¿Se encuentra la Tierra en el vórtice del espacio-tiempo?

Concepto artístico de la curvatura del espacio-tiempo alrededor de la Tierra. Crédito: NASA

Pronto conoceremos la respuesta. Un experimento físico de la NASA/Stanford, denominado Sonda de Gravedad B o GP-B por sus iniciales en ingles (Gravity Probe B), terminó recientemente un año de obtención de datos científicos en órbita alrededor de la Tierra. Los resultados, que llevarán otro año más en ser analizados, deberán revelar la forma del espacio-tiempo alrededor de la Tierra... y posiblemente, el vórtice.

El tiempo y el espacio, de acuerdo a las teorías de la relatividad de Einstein, van tejidos conjuntamente, formando una tela de cuatro dimensiones denominada “espacio-tiempo”. La enorme masa de la Tierra ahueca esta tela, al igual que una persona pesada que se sentase en mitad de una cama elástica. La gravedad, dijo Einstein, es simplemente el movimiento de los objetos siguiendo las líneas curvadas de esa depresión.

Si la Tierra estuviera estacionaria, eso sería el final de la historia. Pero la Tierra no está estacionaria. Nuestro planeta gira, y el giro debería doblar la depresión, ligeramente, estirándola hacia un remolino de cuatro dimensiones. Esto es lo que GP-B fue a averiguar al espacio.

La idea detrás del experimento es muy simple:

Pongan un giroscopio en movimiento en órbita alrededor de la Tierra, con el eje de giro apuntando hacia alguna estrella distante como punto fijo de referencia. Libre de fuerzas externas, el eje del giroscopio debería seguir apuntando a la estrella para siempre. Pero si el espacio está curvado, la dirección del eje del giroscopio deberá ir a la deriva con el tiempo. Anotando este cambio de dirección con relación a la estrella, podrán medirse los pliegues del espacio-tiempo.

En la práctica, el experimento es tremendamente difícil.

Los cuatro giroscopios en el GP-B son las esferas más perfectas jamás antes fabricadas por los humanos. Estas bolas del tamaño de pelotas de pin-pon de cuarzo fundido y silicio miden casi 4 centímetros de diámetro y nunca varían de una esfera perfecta con más de 40 capas atómicas de espesor. Si los giroscopios no fuesen tan esféricos, el eje de giro se tambalearía aún sin los efectos de la relatividad.

Uno de los giroscopios esféricos de la Gravity Probe B. Crédito: NASA

Según los cálculos, el tiempo-espacio curvado alrededor de la Tierra debería ocasionar que el eje de los giroscopios se moviera simplemente 0.041 arco segundos en un año. Un arco segundo es 1/3600avo de grado. Para medir este ángulo con precisión, la GP-B necesitó de una fantástica precisión de 0.0005 arco segundos. Es como si quisiéramos medir el espesor de una hoja de papel puesta de canto a 160 kilómetros de distancia.

Los investigadores de la GP-B inventaron toda una serie de nuevas tecnologías para hacer que esto fuese posible. Desarrollaron un satélite “libre de arrastre” que podía deslizarse por las capas exteriores de la atmósfera de la Tierra sin causar ninguna molestia a los giroscopios. Se las ingeniaron para mantener fuera de la nave espacial al penetrante campo magnético de la Tierra. También prepararon un dispositivo para medir el giro de un giroscopio – sin tocar el giroscopio.

Llevar a cabo el experimento fue un reto fantástico. Una gran cantidad de tiempo y dinero se empleó en ello, pero los científicos del GP-B parece que lo han logrado.

"No hubo mayores sorpresas” en el desarrollo de los experimentos, dice el profesor de física Francis Everitt, el investigador principal de la GP-B en la Universidad Stanford. Ahora que se ha terminado con la recolección de datos, dice que el humor entre los científicos de la GP-B es de “gran entusiasmo y el reconocimiento de que ahora se enfrentan a una gran cantidad de trabajo por delante”.

Un análisis cuidadoso y a conciencia de todos los datos ya se encuentra en proceso. Los científicos lo realizarán en tres etapas, explica Everitt. Primero, verán los datos de cada día de todo el año de experimentos, buscando irregularidades. Después, separarán los datos por grupos de un mes de duración y finalmente revisarán todo el año. Haciéndolo de esta manera, los científicos serán capaces de encontrar cualquier problema que un análisis más simple podría no detectar.

A su tiempo, los científicos en todo el mundo harán un escrutinio de los datos. Dice Everitt, "queremos ser nosotros mismos los críticos más severos".


Las apuestas están por lo alto. Si detectaron el vórtice, precisamente como se esperaba, eso simplemente significa que Einstein estaba en lo correcto, otra vez. Pero ¿qué pasa si no es así? Podría existir un error en la teoría de Einstein, una pequeña discrepancia que levantaría una revolución en la física.

Aunque primero, hay una gran cantidad de datos para analizar. ¡Estén pendientes!

Artículo de Space.com - Patrick L. Barry y Tony Phillips
Aportación deLiberto