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Por Qué la Luz se Desvía Cerca de la Gravedad Aunque Carece de Masa

Madrugada Cuántica

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Por Qué la Luz se Desvía Cerca de la Gravedad Aunque Carece de Masa

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Madrugada Cuántica
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Divulgación que resuelve una paradoja: la luz no tiene masa y aun así se curva junto a estrellas, galaxias y agujeros negros. El video parte del fotón, partícula sin masa que porta energía y momento y viaja siempre a la velocidad invariante. En la visión newtoniana, donde la gravedad solo agarra lo que tiene masa, la luz no debería desviarse; pero los antecedentes se acumulan: Newton se lo pregunta en las cuestiones finales de su libro de óptica, John Michell imagina en 1783 'estrellas oscuras' (el primer agujero negro predicho), Laplace repite la idea en 1796 y Von Soldner calcula en 1804 una desviación de 0,87 segundos de arco, exactamente la mitad de la correcta. El 29 de mayo de 1919, Arthur Eddington desde la isla de Príncipe y otro equipo en Sobral (Brasil) fotografían un eclipse y miden 1,75 segundos de arco: gana Einstein. La explicación nace del 'pensamiento más feliz' de 1907 y del principio de equivalencia del ascensor: la gravedad no es una fuerza, es geometría; masa y energía curvan el espaciotiempo y todo objeto libre sigue geodésicas, incluidos los fotones, que recorren geodésicas nulas sin ralentizarse jamás localmente. La desviación doble se debe a que la mitad proviene de la curvatura del espacio y la otra mitad de la del tiempo. El cuadro se confirma con el GPS, la precesión de Mercurio (43 segundos de arco por siglo; Vulcano no existe), el retraso de Shapiro, el experimento de Pound y Rebka en Harvard (1959) y las ondas gravitacionales de LIGO (2015); se descarta la excusa de una 'masa efectiva' del fotón. Luego la lente gravitacional opera en el cielo: microlentes que detectan exoplanetas, el cuásar doble de 1979, cruces y anillos de Einstein, lentes débiles que mapean la materia oscura (cúmulo Bala), la supernova Refsdal, cuya reaparición del 11 de diciembre de 2015 se predijo con éxito, la SN Requiem (esperada hacia 2037) y estrellas individuales como Ícaro y Earendel, hasta la sombra de M87 fotografiada en 2019. Moraleja: el fotón va recto; es la carretera la que está curvada. La desviación de la luz por el Sol no era del todo nueva en 1919. Desde la época de Newton ya se especulaba con ella, y el alemán Johann Georg von Soldner obtuvo en 1804 unos 0,87 segundos de arco pensando en la luz como pequeños proyectiles, cifra que Einstein alcanzó de forma independiente en 1911 usando el principio de equivalencia, según relata la revista Latin-American Journal of Physics Education (lajpe.org/dec14/4503_Jorge_Pinochet.pdf). La relatividad general duplicó ese valor en 1915 porque el principio de equivalencia, por sí solo, predice que el espacio-tiempo se curva pero no cuánto; el formalismo completo de 1915 añadió los segundos 0,87 restantes. Einstein tenía apenas 7 minutos de totalidad en la isla de Príncipe y la meteorología casi lo arruina, pero Eddington aprovechó un hueco entre nubes y las estrellas de las Híades aparecían desviadas justo donde la teoría decía, según cuenta Xataka (xataka.com/espacio/newton-vs-einstein-pelea-explicar-gravedad-que-gano-einstein-gracias-a-eclipse-1919). Hoy ese efecto funciona como una lupa cósmica: la lente gravitacional permite a los astrónomos magnificar galaxias lejanísimas y trazar mapas de distribución de masa en cúmulos, algo especialmente útil en la era del telescopio espacial Euclid, señala The Conversation (theconversation.com/los-astros-no-estan-donde-los-vemos-244967). La clave conceptual la resumió bien John Archibald Wheeler: la materia le dice al espacio-tiempo cómo curvarse, y el espacio-tiempo le dice a la materia cómo moverse. Los fotones, que carecen de masa en reposo pero llevan energía y momento, no quedan fuera de esa regla, como recuerda Noticias de la Ciencia y la Tecnología (noticiasdelaciencia.com/art/57102/por-que-la-gravedad-curva-la-luz-si-los-fotones-no-tienen-masa).