L'eclipsi que ho va canviar tot

Avui fa cent anys, l'observació del Sol ocult darrere la Lluna va permetre comprovar la validesa de la Teoria General de la Relativitat d'Albert Einstein
L'eclipsi de Sobral de 1919 en una de les fotografies d'Arthur Eddington
L'eclipsi de Sobral de 1919 en una de les fotografies d'Arthur Eddington | Domini Públic

El 29 de maig de 1919, avui fa un segle, dues expedicions organitzades per la Reial Societat Astronòmica de Londres van fotografiar un eclipsi total de Sol amb un objectiu molt concret: comprovar la validesa de la teoria general de la relativitat. Publicada pel físic Albert Einstein (1879-1955) tres anys abans, el 1916, aquesta teoria revolucionària prediu que un raig de llum que passi a prop d’un cos amb prou massa, com ara el Sol, es desviarà lleugerament de la seva trajectòria rectilínia. Aquest efecte, conegut com a deflexió de la llum, no només és present a la teoria d'Einstein sinó que també es pot deduir a partir de la llei de la gravitació universal d'Isaac Newton (1642-1727) si considerem que la llum està formada per corpuscles -fotons- que són atrets per la gravetat. La diferència entre totes dues teories és que, segons Einstein, el valor de la deflexió és el doble que segons les lleis de Newton.

 

L'eclipsi era una oportunitat perfecta per observar les estrelles que es troben més a prop del Sol i comprovar quina de les dues teories explicava millor la gravitació. Durant la fase total d'un eclipsi, es poden comparar les posicions de les estrelles durant l'eclipsi amb les que s'obtenen durant una nit qualsevol, quan el Sol està més allunyat. Així, es pot calcular la deflexió que causa la seva presència, i aquest va ser l'objectiu de les dues expedicions que van viatjar fins a Sobral, al Brasil; i a l'illa de Príncipe, al golf de Guinea. Els valors que van obtenir van donar el suport definitiu a la teoria general de la relativitat d'Einstein i va obrir la porta a que se la considerés "un dels assoliments més grans del pensament humà", en paraules del Premi Nobel de Física J.J. Thompson. La publicació dels resultats del viatge a la premsa de  l'època, a més, van ser l'inici de la transformació d'Albert Einstein en tota una icona del segle XX.

Albert Einstein el 1920
Albert Einstein el 1920 | Domini Públic

 

Tot i que el físic alemany havia presentat la seva teoria general de la relativitat el 1915, fins avui fa cent anys encara no havia estat provada. El primer intent, durant un eclipsi el 1912, va ser frustrat pel mal temps. El segon, dos anys més tard, no va poder tenir lloc a causa de l'esclat de la Primera Guerra Mundial. La tercera oportunitat havia de ser la bona. Durant mesos, Arthur Eddington, el director de l'Observatori de Cambridge, va preparar els seus telescopis i equips fotogràfics a l'illa de Príncipe mentre, a l'altra banda de l'Atlàntic, Andrew Crommelin, del Reial Observatori de Greenwich, feia el mateix al Brasil. Si Einstein tenia raó, la gravetat deixaria d'entendre's com havia escrit Newton -una força d'atracció entre objectes- per passar a ser considerada una curvatura de l'espai causada per la presència d'un objecte amb molta massa. Un concepte una mica difícil d'imaginar però que podia canviar completament la nostra comprensió de l'Univers.

 

Si Einstein tenia raó, la relativitat es podria comprovar gràcies a un dels seus efectes mesurables: la gravetat hauria de desviar el curs d'un raig de llum, encara que fos mínimament, perquè tot i que la llum sembli no tenir massa, la realitat és que no només és una forma d'energia: també es comporta com un objecte, sotmetent-se a l'efecte de la gravetat. Per veure com es desvia la llum, però, calia un objecte d'una massa descomunal: el Sol. Així, la llum d'un estel llunyà, en passar a prop del nostre astre, és desviada i, des del nostre punt de vista, la seva posició al cel canvia. Comprovar-ho, però, és difícil, perquè normalment el Sol és massa brillant,i per això un eclipsi total era una oportunitat perfecta però que requeria dels telescopis i plaques fotogràfiques més avançades del moment, capaces de detectar una desviació que, de fet, és minúscula.

Els físics Niels Bohr (esquerra) i Albert Einstein el 1925
Els físics Niels Bohr (esquerra) i Albert Einstein el 1925 | Domini Públic

 

A Sobral feia bon temps. A Príncipe, els núvols van escampar just a temps per a fer unes quantes fotografies. Un cop tornats a casa, els astrònoms van passar mesos mesurant les posicions exactes de les estrelles que es veien a les fotografies però, en acabar, van concloure que la seva llum es desviava, i no només això, sinó que ho feia de la manera que havia predit Einstein. Els resultats van ser presentats el 6 de novembre del mateix 1919 en una reunió conjunta de la Reial Societat Astronòmica i la Reial Societat, on es va afirmar que no hi podia haver "cap dubte" que l'eclipsi havia confirmat les prediccions d'Einstein. El món de la física, i la nostra comprensió de l'Univers, havia canviat per sempre.

 

Amb motiu del centenari d'aquell moment definitiu, el Departament de Física Quàntica i Astrofísica i el CRAI Biblioteca de Física i Química de la Universitat de Barcelona organitzen l’exposició "100 anys de l’eclipsi que va donar la raó a Einstein". La mostra, que conté fons documental relacionat amb l’esdeveniment, es podrà veure a partir del 29 de maig de 2019 fins a finals d’any a la planta baixa de la biblioteca. Hi haurà, per exemple, articles originals d’Einstein sobre el càlcul de la deflexió de la llum (1911) i la teoria general de la relativitat (1916), tots dos publicats a la revista 'Annalen der Physik'. També hi ha la memòria presentada davant la Reial Societat Astronòmica de Londres amb els resultats de les observacions de l’eclipsi.