Einstein tenía razón (una vez más)

Imagen: NASA

Existe un vórtice espacio-tiempo alrededor de la Tierra, y su forma se adapta de manera precisa a lo que predice la Teoría de la Gravedad de Einstein. Los resultados han sido hecho públicos por los investigadores responsables de la Sonda de Gravedad B "Gravity Probe B (GP-B)".

"El espacio-tiempo que rodea la Tierra parece distorsionarse de la forma que predice la relatividad general", ha declarado Francis Everitt, físico de la Universidad de Stanford e investigador principal de la misión GP-B.  "Este es un resultado épico", añade Clifford Will de la Universidad Washington en San Luis, experto en las teorías de Einstein y presidente de un comité creado por la NASA que supervisa los resultados obtenidos por la sonda GP-B  "Algún día", predice, "esto figurará en los libros de texto como uno de los experimentos clásicos en la historia de la Física".

Según las teorías de Einstein, el espacio y el tiempo están entrelazados de manera que forman un tejido de cuatro dimensiones denominado "espacio-tiempo".  La masa de la Tierra produce una hoyo o deformación en dicho tejido, tal y como lo haría una persona pesada sentada en el centro de una cama elástica.  La gravedad, afirma Eistein no es otra cosa que el movimiento de los objetos a lo largo de las líneas curvas de este hoyo.

Si la Tierra permaneciera estacionaria, este sería el fin de la historia, pero la Tierra de mueve. Nuestro planeta gira sobre sí mismo y este giro debería retorcer el hoyo ligeramente conviretiendolo en un remolino de cuatro dimensiones.  Para comprobar esto, es para lo que la sonda GP-B fue al espacio.

La idea tras el experimento es simple. Se trata de poner un giróscopo en órbita alrededor de la Tierra con el eje de giro dirigido hacia una estrella distante como punto fijo de referencia.  Libre de fuerzas externas, el eje del giróscopo debería mantenerse dirigido a dicha estrella.  Pero si el espacio se retuerce, la dirección del eje del giróscopo debería producir una ligera deriva, lo que permitiría medir la curvatura del espacio-tiempo.

En la práctica el experimento es tremendamente difícil. Los cuatro giróscopos de la sonda GP-B son las esferas más perfectas jamás hechas por el hombre.  Con el tamaño de una pelota de ping-pong, están hechas de cuarzo fundido y silicio y su imperfección esférica no excede las cuarenta capas atómicas, de lo contrario, su eje de giro oscilaría incluso sin ser sometido a los efectos de la gravedad.

Imagen: NASA

Según los cálculos la curvatura del espacio-tiempo alrededor de la Tierra debería provocar una deriva en los ejes de los giróscopos de 0,041 segundos de arco durante un año.  Un segundo de arco es 1/3600 de grado.  Para medir este ángulo de manera razonable, la sonda GP-B necesita una precisión de 0.0005 segundos de arco.  Es como medir el grosor de una hoja de papel vista de perfil a una distancia de 160 km.  Para ello los investigadores de  GP-B han tenido que desarrollar toda una nueva tecnología.

Tras casi cinco años de análisis se ha logrado medir una precesión geodésica de 6,600 más menos 0,017 segundos de arco y un efecto de arrastre de 0,039 más menos 0,007 segundos de arco.  Para los lectores que no estén familiarizados con estos conceptos, la precesión geodésica es la cantidad de oscilación causada por la masa estática de la Tierra (el hoyo en el espacio-tiempo), mientras que el efecto arrastre es la cantidad de oscilación causada por la rotación de la Tierra (el remolino en las paredes del hoyo).  Ambos valores están de acuerdo con las precisas predicciones de Einstein.

Para saber más:

Grabity Probe B
A Pocket of Near-Perfection
In Search of Gravitomagnetism


Créditos:
Artículo: Dr. Tony Phillips / http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa
Imágenes: Grabity Probe B
Traducción y edición: Jesús Canive