Albert Einstein usó experimentos mentales para formular su teoría general de la relatividad.
Más de un siglo después, un equipo internacional de astrónomos combinó datos de dos de los telescopios más potentes del planeta para comprobar esa teoría a grandes escalas.
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"Ésta es la prueba más precisa de la relatividad general fuera de la Vía Láctea realizada hasta la fecha. ¡Y utilizando una sola galaxia!" dijo Thomas Collet, investigador del Instituto de Cosmología y Gravitación de la Universidad de Portsmouth en Inglaterra y autor principal de un nuevo estudio publicado en la revista Science.
Lente gravitacional
La teoría de la relatividad general de Einstein predice que los objetos deforman el espacio–tiempo a su alrededor, haciendo que la luz que pase cerca sea desviada.
El resultado de ese efecto es un fenómeno conocido como lente gravitacional, que sólo es perceptible con objetos enormes.
"Se conocen unas cien lentes gravitacionales fuertes, pero la mayoría están demasiado lejos como para poder medir con precisión su masa", señaló en un comunicado el Observatorio Europeo Austral, ESO por sus siglas en inglés.
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"Sin embargo, la galaxia ESO 325-G004 es una de las lentes más cercanas, a apenas 450 millones de años luz de la Tierra".
Telescopios
La galaxia ESO 325-G004 actúa como una lente gravitacional y hace que la luz de una galaxia detrás de ella aparezca distorsionada, pero más brillante, formando un anillo de luz llamado "anillo de Einstein".
Comparando la masa de ESO 325-G004 con la curvatura del espacio a su alrededor, los astrónomos descubrieron que la gravedad a estas escalas de distancias astronómicas se comporta según lo predicho por la relatividad general.
Collet y sus colegas utilizaron datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, y del instrumento MUSE instalado en el Telescopio Muy Grande o VLT por sus siglas en inglés, del Observatorio Espacial Europeo, que se encuentra en Cerro Paranal, Chile.
"Se utilizaron datos del VLT de Chile para medir cuán rápido se movían las estrellas de ESO 325-G004. Esto permitió inferir cuánta masa debe haber en la galaxia para mantener estas estrellas en órbita", explicó Collet.
Usando el Telescopio Espacial Hubble los científicos observaron un anillo de Einstein resultante de la distorsión ejercida por ESO 325-G004 en la luz procedente de una galaxia distante.
Las observaciones del anillo permitieron a los astrónomos medir cómo la luz se desvía por la enorme masa de ESO 325-G004.
"Gracias a MUSE conocemos la masa de la galaxia en primer plano y, gracias a Hubble, medimos la cantidad del efecto de lente gravitacional que vemos. Luego, comparamos estas dos maneras de medir la fuerza de la gravedad y el resultado es justo lo que predice la relatividad general con una incertidumbre de sólo un 9%", afirmó Collet.
Modelo cosmológico
ESO señaló que la relatividad general ha sido puesta a prueba "con exquisita precisión" a escalas del Sistema Solar.
Pero previamente no se habían hecho pruebas tan precisas a escalas astronómicas más grandes.
La medición a grandes escalas es fundamental para validar el modelo cosmológico actual, según ESO.
Teorías alternativas a la relatividad predicen que la gravedad debería comportarse de manera diferente a una escala de grandes distancias en relación a las escalas más pequeñas del Sistema Solar.
La prueba realizada por Collett muestra que es poco probable que esto sea así.
"El Universo es un lugar increíble que nos proporciona esas lentes que podemos usar como laboratorios", señaló Bob Nichol, otro de los investigadores de la Universidad de Portsmouth que participó en el estudio.
"Es muy satisfactorio utilizar los mejores telescopios del mundo con el objetivo de desafiar a Einstein y averiguar, al final, cuánta razón tenía".
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