Índice

CUBIERTA

PREFACIO

1. LA VARIADA REPUTACIÓN DE LOS ECLIPSES A TRAVÉS DE LA HISTORIA

2. ECLIPSES SOLARES (Y ECLIPSES LUNARES)

3. A UN SIGLO DEL ECLIPSE QUE CAMBIÓ LA COMPRENSIÓN DEL UNIVERSO

4. ¿DÓNDE, QUÉ Y CÓMO OBSERVAR LOS ECLIPSES VENIDEROS?

ANEXO

REFERENCIAS

NOTAS

CRÉDITOS

Dedicado a Tata, Muti, Gonzalo,

Benito, Tigre, Luna y Romeo

Oh, I’m bein’ followed by a

moonshadow, moon shadow, moonshadow

Leapin and hoppin’ on a

moonshadow, moonshadow,

moonshadow

CAT STEVENS

And all that’s to come

And everything under the sun is in tune

But the sun is eclipsed by the moon

PINK FLOYD

Al hombro el cielo, aunque su sol sin lumbre,

y en eclipse mortal las más hermosas

estrellas, nieve ya las puras rosas,

y el cielo tierra, en desigual costumbre.

LOPE DE VEGA

PREFACIO

Un eclipse total de Sol ocurre cada dieciocho meses en algún lugar del planeta. Debido a su tamaño y distancia, la sombra de la Luna se proyecta sobre la superficie de la Tierra y recorre un angosto «camino de totalidad» de oeste a este. ¿Cuáles son las posibilidades de que un eclipse total de Sol pase sobre tu casa? Desde la independencia de nuestro país han sido catorce los eclipses totales que se han podido presenciar en el territorio, y durante el 2019 y 2020, desafiando todas las estadísticas, Chile tendrá el privilegio de albergar dos de estos maravillosos fenómenos, uno sobre territorios diaguitas en las regiones de Atacama y Coquimbo y, otro, sobre tierras mapuches en las regiones de La Araucanía y Los Ríos.

Te invito a revisar, a lo largo de estas páginas, la historia de los eclipses. Para nuestros primeros antepasados este fenómeno era el momento en que la fuente vital de energía desaparecía, sin saber si su abandono sería transitorio o definitivo. Para los pueblos antiguos las deidades vivían en el cielo y un eclipse podría significar la manifestación

1

LA VARIADA REPUTACIÓN DE LOS ECLIPSES

A TRAVÉS DE LA HISTORIA

LAS RAÍCES DE LA ASTRONOMÍA Y EL INICIO DE LA CIENCIA ASTRONÓMICA

El interés de nuestros antepasados por entender los fenómenos que observaban en el cielo tiene larga data, de modo que los orígenes de la astronomía se remontan a la prehistoria de nuestra civilización. A menudo se dice que la astronomía es el más antiguo de los saberes. Tras esta afirmación existen varias razones: la curiosidad innata de la especie humana por saber qué hay más allá de lo terrenal, la necesidad de conexión con las divinidades que estaban en los cielos y, por cierto, un sentido práctico, puesto que tanto el Sol como la Luna tienen una enorme importancia en nuestra vida diaria.

El ciclo diurno de 24 horas determina nuestro quehacer diario, desde que nos levantamos en la mañana hasta que nos recogemos a dormir. La mera observación de la altura del Sol en el cielo es lo que permitió a nuestros antepasados medir las horas del día. El ciclo anual del Sol, de 365 días —durante el cual nuestra estrella se mueve de sur a norte y viceversa— es lo que establece las cuatro estaciones (invierno, primavera, verano, otoño) y, por tanto, resultó fundamental para el auge de la agricultura en la historia de nuestras civilizaciones.

El ciclo de la Luna, de 29 días, en el cual nuestro satélite natural pasa por cuatro fases de iluminación (nueva, creciente, llena y menguante), está íntimamente ligado a las horas de la pleamar y bajamar (las mareas), así como a sus intensidades, por lo que su estudio resultó, sin duda, esencial para nuestros antepasados pescadores.

La esfera celeste gira durante todo el año. A pesar de la contaminación lumínica de nuestras ciudades, aún podemos ver cómo las Tres Marías —el cinturón de la constelación de Orión el Cazador— resplandecen en el cielo nocturno durante el verano austral, mientras que otras constelaciones, como Escorpión o Sagitario, se manifiestan solo seis meses más tarde. Como se advierte, antes de la invención del reloj, el «tic-tac» ya se encontraba en el cielo. Su estudio es lo que nos ha permitido mantenernos en sincronía con los ciclos celestes a través de los siglos.

Cuando no existía la luz eléctrica, nuestros antepasados podían apreciar de un único vistazo dos mil estrellas y, por lo tanto, estaban mucho más conectados con el cielo que nosotros, saturados por la contaminación lumínica y por encontrarnos fascinados, más bien, con la luz que sale de nuestros celulares. Esta simple información permitió a nuestros ancestros conocer la época del año y a los navegantes determinar su posición en los mares.

Los antiguos observadores lograron identificar en la esfera celeste cinco objetos brillantes que destacaban por sus peculiares desplazamientos respecto a las estrellas. Me refiero a los planetas Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, visibles a ojo desnudo antes de la invención del telescopio. Junto al Sol y la Luna, estos siete cuerpos celestes dieron lugar, hace varios milenios, a los nombres de los días de la semana que nos acompañan hasta hoy en nuestro calendario: Lunes (Luna), Martes (Marte), Miércoles (Mercurio), Jueves (Júpiter), Viernes (Venus), Sábado (Saturno) y Domingo (Sol).¹

Tras esta sabiduría de la antigüedad subyace una característica fundamental de la especie humana: el pensamiento abstracto que permite realizar la conexión mental entre, por ejemplo, las mareas y las fases de la Luna. Estas habilidades probablemente se desarrollaron hace unos 60 mil años, junto con las primeras expresiones de arte y la elaboración de los primeros artefactos tecnológicos de nuestros ancestros. De lo que sí estamos ciertos es que hace doce mil años, cerca del río Nilo, se establecieron cementerios con esqueletos orientados hacia el punto cardinal norte, y que hace diez mil años surgió la agricultura. Ambas evidencias nos revelan que doce milenios atrás ya se ejercía el conocimiento astronómico.

Los primeros registros del estudio del cielo se remontan a un hueso de babuino (un tipo de primate) hallado en África central y fechado en 6500 a. C., el cual fue tallado con patrones que representan un calendario lunar. Pero podemos ser más precisos aún y fechar el inicio de la «ciencia astronómica» —entendida como observación sistemática, registro escrito y análisis matemático de los datos— en los pueblos sumerios, cerca del 3700 a. C., en la antigua Mesopotamia (el vapuleado Irak de hoy).

Estratégicamente ubicada a orillas del río Éufrates, la mítica ciudad de Babilonia fue, a lo largo de los siglos, la capital de vastos imperios. Fueron sus habitantes quienes inventaron las primeras formas de escritura en tablillas de arcilla y, por tanto, a ellos se les atribuye el nacimiento de nuestra civilización.

Para los babilonios las divinidades estaban en el firmamento. Ahí residían los dioses y el destino de su pueblo dependía de la voluntad de ellos, por lo cual se hacía necesario el estudio del cielo para predecir eventos futuros. La astronomía era una manera de comunicarse con las deidades y determinar su voluntad.

En su afán por entender el orden y la regularidad de los astros, los babilonios construyeron los primeros observatorios y sus hallazgos fueron plasmados sobre greda.

El periodo babilónico antiguo significó un avance crucial para la astronomía. Los primeros textos científicos se remontan al 3000 a. C. Tras siglos de acopio de datos, los antiguos babilonios descubrieron importantes patrones, comportamientos y regularidades de movimientos en la esfera celeste: se obtuvieron catálogos de estrellas, se describieron ciclos celestes, las estaciones del año, las fases de la Luna y se inventó, hacia el año 1000 a. C., el calendario. La información se registró por escrito en la biblioteca de Nínive y, de este modo, el conocimiento acumulado pudo transmitirse de generación en generación.

El ataque de los pueblos medos y caldeos en 612 a. C. destruyó la biblioteca babilónica, posiblemente porque el conocimiento era considerado sinónimo de poder y símbolo de amenaza para los otros pueblos.² Sin embargo, las tablillas de greda sobrevivieron y quedaron sepultadas bajo los escombros de la biblioteca, a la espera de su futuro descubrimiento en manos de los griegos, quienes a partir de ellas llegarían a desarrollar sofisticadas nociones sobre la arquitectura del sistema solar y la naturaleza de las estrellas. De eso hablaremos en la siguiente sección.

Como hemos podido apreciar, para nuestros antepasados la astronomía fue un conocimiento necesario. Nuestra civilización no habría surgido sin los primeros saberes astronómicos, los cuales solo adquirieron la forma de una ciencia como tal en la antigua Mesopotamia. Los babilonios son los padres de la «ciencia astronómica» cuya capital se trasladaría, dos milenios más tarde, a Atacama, acá mismo, muy cerca de ti.

LOS ECLIPSES: DE MALOS AUGURIOS A MOTIVOS DE ASOMBRO

Durante gran parte de la historia humana los fenómenos celestes inesperados —eclipses, cometas, supernovas— representaban inexplicables apariciones que alteraban el orden del cosmos.

Los eclipses fueron perturbadores para los pueblos de la Antigüedad. Generaban ansiedad e incluso pavor, puesto que el Sol, la fuente vital de energía, desaparecía y los abandonaba. Por eso los griegos designaron a este fenómeno con el nombre de «eclipse», que significa «desaparición» o «abandono».

Cuando el Astro Rey los abandonaba, era razonable que surgiera el temor de que no volviera a brillar. Yendo aun más lejos, un eclipse podía llegar a ser interpretado como el fin de los tiempos.

Por encargo de los reyes babilónicos, sus sacerdotes —en quienes reposaba el conocimiento astronómico— debían observar sin pausa el firmamento e informar de cualquier noticia, puesto que su destino estaba en manos de los dioses y estos habitaban en los cielos.

En este sentido, los eclipses jugaron un rol central en las creencias religiosas de los babilónicos. Eran representados como el momento en que los demonios y las deidades se comían al Sol o a la Luna, y constituían advertencias y malos presagios. Nuestros antepasados creían estar rodeados de espíritus malignos y demonios que debían ser ahuyentados por medio de súplicas.

A lo largo de sus sucesivas dinastías, el imperio babilónico registró muchos de estos fenómenos. Un manual de augurios astronómicos de la dinastía Hammurabi, rey de Arabia y sexto monarca de Babilonia desde el año 1792 al 1750 a. C., señalaba que un eclipse lunar anticipaba sequías y hambre.

Uno de los hitos en el estudio del cielo ocurrió en el reino asirio entre el 900 y el 600 a. C. Los reyes impartieron la orden de observar el cielo desde distintos lugares e informar de todo lo que ocurriera. Los registros eran enviados a sus palacios y luego atesorados en la biblioteca de Nínive. Así, los asirios continuaron con el estudio de los eclipses y otros fenómenos celestes.

Tal como lo mencioné anteriormente, el ataque de los medos y caldeos al imperio asirio en 612 a. C. destruyó la biblioteca y las tablillas quedaron sepultadas bajo los escombros. Pero esto no detuvo la búsqueda de conocimiento astronómico. Durante el dominio de los caldeos, en Babilonia se realizaron observaciones astronómicas muy precisas, regulares y coordinadas por ocho siglos, en cuyo periodo se observaron 373 eclipses solares.

Los caldeos no solo recolectaron valiosos datos, sino que aplicaron técnicas matemáticas para modelar los movimientos del Sol y predecir eventos. En este proceso, hacia el siglo IV a. C., lograron identificar regularidades para los eclipses lunares y solares y descubrieron el famoso ciclo de «saros»,³ de dieciocho años y once días, tras el cual la configuración Sol-Luna-Tierra se vuelve a repetir y comienza un nuevo ciclo de eclipses (tema que explicaré en el capítulo siguiente).

Luego del periodo de dominación de los caldeos, en 538 a. C. la ciudad fue sometida al imperio persa y en 330 a. C., con Alejandro Magno, pasó a manos de la hegemonía griega. De esta forma, el conocimiento astronómico babilónico pudo ser asimilado por los antiguos griegos. En ese entonces surge la revolucionaria idea del modelo heliocéntrico del sistema solar, propuesto por Aristarco de Samos (310-230 a. C.), de acuerdo al cual es el Sol, y no la Tierra, el que está en el centro del universo conocido. Sin embargo, tal cosmovisión fue rechazada por los filósofos —principalmente aquellos de la escuela de Aristóteles⁴—, de modo que el modelo geocéntrico, en el cual la Tierra es el centro del universo, pasaría a prevalecer por casi veinte siglos. Uno de los protagonistas de esta cosmovisión fue Claudio Ptolomeo, el famoso astrónomo griego que, entre los siglos I y II de nuestra era, estableció en el «Almagesto» —su gran tratado astronómico— el modelo geocéntrico del universo que predominaría hasta el siglo XVI, según el cual la Tierra permanecía inmóvil en el centro del cosmos, mientras que el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas giraban a su alrededor. Con los griegos terminan más de tres milenios de cultura babilónica, marcada por una obsesiva observación del cielo, entre cuyos hitos decisivos se encuentra el modelamiento matemático de este y el descubrimiento del saros.

La humanidad tendría que esperar hasta el Renacimiento para que el monje y astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543) reviviera, en 1543, la vieja idea del modelo heliocéntrico formulado por Aristarco de Samos, la cual hizo remecer los prejuicios aristotélicos. A partir de entonces comenzó a ponerse en tela de juicio el paradigma geocéntrico que la Iglesia había adoptado férreamente como dogma.

Los astrónomos renacentistas del siglo XVI y XVII tomaron el bastón de la posta de la astronomía mesopotámica y demostraron la validez del sistema heliocéntrico, particularmente gracias a las observaciones de la posición de los planetas y las estrellas realizadas por el danés Tycho Brahe (1546-1601) poco antes de la invención del telescopio en 1609; a las primeras observaciones con telescopio del astrónomo italiano Galileo Galilei (1564-1642), y a las tres leyes sobre el movimiento de los planetas establecidas por el astrónomo alemán Johannes Kepler (1571-1630) —inferidas a partir de los datos de Brahe (ver Figura 1)—, las cuales se pueden enunciar así: 1) todos los planetas describen órbitas elípticas alrededor del Sol; 2) la velocidad de un planeta en su órbita aumenta al acercarse al Sol; 3) el periodo que demora un planeta en completar su órbita aumenta con el tamaño de la órbita. La guinda de la torta vendría de manos del físico inglés Isaac Newton (1642-1727), quien estableció la Ley de la Gravedad en 1687 y unificó las tres leyes de Kepler sobre los movimientos planetarios en un solo marco teórico.

Con esto, los movimientos orbitales de la Tierra alrededor del Sol y de la Luna en torno a la Tierra pudieron calcularse a partir de nuevos principios y de manera aún más precisa.

A la humanidad le tomó muchos siglos desarrollar un método capaz de analizar la naturaleza de manera fehaciente; el método científico moderno consiste en validar las hipótesis a través de métodos experimentales, y de esta forma permite distinguir los hechos objetivos de lo que son prejuicios históricos. Esta revolución ocurrió recién entre los siglos XVI y XVIII. Gracias al método científico, hoy podemos saber, por ejemplo, que los eclipses no son más que inofensivas sombras de la Luna y la Tierra en sus respectivos movimientos orbitales.

Si en los orígenes de las civilizaciones los eclipses eran representados como una intervención inexplicable de divinidades caóticas, a medida que el conocimiento moderno logró notables avances, los científicos pudieron explicar el fenómeno con extraordinaria precisión. De hecho, en la actualidad se puede predecir el momento y el lugar exactos de los eclipses, y con ello, estos pasaron de ser fuente de malos augurios a motivo de asombro.

Esta historia está relatada, claro está, desde el punto de vista de la cadena cultural mesopotámica-griega-europea que América heredó por medio de los conquistadores españoles. Pero antes de la llegada de Cristóbal Colón a América, nuestros pueblos originarios también habían desarrollado sus propias cosmologías e interpretaciones de los eclipses, tal como lo hicieron otras culturas en Asia. Es interesante notar que, a pesar del desconocimiento mutuo que existió entre las distintas culturas antiguas, los eclipses tuvieron como denominador común el temor: para los aztecas el Sol eclipsado significaba que el Astro Rey estaba en problemas; en América del Sur había que ahuyentar al jaguar celestial que se devoraba al Sol; en Escandinavia se representaban perros a la caza del Sol; en India se golpeaban ollas y sartenes para atemorizar y disuadir a la cabeza inmortal de Rahu, quien pretendía tragarse al Sol entre sus fauces. Aunque los eclipses de Luna son menos dramáticos que los eclipses de Sol, el grabado de la Figura 2, en el que se retrata el eclipse lunar de 1723, muestra que estos también producían fuertes ansiedades y temores en los pueblos originarios de América.

LOS ECLIPSES A TRAVÉS DE LA HISTORIA

Ahora que hemos echado un vistazo al panorama histórico, pasemos a revisar algunos eclipses que han marcado particularmente el devenir astronómico.

16 de marzo de 580 a. C. En los registros griegos de la época, aparece el filósofo y matemático Tales de Mileto (642-546 a. C.) como uno de los siete sabios de la antigua Grecia. Es probable que haya recibido dicho honor por la predicción del eclipse del 16 de marzo de 580 a. C., que posiblemente pudo formular a partir de los datos y las perodicidades identificadas por los babilonios. El historiador Heródoto (484-425 a. C.) refiere una sabrosa anécdota según la cual este eclipse habría ocurrido en plena batalla entre los pueblos medos y lidios. Atemorizados por la desaparición del Sol en medio del día, y atribuyéndole a este acontecimiento el significado de una advertencia divina, los guerreros habrían huido del campo de batalla, replegándose a sus respectivas bases para preparar el acuerdo de paz.

29 de febrero de 1504. A bordo de su carabela recalada frente a las costas de Jamaica, Cristóbal Colón contaba con un almanaque con tablas astronómicas donde se anunciaba un eclipse lunar total para el 29 de febrero de 1504. Colón aprovechó esta información para inspirar el temor divino en los nativos jamaicanos a fin de someterlos a su voluntad. Su «gestión» ante los dioses alivió el pánico de los habitantes de la isla, quienes mantuvieron al almirante y a sus hombres bien pertrechados y alimentados hasta su regreso a Europa.

1676. Ole Christensen Rømer (1644-1710), astrónomo danés, logró medir con gran precisión el lapso de tiempo que la luna Ío de Júpiter requiere para completar una órbita alrededor del planeta. Esto lo pudo hacer observando con un telescopio los «minieclipses» del planeta Júpiter. Estos fenómenos ocurren cuando la luna del planeta, en su órbita, pasa delante suyo, ocultando parte de su luz. Gracias a la precisión de sus mediciones, Rømer constató que el intervalo de tiempo entre dos minieclipses consecutivos es menor cuando la Tierra, en su órbita en torno al Sol, se aproxima a Júpiter. La razón tras esta disparidad es que, a medida que nuestro planeta se acerca a Júpiter, menor es la distancia que los separa y, por ende, menor aquella que debe recorrer hasta nosotros la luz del segundo minieclipse. Si la luz desde Ío y Júpiter se propagara instantáneamente hacia nosotros, Rømer no habría notado cambio alguno. En otras palabras, lo que el astrónomo había medido era nada menos que ¡la velocidad de propagación de la luz! Hoy sabemos que esta se desplaza a 300 mil kilómetros por segundo.

1679-1696. Luis XIV de Francia (1638-1715), conocido como el «Rey Sol», empleó a astrónomos para que midieran, con la ayuda de telescopios, los «minieclipses» del planeta Júpiter. Las regularidades de las órbitas de sus cuatro lunas —Ío, Calisto, Ganimedes y Europa—, descubiertas pocos años antes por Galileo, servían como pequeños y precisos relojes universales. Midiendo el instante de dichos ocultamientos desde un cierto punto geográfico, los observadores pudieron determinar la longitud del lugar y medir así su distancia a París. Con esta técnica los astrónomos recorrieron el territorio francés midiendo mineeclipses y, de este modo, pudieron obtener el mapa más preciso de Francia, lo cual reveló que la extensión del reino era menor a la estimada. Molesto, el Rey Sol se habría quejado de que «estaba perdiendo más territorio con sus propios astrónomos que con sus enemigos».

16 de junio de 1806. Un eclipse total de Sol cruzó Estados Unidos a todo su ancho. Cerca del mediodía y por cinco extensos minutos el fenómeno ensombreció la ciudad de Nueva York. En ese preciso instante y lugar se encontraba José Joaquín de Ferrer y Cafranga, navegante, astrónomo y matemático de origen español. Fue él quien acuñó el nombre de «corona» para describir el maravilloso halo de luz que rodea al Sol y que solo se puede observar durante un eclipse. Tendrían que trascurrir algunas décadas para que se inventara la fotografía y se pudieran obtener registros permanentes de la corona solar.

15 de mayo de 1836. La sombra de un eclipse solar cubrió tierras escocesas. El astrónomo británico Francis Baily viajó a Escocia para ser testigo del fenómeno. Su informe a la Royal Astronomical Society es la primera descripción de las «perlas» que rodean parte de la circunferencia de la Luna antes que el disco solar quede completamente cubierto (ver Figura 3). El origen de estos puntos luminosos aún no se conocía en aquella época. Hoy sabemos que este fenómeno se debe a que el disco lunar no es del todo circular; las perlas corresponden a los rayos de Sol que logran pasar a través de las montañas de la Luna. De allí viene su nombre: «perlas de Baily».

8 de julio de 1842. Ese día la sombra de un eclipse solar llegó a Europa, partiendo por Portugal, España, Francia e Italia, para luego seguir rumbo a Asia. Este eclipse marcó la historia, pues fue el primero en ser fotografiado por el italiano Alessandro Majocchi desde Milán, Italia, tres años después de la presentación oficial de esta tecnología inventada por Louis Daguerre, en la Academia de Ciencias de Francia. Lamentablemente no quedó registro de la fotografía, pero este hito marcó la apertura de un nuevo capítulo en la astronomía, una era de registros permanentes de los objetos del cielo, que implicó que los astrónomos dejaran a un lado el telescopio mientras era obtenida la placa fotográfica.

28 de julio de 1851. Si bien la primera fotografía de un eclipse solar fue tomada en 1842, en ese momento solo pudo ser captado en la fase parcial, es decir, cuando el disco del Sol no estaba completamente cubierto por la Luna. La primera fotografía de un eclipse total —esto es, cuando el disco lunar oculta totalmente al Sol— fue registrada nueve años más tarde por Julius Berkowski desde Prusia, lo que hoy sería parte de Alemania y Polonia (ver Figura 4). La ciencia de los eclipses entonces pasó a otro nivel y se volvió un tema habitual de conversación en las grandes urbes europeas. Los registros fotográficos de los eclipses comenzarían, a partir de este momento, a obtenerse regularmente.

18 de agosto de 1868. Esta vez un eclipse total llegó a India, hasta donde concurrió el astrónomo francés Pierre Jules Janssen con el fin de estudiar las «prominencias solares». Tal como su nombre lo indica, se trata de protuberancias que sobresalen del disco solar desde la base de la corona; quedan de manifiesto durante un eclipse total gracias a su color rojo. Durante la totalidad, Janssen apuntó con un telescopio al Sol y, provisto de un instrumento llamado «espectrógrafo», pudo determinar su composición química, es decir, de qué materiales estaba compuesto. El corazón del espectrógrafo es el prisma —el mismo instrumento óptico que Isaac Newton había utilizado a partir de 1670 para separar la luz blanca en un arcoiris de colores—, y a través de él se pueden identificar los elementos químicos presentes en el gas que emite la luz. En este caso, el arcoiris o «espectro» de las prominencias solares reveló un elemento químico nunca antes observado por ningún experimento en la Tierra. Los astrónomos lo bautizaron provisionalmente como «coronio». Dos años después el astrónomo inglés Joseph Norman Lockyer, convencido de que se trataba de un nuevo elemento químico solo presente en el Sol, pasó a llamarlo «helio», el nombre que los griegos le daban al Sol. Ese gas ligero que hoy usamos para inflar globos fue descubierto durante un eclipse solar, sin necesidad de viajar al Sol. Janssen ni siquiera tuvo que «moverse de su escritorio».⁵

12 de diciembre de 1871. Nuevamente un eclipse total atravesó la India. Cinco años antes, Joseph Norman Lockyer había recibido un importante financiamiento de la Royal Astronomical Society de Inglaterra para construir un poderoso espectrógrafo con el fin de obtener espectros de las prominencias solares. Lockyer organizó una expedición e instaló dos telescopios sobre una torre de un fuerte en desuso en Bekul, en la costa suroeste del país. La apariencia bélica de los telescopios convenció a la población de que había comenzado una guerra y las personas se aprestaron a refugiarse en las colinas. Al inicio del eclipse, tal como puedes ver en la Figura 5, los habitantes prendieron fuego alrededor del fuerte y prepararon sacrificios para aplacar la furia de los dioses. Los astrónomos atónitos tuvieron que llamar a la policía y apagar el fuego que amenazaba con frustrar el costoso experimento de Lockyer.

29 de mayo de 1919. Desde comienzos del siglo XX, cada eclipse solar sobre tierra firme fue motivo de expediciones científicas. Por especial encargo del gobierno inglés, el astrónomo Arthur Eddington viajó a Isla Príncipe, ubicada en el océano Atlántico, a 220 kilómetros al oeste de las costas africanas, con el fin de verificar la validez de la Teoría de la Relatividad General planteada por Albert Einstein apenas cuatro años antes. Una segunda expedición inglesa, encabezada por Andrew Crommelin, se estableció en Sobral, Brasil. Tras varios días de lluvias que amenazaban el éxito de sus investigaciones, milagrosamente se abrió un claro en el cielo y Eddington pudo obtener imágenes fotográficas durante la totalidad. Las placas fotográficas lograron registrar estrellas cuya luz había rozado el disco solar antes de llegar a la Tierra. Crommelin tuvo mucha mejor suerte con el clima y dio con imágenes de mejor calidad que las fotografías de Eddington (ver Figura 6). El análisis de las placas reveló un leve desplazamiento de la posición de dichas estrellas por efecto de la curvatura del espacio alrededor del Sol, exactamente como lo había predicho Einstein. Luego de un reinado de dos siglos y medio de la Ley de la Gravedad de Isaac Newton, sus compatriotas Eddington y Crommelin hicieron historia desde Isla Príncipe y Sobral al demostrar la superioridad de la revolucionaria Teoría de la Relatividad General planteada por Albert Einstein. Más adelante veremos la importancia decisiva que tuvo el eclipse de 1919 en nuestro entendimiento del universo.

24 de enero de 1925. La sombra de un eclipse total cubrió la ciudad de Nueva York. Aprovechando la densa presencia poblacional, un grupo de astrónomos se propuso determinar el borde exacto de la sombra de totalidad. Las predicciones señalaban que este límite estaría entre las calles 83 y 110 de Manhattan. Un equipo de 69 observadores se apostó en las azoteas de los edificios entre las calles 72 y 135. Su tarea era informar si habían logrado ver la corona solar o no. Aquellos situados sobre la calle 96 vieron el eclipse total, mientras que los observadores bajo ese límite solo vieron el eclipse parcial. De esta manera se logró acotar el borde de la sombra de totalidad con una precisión de solo una cuadra, es decir unos 70 metros. En la Figura 7 vemos una fotografía del «anillo de diamante», el instante inmediatamente anterior al inicio del eclipse total.

ECLIPSES EN CHILE

En Chile hemos sido afortunados testigos de numerosos eclipses solares desde el inicio del proceso de independencia en 1810 (ver Anexo). Hasta la fecha de esta publicación, catorce eclipses solares totales habían pasado sobre territorio chileno, es decir, un promedio de uno cada quince años.

El primero de ellos fue total y ocurrió el 24 de marzo de 1811 en la Región de Magallanes, sobre la Isla Dawson y Tierra del Fuego, un territorio muy despoblado, por lo que no cuenta con registros escritos. Quienes lo vieron con toda seguridad fueron los habitantes de la etnia selk’nam u ona, el pueblo que habitó la Tierra del Fuego hasta su genocidio a comienzos del siglo XX en manos de los colonizadores patagónicos.

Seguramente el eclipse total del 15 de marzo de 1839 fue observado por un buen número de chilenos, puesto que ocurrió sobre La Serena y Coquimbo a lo largo de casi tres minutos. Es muy probable que el científico polaco Ignacio Domeyko, contratado el año anterior para enseñar mineralogía y química en el instituto San Bartolomé de La Serena, haya podido observar este notable acontecimiento.

El eclipse del 30 de octubre de 1864, cuya totalidad pasó sobre Arica —perteneciente por entonces al departamento peruano de Arequipa—, fue observado desde Santiago de manera parcial en el Colegio San Ignacio. En febrero de 1865, el sacerdote Enrique Cappelletti presentó al Consejo de la Universidad de Chile una memoria sobre las observaciones practicadas y sobre la preparación para el siguiente eclipse del 25 de abril de 1865 en Concepción y Chillán, en donde señala en castellano antiguo:

Es, pues, de sumo interes de la ciencia no descuidar los preciosos elementos que pueden proporcionarse en los dos eclipces de sol tan cercanos uno de otro, verificados en esta República de Chile: hablo del que ya pasó el 30 de octubre del año transcurrido 1864, i del que entre poco tendremos el 25 de abril del año que transcurre. Si aquel nos pudo revelar algo importante(a), i fué no mas que parcial, pues la línea de la oscuridad total atravesó el Perú i el Paraguai, éste nos podrá dar mayor luz sobre ese mismo asunto, i suministrar elementos mui importantes para la ciencia, pues será total en la misma República de Chile.⁶

Varios años después, el 16 de abril de 1893, las poblaciones de Vallenar y La Higuera fueron cubiertas por la sombra de un eclipse solar total de casi tres minutos de duración. Una de las expediciones fue liderada por el astrónomo Alberto Obrecht, director del Observatorio Astronómico Nacional, quien nos legó el siguiente registro:

Como el punto de observación era a unos 1.500 metros encima del nivel del mar, la vista podía abrazar una extensión considerable de terreno, de suerte que se vió mui bien la sombra aproximarse al lugar de observación. Mirando en la dirección de donde venia la sombra, se veía a la derecha i a la izquierda una coloración parecida a la del cielo cuando el sol acaba de ponerse, i esta coloración iba desapareciendo a medida que se aproximaba la sombra; en su lugar el cielo tomaba un aspecto sombrío i los diversos objetos parecían alumbrados con la luz que da el cloruro de sodium, algo cadavérico.

El científico, finalemente, nos informa que:

Como lo había determinado, me concentré a dibujar las protuberancias. Son éstas como unas llamas que parecen salir del disco del sol i que se distinguen perfectamente al rededor del disco negro de la luna.⁷

Los habitantes de Arica fueron una vez más afortunados testigos de un eclipse, y nada menos que de aquel del 29 de mayo de 1919 que resultó clave para confirmar la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Poco después del amanecer, y a muy baja altura sobre la cordillera de los Andes, los ariqueños pudieron contemplar el fenómeno. El diario El Mercurio señaló al día siguiente:

En la mañana de ayer se produjo un eclipse de sol que fue parcial en todo el territorio. Este fenómeno que se produjo desde la salida del sol hasta las 8:33 de la mañana no pudo ser observado desde Santiago en forma satisfactoria, en vista de mantenerse aún a esa hora una espesa neblina. El eclipse fue total en parte de Brasil, Bolivia y del continente, siendo su duración muy pequeña en esos puntos.

Es interesante notar que el diario no haya dado cuenta que la ciudad de Arica fue cubierta por la totalidad del eclipse. En efecto, en 1919 la soberanía de las ciudades de Arica y Tacna había quedado en un limbo legal, como resultado de la Guerra del Pacífico, cuestión que se prolongó hasta 1929.

El 20 de mayo de 1947 fue el primer eclipse solar total en recorrer la capital de Chile. Se extendió por dos minutos y medio, fenómeno que se repetiría pocos años después, el 12 de octubre de 1958. Adelina Gutiérrez, astrónoma de la Universidad de Chile, publicó un detallado estudio sobre este último y sus circunstancias, en donde describe el camino que recorrerá el eclipse sobre el globo terrestre y destaca que el Observatorio Astronómico de Cerro Calán quedará comprendido en la zona de la sombra. En el prólogo, el director del Observatorio, Federico Rutllant, escribió:

En Chile no ocurría un eclipse total de Sol desde el 20 de mayo de 1947. En aquella ocasión, Santiago estaba más favorecido, ya que el eje de la faja de totalidad cruzaba la ciudad; pero el fenómeno, que ocurrió en las primeras horas de la mañana, sólo pudo ser apreciado a través de las nubes que impidieron ver los detalles del eclipse.⁸

El 12 de noviembre de 1966 fue el turno de un eclipse total en el extremo norte del país y parcial sobre el cielo de Santiago. Al respecto, El Mercurio informó que:

Miles de personas se detuvieron en las calles, y los patios de las casas de Santiago para observar el Sol y su cubrimiento parcial de la Luna a través de lentes densamente ahumados, vidrios ennegrecidos o placas negativas de celuloide. Cada cual comentaba con sus acompañantes las diversas características que observaban en el astro, especulando sobre las consecuencias que el fenómeno produciría en las más diversas formas.

El último eclipse total de Sol que ha podido ser presenciado desde territorio chileno ocurrió el 11 de julio de 2010 en Isla de Pascua. Fueron numerosos los turistas que viajaron al «ombligo del mundo» a observar un fantástico eclipse que tuvo una excepcional duración de cuatro minutos y medio. Cuarenta minutos más tarde, la misma sombra de totalidad que había oscurecido Rapa Nui llegó a territorio continental, al pequeño poblado de Puerto Edén en la Región de Aysén.

Durante estos dos siglos de historia como nación independiente, resulta una increíble coincidencia que, de los catorce eclipses totales de Sol, cuatro hayan ocurrido en los pequeños poblados de Visviri y Putre, en el extremo norte del país.

En lo que resta del siglo, podremos disfrutar de seis eclipses totales de Sol. Por de pronto, el 2 de julio de 2019 la sombra de totalidad cubrirá por más de dos minutos y medio las regiones de Coquimbo y Atacama. Solo un año y medio después, el 14 de diciembre de 2020, corresponderá su turno a las regiones de La Araucanía y Los Ríos.

El siguiente eclipse solar total ocurrirá veintiocho años después, el 5 de diciembre de 2048, sobre el maravilloso Parque Nacional Queulat en la Región de Aysén. Quienes estén allí podrán disfrutar de un eclipse de tres minutos y medio.

Los habitantes de Santiago y Valparaíso tendrán que esperar aún más, hasta el 12 de agosto de 2064, para ser testigos de tres minutos y medio de oscuridad, a las tres de la tarde.

El 3 agosto de 2073 llegará la sombra de la Luna al sur del país, a las localidades de Puerto Edén y al Parque Torres del Paine. El último eclipse total de Sol del siglo XXI sobre Chile ocurrirá el 16 de enero de 2075 en Ovalle, Vicuña y Pisco Elqui.

2

ECLIPSES SOLARES (Y ECLIPSES LUNARES)

Hemos visto en el capítulo anterior cómo surgieron en Mesopotamia los primeros astrónomos. Estos investigadores lograron registrar cientos de eclipses y pudieron identificar regularidades como el ciclo de saros. Sin embargo, el modelo que describe a los eclipses como sombras que la Luna y la Tierra proyectan entre sí, recién se instaló, de una vez y para siempre, en el Renacimiento, cuando el modelo geocéntrico del universo fue reemplazado por el sistema heliocéntrico.

Bajo este nuevo paradigma, el Sol quedó situado en el centro del cosmos, con la Tierra dando vueltas a su alrededor en una órbita ligeramente ovalada con un período de 365,25 días, más conocido como «año terrestre». La Luna, a su vez, siguió siendo representada como un satélite que gira en torno a la Tierra, también con una órbita ligeramente ovalada y con un periodo de 29,5 días, llamado «lunación».

LAS FASES DE LA LUNA

Como se puede apreciar en la Figura 8, tanto la Tierra como la Luna reciben por un lado la luz del Sol mientras el otro hemisferio permanece a oscuras. Desde la Tierra vemos diferentes porciones de la mitad iluminada de la Luna, dependiendo de su posición en su órbita. Por ejemplo, cuando se encuentra en posición opuesta al Sol, nosotros veremos el 100 por ciento de su cara iluminada, evento al cual nos referimos como «Luna llena». Una semana más tarde, visto desde nuestro planeta, la Luna y el Sol formarán un ángulo recto (90 grados), en el transcurso del cual solo veremos el 50 por ciento de la cara iluminada de la Luna; a esto le llamamos «Luna menguante». Dejemos pasar una semana: la Luna estará delante del Sol, por lo cual nosotros veremos un 0 por ciento de su cara iluminada («Luna nueva»). Y una semana después, nuevamente veremos que la Luna y el Sol formarán un ángulo recto, es decir, volveremos a ver un 50 por ciento de la faz iluminada («Luna creciente»). El ciclo de «lunación» de 29,5 días se completa una semana más tarde con una nueva Luna llena.

Ahora que entendemos por qué vemos cuatro fases de la Luna durante su órbita de 29,5 días, podemos pasar al tema que nos convoca: el origen de los eclipses.

TIPOS DE ECLIPSES

La principal fuente de luz del sistema solar es el Sol, y los eclipses ocurren cuando la Tierra se interna en el cono de sombra de la Luna o, al revés, cuando nuestro satélite pasa por el cono de sombra de nuestro planeta. Para que estos juegos de sombras puedan concretarse, los tres cuerpos deben estar en línea. Como la sombra de la Tierra sobre la Luna es mucho más grande que la sombra de la Luna sobre la Tierra, es mucho más probable que puedas observar un eclipse lunar total que uno solar. Como verás a continuación, hay que ser muy afortunado para presenciar un eclipse solar total. Analicemos por separado las condiciones de alineamiento para que se produzca un eclipse lunar y uno solar.

ECLIPSE LUNAR

Tal como vemos en la Figura 9, el fenómeno del eclipse lunar solo se puede dar cuando el Sol y la Luna están en lados opuestos de la Tierra, es decir, solo en la fase de Luna llena. A medida que la Luna ingresa al cono de la sombra de la Tierra, su faz iluminada comienza poco a poco a oscurecerse, etapa a la cual nos referimos como «eclipse parcial». Una vez que nuestro satélite está completamente al interior de la sombra, se habla de «eclipse total». Curiosamente, la Luna no se oscurece del todo durante la totalidad, sino que se vuelve de una coloración rojiza. A esto se le denomina «Luna de sangre» y se debe a aquellos rayos solares que logran cruzar la atmósfera de nuestro planeta. La luz de color rojo es la que puede traspasar con mayor facilidad el filtro de aire terrestre. Al terminar su travesía por nuestra atmósfera, se dispersa en todas direcciones. Algunos de esos haces llegan a la Luna y la «pintan» con ese tono. Luego de algunas horas, el disco lunar pasa nuevamente por una etapa parcial hasta volver a quedar completamente iluminado por el Sol. Este hermoso fenómeno es lo que quizás pudiste observar, a simple vista, el 21 de enero de 2019. La imagen de la Figura 10 corresponde a un espectacular registro de más de cinco horas de todas las etapas del fenómeno. Si te detienes un momento en esta Figura, verás que la sombra de la Tierra sobre la Luna durante el eclipse es redonda. Esta misma observación llevó al filósofo griego Aristóteles a concluir que la Tierra es esférica, ¡nada menos que hace veinticuatro siglos!

ECLIPSE SOLAR

Pasemos ahora a examinar las circunstancias que deben reunirse para que se produzca un eclipse solar. Tal como puedes ver en la Figura 9, este fenómeno solo se da cuando la Luna pasa delante del Sol, o sea, en la fase de Luna nueva, dos semanas después de las condiciones requeridas para un eclipse lunar. Los tres cuerpos deben estar alineados en el espacio de modo que la sombra de la Luna se proyecte sobre la superficie de la Tierra, es decir, si un terrícola puede presenciarlo, significa que está bajo la sombra de la Luna.

Si se observa con atención la Figura 9, veremos que hay dos tipos de sombras. La primera de ellas es la «penumbra», que cubre gran superficie de nuestro planeta y que el observador en la Tierra percibe como un disco solar al que le falta un pedazo (ver Figura 11). Esto se explica porque el alineamiento entre el observador, la Luna y el Sol no es perfecto y el disco lunar oculta apenas una parte del disco solar. Por esta razón, el desafortunado terrícola solo llega a ver un «eclipse solar parcial», fenómeno muy común que generalmente pasa inadvertido, incluso cuando alcance el 99 por ciento de ocultamiento.

El otro tipo de sombra es la llamada «umbra», la sombra de totalidad, de unos 100 a 200 kilómetros de tamaño, ubicada en el centro de la penumbra. Desde este lugar el alineamiento entre el observador, la Luna y el Sol es perfecto, por lo que el disco lunar alcanza a ocultar totalmente el disco solar (ver Figura 11). Como el tamaño de la umbra es relativamente pequeño, hay que ser muy afortunado para estar bajo ella y disfrutar de esta especial conjunción astronómica.⁹ Quien tenga ese privilegio podrá ver un «eclipse total», en que el día se hará de noche por algunos minutos y el entorno tomará coloraciones únicas.

Ocasionalmente, aun cuando el alineamiento sea perfecto, el disco lunar no tiene el suficiente tamaño en el cielo para ocultar totalmente al disco solar, en cuyo caso se logra ver un «anillo de fuego» alrededor de la Luna (ver Figura 11). Esto ocurre cuando nuestro satélite se encuentra en su «apogeo»,¹⁰ es decir, cuando se encuentra más lejos de la Tierra que lo habitual. Este evento recibe el nombre de «eclipse anular».

¿POR QUÉ NO VEMOS ECLIPSES LUNARES O TOTALES TODOS LOS MESES?

Posiblemente resulta muy tentador pensar que todos los meses tendremos un eclipse lunar en la fase llena y otro solar en la fase nueva, cada uno separado por dos semanas. Aunque sería algo entretenido, esto no ocurre así a causa de un elemento que aún no hemos puesto sobre la mesa: la órbita de la Luna está levemente inclinada respecto a la órbita de la Tierra. En la Figura 12 se muestra el plano orbital de la Tierra —técnicamente denominada «eclíptica»— y la órbita lunar en cuatro épocas del año. Como puedes ver, la Luna se mueve en un plano inclinado en cinco grados respecto a la eclíptica.

Debido a esta inclinación, la Luna pasa la mitad del mes sobre la eclíptica y la otra mitad bajo esta. Cuando la Luna cruza la eclíptica se dice que está en un «nodo». Al hacerlo hacia abajo, marca un «nodo descendente», mientras que, al cruzar hacia arriba, marca un «nodo ascendente».

Recordemos que la condición esencial para que tengamos un eclipse es la alineación del Sol, la Tierra y la Luna. Como el Sol y la Tierra están siempre en la eclíptica, el alineamiento depende de que la Luna también se encuentre ahí, o sea, en uno de sus dos nodos. Pero no basta con eso para que se produzca el eclipse; también hace falta que los nodos estén alineados con el Sol y la Tierra, es decir, que la Luna esté en fase llena o nueva.

En el primero de estos casos es posible observar un eclipse lunar. En cambio, si la Luna cruza un nodo en fase nueva, podrás ver un eclipse solar. Estas condiciones, representadas en las órbitas inferior y superior de la Figura 12, se dan solo dos veces al año. Es decir, durante un año calendario existen dos temporadas de eclipses, separadas por seis meses. Ahora puedes entender por qué el eclipse solar del 2 de julio de este año ocurrirá seis meses después del eclipse lunar que pudimos ver el 21 de enero.

Tal como señalé antes, la órbita de la Luna está inclinada en cinco grados respecto a la eclíptica y, durante el mes que tarda en completar una órbita, cruza esta línea en dos puntos: el nodo ascendente y el nodo descendente. Si estos puntos estuvieran fijos con respecto a la eclíptica, los eclipses ocurrirían siempre en las mismas épocas del año. Sin embargo, la «línea de los nodos» se desplaza sobre la eclíptica, dando una vuelta cada 18,6 años. Por esta razón, las temporadas de eclipses van cambiando año a año.

UNA INCREÍBLE COINCIDENCIA

Como hemos podido apreciar, un eclipse solar total ocurre cuando el disco lunar oculta completamente el disco solar. Y lo hace como un traje ajustado hecho a la medida del Sol. Es decir, ambos tienen casi el mismo tamaño en el cielo. ¿Cómo es posible esto, siendo que el Sol es cuatrocientas veces más grande que la Luna? Gracias a una extraordinaria coincidencia: la Luna está justo cuatrocientas veces más cerca de la Tierra que el Sol. Nuestra Luna es única: su diámetro y su fortuita distancia la hacen ver del mismo tamaño que el Sol.

Ambos tienen una extensión de medio grado en el cielo. Con una moneda de 100 pesos (23 milímetros de diámetro) ubicada a una distancia de dos metros y medio de tus ojos, lograrás ver el tamaño que la Luna tiene en el cielo. Pero para invitar al Sol a este juego, ¡tendrías que conseguirte una pelota de 9 metros de diámetro y ubicarla a un kilómetro de distancia!

Esto significa que los tamaños y las distancias de ambos cuerpos celestes deben conjugarse de manera perfecta para que podamos presenciar un eclipse solar total. Si la Luna fuera más pequeña, solo existirían eclipses anulares y no podríamos observar la tenue corona del Sol. Una Luna más grande tampoco nos permitiría verla.¹¹

Si nos detenemos por un momento a mirar nuestro contexto en el sistema solar, verás que la Luna, con un diámetro de 3.500 kilómetros, es un satélite desproporcionadamente grande para el tamaño de la Tierra (12.700 kilómetros de diámetro). Solo los planetas gigantes como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno poseen satélites comparables al tamaño de la Luna. En cambio, la situación es muy distinta para los planetas con un tamaño similar al nuestro: ni Mercurio ni Venus tienen satélites lunares y Marte tiene dos pequeñísimos satélites —Deimos y Fobos— de apenas doce y veintidós kilómetros de tamaño.

Nuestra enorme Luna es, entonces, una fortuna cósmica. No solo nos permite ver eclipses perfectos; ella es también la responsable de que el eje de la Tierra se haya mantenido en una dirección estable a lo largo del tiempo. Esto último es lo que ha hecho posible la constancia de las estaciones (invierno, primavera, verano y otoño) durante miles de millones de años. Si no fuera por la Luna, el eje de la Tierra se hubiese bamboleado a la menor provocación de otros cuerpos del sistema solar, generando de esta forma un clima imposible para el desarrollo de cualquier forma de vida, y yo no estaría escribiendo este libro. Y lo más increíble es que la Luna se formó, hace 4.500 millones de años, a raíz del violento impacto que la naciente Tierra recibió de un cuerpo del tamaño de Marte. Somos consecuencia de eventos extremadamente improbables y violentos, pero también increíblemente fortuitos para nuestra existencia.

EL CAMINO DE TOTALIDAD DEL ECLIPSE

Hemos visto que un eclipse solar total requiere una alineación perfecta Sol-Luna-Tierra. La combinación entre el tamaño y distancia de la Luna es lo que determina que la umbra sobre la superficie terrestre cubra un lunar de solo 100 a 200 kilómetros, tal como se puede apreciar en la Figura 13.

El lunar de sombra (literalmente un «lunar lunar») no permanece detenido, sino que se desplaza sobre la superficie de la Tierra, de oeste a este, a medida que la Luna se mueve en su órbita y la Tierra gira alrededor de su propio eje. Sobre el Ecuador terrestre la sombra viaja a 1.700 kilómetros por hora, dos veces más rápido que un avión comercial. Una sombra de 210 kilómetros de diámetro demora siete minutos y medio en pasar sobre ti, es decir, esa será la duración del eclipse total. Me estoy refiriendo, sin embargo, solo al caso más favorable, cuando la Luna está en su punto más cercano a la Tierra y el diámetro de la umbra alcanza su tamaño máximo.¹²

En general, la duración del eclipse depende de tres factores: 1. la velocidad de la Luna en su órbita al pasar frente al Sol; 2. la velocidad de rotación de la Tierra sobre su propio eje en la posición geográfica por donde pase la umbra, y 3. el tamaño de la sombra (el cual depende de las distancia Tierra-Luna y Tierra-Sol) y su elongación (la cual depende de la hora del día en que pase la sombra).

El desplazamiento de la umbra sobre la Tierra establece una franja de totalidad o «camino del eclipse», tal como lo puedes ver en la Figura 14. El eje central de la franja, coloquialmente conocida como «zona cero», es el mejor lugar para apostarse, pues es allí donde la umbra es más ancha y el eclipse dura más. Si te vas al borde de la sombra, el eclipse total durará menos que tu respiro.

UN ECLIPSE CON LOS PIES EN LA TIERRA

Si te encuentras en la franja de totalidad de un eclipse solar, lo primero que podrás presenciar es la etapa de parcialidad, durante la cual el disco lunar comienza a ocultar gradualmente al Sol —estarás en la penumbra, de la cual ya hemos hablado—, pero el gran show recién tendrá lugar cuando este se vea totalmente oscurecido. En el momento en que la Luna haya ocultado totalmente el disco solar, te encontrarás exactamente bajo la umbra y quedará frente a ti la majestuosa «corona solar», nombre acuñado por José Joaquín de Ferrer y Cafranga en el eclipse de 1806. Se trata de la parte más externa del Sol, un tenue halo de luz blanca que alcanza millones de grados Celsius (ver Figura 15). Es el gas a mayor temperatura que podrás ver con tus propios ojos. Para disfrutar de este fenómeno no basta con que el disco solar esté cubierto en un 99 por ciento puesto que el uno por ciento restante es mucho más brillante que la corona.

Luego de unos minutos de totalidad habrás salido de la umbra y estarás de nuevo en penumbra durante algunas horas, hasta que la Luna deje de ocultar al Sol.

Más adelante, en el capítulo 4, veremos en mayor detalle las distintas fases de un eclipse total de Sol con los pies en la Tierra.

CICLO DE SAROS

Tras varios milenios de dedicación, los astrónomos de Babilonia observaron y registraron cientos de eclipses. El acopio de datos les permitió descubrir el «saros», un ciclo de 18 años, 11 días y 8 horas (6.585,32 días), tras el cual las posiciones del Sol, la Luna y la Tierra vuelven a dibujar una misma configuración.

En cada nuevo ciclo del saros se cumple un nuevo ciclo de eclipses: una serie cercana a 43 eclipses lunares y 43 solares (cinco por año). Aquellos que están separados por un saros forman una familia denominada «serie de saros».

Para los babilonios, el saros era un dato útil para predecir eclipses, pero hoy estos se pueden deducir matemáticamente a partir de las órbitas de la Tierra y la Luna. El saros se debe a tres coincidencias, casi perfectas, relacionadas con la órbita lunar:

• En un saros ocurren 223 lunaciones, el lapso de tiempo entre dos Lunas nuevas (29,53 días).

• En un saros ocurren 239 múltiplos del lapso de tiempo para que la Luna pase de perigeo a perigeo (27,55 días).¹³

• En un saros ocurren 242 periodos del lapso de tiempo para que la Luna vuelva a pasar por un nodo lunar (27,21 días).¹⁴

Como vemos, el saros no contiene un número exacto de días (24 horas), sino una fracción adicional de 0,32 días (cerca de ocho horas). Por tanto, el siguiente eclipse lunar de la serie de saros comenzará unas ocho horas más tarde que el mismo eclipse de la serie anterior. En el caso de un eclipse solar, la fracción de 0,32 días se traducirá en un giro adicional de la Tierra sobre su propio eje, por lo que el camino de totalidad se desplazará 115 (360 x 0,32) grados hacia el oeste (cerca de un tercio de una vuelta completa alrededor del mundo).

Luego de tres saros (19.755,96 días o 54,09 años), el así llamado «triple saros», la rotación de la Tierra completa un giro adicional de 345 grados sobre su propio eje, solo 15 menos que los requeridos para completar un giro completo, por lo que el nuevo ciclo de eclipses se vuelve a repetir casi en un mismo lugar geográfico, solo 15 grados más al oeste en longitud.

¿UN FUTURO SIN ECLIPSES TOTALES?

En 1695, el astrónomo inglés Edmund Halley —el mismo que analizó las órbitas de los cometas— se abocó a estudiar la órbita de la Luna. Con el objeto de refinar sus cálculos, acudió a los datos de los lugares y fechas de los eclipses más antiguos, pero descubrió en ellos algunas inconsistencias. ¿Podía haber errores en los antiguos registros, o acaso había un problema con la órbita de la Luna?

Dos siglos más tarde, el meticuloso astrónomo estadounidense Simon Newcomb retomó el análisis de Halley, esta vez incorporando información de los últimos dos siglos. ¡Y se encontró con el mismo problema que Halley!

El modelo de la órbita de la Luna tenía que estar incompleto.

Lo que faltaba considerar era, por un lado, que la órbita de nuestro satélite natural aumenta cada día su velocidad, y que, por su parte, la rotación de la Tierra disminuye, es decir, que la duración del día se incrementa ligeramente en unos dos milisegundos por siglo.

Hoy sabemos que estos dos efectos van de la mano y tienen un mismo origen en las mareas que la Luna ocasiona a la Tierra. Cuando el nivel de los océanos sube y baja —lo que se traduce en dos mareas altas y dos mareas bajas cada día—, la fricción entre el agua y el fondo marino produce un leve frenado de la rotación de la Tierra. Considerando lo que se deduce de la «ley de conservación del momento angular» establecida por la teoría de Newton, la suma de todas las rotaciones del sistema Luna-Tierra debe ser constante, con lo cual al frenado de nuestro planeta debe corresponder una mayor velocidad de la órbita de la Luna y un lento pero gradual alejamiento. Esto último —tres centímetros por año— se ha podido constatar desde que los astronautas estadounidenses dejaron reflectores en la Luna en 1969. En otras palabras, la Luna estuvo más cerca en el pasado, lo cual reafirma la hipótesis de que tanto la Tierra como la Luna se formaron de una violenta colisión hace 4.500 millones de años.

En 1998, el físico inglés Richard Stephenson refinó los cálculos de la órbita lunar, utilizando nada menos que los datos de los eclipses obtenidos por los antiguos babilonios y registrados en tablillas de greda. Al ignorar el frenado de la rotación de la Tierra, el modelo de Stephenson arrojaba que el eclipse del año 136 a. C. sobre Babilonia había pasado 50 grados al oeste de la ciudad, lo cual no concordaba con los registros de los antiguos habitantes de la ciudad. Para conciliar el modelo con los datos babilónicos, Stephenson tuvo que incorporar un nuevo factor: el frenado de la Tierra, a un ritmo de 1,7 milisegundos por siglo. Este refinamiento fue clave para que el modelo pudiera desplazar la sombra del eclipse 50 grados al este en longitud.¹⁵ Los antiguos babilonios no estaban enterados de este fenómeno. Sin embargo, aunque parezca increíble, una observación realizada en la antigua Mesopotamia sirvió, dos milenios más tarde, para revelar el mismo ritmo de frenado de nuestro planeta que la tecnología moderna arrojó por medio de satélites artificiales.

En los próximos 600 millones de años, el alejamiento acumulado por la Luna hará que su tamaño en el cielo sea menor al del disco solar. De allí en adelante no podremos ver más eclipses totales de Sol y tendremos que contentarnos solo con eclipses anulares.

Figura 1. La escultura de Tycho Brahe y Johannes Kepler en la ciudad de Praga. © Andrzej Otrębski - Wikimedia Commons

Figura 2. La desolación de los peruanos durante el eclipse de Luna de 1723, imagen de Bernard Picart reproducida en el libro Ceremonias y costumbres religiosas de todos los pueblos del mundo, de Jean-Frédéric Bernard (1748).

Figura 3. Imagen de las «perlas de Baily» obtenida desde Estados Unidos durante el eclipse del 21 de agosto de 2017. © Wikimedia Commons

Figura 4. Primera fotografía de un eclipse solar total, obtenida por Julius Berkowski desde Prusia el 28 de julio de 1851. En ella se puede apreciar la corona solar como un halo alrededor de la silueta lunar. © Wikimedia Commons

Figura 5. La portada del The Illustrated London News con la escena del eclipse del 12 de diciembre de 1871 alrededor de la torre del fuerte de Bekul.

Figura 6. Una de las placas del eclipse de 1919. Alrededor de la corona, flanqueadas con delgados trazos, se indican las débiles imágenes de algunas de las estrellas de fondo que lograron impresionar la placa fotográfica, y cuyas posiciones aparecieron desplazadas por efecto de la curvatura del espacio alrededor del Sol. © Wikimedia Commons

Figura 7. Fotografía del instante inmediatamente anterior al eclipse total del 24 de enero de 1925 obtenida desde Nueva York. © Library of Congress

Figura 8. Las fases de la Luna durante su órbita de 29,5 días en torno a la Tierra. © NASA/Bill

Figura 9. Representación esquemática de eclipses de Sol y de Luna.

Figura 10. Composición de imágenes de las distintas etapas del eclipse lunar total del 21 de enero de 2019. La imagen superior derecha corresponde al inicio del eclipse parcial. Gradualmente la Luna ingresó al cono de luz de la Tierra y, luego de dos horas, llegó a internarse completamente en la umbra de nuestro planeta, tiñéndose de rojo. A este fenómeno se le llama «Luna de sangre». Luego de permanecer una hora en la umbra, la faz de la Luna comenzó a recuperar parcialmente la iluminación directa de la luz solar. La imagen de la esquina inferior izquierda corresponde al fin del eclipse.

Figura 11. Los tres tipos de eclipses solares.

Figura 12. El camino orbital de la Tierra en torno al Sol está alojado en un plano llamado «eclíptica». La órbita de la Luna se muestra para cuatro épocas del año.

Figura 13. La sombra de totalidad del eclipse observada desde el espacio en 1999 por cosmonautas rusos. © CNES

Figura 14. Los caminos de totalidad de los eclipses solares entre los años 2006 y 2030.

Figura 15. La corona y las prominencias solares observadas desde Francia durante el eclipse de 1999. © Luc Viatour – Wikimedia Commons

Figura 16. El avance del perihelio del planeta Mercurio.

Figura 17. Según Einstein, la curvatura del espacio alrededor del Sol obliga a la Tierra a desplazarse sobre una trayectoria curva. © T. Pyle/Caltech/MIT/LIGO Lab

Figura 18. El ascensor de Einstein: experimento pensado que permitió postular el Principio de Equivalencia entre gravedad y aceleración.

Figura 19. Según el Principio de Equivalencia, un haz de luz debe curvarse en la presencia de un cuerpo con masa, tal como ocurre en un sistema acelerado en ausencia de gravedad.

Figura 20. La predicción de Einstein. Debido a la curvatura del espacio ocasionada por el Sol, el haz de luz de una estrella que pase rozando el disco solar se curvará en su camino hacia la Tierra. Por ende, su posición se verá más lejos del disco solar con respecto a su posición normal. La deflexión predicha es un ángulo muy pequeño en el cielo de solo 1,7 segundos de arco, el mismo que subtiende una moneda de 100 pesos ¡a dos kilómetros de distancia!

Figura 21. El camino de totalidad del gran eclipse del 29 de mayo de 1919 se inició sobre el océano Pacífico, 500 kilómetros al oeste de la Región de Arica. Dos minutos más tarde la sombra de la Luna hizo su primer contacto con tierra firme en las ciudades de Ilo y Arica. Luego sobrevoló Brasil hacia el noreste, pasando sobre la localidad de Sobral, muy cerca de la costa atlántica, en donde la totalidad se extendió por cinco minutos en una cómoda posición, a 44 grados de altura sobre el horizonte. Más tarde la sombra rozó las costas de Liberia y Costa de Marfil en África y, tras sobrevolar otro breve tramo sobre al Atlántico, pasó sobre la Isla Príncipe, ubicada 220 kilómetros al oeste de las costas de Guinea Ecuatorial, en donde tuvo una duración de 5 minutos y 10 segundos. Finalmente, la sombra umbral cruzó todo el continente africano hasta alcanzar sus costas orientales y desaparecer sobre el océano Índico. En total fueron 3 horas y 20 minutos para un recorrido de 14.000 kilómetros, a una velocidad de 4.200 kilómetros por hora. © Fred Espenak, NASA/GSFC

Figura 22. Retrato del astrofísico británico Arthur S. Eddington. ©Library of Congress

Figura 23. Esta imagen muestra, al centro, una galaxia roja muy luminosa que distorsiona la imagen de una galaxia azul mucho más distante. La curvatura del espacio alrededor de la galaxia más cercana produce dos imágenes deformadas de la galaxia de fondo, ocasionando de este modo un «anillo de Einstein». La imagen fue obtenida por el telescopio espacial Hubble. © ESA/Hubble & NASA

Figura 24. La primera imagen de un agujero negro en el centro de la galaxia Messier 87. Su silueta lo delata sobre el fondo brillante del gas circundante, el cual está cayendo progresivamente al agujero negro, tal como el remolino de agua que se forma en el resumidero de un lavamanos. © EHT Collaboration

Figura 25. Instante del segundo contacto (C2), en el que se pueden ver las «perlas de Baily»,el «anillo de diamante», y los primeros instantes de la entrada en escena de la majestuosa corona solar. Fotografía obtenida desde Australia durante el eclipse del 13 de noviembre de 2012. © Romeo Durscher

Figura 26. Anillo de diamante registrado desde Bulgaria durante el eclipse del 11 de agosto de 1999. © Rowan McLauglin – Wikimedia Commons

Figura 27. Fase de totalidad del eclipse. Durante breves minutos se revela la corona solar. En la base de esta corona se pueden ver las prominencias solares, cuyos tamaños pueden llegar a ser tan grandes como el planeta Júpiter, es decir, diez veces el tamaño de la Tierra. © ESO/P. Horálek/Solar Wind Sherpas project

Figura 28. Durante un eclipse total de Sol, sobre la corona se pueden ver planetas, estrellas brillantes y todo el crepúsculo alrededor. © M. Druckmüller, P. Aniol, K. Delcourte, P. Horálek, L. Calçada/ESO

Figura 29. Camino de totalidad del eclipse de 2019. © www.eclipsophile.com

Figura 30. El camino de totalidad del eclipse de 2019 sobre territorio chileno.

Figura 31. Camino de totalidad del eclipse de 2020. © www.eclipsophile.com

Figura 32. El camino de totalidad del eclipse de 2020 sobre territorio chileno.

3

A UN SIGLO DEL ECLIPSE QUE CAMBIÓ

LA COMPRENSIÓN DEL UNIVERSO

UNA CRISIS DE GRAVEDAD

¿Recuerdas que el astrónomo alemán Johannes Kepler nos legó tres leyes sobre las órbitas planetarias? Su trabajo lo realizó sobre la base de los datos obtenidos por el astrónomo danés Tycho Brahe desde Uraniborg, un palacio y observatorio que el rey Rodolfo II de Habsburgo le había hecho construir en la isla de Hven, en el estrecho de Sund, que conecta el mar Báltico con el mar del Norte. Al cabo de dos décadas de unas observaciones iniciadas en 1580, Brahe había amasado la base de datos más precisa y numerosa sobre las órbitas de los planetas conocidos hasta ese momento. Kepler no pudo realizar el análisis de los datos sino tras la muerte de Brahe, ocurrida en 1601, pues este, muy desconfiado, había rehusado compartir la información.

El modelamiento matemático llevó a Kepler a establecer en 1609 la primera de las tres leyes, la cual, recordemos, señala que «todos los planetas se desplazan alrededor del Sol en órbitas elípticas». Una elíptica es, grosso modo, un círculo alargado u ovalado. Con esta figura geométrica, Kepler pudo describir los movimientos de los seis planetas entonces conocidos: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter y Saturno. Si bien la descripción matemática era correcta, la explicación sobre el origen de esta particular forma demoró medio siglo en llegar, y lo hizo nada menos que de la mano del físico inglés Isaac Newton. Según reza la leyenda, Newton formuló la Ley de la Gravedad mientras descansaba bajo un manzano, pero se trata de una fórmula universal que no solo se aplica a las manzanas sino que a todos los cuerpos con masa. Publicada en 1687, la ley de Newton establece que los cuerpos con masa sienten una fuerza atractiva mutua, una especie de elástico invisible, cuya magnitud es proporcional a la masa de ambos cuerpos y disminuye con la distancia. En el caso del sistema solar, la fuerza del Sol permite explicar las órbitas elípticas de los movimientos planetarios. La misma ley explica que la caída de la manzana ocurre debido a la fuerza que ejerce la Tierra y un sinnúmero de otros fenómenos cotidianos y astronómicos.

El descubrimiento del séptimo planeta, Urano, fue realizado más adelante, en 1781, por el astrónomo y músico William Hershel (1738-1822) desde el jardín de su casa en Inglaterra, utilizando su propio telescopio. Urano es el tercer planeta en tamaño, pero por su lejanía no es reconocible a simple vista. Es por esta razón que su descubrimiento tuvo que esperar la invención del telescopio.

Todo el universo parecía estar en orden... hasta que la calidad de los datos mejoró. Entonces algunas órbitas planetarias comenzaron a desafiar las leyes de Kepler.

EL DESCUBRIMIENTO DE NEPTUNO

El matemático francés Urbain Le Verrier (1811-1877), estudioso de la mecánica celeste, había notado desde el Observatorio de París que el planeta Urano mostraba diferencias respecto a las predicciones de Kepler. Su hipótesis para explicar esta anomalía fue que debía existir un octavo planeta, más lejano que Urano, que perturbara la órbita de este. Profundizando esta idea, en 1843, calculó la órbita que tendría el octavo planeta y convenció al astrónomo alemán Johann Gottfried Galle de buscarlo, indicándole una región específica del cielo. La noche misma del día en que recibió la provocadora carta de Le Verrier, Galle apuntó su telescopio del Observatorio de Berlín y, voilà!, se encontró con el objeto anticipado por el matemático francés, a solo un grado de distancia en el cielo de lo que había señalado. Allí estaba el gigante gaseoso que pasaría a llamarse Neptuno, descubierto gracias al poder predictivo de la Ley de la Gravedad de Newton.

Los científicos ingleses, por su lado, siempre competidores de los franceses, habían recorrido un camino parecido para reclamar el crédito por el descubrimiento de Neptuno. John Coush Adams (1819-1892), desde Cambridge, también se enteró de las anomalías de Urano y decidió investigar, matemáticamente, si acaso estas se debían a un planeta aún no descubierto. Atendiendo la sugerencia de Adams, el astrónomo James Challis comenzó la campaña de observación en julio de 1846. A mediados de agosto Challis logró dar con el objeto, pero... lo identificó como una estrella.

La controversia entre franceses e ingleses sobre el descubrimiento de Neptuno continuó hasta adquirir ribetes nacionalistas. En una solución salomónica, la comunidad internacional decidió otorgar el crédito tanto a Le Verrier como a Adams. Esta disputa volvería a sorprender un siglo y medio después con el descubrimiento de los «Documentos de Neptuno» del Real Observatorio de Greenwich, los cuales demostraban que Adams no merecía el mismo crédito que Le Verrier.

Esta sorprendente revelación ocurrió hace solo veinte años, en 1998, tras la muerte del astrónomo norteamericano Olin Eggen. Tuve la oportunidad de conocer a Eggen en 1983, durante mis primeros trabajos de investigación, cuando cursaba el magíster en la Universidad de Chile. Eggen era un tipo de gran envergadura, fumaba pipa y tomaba whiskey durante sus observaciones, para paliar el frío nocturno de la cordillera de los Andes. El último empleo que tuvo fue en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo, entre 1970 y 1998, desde donde realizó importantes avances en el estudio de nuestra Vía Láctea (tiempo antes, durante la Segunda Guerra Mundial, había brindado servicios en la Oficina de Servicios Estratégicos, antecesora de la Agencia Central de Inteligencia, más conocida como CIA). Todo el procesamiento de los datos lo realizaba con una calculadora de mano, porque no confiaba en los computadores. Hablaba poco y en un inglés muy cerrado. No se le conocían familiares y su vida parecía estar completamente volcada a la astronomía. Cuando bajaba a la ciudad, sus únicas escapadas del recinto del observatorio en La Serena eran al restaurante de una estación de combustible en la ruta Panamericana. Comía solo y siempre pedía al garzón el mismo plato, obligado por las escasas palabras que aprendió en castellano. Luego de su muerte le correspondió al equipo administrativo y científico ordenar sus pertenencias. Grande fue la sorpresa al encontrar bajo su cama, en su casa en el recinto de Tololo, nada menos que los 105 kilos de papeles conocidos como Documentos de Neptuno. Eggen había trabajado en el Real Observatorio de Greenwich entre 1963 y 1965, hasta que fue despedido.

EL DESCUBRIMIENTO DE PLUTÓN

A fines del siglo XIX, las observaciones de Neptuno comenzaron a chocar con otras anomalías, lo cual llevó a los astrónomos a plantear la hipotética existencia de un noveno planeta todavía más alejado en el sistema solar. Desde el Observatorio Lowell, al norte de Arizona en Estados Unidos, el astrónomo Clyde William Tombaugh (1906-1997) logró descubrir al pequeño Plutón, el 18 de febrero de 1930. Con un diámetro de 2.300 kilómetros, Plutón tiene incluso un tamaño menor que el de nuestra Luna.

Luego de una intensa sesión, en el año 2006 la Unión Astronómica Internacional decidió cambiar de categoría a Plutón: de ser el noveno planeta del sistema solar pasó a formar parte de los «planetas enanos». El pecado de Plutón era que, dado su tamaño, resultaba incapaz de «limpiar» su órbita de otros cuerpos, a diferencia de los otros ocho planetas. Así, se sumó a un grupo donde también se encuentra Eris, del mismo tamaño de Plutón, y miles de cuerpos pequeños, como asteroides y cometas.

El estudio de las órbitas de los planetas enanos y asteroides «transneptunianos» (aquellos más lejanos que la órbita de Neptuno) ha revelado anomalías que se han atribuido a la presencia de un planeta más lejano aún en el sistema solar. Las búsquedas del hipotético «planeta X» todavía no han dado con evidencias fehacientes. Dentro de unos años, ya veremos qué nuevas sorpresas nos depararán los últimos telescopios, en particular los que se instalarán en el norte de Chile.

LAS ANOMALÍAS DE LA ÓRBITA DE MERCURIO

En este paseo por el sistema solar, hemos visto que durante mucho tiempo la Ley de la Gravedad de Newton permitió a los astronómos explicar exitosamente las órbitas planetarias. Si bien hubo momentos de tensión que por instantes la hicieron tambalear —eventos ocasionados en los suburbios del sistema solar—, esta ley siempre se las arregló para encontrar una explicación en la presencia de cuerpos ignorados y, de este modo, seguir prevaleciendo. El orden cósmico parecía ser perfectamente comprensible hasta que, a mediados del siglo XIX, comenzaron a llegar algunos datos inquietantes que pusieron nuevamente en aprietos a Newton. Esta vez no provenían de los suburbios del sistema solar, sino, por el contrario, del planeta más cercano al Sol: obviamente, me refiero al pequeño Mercurio.

Fue el mismo Le Verrier quien notó el problema. Por ser el planeta más próximo al Sol, Mercurio siempre aparece cerca de él en el cielo, ya sea en el amanecer o al atardecer. Cada cierto tiempo, cuando el Sol, Mercurio y la Tierra se alinean, el pequeño planeta pasa justo delante del Sol (visto desde la Tierra), produciendo un minieclipse. Mercurio hace esta gracia unas trece veces por siglo, ocasiones en las cuales «transita» delante del Sol. El matemático francés y otros astrónomos observaron que estos tránsitos de Mercurio no calzaban con la estricta regularidad newtoniana.

Tal como te imaginarás, la primera interpretación atribuyó este fenómeno a un hipotético planeta, aun más cercano al Sol, que no se dejaba ver. Este presunto cuerpo fue bautizado como «Vulcano». Edmond Modeste Lescarbault, médico francés y astrónomo amateur, creyó ver este cuerpo en 1859. Si su observación era cierta, el fenómeno debía repetirse al año siguiente, pero, llegado el momento, nadie pudo constatarlo. La caza de Vulcano se extendió durante medio siglo de observaciones contradictorias. En los eclipses solares de 1869, 1878 y 1886 se puso especial atención en el avistamiento de Vulcano, pero ¡nada! Y la órbita de Mercurio seguía desafiando a Newton. ¿Era posible que la Ley de la Gravedad no estuviera funcionando?

De acuerdo a las teorías de Kepler y Newton, en ausencia de otros planetas, Mercurio debía moverse a lo largo de una elipse levemente elongada, pasando en cada órbita por el perihelio (punto más cercano al Sol) y el afelio (punto más lejano al Sol). Pero las observaciones mostraban con claridad que la elipse no estaba fija en el espacio, sino que en cada órbita se desplazaba un pequeño ángulo, dibujando la forma de una flor (en la que cada pétalo corresponde a una órbita), tal como se muestra en la Figura 16. El desplazamiento acumulado en un siglo era de cuarenta y tres segundos de arco (el ángulo equivalente al 2 por ciento del disco del Sol). A esta anomalía los astrónomos la llamaban el «avance del perihelio de Mercurio», y no era posible explicarla mediante las leyes de Newton ni por las perturbaciones de otros planetas. Literalmente hablando, se estaba frente a una verdadera «crisis de gravedad».

EL DESCABELLADO DESAFÍO DE EINSTEIN

Habían transcurrido doscientos años desde la publicación de la Ley de la Gravedad, una teoría que permitió calcular las órbitas de la Tierra y la Luna, de planetas y cometas. Sin embargo, el pequeño detalle de la órbita de Mercurio no cuadraba con la teoría y hacía del planeta un aguafiestas en medio de tanta elegancia cósmica. Y si esta anomalía no se explicaba por la existencia de un planeta desconocido, quizás era hora de cuestionar la teoría de la gravedad de Newton.

El mundo científico contaba con un joven alemán dispuesto a desafiar la corona de Newton. Se trata del famosísimo Albert Einstein (1879-1955).

Antes de volver al problema, revisemos algunos datos biográficos de este célebre físico. Su paso por el colegio no fue académicamente descollante. Se rebeló contra la rigidez disciplinaria, lo cual lo llevó a trenzarse en polémicas con sus profesores, mostrando escaso respeto por ellos. A sus diecisiete años ingresó a la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, Suiza, con el propósito de estudiar física, de donde se graduó a los veintiún años. Luego de terminar su pregrado no logró obtener trabajo en el mundo académico, por lo que en 1902 comenzó a trabajar como funcionario en una oficina de patentes en la ciudad de Berna, mucho antes de ser reconocido mundialmente. Separado del ambiente académico, Einstein aprovechó su tiempo libre para desarrollar sus ideas científicas e incluso para publicarlas en revistas especializadas. Como vemos, la trayectoria inicial del joven Einstein se alejó bastante del camino científico convencional.

Desde muy temprano, una de sus más acuciantes preocupaciones fue entender el origen de la Ley de la Gravedad. Recordemos que Newton había introducido el concepto de «fuerza» para expresar el efecto de la atracción gravitacional entre dos cuerpos con masa. Si bien Newton pudo representar la magnitud y dirección de la fuerza como una flecha en el espacio, su teoría no explicaba cuál era el mecanismo por el cual se transmitía dicha fuerza. La propuesta de Einstein, completamente revolucionaria, fue reemplazar el concepto de flecha por el de la curvatura del espacio que un cuerpo con masa produce en su entorno.

Para entender el concepto de curvatura del espacio, es mejor restringirse a un espacio de dos dimensiones como, por ejemplo, una simple hoja de papel perfectamente plana, sin curvatura alguna, sobre la cual una hormiga puede caminar en línea recta y alejarse todo lo que quiera desde su punto de partida. Por otra parte, un ejemplo de espacio curvo de dos dimensiones es la superficie de una esfera. Una hormiga obligada a caminar sobre la superficie de un globo tiene solo dos dimensiones para moverse. Esta podrá volver al punto de partida debido a la curvatura.

Este mismo concepto de curvatura del espacio es lo que planteó Einstein, pero lo hizo para un espacio de tres dimensiones. El mejor ejemplo de un espacio plano bajo esta consideración es un cubo de tamaño infinito. Una persona puede caminar en línea recta al interior del cubo y alejarse todo lo que quiera desde su punto de partida. Y aunque nuestras mentes no nos permiten visualizar un espacio curvo en tres dimensiones, las ecuaciones matemáticas sí permiten curvar un cubo. Si nosotros viviéramos en el interior de un espacio tridimensional curvo, podríamos salir de la Tierra en línea recta y volver a nuestro planeta.

Habiendo introducido el concepto de curvatura espacial en tres dimensiones, podemos apreciar cómo logró Einstein, por una parte, relacionar la gravedad de un cuerpo con masa y, por otra, con la geometría del espacio a su alrededor. Si tomamos al Sol como ejemplo, según Einstein el espacio a su alrededor se curvará y a un planeta que se encuentre bajo su órbita no le quedará más remedio que moverse en una trayectoria curva, debido a que siente la curvatura producida por aquel (ver Figura 17).

¿Cómo llegó Einstein a esta conjetura? En 1911 imaginó las siguientes situaciones que te invito a analizar con especial concentración. Supongamos que estás en un ascensor sin ventanas sobre la superficie de la Tierra (lado izquierdo de la Figura 18). Como es natural, sentirás el peso en tus pies, y si además dejas caer una manzana, verás cómo cae al piso debido a la fuerza gravitacional de Newton. Imagina ahora que estás en el mismo ascensor pero muy lejos de la Tierra y que un cohete bajo tu piso acelera al ascensor (lado derecho de la Figura 18). Como el ascensor está siendo acelerado, sentirás el empuje en tus pies y, si sueltas tu manzana, verás que al perder el contacto que tenía con el cohete por medio de tu mano, ella llegará al piso.

Puesto que no tienes ventanas para ver al exterior, te puedes preguntar: ¿es posible distinguir un sistema sometido a la gravedad de la Tierra de otro sin gravedad pero acelerado? Einstein se la jugó y propuso el «Principio de equivalencia», el cual señala que la reacción de un cuerpo a la gravedad es equivalente a su reacción a la aceleración. Es decir, que gravedad y aceleración son la misma cosa.

Einstein fue incluso más allá y pensó «¿qué le pasaría a un haz de luz en ambas situaciones?». Si te pones en los pies del observador en el cohete acelerado y apuntas con un láser horizontalmente, verás que el haz de luz se curva hacia abajo puesto que, en el mismo lapso de tiempo en que la luz viaja de izquierda a derecha, el cohete acelera hacia arriba. Si ya estás convencido del Principio de equivalencia de Einstein, entonces debes hacerte cargo de sus consecuencias: la deflexión del haz del láser en el ascensor acelerado tendría que ocurrir también sobre la Tierra. Es decir, si en un sistema acelerado el rayo láser se curva, también debiera curvarse en presencia de gravedad, como lo puedes ver en la Figura 19.

En consecuencia, todos los cuerpos —tengan o no tengan masa— deberían reaccionar a la presencia de la gravedad. Esta fue la idea que tuvo Einstein en su afán por entender este fenómeno: la masa distorsiona la forma del espacio a su alrededor y no lo hace por medio de la fuerza descrita por Newton, sino porque ¡la gravedad curva el espacio! En otras palabras, el espacio sin nada es plano como el cubo infinito, pero si pones en su interior un cuerpo con masa, el espacio se deformará y los objetos comenzarán naturalmente a moverse sobre esta superficie esculpida por la materia. Lo harán según lo dicte la forma o geometría del espacio. En el caso del observador al interior del ascensor sobre la superficie de la Tierra, lo natural es que la forma geométrica esculpida por esta lo conduzca en caída libre hacia abajo, pero el piso actúa como un obstáculo que lo empuja hacia arriba y le impide su caída hacia el centro de la Tierra.

Así, gracias a un «experimento pensado», Einstein propuso el mecanismo por medio del cual la gravedad se transmite a su entorno. De acuerdo a su teoría, las trayectorias de todos los cuerpos deben curvarse por efecto de la gravedad, incluso la luz, que no posee masa.

En cambio, según la Ley de Gravedad de Newton, en el caso de las partículas que transportan la luz, los así llamados «fotones» cuya masa es exactamente nula, la magnitud de la fuerza de Newton debe ser cero y, por tanto, estos no debiesen sentir la fuerza atractiva. Por tanto, un rayo de luz no debiera curvarse. ¿A quién le creemos? ¿A Newton o Einstein? Einstein estaba dispuesto a hacerse cargo de las consecuencias del Principio de equivalencia y decidió confrontar a Newton. Para esto, sugirió medir el efecto durante un eclipse solar. Si su teoría era correcta, los rayos de luz de las estrellas que pasaran rasantes por el disco solar se curvarían. Quedó planteado el desafío de medir la deflexión de la luz, pero habría que esperar el eclipse total de Sol que, como sabemos, ocurrió en 1919.

Mientras tanto, Einstein continuó avanzando en el establecimiento de las ecuaciones matemáticas de estas ideas, las cuales tomaron el nombre de «Teoría de la Relatividad General». El 18 de noviembre de 1915 la presentó oficialmente en la Academia Prusiana de Ciencias. En estas mismas ecuaciones, Einstein encontró nada menos que el desplazamiento del perihelio de la órbita del planeta Mercurio. Es decir, ya no era necesario invocar la presencia de Vulcano, pues la órbita de Mercurio se podía explicar ¡abandonando la Ley de la Gravedad de Newton!

Con sus descabelladas ideas, cabalgando junto a Mercurio, Einstein comenzó a tomar ventaja sobre Newton. Pero para la conservadora sociedad científica, que no acababa de comprender a cabalidad la complejidad matemática de la nueva teoría, resultaba necesaria una prueba contundente: demostrar directamente la deflexión de la luz.

LA EXPEDICIÓN AL ECLIPSE

Tal como acabamos de ver, el siglo XX se inició con el enfrentamiento entre la exitosa Ley de la Gravedad formulada por Isaac Newton en 1687 y la revolucionaria Teoría de la Relatividad General propuesta por Albert Einstein en 1915. Ambas teorías describían el fenómeno de la gravedad, es decir, el efecto que producen en su entorno los cuerpos con masa, pero se apoyaban en fundamentos radicalmente distintos.

La deflexión de la luz provocada por la gravedad sería la prueba central para dilucidar cuál de los dos pesos pesados de la física, Newton o Einstein, tenía la razón. El desafío no era menor, puesto que para determinar si efectivamente la luz siente el efecto de la curvatura se requería un objeto tan masivo como el Sol. Si Einstein estaba en lo correcto, los haces de luz de las estrellas que pasaran rozando el disco solar se curvarían antes de llegar a nuestro planeta y, por lo tanto, las posiciones normales de estas estrellas en el cielo se verían alteradas (ver Figura 20).

Pero ¿cómo se podrían ver estrellas cercanas al Sol, cuando todos sabemos que su brillo nos encandila e impide ver cualquier cosa en el firmamento? ¿Cómo se podría «apagar» el Sol durante el día? Gracias a la fortuita coincidencia que nos ha regalado la naturaleza, el tamaño del Sol se compensa perfectamente por la cercanía de la Luna, lo que hace que ambos cuerpos se vean casi del mismo tamaño en el cielo. Y si se dan las condiciones para que los tres cuerpos estén muy bien alineados, el disco de la Luna oculta perfectamente el disco del Sol y el día se hace noche. Como ya lo habrás descubierto, me refiero a un eclipse total de Sol.

La manera de hacer competir a Newton y Einstein sería realizando la prueba de la deflexión de la luz durante los breves minutos de un eclipse solar total. El experimento consistiría en fotografiar la fugaz etapa de totalidad y, un par de meses después, tomar como referencia una nueva imagen de las mismas estrellas, pero de noche, cuando el Sol no se entrometiera en su camino. Al medir las posiciones de las mismas estrellas en ambas placas fotográficas, se podría determinar si aparecerían desplazadas respecto a sus posiciones normales.

A pesar de que la teoría de Einstein se dio a conocer formalmente en 1915, el primer intento para comprobarla experimentalmente fue en el eclipse de abril de 1912, pero este falló debido al mal tiempo. Haciendo honor a su histórica mala reputación, el siguiente eclipse del 21 de agosto de 1914 sobre el sur de Rusia coincidió con el inicio de la Primera Guerra Mundial, solo cinco días antes de la batalla de Tannenberg entre rusos y alemanes. Erwin Freundlich, astrónomo alemán y colega de Einstein, había viajado hacia la zona del eclipse antes del estallido de la guerra. Una vez en territorio ruso, pasó a tener la calidad de enemigo. Sus instrumentos fueron confiscados y él fue arrestado y conducido a un campo de prisioneros.

El eclipse del 29 de mayo de 1919 era la siguiente oportunidad astronómica para resolver la gran controversia Newton-Einstein. Unos meses antes, el 11 de noviembre de 1918, los Aliados y el Imperio alemán habían firmado el armisticio. A pesar de la menguada situación económica de Europa, el astrónomo británico Frank Dyson, director del Real Observatorio de Greenwich, recibió un financiamiento de mil libras esterlinas para organizar dos expediciones con el fin de observar el eclipse. Para esta delicada misión, Dyson designó al joven astrofísico británico Arthur Stanley Eddington, quien, como veremos enseguida, marcaría para siempre la historia de la astronomía.

Eddington (1882-1944) nació en una familia religiosa de la congregación de los quakers, un movimiento que desde sus inicios buscaba revivir las experiencias del cristianismo primitivo. Desde temprana edad destacó por ser un alumno brillante (la antítesis de Einstein). A los dieciséis años ingresó a la universidad (Owens College de Manchester) y al cabo de cuatro años de estudios de Física obtuvo su grado de bachiller en Ciencias. Sus magníficos antecedentes académicos le permitieron, a los veinte años, obtener una beca para estudiar en el Trinity College de la Universidad de Cambridge. Allí completó los tres años de Física y Astronomía en solo dos.

Su etapa laboral comenzó como asistente principal del Real Observatorio de Greenwich, cuya dirección pasó a ocupar en 1913, a sus cortos treinta y un años y hasta el resto de su vida. Ese mismo año le fue concedido el título de Plumian Professor de Astronomía y Filosofía Experimental, uno de los cargos académicos más prestigiosos de la Universidad de Cambridge y del Reino Unido.

Durante la Primera Guerra Mundial, el joven Eddington fue llamado a las filas del ejército, pero como era un devoto cuáquero y pacifista, rehusó participar, bajo el riesgo de terminar pelando papas en un campamento junto a otros pacifistas y ser declarado objetor de conciencia (una «desgracia social, no solo para la persona sino para la institución», según señaló más adelante su alumno Subrahmanyan Chandrasekhar). Para protegerlo y evitar un escándalo, sus colegas científicos persuadieron al gobierno inglés de aplazar las obligaciones militares de Eddington, pero con la condición de que, si la guerra terminaba antes de 1919, el científico tendría que liderar una de las expediciones destinadas a verificar la deflexión de la luz.

Afortunadamente para la ciencia, y para este libro, el armisticio que puso fin a las hostilidades de la Primera Guerra Mundial se firmó en noviembre de 1918. Eddington era admirador del trabajo de Einstein, incluso había traducido al inglés los artículos originalmente escritos en alemán sobre la Relatividad General y había dado charlas sobre el tema.

Tras este breve repaso por la vida de Arthur Eddington, volvamos al eclipse de 1919 y analicemos las particulares y propicias circunstancias en las que se llevaría a cabo el esperado experimento.

En primer lugar, el Sol estaría en la constelación de Tauro, en una posición muy favorable, delante de un cúmulo de estrellas (llamado las Híades), es decir, con una abundante cantidad de estrellas de fondo y la posibilidad de medir con muchos instrumentos el efecto predicho por Einstein. En segundo lugar, la duración del eclipse se preveía excepcionalmente larga, entre cinco y siete minutos, lo cual permitiría en principio obtener varias fotografías. Otro aspecto favorable, tal como se puede ver en la Figura 21, es que el eclipse se iniciaría en América del Sur, cruzaría el océano Atlántico y luego África, lo que ofrecía la oportunidad de obtener imágenes desde distintos lugares geográficos y mitigar así la imponderable variable meteorológica.

Tras estudiar las condiciones más idóneas para el avistamiento, Dyson propuso los siguientes lugares: una expedición a Sobral en la costa oriental de Brasil, que estaría encabezada por Andrew Crommelin, astrónomo del Real Observatorio de Greenwich, y la otra, a cargo de Arthur Eddington (ver Figura 22), a la Isla Príncipe, frente a las costas occidentales de Guinea Ecuatorial en África.

Debido al escaso tiempo y a la desolación que había dejado la guerra, la preparación fue bastante intensa. Ambas expediciones zarparon en el mes de marzo, premunidas de los mejores equipos fotográficos del Real Observatorio de Greenwich y de la Universidad de Oxford. Los lentes de los telescopios estaban diseñados para obtener imágenes de campo amplio, es decir, para registrar el mayor número de estrellas. Los telescopios que viajaron a Sobral e Isla Príncipe tenían lentes de 25 centímetros de tamaño. Eddington se aseguró de llevar consigo el mejor de ambos. A último minuto la expedición de Crommelin incluyó en su equipamiento, como respaldo, un pequeño telescopio de diez centímetros.

Desde el 10 de mayo arreció una lluvia sin pausa en Isla Príncipe. El 29 de mayo amaneció con un temporal y, para el instante del eclipse parcial, el cielo estaba completamente cubierto. Pero media hora antes de la totalidad, posiblemente en medio de las oraciones de Eddington, ocurrió el milagro y el cielo se abrió. Aunque aún quedaban nubes al inicio del eclipse total, el joven astrónomo emprendió el registro fotográfico, tal como estaba programado. Durante unos pocos segundos las nubes se dispersaron y entonces se dejaron ver algunas estrellas. Eddington alcanzó a obtener dieciséis placas durante la totalidad. Él mismo se encargó de realizar el trabajo de revelado, a partir del 3 de junio. Lo hizo con extremo cuidado, durante las noches siguientes, para evitar velarlas o quebrar sus bases de vidrio, consciente del tesoro que podía tener entre sus manos. Al terminar, observó que diez de las dieciséis placas no habían registrado ni una pizca de estrellas y resultaban completamente inservibles. Sin embargo, dos eran de buena calidad y mostraban cinco estrellas.

En Sobral las condiciones climáticas fueron mucho más favorables. El día comenzó nublado, pero más tarde el cielo se despejó y las observaciones se pudieron realizar exitosamente. Durante los seis minutos de totalidad, el astrónomo Davidson operó el telescopio de 25 centímetros con el cual obtuvo dieciocho placas de corta duración, quince de las cuales lograron registrar las estrellas de fondo. Mientras tanto, Crommelin utilizó el pequeño lente de diez centímetros, con el cual obtuvo ocho placas. Al momento de revelarlas, quedó en evidencia que el telescopio más grande había operado desenfocado, las imágenes de las estrellas salieron borrosas y, por lo tanto, los registros resultaron infructuosos. No obstante, por fortuna, las placas obtenidas con el pequeño telescopio embarcado a último minuto resultaron excepcionales. Puedes ver una de ellas en la Figura 6.

El análisis de las placas fotográficas se realizó en el Real Observatorio de Greenwich, inmediatamente después del arribo de la expedición a Inglaterra unos meses más tarde después del eclipse. En septiembre ya corrían rumores sobre los resultados del experimento, pero el anuncio oficial tuvo que esperar hasta el 6 de noviembre de 1919, en una reunión especial conjunta celebrada entre la Royal Society de Londres y la Royal Astronomical Society, con toda la pompa y circunstancia que el esfuerzo ameritaba.¹⁶ La sesión fue encabezada por el presidente de la Royal Society, el célebre físico Joseph John Thomson —Premio Nobel de Física y descubridor del electrón—, bajo la atenta mirada del retrato de Isaac Newton, quien había sido elegido presidente de la Royal Society en 1703.

Thomson le ofreció la palabra al «astrónomo real», Frank Dyson, quien resumió los detalles de ambas expediciones y los tan ansiados resultados. Luego de su presentación fue Crommelin quien intervino. Partió agradeciendo al gobierno brasileño por todo el apoyo logístico brindado y al diputado Vicente Saboya por alojarlos en su casa. Enseguida, noblemente, asumió la responsabilidad y dio las explicaciones correspondientes por los registros desenfocados. Eddington, por su parte, tras agradecer al Sr. Carneiro, quien había facilitado sus plantaciones para establecer la estación de observación, pasó a lamentar las malas condiciones meteorológicas y a comentar las observaciones realizadas a través de gruesas nubes.

El mensaje a tres voces de Dyson, Crommelin y Eddington fue el siguiente: el experimento principal de Isla Príncipe permitió medir cinco estrellas, mientras que las circunstancias meteorológicas más favorables del eclipse en Sobral hicieron posible la medición de siete estrellas, a pesar de la «metida de pata» con la calibración del foco del telescopio principal. El valor del pequeño ángulo de deflexión de la luz predicho por Einstein —1,75 segundos de arco¹⁷— era acertado —entre medio de los valores medidos en Sobral (1,98) y en Isla Príncipe (1,61)—; las diferencias entre el valor predicho por la Teoría de la Relatividad General y las dos mediciones eran completamente atribuibles a las habituales incertezas experimentales.¹⁸ No había espacio para dudas: la atrevida predicción del científico alemán había sido confirmada, tanto en Brasil como en una pequeña isla en África.¹⁹

El presidente de la Real Sociedad, Thomson, hizo ver que el resultado recién presentado era lo más importante que, en materia de gravedad, había ocurrido desde la época de Newton y expresó su comprensión hacia las dificultades que podía tener su cabal aceptación. De hecho, algunos de los miembros más conservadores de la audiencia se rehusaron a admitir el experimento, pues significaba una modificación a la Ley de la Gravedad del gran Newton. Mientras declaraban su rechazo, apuntaban a su retrato.

Palabras más, palabras menos, la teoría de Einstein llegó para aportar una mirada completamente nueva de la gravitación. Irónicamente, fue un astrofísico inglés, Arthur Eddington, quien logró destronar a su compatriota Isaac Newton. Con la comprobación experimental de la Teoría de la Relatividad General, emergía una nueva comprensión del universo que barrería con los principios axiomáticos aceptados durante muchos siglos. Se trata sin duda de uno de los mayores logros del pensamiento humano.

Albert Einstein recibió un anticipo de la noticia el 22 de septiembre, seis semanas antes del anuncio oficial, de parte de su colega holandés Hendrik Lorentz —Premio Nobel de Física 1902 por sus estudios sobre el magnetismo—. Cinco días más tarde, compartió la gran noticia con su madre por medio de una tarjeta postal enviada a Suiza: «Buenas noticias. Lorentz telegrafió que las expediciones inglesas han medido realmente la desviación de la luz estelar del Sol».²⁰ Ese mismo año 1919, Ilse Rosenthal-Schneider le preguntó a su profesor Albert Einstein cómo se hubiese sentido si Eddington no hubiera confirmado la deflexión de la luz. Su respuesta fue: «Hubiese sentido lástima por el señor, porque la teoría está correcta». Solo restaban pocas semanas para el anuncio oficial del 6 de noviembre, el cual catalputaría a Einstein a la categoría de celebridad gracias al eclipse de 1919 que permitió validar su revolucionaria y audaz teoría, así como demostrar que ¡la gravedad no es una fuerza!

En su edición del 11 de noviembre, The New York Times tituló la gran noticia como «Lights all skew in the heavens», es decir «Las luces se doblan en el cielo».

Unos débiles haces de luz levemente curvados por el Sol resultaron decisivos para volver a hermanar a naciones que apenas unos meses antes se batían en una guerra que ocasionó millones de muertos.

CONFIRMACIONES POSTERIORES DE LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD GENERAL

Luego de los dos grandes logros de la Teoría de la Relatividad General de Einstein —la explicación a las anomalías de la órbita de Mercurio y la confirmación de la deflexión de la luz en el eclipse de 1919—, el siglo XX trajo nuevas pruebas de la validez de la teoría, esta vez bajo condiciones mucho más exigentes. Veamos algunas de ellas.

La expansión del universo desde el Big Bang

Tan pronto Einstein formuló la teoría, aplicó sus ecuaciones al universo en su totalidad. Al interrogarla, su fórmula habló claro: el universo no podía ser estático, o bien se estaba contrayendo por su propia gravedad, o bien se estaba frenando luego de un empujón inicial. Por aquel entonces, en 1917, el universo conocido era la Vía Láctea, un disco delgado compuesto por miles de millones de estrellas girando sobre su propio centro. Es decir, no había ninguna evidencia de un universo que estuviera en expansión o contracción, lo que llevó a Einstein a descartar la predicción de su propia teoría. Sin embargo, en 1925 el astrónomo norteamericano Edwin Hubble (1889-1953), utilizando el telescopio más poderoso de la época ubicado en Mount Wilson (California), demostró que los límites del universo no terminan en la Vía Láctea y que más allá existe un sinnúmero de otras galaxias. Así como los astrónomos renacentistas habían revolucionado nuestra visión del universo con la refutación del geocentrismo, Hubble cambió para siempre la manera en que hoy vemos el cosmos. No solo eso. Las observaciones obtenidas por el astrónomo estadounidense Vesto Slipher (1875-1969) desde el Observatorio Lowell en el norte de Arizona revelaron algo sorprendente: ¡las galaxias se alejan de nosotros! El universo, entonces, se encuentra en expansión, tal como lo predice la Teoría de la Relatividad General.

En 1922, el matemático y meteorólogo ruso Alexander Friedmann (1888-1925), utilizando las ecuaciones de la Relatividad General, encontró las soluciones de expansión cósmica que emanaban de la nueva teoría de Einstein.

En 1927, el sacerdote belga George Lemaître (18941966), sin saber que Friedmann ya había resuelto las ecuaciones de Einstein, publicó la idea de que el universo se había originado en la explosión de un «átomo primigenio» o «huevo cósmico» y la correspondiente ley de expansión cósmica, pero su trabajo no llegó a ser muy conocido por estar escrito en francés y publicado en una revista de poco impacto. Gracias a una invitación de Arthur Eddington, el mismo que lideró la expedición a Isla Príncipe, el trabajo de Lemaître se tradujo al inglés en 1931 y pudo ser ampliamente conocido.

En el intertanto, Edwin Hubble publicó en 1929 su famoso artículo en donde combinó sus medidas de distancias a galaxias y las velocidades de Slipher para derivar de manera independiente a Lemaître la ley de expansión cósmica.

El origen de la expansión desde un «huevo cósmico» ahora se llama Big Bang, nombre que fue acuñado recién en 1949 por uno de los detractores de dicho modelo, el astrofísico inglés Fred Hoyle, para mofarse de esta idea.

La concepción moderna de la cosmología —la comprensión del universo a grandes escalas—, incluyendo el Big Bang y la posterior expansión del espacio, hasta hoy se la debemos a Albert Einstein.

Lentes gravitacionales

Tal como vimos, la deflexión de la luz demostrada en el eclipse de 1919 vino a probar que la gravedad se expresa por medio de la curvatura del espacio. Desde 1979, este mismo mecanismo se ha podido verificar muchas veces en escalas incluso mayores a la del Sol. Una de ellas es la que se muestra en la Figura 23, en donde la enorme masa de una galaxia logra deflectar la luz de objetos más distantes en su viaje hacia nosotros.

Cuando esto ocurre, se dice que la galaxia cercana actúa como un «lente gravitacional», esto es, que produce una imagen amplificada y distorsionada de la galaxia de fondo —un «espejismo»—. Además de ser una hermosa rareza, los lentes gravitacionales han permitido a los astrónomos medir la masa de las galaxias que ofician como lentes y concluir la presencia de una substancia desconocida, a la que se ha denominado «materia oscura».

Agujeros negros

La teoría de Einstein predice que, si se comprimiera el Sol desde su actual tamaño de 1,4 millones de kilómetros a una esfera de solo seis kilómetros de diámetro, la curvatura del espacio a su alrededor crearía un pozo sin fondo, del cual nada podría salir. Este vaticinio de la Teoría de la Relatividad General llegó de las manos del físico alemán Karl Schwarzschild en 1916.

Fue recién en la década de 1960 que este hipotético objeto pasó a denominarse «agujero negro», una excelente elección cuyo primer vocablo, «agujero», alude al verdadero hoyo que se produciría en el espacio por efecto de la curvatura, mientras que el segundo vocablo, «negro», sugiere que ni siquiera la luz podría salir de esa región.

¿Cómo se podría demostrar la existencia de unos cuerpos que, por definición, no emiten luz?

Un agujero negro está hecho de un espacio intensamente curvado, rodeado por una superficie esférica llamada «horizonte de eventos» desde cuyo interior nada puede salir. Aunque parezca imposible fotografiar un cuerpo que no emite luz, tal como ocurre en un eclipse en que la silueta de la Luna se manifiesta frente al disco brillante del Sol, los astrónomos lograron en abril de 2019 observar un agujero negro frente a un fondo brillante de gas. Su propia sombra lo delató en el acto de devorar el gas circundante. Esta proeza se logró por medio del proyecto «Event Horizon Telescope», una red global de ocho telescopios (la que incluye al observatorio ALMA en Chile), el cual logró un imposible: tomar la primera imagen de la silueta de un agujero negro (ver Figura 24).

Ondas gravitacionales

El mismo año 1915 en que se publicó la Teoría de la Relatividad General, Einstein predijo la existencia de ondas gravitacionales despedidas por un cuerpo masivo que cambiara rápidamente su configuración geométrica. Pero como dichas ondas no emiten luz, la predicción requería desarrollar una tecnología distinta a la del telescopio tradicional.

Hace muy pocos años, la invención del rayo láser permitió desarrollar detectores de ondas gravitacionales. El primero que se construyó, llamado LIGO, inició su búsqueda en el año 2002 desde Estados Unidos. Los europeos, a su vez, desarrollaron el detector VIRGO, cerca de la ciudad de Pisa, en Italia, que comenzó a funcionar el 2007.

Cada uno de estos observatorios tiene dos tubos perpendiculares de entre tres y cuatro kilómetros de largo, cuyas longitudes son constantemente monitoreadas en su interior por un rayo láser. El rayo láser se divide en dos haces que, tras recorrer los dos tubos, vuelven a reunirse en el vértice desde donde se proyectan. Si ambos tubos mantienen su longitud, los dos haces habrán recorrido la misma distancia y se darán la mano coordinadamente. Pero si una onda gravitacional pasa por los tubos, sus longitudes cambiarán y los dos haces se encontrarán descoordinadamente, o sea, la mano de uno tocará el codo del otro.

Los astrónomos debieron armarse de paciencia para mejorar la sensibilidad de los detectores. El esfuerzo, por suerte, valió la pena. En 2016, justo un siglo después de la predicción de Einstein, LIGO realizó el tan esperado anuncio: hace 1.300 millones de años, dos agujeros negros, cada uno con el equivalente a treinta veces la masa del Sol, se fusionaron para formar otro agujero negro más grande. La onda gravitacional se demoró ese enorme lapso de tiempo para llegar a la Tierra y, durante solo dos breves décimas de segundo, sacudió los brazos de LIGO en una minúscula cantidad. Para hacernos una idea de la precisión de la tecnología láser, digamos que el cambio de longitud que detectó LIGO es semejante a medir un aumento equivalente al diámetro de un cabello en la distancia a la estrella más cercana al Sol, ubicada a 40 billones de kilómetros. Como ves, el ejemplo que di anteriormente, según el cual los haces del láser llegan desfasados en la distancia que separa una mano de un codo, fue súper exagerado.

La primera detección de una onda gravitacional conmovió al mundo. No solo se había confirmado la teoría de la Relatividad General en condiciones de extrema gravedad y curvatura del espacio, sino que se había abierto una nueva ventana para estudiar los fenómenos más exóticos del universo. Desde 2016, LIGO y VIRGO han detectado otros tres eventos de ondas gravitacionales.

Tuve la fortuna de visitar las instalaciones de VIRGO el año 2018. El director nos permitió conocer el interior del túnel que alberga uno de sus dos tubos de tres kilómetros de longitud. Luego nos dirigimos a conocer el vértice de ambos brazos, el punto donde los dos haces del rayo láser se dan cita. Por tratarse del corazón del instrumento, intenté convencer al director de que se trataba del «corazón de Einstein». No estoy seguro de haberlo logrado, pero al menos sí pude sentir los latidos de Einstein, en el mismo lugar donde se obtuvo esta tan esperada confirmación de la Teoría de la Relatividad General.

UNA APLICACIÓN PRÁCTICA DEL ECLIPSE DE 1919

Hasta ahora hemos visto que astrónomos, físicos e ingenieros han logrado comprobar la Teoría de la Relatividad General en situaciones muy diversas: Mercurio, el Sol, agujeros negros, galaxias y el universo en su totalidad. Tras la nueva teoría subyace el notable «Principio de equivalencia» entre gravedad y aceleración, el que emanó de la mente de Einstein. «El momento más feliz de mi vida», confesaría años después. Una idea que, como hemos visto, ha resultado imparable. Einstein está en la cúspide de esta asombrosa aventura intelectual que le ha permitido a nuestra especie humana sobreponerse a las barreras de su pequeñez física y reconstruir la biografía del universo. Pero, por supuesto, no lo hizo solo. Su construcción requirió del conocimiento científico acumulado durante milenios por nuestros antepasados babilonios, egipcios, chinos, griegos, árabes. En el Renacimiento surgió la ciencia moderna con grandes próceres, gracias en particular a la tecnología del telescopio, que aportó el «cable a tierra» a las nuevas filosofías.

Al acercarnos al final de este viaje al que nos han convocado dos eclipses, posiblemente te estés haciendo una pregunta sumamente pertinente: cuál es el beneficio práctico de la Teoría de la Relatividad de Einstein, cuando Mercurio, el Sol, las galaxias y los agujeros negros están tan lejos de nuestro alcance. Efectivamente, estos astros están muy lejos, pero la Teoría de la Relatividad General también rige en la Tierra. La masa de nuestro planeta también curva el espacio a su alrededor. No solo eso. Además de establecer que los cuerpos pesados deforman el espacio, la Teoría de la Relatividad General plantea asimismo que la distorsión aplica igualmente al tiempo. Por ejemplo, la gravedad de la Tierra hace que los relojes que estén a nivel del mar avancen más lento que aquellos sobre la cordillera de los Andes. Por ende, los satélites artificiales, la estación espacial y las sondas que los ingenieros han enviado a recorrer el sistema solar también sienten esa curvatura del «espacio-tiempo». Sin la teoría de Einstein, los ingenieros no podrían calcular órbitas correctamente ni hacer aterrizar sondas y «rovers» en Marte.

La próxima vez que uses una de esas aplicaciones de tu celular que te permiten determinar tu posición en el mapa de la ciudad, ten presente que en ese mismo momento estás haciendo uso del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y, a través de él, de la misma Teoría de la Relatividad. Así es. El sistema de GPS funciona con una red de satélites en órbita sobre la Tierra a una altura de más de veinte mil kilómetros. Uno de ellos logra hacer contacto con tu celular y determinar la distancia que te separa de él. Un segundo y un tercer satélite hacen lo mismo desde distintas posiciones. De este modo, la red de satélites logra triangular tu posición con una precisión superlativa de unos pocos centímetros e informarte tus coordenadas con respecto al plano de las calles. ¡Sin tomar en cuenta la curvatura del «espacio-tiempo» de Einstein, las distancias que medirían los satélites del sistema GPS serían incorrectas y tu posición estaría errada en varios kilómetros! Entonces, cuando utilices la próxima vez tu celular, ya sea caminando o conduciendo un auto para llegar a tu destino, recuerda que Einstein está allí y que el GPS se lo debemos a él. La Teoría de la Relatividad General la tienes en tus propias manos.

Cada vez que tomo un taxi y que el conductor activa su GPS con el fin de buscar la mejor ruta para llegar a mi destino, he tenido la tentación de iniciar una conversación sobre la manera en que Einstein y el GPS nos han cambiado la vida. Pero, a riesgo de que el conductor me expulse del auto por «nerd», me ha resultado muy bien preguntarle cuántos kilómetros lleva recorrido su auto y comentarle que ya ha conducido una distancia mayor que la que nos separa de la Luna.

4

¿DÓNDE, QUÉ Y CÓMO OBSERVAR LOS ECLIPSES VENIDEROS?

Como ya se dijo, Chile tendrá la fortuna de albergar dos eclipses totales de Sol en dos años consecutivos. Algo bastante inusual, considerando que estos fenómenos se han verificado, en promedio, cada quince años a lo largo de los últimos dos siglos de vida nacional. Antes de pasar a detallar las circunstancias particulares de los eclipses del 2 de julio de 2019 y del 14 de diciembre de 2020, revisemos en términos generales dónde, qué y cómo observar un eclipse total de Sol.

Un eclipse total se puede dividir en cinco etapas que, en conjunto, suelen durar varias horas. Sin embargo, el momento álgido, el del eclipse total, dura unos pocos minutos. Veamos cada una de estas etapas por separado.

1. Comienzo del eclipse parcial. Este es el instante del primer contacto (C1) entre el disco de la Luna y del Sol. Recordemos que para que el fenómeno sea posible, los tres cuerpos —Sol, Luna y Tierra— deben estar alineados, con la Luna ubicada entre el Sol y nuestro planeta. Es decir, una condición mínima para un eclipse solar es que no podamos ver la cara iluminada de nuestro satélite natural, lo que comúnmente llamamos fase de Luna nueva. En este primer contacto, de repente se hará visible la silueta de la Luna al interponerse frente al disco solar. Debidamente protegido por lentes especiales,²¹ en ese instante es posible observar el Sol como si le faltara un pedazo, el cual irá aumentando gradualmente a lo largo de un par de horas. Cuando reste solo una delgada uña visible de Sol, justo antes del eclipse total, aprovecha de mirar tu propia sombra: tendrá inusuales bordes agudos puesto que la fuente de luz habrá pasado de ser un objeto extendido a un puntito.

2. Inicio del eclipse total. Este es el instante del segundo contacto (C2), cuando el disco del Sol comienza a estar del todo cubierto por la Luna. Los últimos vestigios de luz solar antes de la totalidad del eclipse son muy interesantes. Se trata de aquellos rayos que logran pasar entremedio de las montañas de la Luna y que ocasionan una serie de puntos de luz alrededor de la silueta lunar que conocemos como «perlas de Baily», en honor a Francis Baily, quien, como hemos visto, fue el primer astrónomo en describir el fenómeno durante el eclipse de Escocia en 1836 (ver Figura 25). En breves segundos las perlas irán desapareciendo hasta quedar una sola; este último fulgor del Astro Rey será percibido como el diamante de un anillo de luz que rodea la silueta lunar —es por esta razón que a este suceso se le denomina «anillo de diamante»—, y ocurre justo antes de la totalidad, tal como se aprecia en la Figura 26.

3. Totalidad y máximo del eclipse. A partir de este momento la Luna cubrirá completamente el disco solar. En la Tierra nos encontraremos, literalmente, bajo la umbra (sombra) de la Luna. Luego de varias horas de espera durante el eclipse parcial (un largo «telonero»), comenzará el verdadero «show», en el cual repentinamente aparecerá la «corona» solar (ver Figura 27) alrededor de un «sol negro». Se trata de una envoltura tenue, por lo que será necesario que te saques los lentes. El cielo se pondrá oscuro, a pesar de ser pleno día. Sentirás que la temperatura decaerá en algunos grados. El silencio se impondrá sobre la fauna local. La totalidad durará pocos minutos. Al punto medio del eclipse total se le denomina «máximo del eclipse». En la base de la corona, justo alrededor del disco lunar, destacarán por su color rojo las «prominencias» solares, gigantescas emanaciones de gas de la superficie del Sol que llegan a alzarse a miles de kilómetros hacia el espacio, superando incluso el tamaño del gigante Júpiter. Las prominencias duran algunos días y, eventualmente, pueden desprenderse del Sol. Por sobre la corona, podrás ver planetas, estrellas brillantes y el crepúsculo alrededor tuyo (ver Figura 28). Y por si fuera poco, cuando la totalidad se acerque a su fin, tendrás la oportunidad de disfrutar nuevamente de las «perlas de Baily» y de un «anillo de diamante».

4. Fin del eclipse total. Este es el instante del tercer contacto (C3), cuando el disco lunar pasa a alejarse del Sol y este vuelve a asomarse tras nuestro satélite. Ahora deberás ponerte los lentes nuevamente y deleitarte con un Sol creciente.

5. Fin del eclipse parcial. Se trata del cuarto contacto (C4), cuando la Luna deja de interponerse frente al disco solar, dando por finalizada la contemplación del eclipse.

EL ECLIPSE DEL 2 DE JULIO DE 2019

Tal como se muestra en la Figura 29, el eclipse del 2 de julio de 2019 comenzará en medio del océano Pacífico a las 17.01 UT (13.01 hora local).²² La sombra de totalidad «navegará» sobre el Pacífico en dirección noreste. En cuarenta y tres minutos la umbra llegará a su máxima excursión hacia el norte (a una latitud como la de la ciudad de Tacna, en Perú), donde el eclipse total alcanzará su máxima duración: cuatro minutos y medio.

Luego, la sombra de totalidad se dirigirá hacia el sureste hasta tocar costas chilenas a las 20.38 UT (16.38 hora local). Inicialmente oscurecerá las costas entre la playa de Guanaquero en la Región de Coquimbo hasta caleta Chañaral en la Región de Atacama, lo que incluye importantes urbes costeras como Coquimbo y La Serena. «Cabalgando» hacia el sureste a una velocidad particularmente alta de diez mil kilómetros por hora (diez veces más rápido que un avión comercial), en solo un minuto cruzará Chile a su ancho, desde el océano Pacífico hasta las cumbres de los Andes, para continuar su viaje umbral hacia Argentina.

En apenas cuatro minutos y medio la sombra de totalidad avanzará desde la frontera chileno-argentina, pasando por las ciudades de San Juan y Río Cuarto, hasta llegar unos pocos kilómetros al sur de Buenos Aires, donde finalizará el eclipse solar a las 20.44 UT, luego de tres horas y cuarenta y un minutos de recorrido por mar y tierra.

Volvamos a Chile. Tal como se puede apreciar en la Figura 30, la sombra del eclipse cruzará nuestro país de mar a cordillera sobre el sector sur del desierto de Atacama, un territorio de pueblos diaguitas que comparten un idioma común, el cacán, en cuya lengua el Sol y la Luna se denominan «Guanchoi» y «Cara», respectivamente. El desierto de Atacama se caracteriza por ser uno de los más áridos y tener los cielos más transparentes del planeta, atributos que lo han consagrado desde los años sesenta como sede de los mayores observatorios astronómicos en el hemisferio austral. Como tributo a lo anterior, el eclipse total cubrirá los observatorios internacionales de Tololo, Pachón, La Silla y —de manera parcial— Las Campanas.

Para determinar un lugar de observación es necesaria la combinación de tres factores: 1) duración del eclipse, es decir, la proximidad al eje central, 2) una vista sin el obstáculo de montañas y cerros a la hora del evento, y 3) baja probabilidad de nubosidad. Veamos una a una estas circunstancias para el caso específico del eclipse del 2 de julio de 2019 y, de ese modo, podrás integrar el selecto club de los cazadores de eclipses.

Lo ideal es ubicarse cerca del eje central del camino de totalidad, una diagonal de norponiente a suroriente, que pasa cerca de las localidades de Caleta Chungungo, La Higuera, Condoriaco y Paihuano, en donde la totalidad durará poco más de dos minutos y medio.

Como el eclipse total comenzará cerca de las 16.40 hora local, poco antes del ocaso, el Sol estará ubicado en el sector norponiente del cielo y a poca altura sobre el horizonte.²³ Esto implica que se debe elegir un sitio que tenga una vista sin obstáculos de cerros en aquella dirección.

En cuanto a las condiciones meteorológicas, debes tener presente que el eclipse total ocurrirá en invierno. Históricamente, en esta época del año hay una considerable probabilidad de presencia de neblina («camanchaca») en la zona costera por donde pasará la umbra, la cual podría arruinar tu expedición. Mientras más te alejes de la costa, menor es la probabilidad de que emerja la neblina. Sin embargo, por ser pleno invierno, no se puede descartar que los zafiros cielos del desierto se vean cubiertos con nubes altas.

Tres meses antes del eclipse tuve el privilegio de recorrer por tierra el camino de totalidad. Lo hice de sur a norte, partiendo desde el eje central hasta llegar al límite norte de la sombra, por la carretera Panamericana (o Ruta 5N). A lo largo de la travesía, nuestro equipo, integrado por seis personas, se detuvo a estudiar seis puntos óptimos para la observación del eclipse. He aquí un resumen de este trabajo, el cual tomó en cuenta los factores anteriormente mencionados.

• A solo 57 kilómetros al norte de La Serena, y 131 kilómetros al sur de Vallenar, está ubicado el pueblo de La Higuera, de 4.200 habitantes, muy cerca del eje de totalidad. Hay una amplia explanada sin obstrucción de cerros en la dirección del Sol a la hora del eclipse. La duración de la totalidad será de dos minutos y treinta y seis segundos, el máximo al que podrás aspirar. Por su cercanía a la costa, la probabilidad de cobertura nubosa alcanza a un 18 por ciento. Como veremos, esta localidad es más vulnerable a la camanchaca que aquellas ubicadas más al norte.

• Un poco más al norte de La Higuera, y ya en la Región de Atacama, se encuentra la posada Entre Pircas, en el kilómetro 565 de la carretera Panamericana. El emprendimiento es de propiedad de la señora Luisa. En nuestra visita nos deleitó, a cuenta de la casa, con un exquisito mote con huesillos. En dicho lugar la duración del eclipse será de dos minutos y diecinueve segundos, solo diecisiete menos que en La Higuera. Por estar más alejado de la costa, este sitio es menos vulnerable a la neblina costera, con una probabilidad de cobertura nubosa del 15 por ciento.

• Otro buen lugar puede ser el pequeño poblado de Incahuasi («casa del Inca» en lengua quechua), por la Panamericana, a 100 kilómetros al norte de La Serena y a casi 190 kilómetros al sur de Vallenar. El pueblo de 200 habitantes está ubicado a los pies de la cuesta Pajonales. Acá, en el punto de Yerba Buena, se unieron los troncales sur y norte de la antigua vía ferroviaria a comienzos del siglo XX. Por su mayor distancia a la costa y mayor elevación sobre el nivel del mar, tiene el mérito de estar protegido de las nubes costeras. Estadísticamente, hay solo un 14 por ciento de probabilidad de que el cielo esté nublado. Sin embargo, está bastante encajonado por los cerros. Desde la cancha de fútbol puedes cruzar la línea del antiguo tren, caminar unas cinco cuadras hacia el oriente de la Ruta 5, desde donde tendrás un buen punto de vista para el eclipse, cuya duración, en ese lugar, será de dos minutos y diez segundos.

• La vieja pista de aterrizaje, justo en el límite de las regiones de Coquimbo y Atacama, camino a los observatorios La Silla y Las Campanas, es un lugar de fácil acceso y un buen punto de observación. Al terminar de subir la cuesta Pajonales, encontrarás el camino asfaltado que conduce a ambos observatorios. Luego de cuatro kilómetros y medio de recorrido, te encontrarás en el medio de un valle muy despejado de cerros. Si bien aquí la duración del eclipse total será de un minuto y cuarenta y cinco segundos, los 1.100 metros sobre el nivel del mar proveen una buena protección contra la camanchaca (existe un 13 por ciento de probabilidad de cobertura nubosa).

• A 132 kilómetros al norte de La Serena y a solo 56 kilómetros al sur de Vallenar, se encuentra Cachiyuyo («sal» y «planta» en lengua quechua), a 825 metros sobre el nivel del mar. En el pueblo viven cerca de 200 habitantes. Se hizo conocido a comienzos de la década de 1990, gracias a un spot publicitario que mostraba la caseta del teléfono público, como prueba de que la telefonía llegaba a todos los rincones, incluso a este pequeño poblado. Aunque se encuentra rodeado por cerros, desde la cancha de fútbol y sus alrededores se podrá ver el eclipse sin mayores obstáculos. Claro está que la duración de la totalidad será de un minuto y trece segundos. Estadísticamente, hay un 9 por ciento de probabilidad de cobertura nubosa.

• Finalmente, en nuestro recorrido llegamos al pueblo de Domeyko, donde viven cerca de mil habitantes, ubicado en el límite norte de la franja de totalidad, por lo que la duración del eclipse total será de solo veinte segundos, siempre que estés en el sector sur del pueblo. La presencia de camanchaca en esta zona es poco probable, puesto que la probabilidad de cobertura nubosa llega al 12 por ciento. Al norte del pueblo hay una favorable colina para la observación, que es fácil de identificar por tener una construcción que imita un castillo medieval, pero acá la duración del eclipse será muy breve.

• Volvamos a nuestra referencia, la ciudad de La Serena. A 64 kilómetros por la angosta Ruta 41 hacia el oriente, bordeando el río Elqui, está ubicada Vicuña, ciudad natal de nuestra premio Nobel de Literatura Gabriela Mistral. Cerca del valle del río es posible encontrar lugares con vistas despejadas hacia el eclipse total, el cual durará dos minutos y veinticinco segundos. Estadísticamente, hay un 22 por ciento de probabilidad de cobertura nubosa.

Cuando hayas tomado tu decisión de dónde ir a observar el eclipse, te recomiendo que no te desplaces a último minuto de un punto a otro. Una vez que elijas tu posición, lo mejor es que te quedes allí con nervios de acero y cruces los dedos. Si tienes un pronóstico meteorológico que, con varias horas de anticipación, te permita saber con certeza que tu lugar elegido estará nublado, es razonable que apliques un plan alternativo, pero en ningún caso lo hagas desplazándote a último minuto.

Si estás pensando en viajar a esta zona para disfrutar del eclipse, aprovecha de quedarte una noche para observar el esplendor del cielo, pues se trata de uno de los mejores sitios astronómicos del planeta. Recuerda que el día del eclipse la Luna estará en fase nueva, es decir, será una noche muy oscura y podrás disfrutar a medianoche, justo sobre la vertical, del centro de la Vía Láctea en la constelación de Sagitario. Serán miles de millones de estrellas fulgurando sobre un cielo muy oscuro.

EL ECLIPSE DEL 14 DE DICIEMBRE DE 2020

Tal como se puede observar en la Figura 31, el eclipse del 14 de diciembre de 2020 comenzará sobre el océano Pacífico a las 14.32 UT, a una distancia de seis mil kilómetros al oeste de la ciudad de Trujillo en Perú, y se dirigirá hacia el sureste hasta hacer contacto con el continente americano una hora y media más tarde. Esto ocurrirá cuando el reloj marque las 13.00 (hora local) y ocurrirá sobre los pueblos de Queule, Mehuín, Puerto Saavedra y Yupehue. La sombra de totalidad se dirigirá hacia la cordillera de Los Andes y, luego de cuatro minutos y medio de sobrevuelo sobre tierras chilenas, llegará a territorio argentino pasando sobre las localidades de Junín de los Andes, Piedra del Águila, Valcheta, Las Grutas y el pueblo El Cóndor, en la costa del océano Atlántico. A las 16.23 UT la umbra solar dejará el litoral argentino y, una vez sobre el mar, navegará hacia el noreste, extinguiéndose una hora y treinta y dos minutos más tarde, a 341 kilómetros al oeste de la costa africana de Namibia. En suma, será un veloz recorrido de tres horas y veintidós minutos sobre mar, tierra y mar.

Volvamos a nuestro país. La Figura 32 muestra cómo el eclipse pasará sobre las regiones de La Araucanía y de Los Ríos, un territorio mapuche en cuya lengua, el mapudungún, el Sol y la Luna se denominan «Antú» y «Cuyén», respectivamente. Se trata de una región caracterizada por sus hermosos lagos, ríos, volcanes y tupidos bosques de araucarias.

El eje central del camino de totalidad corresponde a los lugares de máxima duración del eclipse. En este caso se trata de una diagonal que va de noroeste a sureste cerca de las localidades de Puerto Saavedra en la costa, Gorbea sobre la Ruta 5 Sur, Villarrica, Pucón, volcán Villarrica y Curarrehue, llegando a la frontera con Argentina, en donde la totalidad durará cerca de dos minutos y diez segundos.

El eclipse total comenzará alrededor de las 13.00 hora local, por lo que el Sol estará ubicado muy alto en el cielo,²⁴ cerca de la vertical, sin riesgo de que la observación de este fenómeno sea obstaculizada por cerros.

Las regiones de La Araucanía y Los Ríos son muy ricas en bosques, lo cual, evidentemente, es consecuencia de una gran cantidad de precipitaciones. Estas se concentran principalmente en la época invernal. Una circunstancia muy favorable es que el eclipse ocurrirá en el mes de diciembre, a fines de la primavera y una semana antes del inicio del verano austral. Sin embargo, la probabilidad de lluvias en esta época del año no es menor. De hecho, la información histórica indica que hay un 35 por ciento de probabilidad de cobertura nubosa, lo cual aplica a todas las localidades de ambas regiones.

Dado lo anterior, mi recomendación es acercarse al eje del eclipse, la «zona cero», en donde este tenga la mayor extensión. Por razones de conectividad vial, las localidades de Villarrica y Pucón son muy buenas opciones, cada una con hermosos paisajes lacustres. Los pueblos de Licán Ray y Coñaripe también cuentan con buenos accesos y hermosas postales, pero la duración del fenómeno será algo menor: un minuto y cuarenta y cinco segundos. Un lugar muy especial para contemplar el cielo es cerca de la cumbre del volcán Villarrica, a 2.800 metros sobre el nivel del mar, puesto que, en principio, podrás observar el avance de la sombra sobre el lago, de oeste a este. Una experiencia única. El acceso vial, es muy probable, no dará abasto para una cantidad considerable de vehículos. Lo más recomendable sería, por tanto, preparar un ascenso a pie y disfrutar desde las alturas de los imponentes paisajes que te ofrece el sur de Chile.

ANEXO

Fuente: NASA Eclipse Web Site <https://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html>

REFERENCIAS

Enrique Cappelletti S., «Astronomia. Sobre el eclipse de sol que acaecerá en 25 de abril del presente año de 1865, i las observaciones practicadas en el Colejio de San Ignacio de Santiago de Chile en el otro eclipse de sol que se verificó el 30 de octubre de 1864», Anales de la Universidad de Chile, vol. 26, Santiago, 1865, pp. 204-220.

Alberto Obrecht, «El eclipse de sol del 16 de abril: su observa- ción en Chile», Anales de la Universidad de Chile, vol. 84, Santiago, 1893, pp. 260-264.

J. Thomson, «Joint eclipse meeting of the Royal Society and the Royal Astronomical Society», The Observatory, 1919, vol.XLII, pp. 389-398.

F. W. Dyson, A. S. Eddington, C. Davidson, «A determination of the deflection of light by the sun’s gravitational field, from observations made at the total eclipse of May 29, 1919», Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1920, vol. 220, pp. 291-333.

Adelina Gutiérrez, «El eclipse total de Sol del 12 de octubre de 1958», Anales de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemá- ticas de la Universidad de Chile, vol. 14, nº. 14-15, 1957, pp. 199-216.

F. R. Stephenson, Historical Eclipses and Earth’s Rotation, Cam- bridge University Press, Cambridge, 1997.

J. P. McEvoy, Eclipse. The science and History of Nature’s Most Spectacular Phenomenon, London: HarperCollins, 1999.

Peter Coles, «Einstein, Eddington and the 1919 Eclipse». En: Historical development of modern cosmology. ASP Conference Series, vol. 252, San Francisco, 2001.

Tyler Nordgren, Sun, Moon, Earth: the history of solar eclipses, from omens of doom to Einstein and exoplanets. New York: Basic Books, 2016.

Mario Hamuy, El universo en expansión. Desde el big bang al homo sapiens. Santiago: Debate, 2018.

NASA, «Eclipse Web Site», disponible en: <https://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html>.

1 Esta última relación es más evidente en inglés: Sunday-Sun.

2 Es interesante notar que la destrucción de la biblioteca sigue la misma lógica de los hackeos digitales de la actualidad.

3 Saros, una palabra babilónica que significa «repetitivo».

4 Aristóteles (384-322 a. C.) observó durante un eclipse lunar que la sombra de la Tierra era curva. De allí concluyó que la Tierra es redonda. Sin embargo, como no sentía movimiento bajo los pies, también concluyó que nuestro planeta estaba en estado estacionario.

5 El estudio de Janssen del eclipse solar de 1868 fue el inicio del estudio espectroscópico de las estrellas. Este instrumento nos ha permitido determinar la materialidad de las estrellas y demostrar que los gases en nuestros laboratorios son los mismos que existen incluso en los lugares más remotos del universo. Esto implica, nada menos, que las leyes de la física que operan en la Tierra son las mismas en todo el tiempo y el espacio.

6 Enrique Cappelletti S., «Astronomia. Sobre el eclipse de sol que acaecerá en 25 de abril del presente año de 1865, i las observaciones practicadas en el Colejio de San Ignacio de Santiago de Chile en el otro eclipse de sol que se verificó el 30 de octubre de 1864», Anales de la Universidad de Chile, vol. 26, Santiago, 1865, pp. 204-220.

7 Alberto Obrecht, «El eclipse de sol del 16 de abril: su observación en Chile», Anales de la Universidad de Chile, vol. 84, Santiago, 1893, pp. 260-264.

8 Adelina Gutiérrez, «El eclipse total de Sol del 12 de octubre de 1958», Anales de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, vol. 14, nº. 14-15, 1957, pp. 199-216.

9 En promedio, hay que esperar 375 años para que un eclipse total de Sol vuelva a pasar sobre un mismo lugar de la Tierra.

10 Apogeo es el punto de la órbita de un cuerpo que se encuentra más alejado del centro de la Tierra.

11 Si no fuera por esta extraordinaria coincidencia entre tamaños y distancias, el astrónomo francés Pierre Jules Janssen jamás hubiese descubierto el elemento químico helio en la corona solar durante el eclipse de 1868.

12 El 30 de junio de 1973, el avión supersónico Concorde voló en la misma dirección de la sombra a una velocidad de 2.100 kilómetros por hora, casi dos veces la velocidad del sonido. Desde una altura de diecisiete kilómetros, los afortunados pasajeros pudieron disfrutar el eclipse por 74 minutos.

13 Perigeo es el punto en la órbita en el que un cuerpo se encuentra más cerca del centro de la Tierra.

14 Recordemos que la órbita de la Luna se encuentra inclinada respecto a la eclíptica (el plano de la órbita terrestre alrededor del Sol), la que cruza en dos puntos llamados «nodos lunares».

15 F. R. Stephenson, «Historical Eclipses and Earth´s Rotation», Cambridge University Press, Cambridge, 1997.

16 J. Thomson, «Joint eclipse meeting of the Royal Society and the Royal Astronomical Society», The Observatory, 1919, vol. XLII, p. 389.

17 El mismo ángulo que subtiende una moneda de 100 pesos a dos kilómetros de distancia.

18 El error experimental fue de 0,16 y 0,40 segundos de arco en Sobral e Isla Príncipe, respectivamente, es decir, el resultado de mejor calidad fue aquel medido desde Brasil gracias a un telescopio de solo diez centímetros, providencialmente embarcado a último minuto.

19 F. W. Dyson, A. S. Eddington, C. Davidson, «A determination of the deflection of light by the sun’s gravitational field, from observations made at the total eclipse of May 29, 1919», Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1920, Vol. 220, p. 291.

20 Peter Coles, «Einstein, Eddington and the 1919 Eclipse». En: Historical development of modern cosmology. ASP Conference Series, vol. 252, San Francisco, 2001, ASP Publications, p. 21.

21 Los lentes especialmente diseñados para eclipses dejan pasar menos del 0,003 por ciento de la luz del Sol y deben venir debidamente certificados. La antigua receta de utilizar un vidrio ahumado depositando hollín de una vela es muy nociva, pues no filtra los rayos ultravioletas. Un film o celuloide fotográfico ennegrecido tampoco sirve. Si te gusta experimentar, puedes usar un pedazo de cartón y perforar un pequeño orificio con un alfiler. Si dispones el cartón de modo que los rayos solares pasen por el agujero y se proyecten sobre el piso o una pantalla separada del cartón a no menos de un metro de distancia, verás en ese lugar una imagen del Sol eclipsado, de manera segura y sin necesidad de usar anteojos.

22 UT es la abreviación de «Tiempo Universal», el cual se define como la hora local en Greenwich, Inglaterra. Chile continental tiene una diferencia de cuatro horas con la UT en el horario de invierno y tres horas en el horario de verano.

23 La posición del Sol en el cielo será de 307 grados de azimut y 14 grados de altura. Es decir, el Sol estará a 53 grados hacia el oeste del punto cardinal norte y a 76 grados de la vertical. Te puede ser útil recordar que la distancia entre la vertical y el horizonte es de 90 grados (un cuarto de círculo).

24 La posición del Sol en el cielo será de 32 grados de azimut y 72 grados de altura. Es decir, el Sol estará a 32 grados hacia el este del punto cardinal norte y a 18 grados de la vertical. Te puede servir recordar que la distancia entre la vertical y el horizonte es de 90 grados (un cuarto de círculo).

Título original: El Sol negro

Edición en formato digital: mayo de 2019

© 2019, Mario Hamuy

© 2019, © 2019, Penguin Random House Grupo Editorial, S.A.
Merced 280, piso 6, Santiago de Chile.

Diseño de la cubierta: Random House Mondadori, S.A.

Queda rigurosamente prohibida, sin la autorización escrita de los titulares del «Copyright», bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ella mediante alquiler o préstamo públicos.

ISBN: 9789566042037

Conversión a formato digital: Newcomlab, S.L.

www.megustaleer.cl