Perrine, Freundlich, Eddington y la Teoría de la Relatividad

Vínculos poco conocidos

Santiago Paolantonio

1911, un año importante

1911 resulta ser un momento de gran relevancia en la gesta que llevó a la elaboración de la Teoría de la Relatividad. Ese año Albert Einstein retomó sus investigaciones sobre la gravedad y desarrolló un método observacional[1] para confirmar una de sus conclusiones, relacionada con la desviación de la luz provocada por el campo gravitatorio.

Para concretar los trabajos que serían necesarios, Einstein buscó un investigador para que le ayude[2]. Erwin Finlay-Freundlich (1885-1964) astrónomo del Berliner Sternwarte (Observatorio de Berlín, en ese momento ubicado en Babelsberg) respondió a su llamado y se mostró dispuesto para esta delicada tarea. Freundlich contaba con 26 años de edad y un doctorado en Matemáticas obtenido solo un año antes.

El 1ero de septiembre de 1911 vio la luz en el Annalen der Physik el célebre escrito “Über den Einfluß der Schwerkraft auf die Ausbreitung des Lichtes” (Sobre la influencia de la gravedad en la propagación de la luz) en el que Einstein planteó los avances de sus investigaciones sobre la gravedad. Ese mismo día se produce el primer contacto entre el físico y Freundlich. A partir de ese momento el astrónomo alemán mantuvo una larga relación con Einstein y su actuar resultó fundamental para la verificación de la Teoría de la Relatividad.

1911 también se destaca por el hecho que en octubre de ese año se encuentran Freundlich y el director del Observatorio Nacional Argentino, Charles (Carlos) D. Perrine, lo que puso en marcha los acontecimientos que llevarían a concretar los primeros intentos observacionales para confirmar el “efecto Einstein” en 1912 y 1914.

La relación Perrine – Freundlich

Izquierda, Erwin Finlay-Freundlich (Archivo J. Staude – http://www.optischertelegraph4.de/telegraphenberg/), derecha, Charles (Carlos) D. Perrine (Caras y Caretas 30/11/1912, Nº 739, p. 40).

El 11 de septiembre de 1911, solo 10 días más tarde del contacto inicial con Einstein, en la que fue tal vez la primera acción en pos de concretar la tarea encomendada, Freundlich dirigió una misiva al Dr. Perrine. En la carta indica que le escribía por sugerencia de Friedrich Schwassmann[3] y le consulta sobre las placas fotográficas que se habían obtenido durante las expediciones del Lick Observatory para los estudios de los eclipses totales de Sol[4], las cuales suponía que él tenía en su poder. Explica al director del observatorio de Córdoba su intención de utilizarlas para medir el efecto de la gravedad sobre la luz predicho por el profesor Einstein.

La carta llegó a Córdoba pocos días después que Perrine partiera a Europa para participar de la Conferencia Internacional de París sobre Almanaques Náuticos[5], que se realizó entre 23 y el 26 de octubre. El director se embarcó en Buenos Aires el viernes 29 de septiembre en el buque Asturias. Por esta causa, la contestación al pedido fue realizado el 6 de octubre por Sebastian Albrecht, quien se encontraba a cargo del observatorio. Albrecht (también ex astrónomo del Lick) señaló que Perrine atendería la solicitud a su regreso, pero le anticipó que los negativos originales a los que hacía referencia se encontraban en California, por lo que correspondía pedirlos a William W. Campbell, director del Lick Observatory.

Carta de Erwin Finlay-Freundlich dirigida al Dr. Perrine, fechada el 11 de septiembre de 1911, en la que le consulta sobre las placas fotográficas obtenidas en las expediciones del Lick Observatory para el estudio de eclipses totales de Sol, con el propósito de utilizarlas en verificar la predicción de Einstein (Museo Astronómico OAC, identificación y digitalización S. Paolantonio).

Carta de contestación a Finlay-Freundlich fechada el 6 de octubre de 1911 y firmada por el encargado del observatorio Sebastián Albrecht (Museo Astronómico OAC, identificación y digitalización S. Paolantonio).

Finalizada la reunión que fue motivo principal de su viaje, a fines de octubre Perrine parte por ferrocarril con destino al observatorio astronómico de Pulkovo (Rusia) acompañado por el director de la institución, Oskar Backlund, realizando escalas en Bonn y Berlín por pocas horas. En esta última ciudad fue contactado por Freundlich, quien se encontraba acompañado por Leopold Courvoisier[6]. Freundlich lo pone al tanto de los intentos para verificar la teoría de Einstein y le consultó sobre la posibilidad de emplear con este fin las placas fotográficas del Lick Observatory. Perrine le expresó su opinión de que no servirían, dado que en las mismas el Sol no se encontraba en su centro, el campo era reducido y las exposiciones cortas, por lo que las estrellas registradas eran escasas.  El  director del Observatorio Nacional Argentino sugirió que escribiera a otros astrónomos que pudieran disponer de placas de eclipses sobre las cuales se podrían medir las posiciones de las imágenes estelares. Este momento marcó el inicio de la relación entre Freundlich y Perrine.

Esta carta permaneció oculta en los archivos del Museo del Observatorio Astronómico de Córdoba, hasta que en 2011 fue identificada por el autor, razón por la cual en la bibliografía en la que se menciona el contacto entre Perrine y Freundlich, solo se hace referencia al encuentro en Berlín (Paolantonio 2012 y Minniti y Paolantonio 2013).

Por pedido de Freundlich, el director del observatorio de Córdoba incluyó la toma de las fotografías necesarias para confirmar el “efecto Einstein” entre los estudios que se realizarían durante la observación del eclipse total de Sol del 10 de octubre de 1912. Como se señaló, las fotografías no se pudieron realizar debido a una gran tormenta que afectó el área.

Luego, en 1914, Perrine y Freundlich se combinaron para realizar las observaciones en Crimea, al norte del Mar Negro, durante el eclipse que ocurriría el 21 de agosto. Desde Córdoba se enviaron a Berlín las cámaras y objetivos preparados en el observatorio en 1912, con el propósito de que se llevaran adelante las prácticas necesarias, y convinieron encontrarse en Feodesia. Este es otro de los hechos poco conocidos. El encuentro fue breve, como consecuencia del inicio de la Gran Guerra el astrónomo alemán y sus compañeros de expedición fueron arrestados y los instrumentos retenidos. La expedición argentina solo pudo realizar algunas fotografías (con otros propósitos) entre nubes. Freundlich con grandes dificultades logró regresar a Berlín a fines de 1914.

Las cámaras prestadas fueron regresadas, pero su viaje a Sudamérica demandó un largo tiempo debido a la guerra, lo que hizo imposible su utilización en la expedición argentina para el estudio del eclipse del 3 de febrero 1916 que se envió a Venezuela. Las cámaras salieron de Berlín a principios de 1915 y quedaron retenidas en Hamburgo. Recién llegaron a Córdoba el 17 de marzo de 1916. Esta información se deduce de la carta hallada este año en los archivos del Museo Astronómico, fechada el 17 de marzo de 1916. En la misiva, Freundlich también le comenta a Perrine que no se alistaría como soldado por un problema cardíaco y que estaba dedicado al tema de la teoría de Einstein, destacando su satisfacción por la exitosa explicación de la anomalía del movimiento de Mercurio[7] (Perrine a Freundlich 17/3/1916, Museo Astronómico OAC).

Carta de Freundlich a Perrine fechada el 14 de enero de 1916 en la que el astrónomo alemán se lamenta de los atrasos en el envío de las cámaras prestadas para el eclipse de 1912. También comenta su trabajo y dificultades para concretar la confirmación de las predicciones de Einstein (Museo Astronómico OAC, identificación y digitalización S. Paolantonio).

Carta de Perrine a Freunlich fechada el 17 de marzo de 1916 en la que se comunica que las cámaras para realizar las fotografías para confirmar el «efecto Einstein» prestadas en 1914, habían llegado Córdoba en perfecto estado. Comenta que la pequeña expedición enviada a Venezuela para estudiar el eclipse de ese año había obtenido algunas fotografías entre nubes (Museo Astronómico OAC, identificación y digitalización S. Paolantonio).

En Feodesia ocurre otro de los acontecimientos casi desconocidos. Freundlich comentó a Perrine las grandes dificultades que estaba teniendo en Berlín debido a que se había apartado de las viejas líneas de trabajo que se sostenía en el observatorio. Habló de su intención de dejar Alemania para lograr mayor libertad en sus investigaciones. Ya en Córdoba, Perrine recibió una carta en la que Freundlich le pide ayuda en su intento de alejarse de Berlín y obtener algunas observaciones de Júpiter relacionadas con sus intentos de verificación de las predicciones de Einstein. Como el telescopio de 1,5 metros del Observatorio Nacional Argentino, con el cual se podría hacer los trabajos aún estaba lejos de concretarse, a Perrine se le ocurrió la idea que podría emplearse en el observatorio de Mount Wilson, por lo que le escribió a George E. Hale. En la misiva destaca:

Freundlich’s mother was English. He is a bright fellow, very companionable, and a hard worker. He expressed himself as preferring the German life and ways but desiring first of all to progress in his work. He told me, and writes also, that because of his desire to work in the newer lines and to break away from the old that it has been made very uncomfortable for him at the Observatory where he is.

Perrine a Hale, Córdoba, 31/5/1915 Mary Lea Shane Archives of the Lick Observatory, University of California-Santa Cruz

(La madre de Freundlich era inglesa. Es una persona brillante, muy amigable y muy trabajador. El expresó que prefería la vida y las formas alemanas, pero que deseaba ante todo progresar en su trabajo. Me dijo, y me escribe también, que debido a su deseo de trabajar en las líneas más nuevas y separarse de las viejas, le resulta muy incómodo el Observatorio donde está)

La contestación no fue la esperada. Hale indicó que no solo no tenía una vacante, sino que sería imposible emplear a Freundlich debido a que el presidente estadounidense se oponía a contratar europeos que estuvieran involucrados directa o indirectamente con la guerra, de modo que las pretensiones de astrónomo alemán se vieron frustradas (Hale a Perrine, Pasadena, 30/6/1915, Mary Lea Shane Archives of the Lick Observatory, University of California-Santa Cruz).

Carta fechada el 31 de mayo de 1915 en la que Perrine comenta a George E. Hale la intención de Freundlich de dejar Alemania y la contestación de Hale del 30 de junio (Mary Lea Shane Archives of the Lick Observatory, University of California-Santa Cruz).

En síntesis, la relación entre Erwin Finlay-Freundlich se inició en octubre de 1911 y perduró por muchos años, y estuvo vincula a la confirmación de la desviación de la luz por la acción gravitatoria.

Otra relación poco conocida: Perrine – Eddington

Izquierda: Arthur Stanley Eddington en Brasil en 1912 (parcial Videira 1998). Derecha: Charles (Carlos) D. Perrine a su llegada a Río de Janeiro en 1912 (Diario “A Noite” 19/9/1912).

La comitiva del Observatorio Nacional Argentino arribó a Río de Janeiro, Brasil, el 19 de septiembre de 1912 dispuesta a estudiar el eclipse total de Sol que ocurriría el 10 de octubre siguiente. Las distintas delegaciones científicas que llegaban para la observación del fenómeno se alojaron en los mejores hoteles a cuenta del gobierno brasileño, y en el caso de la argentina en el hotel Avenida, donde pasaron dos noches antes de desplazarse a Cristina, su destino final.

Postal en la que se muestra el Hotel Avenida de Río de Janeiro, donde se alojó la delegación argentina en 1912.

Diario “A Noite”, Rio de Janeiro, 19 de septiembre de 1912, anunciando la llegada de la delegación argentina a Río de Janeiro (Biblioteca Nacional Digital Brasil).

En este ínterin ocurre un encuentro que ha pasado mayormente inadvertido, el ocurrido entre el director del observatorio de Córdoba, Perrine y Arthur Stanley Eddington, astrónomo del Royal Observatory, quien años más tarde participaría del famoso eclipse de 1919 durante el cual se verifico por primera vez una de las predicciones de la teoría de Einstein. Este hecho fue destacado por la escritora Cathie Pelletier[8] (Pelletier 2018) luego de consultar la correspondencia entre Eddington y su madre Sarah Ann Shout. Si bien en 1998 Einsenstaedt y Passos Videira plantearon la posibilidad del encuentro, con posterioridad no se ha encontrado mención del mismo en ninguna otra bibliografía.

Para Eddington, que en ese momento se desempeñaba como secretario de la Royal Astronomical Society, se trataba de su primera experiencia de observar un eclipse total de Sol. En aquel momento su campo de trabajo se relacionaba con el movimiento, la estructura interna y la evolución estelar.

En la esquela dirigida a su madre fechada el 19 de septiembre, Eddington señala:

I had just finished this when the Portuguese gentleman came to go with me to the Customs-house but I was very glad to see with him Perrine of the Argentine expedition, who landed yesterday, and whom I have met in England. He was a great help to us.

A. S. Eddington a S. A. Shout, Río de Janeiro, 19/9/1912, Trinity College Library EDDN A2/5. Gentileza Cathie Pelletier

(Acababa de terminar esto cuando el caballero portugués vino a acompañarme a la Aduana, pero me alegré mucho de ver con él a Perrine de la expedición argentina, que arribó ayer y que conocí en Inglaterra. Fue de gran ayuda para nosotros…) (El subrayado es del autor)

El astrónomo inglés no conocía o tenía dificultades con el portugués, por lo que Perrine debió interceder para tratar de ubicar instrumental de la expedición inglesa que en un principio se creyó extraviado.

Posteriormente, en una carta del 26 de septiembre indica:

The Argentine & Chilean expeditions were going to Cristina about 50 miles further on. The former (Perrine & his 3 assistants) came to dinner with us at our hotel in Rio on the Thursday evening and we had a very jolly time I hope to have time to visit their camp at Cristina before the eclipse.

A. S. Eddington a S. A. Shout, Río de Janeiro, 26/9/1912. Trinity College Library EDDN A2/6. Gentileza Cathie Pelletier

(Las expediciones argentinas y chilenas iban a Cristina a unas 50 millas más adelante. Los primeros (Perrine y sus 3 asistentes) vinieron a cenar con nosotros a nuestro hotel en Río el jueves por la noche y la pasamos muy bien. Espero tener tiempo para visitar su campamento en Cristina antes del eclipse.) (El subrayado es del autor)

Eddington y Perrine se habían conocido con anterioridad en Inglaterra, posiblemente en el viaje que el Director realizó para observar el eclipse de 1905 en España, cuando trabajaba en el Lick Observatory. En esa oportunidad, al retornar a EE.UU. pasó por Inglaterra. Perrine también conocía al Astrónomo Real Frank W. Dyson del observatorio de Greenwich (jefe de Eddington). Habían estado juntos en París en la reunión realizada en 1911 mencionada más arriba (Anónimo 1911). En el archivo del Museo Astronómico del Observatorio de Córdoba se encuentra una carta fechada el 13/12/1911, en la que Perrine adjunta a Dyson tres copias de un informe preliminar del eclipse de 1912, lo que confirma una relación profesional entre ambos astrónomos.

Diario “La Voz del Interior”, Córdoba, 5 de septiembre de 1912. En el detalle, mención al pedido del “Observatorio Real de Berlín” para “…serán tomadas en gran escala fotografías de tantas estrellas como sea posible cerca del Sol para determinar, si es posible, si hay alguna difracción de la luz de la estrella cuando pasa por el Sol, como según muestra la teoría, debe existir”. No se menciona a E. Freundlich, ni que la teoría es de A. Einstein.

En Río de Janeiro, Eddington y Perrine se encontraron al menos en dos oportunidades y cenaron juntos en una ocasión. ¿Hablaron sobre la propuesta de Freundlich y lo que la expedición argentina realizaría en Cristina para verificar la teoría de Einstein? Si bien no hay evidencias directas que lo confirme, resulta posible que este diálogo haya ocurrido. El intento para verificar la teoría de Einstein no era un secreto, pues Perrine había anunciado sus intenciones en la prensa argentina. Además, como lo señala en una de las cartas, Eddington tenía intenciones de visitar el lugar donde se instalaría la expedición cordobesa, por lo que sin dudas vería las cámaras destinadas a las observaciones de la deflexión de la luz. Por lo tanto, resulta probable que Eddington haya tenido su primer contacto con las propuestas de Einstein en esta oportunidad, por boca del director del Observatorio Nacional Argentino. Esto cambiaría lo que usualmente es aceptado, de que Eddington entra en contacto con las ideas de Einstein recién en 1916 . Sí, tal vez, ese año astrónomo Británico toma conciencia de la importancia de la nueva teoría.

Con posterioridad al eclipse de 1912 ambos astrónomos tuvieron contacto epistolar al menos hasta 1916. El motivo de este intercambio postal no se relacionó con los eclipses, sino con otro el tema de mutuo interés, el movimiento estelar a gran escala[9].

Izquierda: carta fechada el 4 de marzo de 1916 de Perrine a Eddington, Derecha: carta de Eddington a Perrine del 18 de abril de 1916 (Museo Astronómico OAC, identificación y digitalización S. Paolantonio).

Notas:

Este artículo fue realizado a partir de lo publicado en: Paolantonio 2007, 2019a y 2019b; Paolantonio y Minniti 2009; 56-57, Minniti y Paolantonio 2009; 332-334 y Crispino, L. y Paolantonio S. (2019). 

[1] La idea fue verificar el fenómeno con la medición de la modificación que sufrirían las posiciones de las estrellas en proximidades de un cuerpo muy masivo. Para este fin, propuso utilizar al Sol. Las observaciones únicamente se podían realizar durante un eclipse total.

[2] Para contactar a un astrónomo que le ayudara, Einstein consultó al profesor en la Universidad de Praga, Leo W. Pollak, quien escribió al Observatorio de Berlín señalando que el físico teórico deseaba probar una nueva teoría, por lo que buscaba a un investigador al que le interesara participar de estas tareas (Crelinsten 2006, 55-56).

[3] Friedrich Karl Arnold Schwassmann (1870 – 1964), astrónomo alemán del Observatorio Bergedorf de Hamburg, descubridor de 4 cometas y 22 asteroides.

[4] Como empleado del Lick Observatory, Perrine participa de varias expediciones para la observación de eclipses solares. Además, fue responsable de la dirigida a Sumatra en 1901. Era sin dudas un experto observador de estos fenómenos.

[5] El mismo Perrine señala que había viajado a París por la Carte du Ciel. Sin embargo, en realidad se trató de una reunión internacional sobre almanaques náuticos.

[6] Leopold Courvoisier (1873-1955), astrómetra suizo que trabajó en el Berliner Sternwarte. Dedicó grandes esfuerzos a detectar el movimiento del Sistema Solar a través del éter. Notó que las posiciones estelares sufrían una leve pero medible influencia cuando se observan cerca del Sol. Como estaba afectada por variación periódica de un año, la llamó «refracción anual». Sostuvo que este efecto era consecuencia de la refracción de la luz en un medio alrededor del Sol. En 1905 publicó su primer trabajo sobre este tema. Courvoisier se convirtió en un decidido opositor de la Teoría de la Relatividad.

[7] El autor agradece a Cathie Pelletier y a S. James Gates por la amable colaboración en leer la carta manuscrita.

[8] El autor agradece a Cathie Pelletier la gentileza de brindar esta información. Pelletier junto a S. James Gates publicaron este año (2019) el libro Proving Einstein Right. The Daring Expeditions that Changed How We Look at the Universe que incluye varios aspectos de la historia de estos acontecimientos.

[9] En el archivo del Museo Astronómico del Observatorio de Córdoba se encuentra la siguiente correspondencia entre Perrine y Eddington fechadas en 1916: C. D. Perrine a A. S. Eddington, Córdoba, 4 de marzo de 1916 y 1 de abril de 1916; A. S. Eddington a C. D. Perrine, Cambridge, 18 de abril de 1916; C. D. Perrine a A. S. Eddington, Córdoba, 12 de junio de 1916.

Referencias:

  • Anónimo (1911). The international conference at Paris on nautical almanacs. Nature, 88, 149–151.
  • Crelinsten, J. (2006). Einstein’s Jury: The Race to Test Relativity. Princeton University Press: Princeton.
  • Crispino, L. y Paolantonio S. (2019).  The first attempts to measure light deflection by the Sun. Nature Astronomy. www.nature.com/natureastronomy. En prensa
  • De Asua, M. y Hurtado de Mendoza, D. (2006). Imágenes de Einstein: relatividad y cultura en el mundo y en la Argentina. Buenos Aires: Eudeba.
  • Dyson, F., Eddington, A., & Davidson, C. (1920). 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. Series A, Containing Papers of a Mathematical or Physical Character, 220, 291-333.
  • Pearson, J. C., Orchiston, W. and McKim Malville J. (2011). Some Highlights of the Lick Observatory Solar Eclipse Expeditions, en Highlighting the History of Astronomy in the Asia-Pacific Region, editado por W. Orchiston et al. (Astrophysics and Space Science Proceedings. Springer Science+Business Media).
  • Pelletier Cathie (2008). Comunicación personal.

Este documento, texto e imágenes, está protegido por la propiedad intelectual del autor. Puede hacerse libre uso del mismo siempre que se cite adecuadamente la fuente:

Paolantonio, S. (2019). Perrine, Freundlich, Eddington y la Teoría de la Relatividad. Disponible en https://historiadelaastronomia.wordpress.com/documentos/PFE/. Recuperado el … (indicar la fecha).

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