El sorpendente experimento de Airy

En la batalla por descifrar si la tierra se hallaba fija o no en el espacio el experimento de Airy (1840) tiene una importancia especial. Como veremos, lo que demuestra este experimento es la velocidad nula de la Tierra respecto al éter, sin embargo, los heliocentristas, en su intento por continuar manteniendo el sistema de Copérnico, hicieron extravagantes conjeturas (constante de arrastre de Fizeau...), lo cual les obligaría a realizar experimentos complementarios del tipo de "Michelson-Morley". Experimentos que al fin y al cabo también confirmarán la v=0 de la Tierra. Pero los heliocentristas no se rinden jamás.


  Roemer ya había descubierto la velocidad finita de la luz. Y en 1669, Rober Hooke, observando la estrella gamma de Draco, había descubierto un pequeño desplazamiento de su posición con respecto a otras estrellas más lejanas. Esta estrella fue estudiada durante varios años por James Bradley, quien descartó que su desplazamiento fuera debido al paralaje estelar, pues su movimiento no tenía la forma elíptica típica del paralaje. Bradley, convencido heliocentrista, dio una explicación ingeniosa aunque errónea, pues dijo que la estrella describía una elipse debido a la velocidad finita de la luz. Durante los seis meses que la tierra se movía hacia la estrella, la velocidad con que llegaba la luz era v+c, mientras que en los seis meses en que la tierra iba en sentido opuesto, la luz llegaba con c-v. Esta explicación fue recibida con gran entusiasmo por el mundo científico, ya que desde los tiempos de Galileo nadie había ni imaginado un experimento para probar que la Tierra se estaba moviendo. Ahora había una "base teórica" para detectar esa velocidad terrestre v. El mismo Bradley, trabajó muchos años experimentando con su aberración estelar, y suponiendo la velocidad del sol nula, llegó a la desviación típica de α = 20,45"[1]. George Airy, otro heliocentrista, se dispuso a probar si la hipótesis de Bradley era correcta. Y puesto que Arago/Fresnel/Fizeau ya habían demostrado que la velocidad de la luz era inferior en el aire o en el agua, utilizó ingeniosamente un telescopio con agua en su interior (Figura 1a). La luz procedente de una estrella (supongamos que está en el cenit) llega, a través del aire, con una aberración de un ángulo α al telescopio, entonces al atravesar el agua (Figura 1b), que es un medio más refringente que el aire, se desviará un ángulo δ adicional, por lo que habrá que inclinar un poco más el telescopio un total de β para enfocar la estrella.

Según la ley de refracción de Fresnel, se tiene: n = sin β/sin δ, y como los ángulos son pequeños: n = β/δ. Ahora suponiendo la velocidad de la luz c, y siendo v la supuesta velocidad de traslación de la Tierra, se tiene:



1) la luz de la estrella baja hacia abajo con velocidad (c/n) y la desviación α por aberración de Bradley es α=arc tan v/c, o sea, α = v/c.
2) la desviación β de la aberración estelar modificada de Airy es: β = n.δ = n^2 v/c .


 Por lo tanto, la desviación adicional de Airy debería ser: β - α = (n^2 - 1) v/c .  El resultado del experimento de Airy fue sorprendente, pues resultó que no había ninguna desviación adicional de la luz de la estrella, en otras palabras, β - α =0. La conclusión lógica, se diga lo que se diga, es que v=0 [2]. Para un experimento similar, el realizado por Dominique L. Aragó, con resultado asimismo de v=0, Fresnel (en 1818) había postulado que la tierra arrastraba parcialmente el éter, y había hecho la conjetura de un coeficiente de arrastre con valor f = 1 - 1/n^2. Sin embargo, Fresnel no podía explicar el resultado del experimento de Airy, pues quedaba claro que con respecto a dos medios distintos (aire y agua), no hay un arrastre adicional de la luz por el éter rodeando la tierra. Y ahora además surgía algo curioso, la naturaleza tenía un coeficiente de arrastre con un valor tal que anulaba el experimento de Airy.

Un ejemplo de cómo la ciencia moderna busca acomodar los resultados la tenemos en la explicación de S. Tolansky, que dice: «si el coeficiente de arrastre de Fresnel se introduce en el cálculo de la aberración estelar, entonces resulta que la aberración es la misma con agua o sin ella en el telescópio. Así que, paradójicamente, el resultado negativo de Airy confirma la validez del coeficiente de Fresnel»[3]. Lo que no dice Tolansky es que sin utilizar el coeficiente de arrastre para ambos casos, los dos producen la misma aberración, por lo que el coeficiente de Fresnel aparece como algo superfluo..., excepto para aquellos que intentan salvar a toda costa las apariencias del heliocentrismo.



NOTAS


1. Hoy, según la interpretación estándar del dipolo CMB, se sabe que la velocidad del sol está muy lejos de ser nula, por lo que la explicación de Bradley de la aberración estelar es errónea.
2. Todavía hoy hay libros de Física, Astronomía, Relatividad, etc. que aseguran que la primera prueba del movimiento de la tierra es ¡la aberración de Bradley!, y ¡la segunda es el experimento de Airy!. Esto es una muestra de cómo se entiende la honestidad científica por parte de algunos fundamentalistas del heliocentrismo.
3. S. Tolansky, An Introduction to Interferometry, 1973, p. 98.