Relatividad general
En un campo gravitatorio comparativamente débil para los estándares cósmicos – por ejemplo, en nuestra Tierra o en cualquier otro lugar de nuestro sistema solar – las predicciones de la teoría de la gravedad de Newton y las de la relatividad general difieren muy poco. Los físicos están aprovechando esta circunstancia para sistematizar la transición de una teoría a la otra de una manera muy útil: En el marco de las llamadas aproximaciones post-newtonianas, se añaden paso a paso a la teoría newtoniana términos de corrección que tienen en cuenta aproximadamente las desviaciones de la teoría de Einstein con respecto a la de Newton (para más información al respecto, véase el artículo destacado Paso a paso de Einstein a Newton).
El primer paso, en el que sólo se añaden los términos de corrección más importantes, conduce a la llamada primera aproximación post-newtoniana (1pN). Ésta ya contiene descripciones de la desviación de la luz en el campo gravitatorio y del desplazamiento relativista del perihelio. Esta aproximación se utiliza, por ejemplo, en los cálculos informáticos modernos de las órbitas planetarias en el sistema solar, pero también en la física de las estrellas de neutrones en órbita y en la astronomía de lentes gravitacionales. Pero la primera aproximación post-newtoniana es importante por otra razón: ¡puede generalizarse para obtener una especie de banco de pruebas de la relatividad general!
Teoría de la relatividad
La teoría de la relatividad suele englobar dos teorías físicas interrelacionadas de Albert Einstein: la relatividad especial y la relatividad general, propuestas y publicadas en 1905 y 1915, respectivamente[1] La relatividad especial se aplica a todos los fenómenos físicos en ausencia de gravedad. La relatividad general explica la ley de la gravitación y su relación con las fuerzas de la naturaleza[2]. Se aplica al ámbito cosmológico y astrofísico, incluida la astronomía[3].
La teoría transformó la física teórica y la astronomía durante el siglo XX, sustituyendo a una teoría mecánica de 200 años de antigüedad creada principalmente por Isaac Newton[3][4][5]. Introdujo conceptos como el espaciotiempo cuatridimensional como entidad unificada de espacio y tiempo, la relatividad de la simultaneidad, la dilatación cinemática y gravitatoria del tiempo y la contracción de la longitud. En el campo de la física, la relatividad mejoró la ciencia de las partículas elementales y sus interacciones fundamentales, además de marcar el comienzo de la era nuclear. Con la relatividad, la cosmología y la astrofísica predijeron fenómenos astronómicos extraordinarios como las estrellas de neutrones, los agujeros negros y las ondas gravitacionales[3][4][5].
Ecuación de la relatividad general
“Einstein tiene razón, al menos por ahora”, afirma Ghez, coautor principal de la investigación. “Podemos descartar absolutamente la ley de la gravedad de Newton. Nuestras observaciones concuerdan con la teoría general de la relatividad de Einstein. Sin embargo, su teoría se muestra definitivamente vulnerable. No puede explicar completamente la gravedad dentro de un agujero negro, y en algún momento necesitaremos ir más allá de la teoría de Einstein hacia una teoría más completa de la gravedad que explique qué es un agujero negro.”
Las leyes de la física, incluida la gravedad, deberían ser válidas en cualquier lugar del universo, afirmó Ghez, quien añadió que su equipo de investigación es uno de los dos únicos grupos del mundo que han observado cómo una estrella conocida como S0-2 realiza una órbita completa en tres dimensiones alrededor del agujero negro supermasivo situado en el centro de la Vía Láctea. La órbita completa dura 16 años, y la masa del agujero negro es unos 4 millones de veces la del Sol.
Los datos clave de la investigación fueron los espectros que el equipo de Ghez analizó los pasados meses de abril, mayo y septiembre mientras su “estrella favorita” realizaba su mayor aproximación al enorme agujero negro. Los espectros, que Ghez describió como el “arco iris de luz” de las estrellas, muestran la intensidad de la luz y ofrecen información importante sobre la estrella desde la que viaja la luz. Los espectros también muestran la composición de la estrella. Estos datos se combinaron con las mediciones que Ghez y su equipo han realizado durante los últimos 24 años.
Cómo llegó Einstein a la teoría de la relatividad
Jesse EmspakColaborador de Live ScienceJesse Emspak es colaborador de Live Science, Space.com y Toms Guide. Se centra en la física, la salud humana y la ciencia en general. Jesse tiene un máster en Periodismo por la Facultad de Periodismo de la Universidad de California en Berkeley y es licenciado por la Universidad de Rochester. Jesse se dedicó durante años a las finanzas y se curtió en periódicos locales, trabajando en política local y asuntos policiales. A Jesse le gusta mantenerse activo y es cinturón negro de kárate de tercer grado, lo que significa que ya sabe lo mucho que le queda por aprender.
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