Los investigadores han confirmado dos predicciones de la Teoría General de la Relatividad de Einstein, concluyendo uno de los proyectos de la NASA de mayor duración. El experimento de la sonda Gravity Probe B utilizó cuatro giróscopos ultraprecisos alojados en un satélite órbitando La Tierra para medir dos aspectos de la teoría de Einstein sobre la gravedad. El primero de ellos es el efecto geodésico o deformación del espacio-tiempo alrededor de un cuerpo gravitatorio. El segundo es la torsión por arrastre, que es la cantidad de espacio-tiempo que arrastra un cuerpo en rotación conforme gira.
Einstein predijo efectos geodésicos y torsión por arrastre, así como la Ecuación de Schiff para calcularlos.
La sonda Gravity Probe B determina ambos efectos con una precisión sin precedentes apuntando a una estrella, la IM Pegasi , mientras se encuentra en orbita polar alrededor de La Tierra. Si la gravedad no afectara al espacio-tiempo, los giróscopos de la sonda Gravity Probe B siempre apuntarían en la misma dirección mientras se encontrara en órbita. Pero confirmando las teorías de Einstein, los giróscopos experimentaron cambios apreciables en la dirección de su giro mientras la gravedad de La Tierra actuaba sobre ellos.
El proyecto ha estado planificándose durante 52 años. Los resultados están en línea en la revista Physical Review Letters.
Concepción artística de la sonda Gravity Probe B en órbita alrededor de La Tierra para medir el espacio-tiempo, una descripción tetradimensional del Universo que incluye la longitud, la anchura, la altura y el tiempo.
Imagínese como si La Tierra estuviera sumergida en miel sugiere Francis Everitt, investigador principal de la Universidad de Stanford. Conforme gira el planeta, la miel que hay a su alrededor se arremolina y sucede lo mismo con el espacio-tiempo, la sonda Gravity Probe B ha confirmado dos de las predicciones más profundas del Universo de Einstein, con implicaciones de largo alcance en la investigación astrofísica. Del mismo modo, las décadas de investigación tecnológica posteriores a la misión tendrán un legado duradero en La Tierra y en el espacio.
La NASA comenzó a desarrollar este proyecto a comienzos de otoño de 1963 con una financiación inicial encaminada a impulsar un experimento giroscópico de la relatividad. Tras décadas de desarrollo se ha logrado tecnologías de vanguardia para controlar alteraciones del entorno en naves espaciales, tales como la resistencia aerodinámica, campos magnéticos y variaciones térmicas. La misión de seguimiento de estrellas y los giróscopos fueron las más precisas que se han diseñado y producido.
La sonda Gravity Probe B completó sus operaciones de recopilación de datos y fue dada de baja en diciembre de 2010. La misión tendrá un impacto a largo plazo sobre la labor de los físicos teóricos, ha manifestado Hill Danchi, astrofísico de más categoría del programa científico de la Oficina Central de la NASA en Washington. Cada desafío en el futuro acerca de las teorías de Einstein sobre la Relatividad General tendrán que intentar mediciones más precisas que los admirables trabajos llevados a cabo por la Gravity Probe B.
Las innovaciones realizadas por la Gravity Probe B han sido utilizadas en tecnologías GPS que permiten aterrizar a los aviones sin ayuda. Se han aplicados tecnologías adicionales de la GP-B a la misión Cosmic Background Explorer (Explorador de la Radiación de Fondo) de la NASA , que determinará con precisión la Radiación Relicta del Universo. Esa medición constituye la base de la teoría del Big Bang, y le permitió al físico de la NASA John Mather, conseguir el Premio Nóbel.
El concepto de satélite sin arrastre iniciado por la GP-B, hizo posible generar una serie de satélites de observación terrestres incluyendo el Gravity Recovery, el Climate Experiment [Experimento Climático] de la NASA, el European Space Agencys Gravity Field [Campo gravitatorio de la Agencia Espacial Europea] y el Ocean Circulation Explorer [Explorador de las corrientes Oceánicas] para el estado de las mareas. Estos satélites proporcionan las mediciones más precisas sobre la forma de La Tierra, decisivas para la navegación en tierra y mar y la comprensión de la relación entre la circulación oceánica y los modelos climáticos.
GP-B también amplió las fronteras del conocimiento y proporcionó un campo de entrenamiento práctico para 100 estudiantes de doctorado y 15 candidatos a master en Universidades de todo Estados Unidos. Más de 350 estudiantes universitarios y más de cuatro docenas de estudiantes de secundaria también trabajaron en el proyecto con destacados científicos e ingenieros aeroespaciales de la industria y el gobierno. Uno de los estudiantes de licenciatura que trabajó en el GP-B, Sally Rider, se convirtió en la primera mujer astronauta en el espacio. Otro fue Eric Cornell que ganó el Premio Nobel de Física en 2001.
GP-B se suma a la base de conocimientos sobre la relatividad de manera importante y su impacto positivo se sentirá en las carreras profesionales de los estudiantes cuya educación se verá enriquecida con el proyecto, manifestó Ed Weiler administrador asociado al Directorio de Misiones Científicas de la NASA.
N del T: La sonda Gravity B le ha costado a la NASA 750 millones de dólares.
Fuentes: NASA, Stanford University y Universe Today