La investigación se llevó a cabo bajo el programa de Astronomía e Investigación y Análisis en Física de la NASA, que es parte del Directorio de la Misión de Ciencia de la agencia, en Washington, D.C.

Brillan los rayos de la Luna sobre Einstein, Galileo y Newton


Treinta y cinco años después de que los astronautas hicieran su caminata por la Luna y colocaran reflectores especiales sobre su superficie, los científicos han utilizado estos reflectores para probar la teoría general de la relatividad de Einstein con una exactitud sin precedentes. Los hallazgos, que también confirman las teorías de Galileo Galilei y de Issac Newton, pueden ayudar a explicar las leyes de física del universo y beneficiar a las futuras misiones espaciales.

"Nuestra investigación con los experimentos de láser de alcance lunar muestra el principio de equivalencia, un fundamento de la teoría general de la relatividad de Einstein, con extrema exactitud”, dijo el Dr. James Williams, un científico investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, Calif. Galileo estableció este principio en 1604 cuando dejó caer objetos de varios pesos y composición desde la Torre inclinada de Pisa. Todos los objetos fueron afectados de igual forma por la gravedad, de modo que todos cayeron a la misma velocidad.

Newton publicó una explicación en apoyo de lo anterior en 1687 en sus Principia y Einstein amplió el principio hace cerca de 100 años. La premisa de Einstein, denominada el principio fuerte de equivalencia, mantiene que todas las formas de materia se aceleran de la misma forma en respuesta a la gravedad. El principio se convirtió en una base de la teoría general de la relatividad de Einstein.

El experimento de alcance lunar con láser confirma que la Luna y la Tierra “caen hacia” el Sol a la misma velocidad, aunque la Tierra tiene un gran núcleo de hierro debajo de su manto de rocas, mientras que la Luna es primordialmente rocosa con un núcleo mucho más pequeño. Los descubrimientos realizados por Williams y los Dres. Slava Turyshev y Dale Boggs, también del JPL, han sido publicados en los Physical Review Letters.

"Estos estudios por medio de láser hacia la luna pueden realizar pruebas muy exactas de gravedad y de física fundamental”, dijo Williams, quien apuntó que las pequeñas variaciones en gravedad son difíciles de estudiar debido a que la fuerza de la gravedad es débil, a menos que se utilicen grandes masas. Los nuevos resultados de este experimento proporcionan una bonanza a la física moderna.

"Una propiedad importante de la gravedad es su efecto universal en los objetos de gran masa, a pesar de su tamaño y composición. Es por ello, que entre más comprendemos acerca de la gravedad en el sistema solar, más aprendemos acerca de los procesos gravitatorios y cosmológicos en todo el universo”, dijo Turyshev.

"Además de proporcionar la prueba más precisa hasta ahora del fuerte principio de equivalencia, nuestro experimento también limita cualquier posible cambio en la constante gravitatoria de Newton”, dijo Turyshev. La constante gravitatoria trata de la atracción entre los objetos en el espacio y algunas teorías sugieren que esta atracción cambiaría con el tiempo. Si fuese así, entonces la teoría general de la relatividad requeriría de una modificación.

"Esta última investigación no muestra evidencias de tal cambio. Ambos descubrimientos – acerca del fuerte principio de equivalencia y la constante gravitatoria – dan mayor fuerza a la teoría de Einstein”, agregó Turyshev.

Se han realizado grandes avances en la última década para refinar las teorías de Einstein, Galileo y Newton. Los últimos descubrimientos son el doble de precisos que cualquiera de los resultados anteriores sobre el fuerte principio de equivalencia y 10 veces más precisos que cualquier dato publicado anteriormente sobre la variación en la constante gravitatoria de Newton.

El equipo de la JPL ensayó las teorías por medio de la irradiación de pulsos de láser a cuatro reflectores en la Luna desde el Observatorio McDonald en el Oeste de Texas y desde un observatorio al sur de Francia. Los reflectores lunares rebotaron los rayos láser directo de regreso a la Tierra, donde se midió el tiempo que tomó el viaje redondo. Tres de los reflectores habían sido colocados por los astronautas de las misiones Apolo 11, 14 y 15 y una construida por Francia había sido llevada en la nave no tripulada soviética Lunokhod 2.

Los actuales reflectores sobre la Luna no requieren de energía y aún funcionan perfectamente bien después de 35 años. Como la NASA persigue la misión de volver a llevar humanos a la Luna y eventualmente a Marte y más allá, se deberán colocar nuevos equipos de láser de alcance más preciso, primero en la Luna y después en Marte. Para guiar a una nave espacial a un lugar preciso en la Luna y para realizar viajes de navegación en su superficie, la órbita de la Luna, su orientación y rotación deben de conocerse con toda exactitud. Las mediciones con láser ayudarán a las misiones futuras humanas y de robots en la Luna.

Comunicado de Prensa: 2005-039
04 Marzo 2005
Jane Platt (818) 354-0880
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
JPL, es una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena.

Artículo de JPL
Aportación de Liberto
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