El Efecto Shapiro

Hoy vamos a ver a una pequeña nerdada para aquellos que aman la física, la relatividad y el espacio.



El efecto Shapiro, llamado así por el físico Irwin Shapiro quien postuló su existencia, se da gracias a la relatividad general de Einstein cuando una señal de radio pasa cerca de algún objeto con mucha masa.

Como bien sucede con la luz y pudo ser demostrado en 1919 con la precesión del periastro de Mercurio, ante una gran masa su trayectoria ya no es recta y por lo tanto recorre un camino mayor y tarda un poquito más en llegar a su destino y los fotones no sólo se desvían, se frenan un poquito.

Los tres efectos que predecía la Relatividad General eran la refracción de la luz, la precesión del periastro y el corrimiento al rojo gravitacional (todos identificados alrededor de 1915) pero el efecto Shapiro no se consideró sino hasta 1964.

El efecto Shapiro se llama también "dilatación gravitacional de desfases temporales", pero es más cool su nombre común :D

Por suerte tenemos una buen método para confirmar esto con observaciones en el universo real, así es, es que nuestras sondas espaciales viajan por el sistema solar en muchos años, en cada uno de esos años hay una oportunidad: cuando el planeta Tierra está del lado opuesto al sol del que está la sonda.

La primera vez fue con las Viking en Marte, el eco de radar emitido desde nuestro planeta y reflejado en el otro servía para poder confirmarlo aun cuando el eco era extremadamente débil, pero he aquí que no es la única sonda que hemos enviado.

La sonda Cassini, por ejemplo, también se utilizó para esto, los púlsares binarios lo demuestran constantemente cuando uno se cruza al otro, y ahora que se lo conoce es importante para determinar la distancia correcta de las más lejanas como Voyager o Pioneer en base a su débil señal de radio.

Este año se cumplen 100 años desde la publicación de la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein! Si quieren se pueden fumar la "introducción" a este tema :D

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Comentarios

  • chimango    

    wow, coincidencia cósmica...
    Ayer rendí un final (seminario II, de técnicas geoespaciales ya que me metí en astrometría de precisión) y en el momento en el que tuve que hablar de SLR (Satellite Laser Ranging, una de las técnicas que voy a usar para mi tesis) al explicar qué afecta a la señal, tuve que explicar bien el efecto Shappiro (y el Sagnac, de yapa).
    Y si, hacer SLR significa dispararle a satélites con un laser de 10GW. El tema de la tesis será aburrido pero la adquisición de datos mola que te cagas.

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  • chimango dijo:

    wow, coincidencia cósmica...
    Ayer rendí un final (seminario II, de técnicas geoespaciales ya que me metí en astrometría de precisión) y en el momento en el que tuve que hablar de SLR (Satellite Laser Ranging, una de las técnicas que voy a usar para mi tesis) al explicar qué afecta a la señal, tuve que explicar bien el efecto Shappiro (y el Sagnac, de yapa).
    Y si, hacer SLR significa dispararle a satélites con un laser de 10GW. El tema de la tesis será aburrido pero la adquisición de datos mola que te cagas.


    juaaaaaaaaaaa que genial casualidad Guiño contate algunos experimentos, que me gusta :D

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  • jorge    

    SOS Chimango, tenemos un problema
    En los dos links que figuran en la nota hay distintas explicaciones entre las órbitas Newtonianas y Einstenianas, en una animación toda la diferencia está como si ocurriera en un año lo que cambiaría drásticamente el telón estelar con la newtoniana, en la otra como si la diferencia tardaría N años en ocurrir y, en consecuencia la diferencia en la observación de las estrellas no sería tan notoria.
    Nota: Mi inglés es malísimo y no crean que lei todo lo que decen los artículos.

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  • Hola Fabio. Había leído antes sobre este efecto (no sabía que se llamaba así), pero esto me llamó la atención:

    Fabio escribió:

    ante una gran masa su trayectoria ya no es recta y por lo tanto recorre un camino mayor y tarda un poquito más en llegar a su destino y los fotones no sólo se desvían, se frenan un poquito.


    ¿Cómo es eso que se frenan? ¿La luz no viaja siempre a la misma velocidad?
    ¿Cómo miden este cambio en los fotones?

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  • Javier_C    

    ¿Esto implica que la gravedad genera una curvatura del espacio tiempo y de ahí el efecto mencionado?

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  • Mario Tomelin dijo:

    Hola Fabio. Había leído antes sobre este efecto (no sabía que se llamaba así), pero esto me llamó la atención:

    Fabio escribió:
    ante una gran masa su trayectoria ya no es recta y por lo tanto recorre un camino mayor y tarda un poquito más en llegar a su destino y los fotones no sólo se desvían, se frenan un poquito.


    ¿Cómo es eso que se frenan? ¿La luz no viaja siempre a la misma velocidad?
    ¿Cómo miden este cambio en los fotones?


    la luz tiene velocidad máxima, no necesariamente los fotones irán a dicha velocidad, ejemplo: agujero negro. En laboratorio se puede frenar bastante un fotón.


    Javier_C dijo:
    ¿Esto implica que la gravedad genera una curvatura del espacio tiempo y de ahí el efecto mencionado?


    todo pozo gravitacional curva el espacio y dilata el tiempo, desde el sol hasta cualquier cosa con masa

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  • Para aprender, digamos de forma informal, algo de relatividad recomiendo la serie de "El Tamiz"... Relatividad sin fórmulas. Tambien el autor hizo una cuántica.

    <a href="http://eltamiz.com/relatividad-sin-formulas/">Relatividad sin fórmulas - El Tamiz</a>

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  • facunditito dijo:

    Para aprender, digamos de forma informal, algo de relatividad recomiendo la serie de "El Tamiz"... Relatividad sin fórmulas. Tambien el autor hizo una cuántica.

    <a href="http://eltamiz.com/relatividad-sin-formulas/">Relatividad sin fórmulas - El Tamiz</a>


    Que boludo que soy, no use tus tags:

    http://eltamiz.com/relatividad-sin-formulas/

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  • Marcelo    

    Fabio Baccaglioni dijo:

    la luz tiene velocidad máxima, no necesariamente los fotones irán a dicha velocidad, ejemplo: agujero negro. En laboratorio se puede frenar bastante un fotón.

    En laboratorio incluso se ha grabado en video.

    No dejen de leer este artículo:
    http://cienciadesofa.com/2015/02/respuestas-lvi-se-puede-ralentizar-un-rayo-de-luz.html

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  • Galmor    

    Discrepo absolutamente!!!
    Dilatación Gravitacional de Desfases Temporales suena re cool señor Fabio!!!
    ...suena tan cool que parece inventado por un nene exagerado con un arma de plástico Guiño

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  • Galmor dijo:

    Discrepo absolutamente!!!
    Dilatación Gravitacional de Desfases Temporales suena re cool señor Fabio!!!
    ...suena tan cool que parece inventado por un nene exagerado con un arma de plástico Guiño


    claro, pero Shapiro Effect parece más como rayo láser, lo otro lo diría el ñoño de la película explicándolo :D

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  • Javier V.    

    Para los fotones, frenarse significa un corrimiento hacia el rojo, es decir que la frecuencia decrece.

    Saludos
    Javier

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  • Andres    

    Este es uno de eso artículos donde me meto a los comentarios a esclarecer dudas y termino deprimido queriendo leer un par de libros for dummies.

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  • aqui_c    

    Pensé que el artículo iba a explicar algo del efecto Shapiro, al final sólo das vueltas sobre RG, sin decir qué se mide etc. Pero buen...


    la luz tiene velocidad máxima, no necesariamente los fotones irán a dicha velocidad, ejemplo: agujero negro. En laboratorio se puede frenar bastante un fotón.


    Qué matete de ideas! Los fotones SONla luz. La "velocidad de la luz" y "la velocidad de los fotones" son forzosamente la misma cosa. Ahora bien, la velocidad de la luz no tiene por qué ser igual en todos lados. Lo que se postula es que la velocidad de la luz en el vacío es igual en cualquier sistema de referencia inercial; si yo mido la velocidad de la luz acá, me da un valor... Si al mismo tiempo vos medís la velocidad de la luz arriba de un tren, te va a dar lo mismo. Pero si medís la velocidad de la luz mientras atraviesa un pedazo de vidrio te va a dar un 50% menos, estés en el tren o parado al lado mío.

    Ahora bien, si estás cerca de un objecto masivo, el agujero negro que te gusta tanto por ejemplo, lo que importa es dónde está el observador. Si vos estás en el horizonte de sucesos y medís la velocidad de la luz, te va a dar la misma constante de antes. PERO si estás lejos del agujero negro y medís la velocidad de la luz que pasa cerca del horizonte de eventos, te va a dar casi 0.

    Y no tiene nada que ver con "frenar la luz" en laboratorio. Los experimentos "en laboratorio" no usan de la relatividad general, sino de propiedades de materiales, dos temas MUY diferentes.

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