Principio de Equivalencia

Mientras que la atribución de una especie de "masa efectiva" al fotón es una manera de describir por qué el camino de la luz está doblado por un campo gravitatorio, el enfoque de Einstein en la relatividad general es asociar una masa con una curvatura del espacio-tiempo, es decir; una masa producirá una curvatura en el espacio-tiempo a su alrededor. Desde el punto de vista de que la luz siga el camino más corto, o siga una geodésica del espacio-tiempo, tenemos que si el Sol curva el espacio alrededor de él entonces la luz que pasa por el Sol seguirá esa curvatura.

Avance del Perihelio de Mercurio

El perihelio de la órbita del planeta Mercurio, avanza 2 grados por siglo. 80 segundos de ese avance se explica por las perturbaciones de otros planetas, etc, pero de los últimos 40 segundos se desconocía su causa. La relatividad general predice un período adicional de 43 segundos de arco y fue uno de los primeros triunfos de la teoría de Einstein. Aquí está exagerada la excentricidad de la órbita de Mercurio, para enfatizar el efecto. Mayor Detalle Numérico

Avance del Perihelio de Mercurio

A continuación se dan unos números mas precisos de acuerdo con Roy D. North (en segundos de arco por siglo juliano): 5599 avance total con respecto al geocentro (nuestro marco de referencia). 5025 contribución de la precesión de los equinoccios de la Tierra. 531 contribución clásica o newtoniana de los otros planetas. 43 corrección de la relatividad general (la moderna teoría: 42,98)

La Deflexión Gravitatoria de la Luz

Los cálculos de Einstein en su nuevo desarrollo de la Relatividad General, indican que la luz de una estrella, que roce el Sol, debería ser desviada 1,75 segundos de arco. Esto se comprobó durante el eclipse total de 1919, y durante la mayor parte de los que han ocurrido desde entonces.

Si una galaxia o cuásar lejanos está estrechamente alineado con una galaxia masiva más cerca de nosotros, esta desviación de la luz puede producir un efecto de lente gravitatoria. Si una galaxia se encuentra directamente detrás de otra, el resultado puede ser un círculo de luz llamado anillo de Einstein.

Light Deflection and Space-time Curvature

Este es un enfoque común tratando de obtener alguna visualización de la curvatura del espacio-tiempo por una masa gravitatoria. Comienza por representar el espacio como una hoja elástica bidimensional. Si se coloca una bola masiva en esta hoja, producirá una indentación o curvatura. Si una bola más pequeña es rodada por la más grande, su trayectoria será desviada por la indentación de la bola más grande. Aunque no es adecuada para representar la curvatura del espacio-tiempo en 4-dimensiones, al menos es un comienzo. La deflexión de la luz arriba está muy exagerada.

Los cálculos de Einstein en su nuevamente desarrollada relatividad general, indicaron que la luz de una estrella que apenas rozaba el Sol debía ser desviada por 1,75 segundos de arco. Fue medido por Eddington durante el eclipse total de 1919 y ha sido reafirmado durante la mayoría de los que han ocurrido desde entonces.

Si una galaxia distante o cuásar está estrechamente alineada con una galaxia masiva más cercana a nosotros, esta curvatura de la luz puede producir un efecto de lente gravitacional. Si una galaxia está directamente detrás de otra, el resultado puede ser un círculo de luz llamado anillo de Einstein.

Medición de Eddington de la Deflexión de la Luz

Los cálculos de Einstein en su recién desarrollada idea de la relatividad general indicaban que la luz de una estrella que apenas rozaba el sol debía ser desviada 1,75 segundos de arco. La representación de esta deflexión se ha exagerado enormemente en la ilustración anterior.

Einstein, escribiendo en una revista alemana durante la Primera Guerra Mundial, sugirió que durante un eclipse solar total, la deflexión debería ser observable en términos del tiempo de aparición de una estrella desde detrás del Sol. Fraknoi, et al. comentó que una copia de ese periódico llegó a la neutral Holanda y alcanzó al astrónomo británico Arthur S.Eddington. Se organizó una expedición para intentar medir esta deflexión durante el próximo eclipse solar total del 29 de mayo de 1919 en dos lugares: la isla de Principe de la costa oeste de África y Sobral, Brasil. Se obtuvieron fotografías en ambos lugares y se confirmó la deflexión pronosticada con una precisión de hasta un 20%.

Se han hecho varias veces mediciones durante eclipses solares totales, notablemente por el observatorio de Yerkes en 1953 y por la universidad de Tejas en 1973. Las mediciones de radiofrecuencia más exactas después de esos tiempos se han convertido en el acercamiento estándar a la deflexión gravitacional de las ondas electromagnéticas.