De la relatividad de Einstein al GPS: la ciencia nacida de los eclipses

Los eclipses totales de Sol funcionan como un laboratorio natural capaz de generar conocimiento científico. Su observación ha permitido desde descubrir el helio hasta confirmar la Teoría de la Relatividad General y, en la actualidad, ayuda a estudiar el comportamiento de los seres vivos y de la atmósfera terrestre.

El conocimiento científico se construye a partir de una sucesión continua de hechos a lo largo de los siglos, por lo que resulta imposible precisar en qué momento los eclipses comenzaron a ofrecer este tipo de resultados. Lo que sí se sabe es que el registro más antiguo realizado con precisión data del 1223 antes de nuestra era.

La referencia a aquel eclipse total quedó grabada en una tablilla de arcilla encontrada en 1948 entre las ruinas de la ciudad de Ugarit (Siria), según explicó a EFE el físico solar José Carlos del Toro.

Una tablilla que obliga a revisar los cálculos

La ciencia, además, suele necesitar tiempo. Así ocurre con el eclipse del 133 antes de nuestra era en Babilonia, descrito en una tablilla conservada en el Museo Británico y que "ahora nos ha hecho dudar de nuestros modelos de rotación de la Tierra", comentó.

Si la Tierra hubiera rotado entonces a la velocidad actual, el eclipse habría tenido lugar en Baleares. En cambio, si esa velocidad decreciera al ritmo esperado, el fenómeno se habría observado en Afganistán.

"No queda más remedio que revisar nuestros cálculos" porque, además de las mareas, deben existir otras causas que influyan en el ritmo de frenado de la rotación terrestre.

El misterio de la corona solar

Los eclipses totales permiten observar y estudiar la corona solar, la parte más externa de la atmósfera del Sol, que todavía encierra un misterio: no se sabe con certeza por qué su temperatura es muchísimo más elevada que la de la superficie.

La primera referencia claramente interpretable a la corona se atribuye a Plutarco. Más tarde, en la que se considera la primera descripción científica de un eclipse, la realizada por el jesuita Cristopher Clavius sobre el fenómeno de 1560 en Coimbra (Portugal), se menciona la gran luz que rodeó el Sol.

Para determinar si aquel halo era un fenómeno solar, lunar o terrestre hubo que esperar hasta el siglo XIX, una etapa en la que se produjeron importantes descubrimientos, pero también algún error, porque la ciencia no avanza únicamente a través de éxitos.

Uno de esos hallazgos fue el helio, un elemento químico cuya existencia descubrió el astrónomo británico Joseph Lockyer durante la observación de un eclipse solar. Tuvieron que pasar varios años antes de que se localizara también en la Tierra.

El coronio, sin embargo, fue el elemento que nunca existió. Se creyó haberlo descubierto al observar el espectro de la corona en 1869, pero hubo que esperar más de 30 años para comprobar que se trataba de hierro 13 veces ionizado, explicó Del Toro.

El eclipse que confirmó la teoría de Einstein

La contribución más importante de los eclipses a la ciencia fue proporcionar una de las primeras pruebas experimentales de la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein. La demostración se consiguió mediante la observación del eclipse de mayo de 1919, durante una doble expedición británica que no estuvo exenta de dificultades.

La expedición que viajó a la isla de Príncipe se encontró con unas condiciones meteorológicas tan adversas que apenas pudo observar el eclipse. La que se desplazó hasta Sobral (Brasil), por su parte, llegó a su destino con el telescopio roto y tuvo que recurrir a un sustituto de emergencia mucho más pequeño.

Los resultados confirmaron que la luz se curva al atravesar un campo gravitatorio intenso como el del Sol y que lo hacía dentro del rango previsto. Aquella demostración disparó la popularidad de Einstein y abrió el camino a numerosas aplicaciones, entre las que Del Toro destaca las correcciones gravitatorias relativistas empleadas por el GPS.

Misiones que crean eclipses artificiales

Ya en el siglo XXI, misiones europeas como Solar Orbiter, que se ha aproximado a distancias increíblemente cercanas a nuestra estrella, o Proba 3, que utiliza dos satélites para crear eclipses artificiales, permiten estudiar el Sol sin depender de los fenómenos naturales. Sin embargo, estos no han perdido todo su interés científico.

"Los científicos que estudian la corona solar -declaró- siguen observando, porque no deja de ser importante entender efectos muy sutiles que se pueden apreciar en los eclipses naturales".

La ciencia, además, ha vuelto su mirada hacia la Tierra y ha implicado más que nunca a los ciudadanos en todo tipo de proyectos, destacó a EFE la doctora en astrofísica Montserrat Villar, del Centro de Astrobiología.

Cambios drásticos en la ionosfera

Los eclipses permiten analizar la ionosfera, una capa de la atmósfera situada a más de 80 kilómetros de altura que experimenta "cambios muy drásticos" ante la repentina falta de luz. El fenómeno afecta a su temperatura, su densidad y sus propiedades.

Gracias a la colaboración de los radioaficionados también se estudia si esos cambios pueden interferir en la propagación de las frecuencias de radio.

Así se ve un eclipse solar total desde la nave Orión

De los balidos lúgubres a los relojes inteligentes

Un eclipse total también influye en los seres vivos. Las crónicas medievales incluían referencias, "aunque anecdóticas", a ovejas que emitían balidos lúgubres y a vacas que regresaban al establo.

Ahora, esos relatos se han transformado en objeto de estudio científico mediante investigaciones en las que la participación ciudadana resulta, según asegura Villar, "muy valiosa".

Durante los días anteriores y posteriores al 12 de agosto, así como durante el propio eclipse, los relojes inteligentes de miles de voluntarios recopilarán datos para estudiar la respuesta fisiológica del cuerpo humano dentro del proyecto Solaris, impulsado por el Instituto de Cataluña de Estudios Espaciales y el Instituto de Investigación del Vall d'Hebron de Barcelona (España).

Los animales también son objeto de investigación. Se ha comprobado que algunas aves e insectos modifican su comportamiento durante los eclipses, aunque otros no lo hacen.

Una investigación desarrollada en EEUU durante el eclipse de 2024 determinó que muchos pájaros cambian drásticamente sus comportamientos vocales cuando el día se transforma en noche. Cuando regresa la luz, estallan en 'un coro de falso amanecer'.

Un eclipse observado durante 2.30 horas

La observación desde la Tierra permite conseguir, además, resultados "especialmente únicos", señaló Del Toro al recordar el eclipse que cruzó Estados Unidos en 2017.

Más de 60 telescopios y cámaras fueron distribuidos entre voluntarios situados a lo largo de la trayectoria del eclipse para que realizaran los mismos registros a medida que la totalidad alcanzaba cada ubicación.

Aquella observación 'por relevos' permitió obtener un eclipse total de 2.30 horas, aunque en cada uno de los puntos la totalidad apenas se prolongaba durante un par de minutos.