18/Abr/04

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Un satélite validará la teoría de Einstein sobre la curvatura del espacio-tiempo

Concebido hace 45 años, el Gravity Probe B se lanzará al espacio este lunes.

(ElDiarioMotanes.es Un experimento en el espacio concebido hace 45 años por tres físicos de la Universidad de Stanford para verificar dos fenómenos gravitatorios en el Universo, predichos por Einstein en su Teoría General de la Relatividad, se hará realidad el lunes con el lanzamiento del satélite Gravity Probe B. Dificultades técnicas, fallos de gestión, problemas políticos y otros avatares llegaron a cancelar este proyecto hasta siete veces en las últimas décadas, pero el sueño de varias generaciones de científicos e ingenieros en el campus californiano de Stanford está más cerca que nunca.

En la base militar de Vanderberg (California) se ultiman los preparativos para lanzar este satélite, que tendrá 18 meses para efectuar su experimento.

Su objetivo será comprobar si, como postuló Einstein, la masa de los objetos cósmicos origina al desplazarse curvaturas en el espacio-tiempo, un fenómeno gravitatorio aparentemente imperceptible pero que los físicos de esta misión confían en medir con precisión. Con este satélite, los físicos tratarán de observar si la Tierra causa esa sutil deformación en su espacio-tiempo circundante mientras rota y avanza en su giro alrededor del Sol.

No esperan grandes, sorpresas porque ese fenómeno gravitatorio ya fue corroborado con observaciones previas de la Luna, estrellas y planetas. De hecho, con dos diminutos satélites y un modelo del campo gravitatorio terrestre, Juan Pérez Mercader, director del Centro de Astrobiología, junto a físicos italianos, certificaron experimentalmente en 1998 que la rotación de todo objeto con masa cambia la geometría del universo, curvando y arrastrando el espacio-tiempo mientras se desplaza.

Comparación

Pérez Mercader y sus colaboradores confirmaron que el plano orbital de estos satélites, cuya posición se conocía de forma exacta mediante el uso de láseres, se ve arrastrado unos dos metros al año, en el mismo sentido de la rotación terrestre, produciendo una alteración del espacio-tiempo. Para comprender el fenómeno imaginemos una cazuela con miel, cuya superficie estaría perfectamente plana, para representar un espacio-tiempo en dos dimensiones. Si introdujeramos una bola de madera, se modificaría la curvatura de la miel. Y si la bola comenzase a girar, arrastraría en su avance un poco más de la superficie de la miel, añadiendo una curvatura adicional.

La misión Gravity Probe B fue concebida muchos años antes y en cierto sentido llega muy tarde. Pero sus promotores y científicos ajenos a este proyecto valorado en 700 millones de euros sostienen que el experimento será importante para realizar cálculos directos, carentes de incertidumbres teóricas u astronómicas. El margen de error de las estimaciones del proyecto italo-español era de entre el 10 y el 20% respecto al valor predicho por Einstein, mientras que el satélite Gravity Probe B deberá medir ese efecto conocido con el nombre Lense-Tirring, con un margen de error de sólo el 1 por ciento.

Un misterio centenario

El origen de este interrogante científico se remonta al siglo XIX, cuando el físico y filósofo austriaco Ernst Mach postuló que todo está unido a todo en el universo porque la inercia de los objetos cósmicos en sus desplazamientos está en cierta medida determinada por otros objetos.

Inspirado parcialmente en ese principio, Albert Einstein elaboró su Teoría General de la Relatividad, donde describe el espacio-tiempo como un escenario donde la materia y la energía hace que los planetas, la luz o las manzanas que caen de un árbol sigan trayectorias curvas. En 1918, los físicos Josef Lense y Hans Thirring analizaron la estructura matemática de la teoría gravitatoria de Einstein y propusieron que los objetos cósmicos de gran masa que giran sobre su eje arrastran también el espacio-tiempo. El efecto sería muy sutil, ya que no excedería de una cienmilésima de grado al año.

Sin embargo, el profesor Leonard Schiff, de la Universidad de Stanford, aseguró en 1959 que podría detectarse el efecto Lense-Thirring en el espacio con giróscopos, dispositivos que se utilizan para estabilizar barcos, aviones y satélites.

Son discos o esferas que giran rápidamente sobre un eje libre que se mantiene fijo en una dirección constante. Muy poco tiempo después, Leonard Schiff contactó con otros investigadores de la Universidad de Stanford, William Fairbank y Robert Cannon, para dar cuerpo a este proyecto, que recibió su primer apoyo de la NASA en el año 1964. Schiff y Fairbank ya han fallecido, pero su sueño cobrará vida el lunes, cuarenta años después.