De la aberración estelar

Experientia docet

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El descubrimiento de la aberración estelar fue el argumento definitivo para derrotar la teoría geocéntrica, reivindicando a Galileo, y su estudio estableció la constancia de la velocidad de la luz y su primera determinación precisa, además de aumentar la precisión de la astronomía posicional.

Dado que un observador en la Tierra la considera como marco de referencia fijo mientras se mueve a través de la trayectoria de los rayos de luz que provienen de una estrella, la posición observada de la estrella es diferente de su posición real. Esta diferencia, conocida como aberración estelar, depende tanto de la velocidad del observador en la Tierra como de la velocidad de la luz. Hoy sabemos que la desviación máxima debida a que la Tierra se mueve en su órbita es de 20,47 segundos de arco. La rotación produce un efecto similar, solo que mucho menor.

James Bradley, el tercer Astrónomo Real inglés, descubrió la aberración estelar accidentalmente. Lo que él estaba buscando realmente eran pruebas de la existencia de la paralaje estelar (véase Galileo vs. Iglesia Católica redux (II): Perspectivas), un concepto en el corazón del modelo heliocéntrico del Sistema Solar. Como el diámetro de la órbita de la Tierra es de unos 300 millones de kilómetros, las estrellas cercanas deberían cambiar su posición aparente respecto a las estrellas más lejanas conforme la Tierra recorre su órbita.

Robert Hooke en Londres y Jacques Cassini en París intentaron medir los ángulos de paralaje sin demasiado éxito. Bradley y su amigo Samuel Molyneux decidieron comprobar las observaciones realizadas por Hooke en 1669 de la estrella Eltanin (gamma-Draconis), sobre la vertical de la latitud de Londres.

Los telescopios de la época eran largos, aparatosos y presentaban el problema de la flexión de sus tubos. Molyneux encargó a George Graham que le construyese un telescopio refractor vertical especial, de 24 pies (7,3 m) de longitud, con el que podría observar Eltanin una vez al día. Las observaciones de la estrella en el cénit tenía la ventaja adicional de no tener que corregir por la refracción de la atmósfera.

Bradley y Molyneux observaron desviaciones en la posición de la estrella pero no las que cabía esperar por la paralaje. Las posiciones de otras estrellas en la vertical también se desviaban de la misma manera que Eltanin. Tras descartar la posibilidad de que el eje de la Tierra pudiese estar cambiando de dirección, la solución al problema se le ocurrió a Bradley mientras navegaba en un pequeño barco de vela por el río Támesis. Se dio cuenta de que, cuando el barco invertía el sentido de la marcha, la pequeña bandera en la punta del mástil cambiaba la dirección en la que ondeaba, a pesar de que el viento no había cambiado; lo único que había cambiado era el sentido y velocidad del barco. Bradley calculó las consecuencias del sentido y velocidad de la Tierra en su órbita combinados con la asunción de una velocidad constante de la luz procedente de la estrella para la posición aparente observada desde la Tierra. Llegó a la conclusión de que el fenómeno se reducía al vector suma de las velocidades de la luz proveniente de la estrella y la de la Tierra. Sus cálculos cuadraban con sus observaciones. Anunció su resultado a la Royal Society en enero de 1729.

La aberración estelar confirmaba la cosmología heliocéntrica de forma espectacular, lo que ayudó al papa Benedicto XIV, uno de los papas más científicos que se recuerdan, a eliminar las obras de Copérnico del “Índice de libros prohibidos” en 1758. Otra eliminación, la del efecto de la aberración estelar en las posiciones registradas de las estrellas, mejoró sustancialmente la astronomía posicional.

El hecho de que la aberración de todas las estrellas en una dirección específica tuviese el mismo valor, independientemente de su brillo (y, por tanto, de las distancias) indicaba que la velocidad de la luz era constante (como había supuesto Bradley en sus cálculos). Bradley calculó que la luz del Sol necesitaba 8,2 minutos en llegar a la Tierra, alrededor de 0,1 minutos menos que el valor aceptado hoy día.

Por otra parte, estos resultados demostraban que la tan buscada medida de la paralaje estelar era imposible con la precisión de los instrumentos de la época, ya que debía ser menor a un segundo de arco.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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