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» » El satélite Gravity Probe B da la razón a Einstein

Cincuenta años después, la nave espacial de 760 millones dólares de la NASA, ha confirmado la teoría de la gravedad o relatividad general de Einstein. El satélite Gravity Probe B ha logrado unas mediciones que concuerdan con las predicciones teóricas de dos efectos de la relatividad general, los que establecen que la gravedad se produce cuando la masa curva el espacio y el tiempo. "¡Einstein sobrevive!" exclamó Francis Everitt, físico de la Universidad de Stanford en Palo Alto, California, que ofreció estos resultados en una conferencia de prensa en la sede de la NASA, en Washington, DC


Otros investigadores, sin embargo, saludaron estos resultados de forma más comedida. La sonda Gravity Probe B, no llegó a la precisión que los desarrolladores esperaban conseguir  de clave de medición. Por otra parte, el proyecto salió adelante seis años atrás, cuando dos físicos hicieron una medición similar, usando los datos de satélites mucho más baratos. "Debo felicitar al equipo de Gravity Probe B por este resultado, ya que es una experimento muy difícil", decía Ignacio Ciufolini, físico de la Universidad de Salento en Lecce, Italia, que hizo las mediciones anteriores.

Después de décadas de desarrollo, el satélite Gravity Probe B ha circundado la Tierra de polo a polo durante 17 meses desde que se iniciará el 20 de abril de 2004, y usó giroscopios para medir dos aspectos de la relatividad general. Uno de ellos, el "efecto geodésico," se debe a que la masa de la Tierra crea una especie de depresión en el espacio-tiempo que desordena las reglas normales de la geometría. Como resultado de esto, la circunferencia de un círculo alrededor de la Tierra, tendría que ser ligeramente más pequeña que el valor de Euclides, de 2π veces el radio del círculo. La Gravity Probe B ha medido el decremento previsto de 2,8 centímetros de su órbita de 40.000 kilómetros, con una precisión del 0,25 por ciento.

El satélite también ha confirmado el efecto de ‘arrastre de marco’, en el que la rotación de la Tierra retuerce el espacio-tiempo a su alrededor. “Es como si la Tierra al girar estuviera sumergida en miel”, explicaba Everitt, "y que al girar va arrastrando la miel tras de sí, pues, de la misma forma, la Tierra arrastra el espacio-tiempo con ella." La Gravity Probe B confirmó este efecto, que es menor de 1/10 veces que el efecto geodésico, con un 19% de precisión.

Sin embargo, eso está muy lejos de lo que los investigadores esperaban. Para medir los dos efectos, la sonda Gravity Probe B siguió el movimiento de cuatro giroscopios, comparando la alineación de sus ejes de rotación con la dirección de una estrella de referencia. Sobre la órbita polar, el efecto geodésico causado por los ejes giroscopios tenía una inclinación suave norte-sur, mientras que el arrastre de marco arrastrando la empujaba de este a oeste. Con un giro de 5000 revoluciones por minuto, los giroscopios de cuarzo fueron una maravilla de la ingeniería, de esferas casi perfectas del tamaño de pelotas de ping-pong, cubiertas con superconductores de niobio para producir un campo magnético a lo largo de sus ejes. Junto a ellas, el investigador apuntaba el arrastre de marco con un 1% de precisión.

Sin embargo, las imperfecciones electrostáticas de los giroscopios frustraron ese plan. Mecánicamente, las esferas han sido los objetos más redondos jamás fabricados, indicó Everitt. Fueron hechas simulando el tamaño de la Tierra, sobre una colina de unos 3 metros de altura; pero, las cargas atrapadas en el niobio hicieron que los giroscopios fuesen mucho menos redondas eléctricamente; si se tratase de un mapa de tamaño de la Tierra, el paisaje del voltaje de la esfera creaba picos tan altos como el Monte Everest. Las interacciones entre estas imperfecciones y la de los giroscopios creaba pequeños tirones, y para llegar a las precisiones finales, los investigadores tuvieron que pasar cinco años hasta encontrar la manera de corregirlas.

Algunos otros científicos no tienen demasiada confianza de dichas correcciones. Hace cinco años, señala Ciufolini, los investigadores de Gravity Probe B informaron de unas incertidumbres 10 veces más grandes. La corrección de tamaños "errores sistemáticos" es un asunto complicado, comenta, "no sé los detalles, pero me parece muy difícil deshacerse de más del 90% de los errores sistemáticos".

La medición anterior también pone freno a los nuevos resultados. En 2004, Cifuolini y Erricos Pavlis, de la Universidad de Maryland, Baltimore County, midió el arrastre de marco mediante el seguimiento de las órbitas de los satélites LAGEOS y LAGEOS II, unos simples reflectores que fueron lanzados en 1976 y 1992, y que se utilizan principalmente para controlar el movimiento de la superficie terrestre. Por más cuidado que pusieran para seguir las órbitas de los satélites o "precesión", la precisión de la medida no pasaría del 10%, debido al estruendo del satélite Gravity Probe B, según la opinión de algunos investigadores. "En el mejor de los casos, sólo confirmaría el trabajo hecho por Ciufolini", afirmó Robert O'Connell, teórico de la Universidad de Luisiana, en Baton Rouge. "Así que me parece demasiado alboroto.”

Al final, el valor global del satélite está más allá de los resultados del experimento, apuntaba Everitt" ¿Por qué vale la pena?" preguntó, "porque hay un elemento de desafío en él, un elemento de invención, ese constante desafío de inventar nuevas tecnologías". Y destaca que 100 estudiantes obtuvieron sus doctorados trabajando en el experimento. "Pero otros ofrecen una evaluación menos favorable. "Son 760 millones de dólares de dinero del gobierno", dice O'Connell. “Y en mi opinión fue malgastado y mal administrado" por los organismos gubernamentales involucrados.


  • Referencia: SciencNow.org, por Adrian Cho, 4 de mayo de 2011
  • Imagen: Crédito: Bob Kahn/Gravity Probe B/Stanford University Bob Kahn / Sonda Gravedad B / Universidad de Stanford .

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Editor del blog Pedro Donaire

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