La curvatura de la luz

Un equipo de astrónomos del Observatorio Nacional de Radioastronomía, bajo la dirección de Glen Langston, localizó un pequeño anillo de radioondas en el cielo. Era el segundo de este tipo de anillos descubierto y uno de los fenómenos menos frecuentes que podemos esperar encontrar en el cielo. Se conoce como una «lente gravitatoria».

Los primeros indicios de que algo así podía existir surgieron en 1916, cuando Albert Einstein concibió su teoría general de la relatividad. Según dicha teoría, los rayos de luz se curvan cuando pasan cerca de un objeto con mucha masa, igual que cuando inciden en un cristal en ángulo oblicuo.

La diferencia está en que, mientras la luz sufre una gran desviación al atravesar el cristal (refracción), la atracción gravitatoria desvía la luz sólo ligerísimamente. Aun así, en 1919, durante un eclipse total se determinó que las estrellas cercanas al Sol eclipsado (y, por tanto, visibles, cosa que no sucedería normalmente si el Sol no lo estuviera) parecían estar levemente fuera de su posición debido a dicha desviación. Pero esto es imposible. La luz es desviada tan mínimamente que su foco tendría que situarse a una distancia de muchos años luz. Esto significa que el objeto de gran masa que enfoca la luz debe estar a muchos años luz de nosotros y que la fuente de luz debe encontrarse todavía mucho más lejos.

Se suponía que los objetos tan lejanos no se podían detectar en absoluto, así que los astrónomos pensaron que, aunque las lentes gravitatorias eran un concepto teórico muy interesante, no era algo que se pudiera observar.

Pero en 1963 se observaron los quásars. Son objetos muy remotos y brillantes. Se sitúan a miles de millones de años luz y se pueden observar gracias a la gran cantidad de luz que emiten y sobre todo a sus radioondas. Estas ondas contienen todas las propiedades de las ondas luminosas y también pueden ser desviadas.

Supongamos que entre un quásar remoto y la Tierra hay un objeto con mucha masa que puede desviar las ondas de radio del quásar y concentrarlas en las inmediaciones de la Tierra. Veríamos al quásar, no como la clásica pequeña mancha de radiación sino como un anillo centrado alrededor del objeto de gran masa que está actuando como foco.

Por supuesto, puede que este objeto no se sitúe exactamente entre la Tierra y el quásar. Las ondas de radio pueden progresar rozando la mayoría un lado y casi ninguna el otro. En vez de un anillo de radioondas veríamos un quásar distorsionado, posiblemente un quásar doble en un lado y otro menor en el otro.

El 9 de marzo de 1979 se descubrió un quásar doble, con ambos componentes muy próximos el uno del otro. Además, sus espectros eran tan idénticos que lo normal era suponer que se estaba viendo un quásar distorsionado por un efecto de enfoque. Así fue, que al estudiarlo más detenidamente resultó que había un cúmulo gigante de galaxias enfrente del quásar, un cúmulo tan lejano que apenas se podía ver.

Después de esto se detectaron siete casos más de galaxias distorsionadas, pero hasta 1987 no se encontró un quásar con un cúmulo galáctico exactamente delante de él, de manera que formara un anillo de radioondas. Era la lente gravitatoria perfecta o, como a veces se le conoce, un «anillo de Einstein». Ahora se ha descubierto un segundo anillo de Einstein, y los astrónomos han sido capaces de definir la distancia a la que se sitúa el quásar que origina la radiación. Calculan que está a 2800 millones de años luz.

Además, han detectado el objeto que está actuando como foco. Es una gran galaxia que se sitúa exactamente entre el quásar y la Tierra y que tiene una masa equivalente a 300 000 millones de veces la de nuestro Sol. En otras palabras, es una galaxia tan grande o quizás algo mayor que la nuestra, la Vía Láctea.

Esto plantea la cuestión de «masa perdida». Es uno de los dos grandes interrogantes que preocupan en la actualidad a los astrónomos. (El otro es el mecanismo por el que las galaxias se formaron en primer lugar).

Hay razones para pensar que no toda la masa del Universo aparece en forma de objetos visibles. Si sumamos las masas de las estrellas de todas las galaxias, parece no haber masa suficiente para justificar los efectos gravitatorios. Algunos astrónomos piensan que la masa perdida puede ser cien veces mayor que la que podemos ver, pero nadie sabe cuál podría ser la naturaleza de la masa invisible.

Otros astrónomos sostienen con firmeza que la masa perdida en realidad no existe, y la discusión es fuerte y violenta. A propósito del nuevo anillo de Einstein, la masa de la Galaxia que interviene parece ser entre ocho y dieciséis veces la masa de las estrellas que vemos en ella. No es una prueba real, pero es un golpe a favor de la masa perdida.