Einstein tenía razón (otra vez): la gravedad terrestre deforma el espacio y el tiempo

Los objetos muy pesados, como estrellas o planetas, distorsionan con su gravedad el espacio y el tiempo a su alrededor. Por primera vez, y después de cincuenta años desde que se planteó por primera vez este proyecto, un experimento de la NASA, el Gravity Probe-B (GP-B), ha conseguido por fin medir con toda precisión dos aspectos cruciales de la Teoría General de la Relatividad de Einstein. El hallazgo se publica en la edición online de Physical Review Letters.

El primero de los dos efectos recién demostrados es el geodésico o, dicho de otro modo, la deformación del espacio y el tiempo alrededor de un cuerpo gravitacional. El segundo es la torsión por arrastre, que es la cantidad de espacio y tiempo que un objeto en rotación arrastra tras de sí a medida que gira.

“Einstein vive”, asegura Francis Everitt, físico de la Universidad de Stanford e investigador principal del experimento, uno de los de mayor duración jamás llevados a cabo por la NASA. De hecho, el satélite, que fue lanzado en 2004, llevaba más de cuatro décadas diseñándose.

“En el Universo de Einstein – continúa el investigador – el espacio y el tiempo son deformados por la gravedad. La Tierra distorsiona el espacio que la rodea muy ligeramente a causa de su gravedad”. Einstein formuló su teoría hace casi un siglo, mucho tiempo antes de que existiera la tecnología necesaria para comprobarla experimentalmente.

Ahora, el Gravity Probe-B ha conseguido comprobar las dos predicciones einstenianas con una precisión sin precedentes mientras apuntaba a una estrella concreta, IM Pegasi, desde su posición, en órbita polar alrededor de la Tierra. Si la gravedad no afectara en absoluto al espacio y el tiempo, los giroscopios del satélite siempre apuntarían en la misma dirección.

Sin embargo, y esa es la confirmación de las ideas einstenianas, los giroscopios experimentaron ligeros cambios en la dirección de su rotación, algo que sólo puede achacarse a la deformación del espacio y el tiempo alrededor de nuestro planeta.

“Imagine que la Tierra está sumergida en miel -explica Everitt-. A medida que el planeta gira, la miel de alrededor forma remolinos, y eso es lo mismo que sucede con el espacio y el tiempo. GP-B ha confirmado dos de las más profundas predicciones del universo de Einstein, algo que tendrá enormes implicaciones en la investigación astrofísica.

La NASA empezó a desarrollar el proyecto en otoño de 1963, y sus fondos iniciales se destinaron al desarrollo de un único giroscopio capaz de poner a prueba determinados aspectos de la Teoría General de la Relatividad. Durante las décadas siguientes, y a medida que la tecnología avanzaba, se fueron desarrollando sistemas capaces de medir y discriminar las posibles perturbaciones que pudiera sufrir la nave (y que habrían afectado a la precisión de sus mediciones), tanto desde el punto de vista aerodinámico como por parte de los campos magnéticos o las variaciones térmicas.

Finalmente, todo estuvo listo en 2004, año en que, por fin, el GP-B fue puesto en órbita. El ingenio empezó entonces a recolectar datos, tarea que no terminó hasta diciembre de 2010. La medida exacta de los efectos predichos por Einstein tendrá un gran impacto en numerosos campos de la Física.

Y servirá también para desarrollar nuevas tecnologías y aplicaciones basadas en GPS lo suficientemente precisas, por ejemplo, para permitir que los aviones aterricen sin ayuda alguna.