero que estaba en su cerebro decirla. Es uno de esos defectos del habla común, como en español decimos “Plaza Castilla” con un ligero ruido entre “Plaza” y “Castilla” que no es un “de” real, sino una especie de “d” sorda.

Aceptamos que Armstrong quiso decir lo que todos recordamos, pero ¿fue esa la primera frase que dijo en la Luna?

Según la novela histórica de Ton Wolfe Lo que hay que tener, en el primer proyecto espacial tripulado, el Programa Mercury, los ingenieros dirigidos por Werner Von Braun decidieron no poner instrumentos de pilotaje de las naves, fiándolo todo a los cálculos realizados previamente en la planificación de las misiones; pero los astronautas, que eran pilotos militares de pruebas, se quejaron, aduciendo que eran pilotos y no monos. Resuelto el incidente, se instalaron instrumentos de navegación para que los astronautas pudieran pilotar. Verdad o ficción, los instrumentos salvaron la vida de Armstrong y Aldrin.

El aterrizaje del Apolo XI estuvo muy cerca del desastre. En el volumen que quedaba entre el módulo lunar, el Eagle (Águila), en el que se instalaron Armstrong y Aldrin, y el módulo de mando, Columbia, en el que permanecía Collins, quedó encerrada una cantidad de aire. Al hacerse la separación de ambos en el vacío, este aire produjo una pequeña explosión como la de una botella de cava y el módulo salió impulsado horizontalmente.

Este impulso fue suficiente para hacer que el módulo lunar se pasara el punto de aterrizaje previsto, llamado Tranquilty Base. Armstrong, que había sido elegido como Comandante por su sangre fría, tomó los mandos de la nave y buscó un nuevo punto de aterrizaje, pasaron los picos de unas montañas y, cuando solo quedaban algunos segundos del combustible asignado al descenso, aterrizó en una pequeña llanura.

Tras esos minutos de tensión, Armstrong solo pudo decir “Houston, aquí Base Tranquilidad. El Águila ha aterrizado”.

Estas fueron realmente las primeras palabras pronunciadas por un ser humano en la Luna. De las siguientes, las de Aldrin, no me acuerdo.

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