Cómo puede la gravedad desviar la luz
Según la relatividad general de Einstein, un objeto con mucha masa curva el espacio-tiempo a su alrededor, y la luz que pasa cerca sigue esa curvatura. Por eso un objeto masivo puede doblar, deformar y ampliar la luz de lo que hay detrás, de modo parecido a una lente de vidrio. [2]
Una prueba famosa de que la gravedad desvía la luz llegó en el eclipse total de Sol del 29 de mayo de 1919. Los astrónomos Eddington, Dyson y Crommelin comprobaron con fotografías, tomadas en Sobral (Brasil) y en la isla de Príncipe, si la gravedad del Sol desplazaba la posición aparente de las estrellas. [2]
Una ayuda para imaginarlo es la de una lupa, pero con una diferencia: una lente de vidrio concentra la luz en un punto, mientras que una lente gravitacional puede formar un anillo o arcos de luz, según cómo estén alineados los objetos. [4]
Por qué Einstein guardó el cálculo durante más de veinte años
Einstein ya había pensado en una lente de este tipo en 1912, pero la dejó de lado porque creyó que el efecto era demasiado pequeño para observarlo. [1] Hay una razón sencilla: para ver el efecto con una sola estrella como lente, las dos estrellas tendrían que estar casi perfectamente alineadas con la Tierra, y eso casi nunca ocurre.
Las cosas cambiaron en 1936. Rudi Mandl, un ingeniero eléctrico nacido en Moravia que había estudiado en Viena, trabajaba entonces lavando platos en Washington D. C. Había tenido por su cuenta la idea de que la gravedad de una estrella podía doblar y aumentar la luz lejana. La revista Science News Letter le pagó el viaje a Princeton, y el 17 de abril de 1936 Mandl se reunió con Einstein. [1]
Einstein lo trató con cordialidad, aunque pensaba que no valía la pena escribir un artículo sobre algo que no se podría observar. Mandl siguió insistiendo hasta que Einstein aceptó publicar una nota breve. [1] Apareció en la revista Science el 4 de diciembre de 1936. En ella Einstein escribió que Mandl le había pedido publicar el resultado de un pequeño cálculo y que la nota cumplía su deseo, y añadió que no había "mucha posibilidad" de observar el fenómeno. [1]
Por qué las galaxias son mejores lentes que las estrellas
El astrónomo suizo Fritz Zwicky no estaba de acuerdo con ese pesimismo. Según un resumen enciclopédico que no pude comprobar en su artículo original, en 1937 propuso que, con galaxias en lugar de estrellas, el problema cambia por completo: una galaxia tiene mucha más masa, así que su efecto puede ser más fácil de detectar aunque la alineación no sea tan exacta (aun así, la colocación sigue importando). [4]
El razonamiento tiene sentido: cuanta más masa tiene la lente, más fuerte es el efecto y más fácil es verlo. Pasarían todavía unas cuatro décadas antes de que alguien lo comprobara.
Cuándo se vio por primera vez una lente gravitacional
En 1979, un equipo formado por Dennis Walsh, Robert Carswell y Ray Weymann observó un cuásar (un objeto lejanísimo y muy brillante, situado en el centro de una galaxia) que parecía estar duplicado: dos imágenes separadas por unos 6 segundos de arco, con una luz muy parecida. Su artículo en Nature se titulaba, con prudencia, "0957+561 A, B: ¿cuásares gemelos o lente gravitacional?". Observaciones posteriores confirmaron que había una galaxia elíptica gigante en medio, y fue el primer ejemplo de lente gravitacional identificado. [4]
Después llegaron imágenes aún más espectaculares. En 1988, radioastrónomos descubrieron en MG 1131+0456 un anillo completo de luz, que recibió el nombre de anillo de Einstein. [4] También se ven cruces de Einstein: cuatro imágenes de un mismo cuásar lejano alrededor de una galaxia en primer plano. [4]
Por qué a veces se ve un anillo, una cruz o varias copias
La forma depende de cómo estén colocados la fuente de luz, la lente y nosotros. Si los tres están casi en línea recta, la luz se reparte alrededor de la lente y se ve un anillo; si la alineación no es perfecta, aparecen varias imágenes separadas o arcos estirados. [2]
Los telescopios han fotografiado casos así. El telescopio espacial Hubble vio una sola galaxia dividida en cinco imágenes por el cúmulo 0024+1654, y cerca de cien galaxias lejanas con imágenes múltiples detrás del cúmulo Abell 370. [2] En 2014, Hubble detectó cuatro imágenes de la supernova Refsdal, causadas por el cúmulo MACS J1149.6+2223; en diciembre de 2015 la supernova reapareció en el lugar que los astrónomos habían previsto. [2]
Para qué usan hoy los astrónomos las lentes gravitacionales
Para ver lo que no brilla. En los cúmulos de galaxias, la mayor parte de la materia que produce el efecto de lente es materia oscura, invisible. Al estudiar cómo se deforma la luz del fondo se puede deducir dónde está esa masa. [2] Es una manera de pesar y dibujar un mapa de algo que no emite luz.
Para ver más lejos. El cúmulo Abell 370, a unos 4000 millones de años luz, amplía y estira galaxias del fondo que son demasiado débiles para que Hubble las vea directamente. [2]
Para buscar planetas. Un objeto pequeño, como una estrella o un planeta, también puede actuar como lente. En ese caso no se ve ningún anillo, sino un aumento pasajero del brillo de la estrella del fondo; este método se llama microlente. [4] El telescopio espacial Nancy Grace Roman, de la NASA, se lanzó el 30 de agosto de 2026 para estudiar la materia oscura, la energía oscura y los exoplanetas, y la NASA espera publicar sus primeras imágenes a principios de 2027. [3]
Cómo seguir investigando las lentes gravitacionales por tu cuenta
Busca imágenes con las palabras "lente gravitacional Hubble" o "anillo de Einstein" y fíjate en los arcos: son galaxias estiradas, no rayones. Intenta adivinar, mirando una foto, cuál es la galaxia que hace de lente y cuál es la del fondo.
Puedes hacer un experimento seguro en casa: mira una luz lejana a través de la base de una copa de vidrio gruesa y gírala despacio. Verás imágenes dobles, arcos y anillos de luz, parecidos a los de una lente gravitacional, aunque aquí la causa es el vidrio y no la gravedad.
Y una pregunta abierta: si la materia oscura no se ve, ¿qué otras formas se te ocurren para detectarla? Los artículos originales de la lista de fuentes son un buen lugar para empezar.