Una sonda de la NASA que orbita la Tierra ha confirmado dos predicciones clave de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein, que describe cómo la gravedad hace que las masas deformen el espacio-tiempo a su alrededor.
La misión Gravity Probe B fue lanzada en 2004 para estudiar dos aspectos de la teoría de Einstein sobre la gravedad: el efecto geodésico, o la deformación del espacio y el tiempo alrededor de un cuerpo gravitatorio; y el arrastre del marco, que describe la cantidad de espacio y tiempo que un objeto giratorio arrastra consigo mientras gira.
«Imagínese la Tierra como si estuviera sumergida en miel», dijo en un comunicado el físico de la Universidad de Stanford Francis Everitt, investigador principal de la Sonda Gravitatoria B. «A medida que el planeta gira, la miel que lo rodea se arremolina, y lo mismo ocurre con el espacio y el tiempo». La GP-B confirmó dos de las predicciones más profundas del universo de Einstein, lo que tiene implicaciones de gran alcance en toda la investigación astrofísica.»
La Sonda de Gravedad B utilizó cuatro giroscopios ultraprecisos para medir las dos hipótesis gravitacionales. La sonda confirmó ambos efectos con una precisión sin precedentes al apuntar sus instrumentos a una única estrella llamada IM Pegasi.
Si la gravedad no afectara al espacio y al tiempo, los giroscopios de la sonda apuntarían siempre en la misma dirección mientras estuviera en órbita polar alrededor de la Tierra. Sin embargo, los giroscopios experimentaron pequeños pero medibles cambios en la dirección de su giro mientras la gravedad de la Tierra tiraba de ellos, confirmando así las teorías de Einstein.
«Los resultados de la misión tendrán un impacto a largo plazo en el trabajo de los físicos teóricos», dijo Bill Danchi, astrofísico senior y científico del programa en la sede de la NASA en Washington. «Todo desafío futuro a las teorías de la relatividad general de Einstein tendrá que buscar mediciones más precisas que el notable trabajo realizado por la GP-B».
Una larga espera
Estos resultados concluyen uno de los proyectos más largos de la historia de la NASA. La agencia espacial se involucró en el desarrollo de un experimento de giroscopio de relatividad en 1963.
Décadas de investigación y pruebas condujeron a tecnologías pioneras para controlar las perturbaciones ambientales que podrían afectar a la nave espacial, como la resistencia aerodinámica, los campos magnéticos y las variaciones térmicas. Además, el rastreador de estrellas y los giroscopios de la misión fueron los más precisos jamás diseñados y producidos.
El proyecto Gravity Probe B ha propiciado avances en las tecnologías GPS que ayudan a guiar a los aviones en sus aterrizajes. Otras innovaciones se aplicaron a la misión Cosmic Background Explorer de la NASA, que determinó con exactitud la radiación de fondo del universo que queda desde poco después del big bang.
El concepto de satélite sin arrastre, del que fue pionero Gravity Probe B, hizo posible una serie de satélites de observación de la Tierra, entre ellos el Gravity Recovery and Climate Experiment de la NASA. Estos satélites proporcionan las mediciones más precisas de la forma de la Tierra, que son fundamentales para la navegación en tierra y mar, y la comprensión de la relación entre la circulación oceánica y los patrones climáticos.
El amplio alcance de Gravity Probe B
La misión Gravity Probe B también actuó como campo de entrenamiento para estudiantes de todo Estados Unidos, desde candidatos a doctorados y maestrías hasta estudiantes universitarios y de secundaria. De hecho, una estudiante que trabajó en la misión se convirtió en la primera mujer astronauta en el espacio, Sally Ride.
«El GP-B se suma a la base de conocimientos sobre la relatividad de manera importante, y su impacto positivo se sentirá en las carreras de los estudiantes cuya educación se vio enriquecida por el proyecto», dijo Ed Weiler, administrador asociado de la dirección de misiones científicas en la sede de la NASA.
La Sonda de Gravedad B completó sus operaciones de recogida de datos y fue retirada del servicio en diciembre de 2010. Los hallazgos de la sonda se publicaron en línea en la revista Physical Review Letters.
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