¡¿¿¿Acaso dudaban del genio de albert???!
Tras 52 años y US$750M, confirman teoría de la relatividad de Einstein
Por: WSJ Americas*, el jueves, 05 de mayo de 2011
El experimento más prolongado en física espacial inició con tres hombres que conversaban sobre Albert Einstein en la piscina de una universidad. Terminó luego de 52 años y US$750 millones, con la confirmación de su famosa teoría de la relatividad.
El experimento más extenso en física espacial comenzó con tres hombres que conversaban sobre Albert Einstein en la piscina de una universidad. Terminó el miércoles, al cabo de 52 años y US$750 millones, con la confirmación de su teoría de la relatividad por parte de científicos, tras estudiar las esferas más perfectas jamás hechas mientras orbitaban en alrededor de la Tierra.
Llamado Sonda Gravedad B, el exótico experimento midió cómo la masa giratoria de la Tierra retuerce de manera imperceptible el tejido del espacio, en una prueba de la teoría general de relatividad de Einstein. Según uno de los descubrimientos, la distorsión representa 2,8 centímetros de la norma a lo largo de la circunferencia de 40.000 kilómetros de la Tierra.
Durante décadas de ensayo y error, científicos de la Universidad de Stanford superaron fallas de ingeniería, demoras de lanzamiento, luchas presupuestarias, datos defectuosos y siete investigaciones federales. La NASA amenazó con cancelar el proyecto tantas veces que los investigadores pudieron completar su trabajo sólo con un aporte de US$500.000 del fundador de Capital One Financial Corp., Richard Fairbank —hijo de uno de los físicos que concibió el experimento junto a la piscina— y la ayuda de la familia real saudita.
Su logro puede ser en gran medida un hito en la persistencia científica. En todos estos años, grupos de investigación italianos, alemanes y estadounidenses ya habían confirmado las ideas de Einstein. "No hay mucho margen para la sorpresa", dijo Sheldon Glashow, físico de la Universidad de Boston galardonado con el premio Nobel, quien no participó en los proyectos.
Albert Einstein publicó su teoría de la relatividad general en 1916, ofreciendo una descripción de la gravedad, el espacio y el tiempo que transformó la forma en que los científicos comprenden las leyes físicas que gobiernan el universo conocido. Explicó mejor rarezas de la naturaleza, como anomalías en la órbita de Mercurio, que la física clásica, en la formulación de Newton, no podía explicar.
Einstein la llamó "el pensamiento más feliz de mi vida".
Los científicos han buscado verificar la teoría de Einstein desde entonces. Midieron microondas mientras circundaban el sol, estudiaron variaciones en la órbita de Mercurio e hicieron rebotar señales contra la Luna y Marte.
En 2004, investigadores encabezados por el físico Ignazio Ciufolini de la Universidad de Salento en Lecce, Italia, usaron satélites de la NASA e italianos para medir los efectos gravitacionales de la relatividad con aproximadamente la misma precisión que la Sonda Gravedad B, dijeron los científicos. La Agencia Espacial Europea planea realizar una sonda llamada Satélite Láser de Relatividad más adelante este año.
Sin embargo, en los terrenos de tecnología espacial y física aplicada, el experimento de Stanford no tiene rival, dijeron varios expertos. "Fueron necesarios avances tecnológicos especiales en cada aspecto del experimento", dijo Rex Geveden, presidente de Teledyne Brown Engineering Inc., en Huntsville, estado de Alabama, quien trabajó en el proyecto.
El experimento fue concebido por tres científicos universitarios —Leonard Schiff, William Fairbank y Robert Cannon— quienes querían usar giroscopios para medir cómo la masa de la Tierra distorsiona el espacio-tiempo y atrae objetos que orbitan el planeta, según lo predicho por la teoría de Einstein. Stanford colaboró con Lockheed-Martin Corp. para construir los equipos.
Parte central del experimento era un juego de bolas de cristal giratorias. Para medir los efectos infinitesimales de la relatividad, los investigadores crearon cuatro de los giroscopios más precisos jamás fabricados, un millón de veces más sensibles que cualquiera disponible en ese momento. Cada uno era una esfera de cristal de cuarzo súper enfriada del tamaño de una pelota de ping-pong, pulida hasta casi la perfección, a 40 capas atómicas. Aún ocupan un lugar entre los Récords Mundiales de Guinness como los objetos redondos más perfectos construidos hasta la fecha.
Ya en órbita, los giroscopios fueron diseñados para mantener el satélite de la Sonda Gravedad B perfectamente alineado con una estrella guía en la constelación de Pegaso. Si Einstein estaba en lo cierto, los giroscopios se inclinarían muy ligeramente y se bambolearían a medida que rotaban, arrastrados de la norma por el vórtice de espacio-tiempo generado por la Tierra.
Tras varios inicios falsos, el satélite de la NASA fue lanzado en 2004, 45 años después de comenzar el trabajo en el experimento. Mientras la sonda circundaba la Tierra, los científicos tuvieron que lidiar con dispositivos electrónicos a bordo reacios a responder, manchas solares inesperadas en la estrella guía que interferían con la alineación de la sonda, y fluctuaciones magnéticas que distorsionaban las lecturas de las mediciones.
El equipo necesitó otros cinco años para refinar los cálculos de la sonda. Sus conclusiones fueron publicadas el 4 de mayo en la revista Physics Review Letters y anunciadas en una conferencia de prensa de la NASA.
"Hemos logrado probar dos de los efectos más profundos de la relatividad general y hacerlo de una nueva manera", indicó el líder del proyecto Frances Everitt, quien se incorporó al proyecto en 1962. "Completamos esta prueba referencial del universo de Einstein, y Einstein sobrevive".
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La misión Gravity Probe B (GP-B) de la NASA ha confirmado dos predicciones clave derivadas de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein, para las que fue diseñada la nave.
El experimento, iniciado en 2004, utilizó cuatro giroscopios ultra-precisos para medir el hipotético efecto gravitacional geódetico --la curvatura del espacio y el tiempo alrededor de un cuerpo gravitacional--, y el efecto rotatorio de torsión por arrastre, --la cantidad que un objeto en rotación arrastra en el espacio y el tiempo con él a medida que gira.
GP-B determina ambos efectos con una precisión sin precedentes apuntando a una sola estrella, IM Pegasi, mientras se desplazaba en una órbita polar alrededor de la Tierra. Si la gravedad no afectase al espacio y el tiempo, los giroscopios de GP-B apuntarían siempre en la misma dirección mientras esté en órbita. Pero confirmando las teorías de Einstein, los giroscopios experimentaron cambios mensurables en la dirección de su giro, mientras que la gravedad de la Tierra tiraba de ellos.
Los resultados han sido publicados en la revista Physical Review Letters.
"Imagina la Tierra como si se sumergiera en la miel. A medida que el planeta gira, la miel se arremolina a su alrededor, y ocurre lo mismo con el espacio y el tiempo", dijo Francis Everitt, investigador principal de GP-B en la Universidad de Stanford. "GP-B confirmó dos de las predicciones más profundas del universo de Einstein, que tiene implicaciones de largo alcance en la investigación astrofísica. Del mismo modo, las décadas de innovación tecnológica que hay detrás de esta misión tendrán un legado duradero en la Tierra y en el espacio."
GP-B es uno de los proyectos en curso más largo en la historia de la NASA, con la participación de sus organismos desde otoño de 1963 con una financiación inicial para desarrollar un experimento de giroscopio de la relatividad. Tras décadas de desarrollo hicieron posibles innovadoras tecnologías para controlar las alteraciones del medio ambiente en las naves espaciales, tales como la resistencia aerodinámica, campos magnéticos y las variaciones térmicas. Los seguidores de estrellas y giroscopios de la misión han sido los más precisos que se hayan diseñado y producido. GP-B completó ya sus operaciones de recopilación de datos y fue dado de baja en diciembre de 2010.
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NASA comprueba teoría de la relatividad de Einstein
Luego de 50 años de haberse concebido el experimento, la nave que costó 760 millones de dólares, demostró que la gravedad se produce cuando la masa curva el espacio y el tiempo y logró medir la torsión que se produce en el espacio-tiempo debido a la rotación de los cuerpos
La misión Gravity Probe B (GP-B) de la agencia espacial estadounidense (NASA) comprobó dos predicciones de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein.
Luego de 50 años de haberse concebido el experimento, la nave que costó 760 millones de dólares, demostró que la gravedad se produce cuando la masa curva el espacio y el tiempo, denominado el efecto geodésico, así como el efecto de torsión por arrastre que indica la torsión que se produce en el espacio-tiempo debido a la rotación de los cuerpos.
"GP-B determinó ambos efectos con una precisión que no se esperaba al apuntar a la estrella IM Pegasi, mientras orbitaba a la Tierra. Si la gravedad no afectara al espacio y al tiempo, los giroscopios del GP-B se hubieran dirigido a la misma dirección sin importar en que sitio de la órbita se encontrara. Pero se confirmaron las teorías de Einstein, los giroscopios lograron medir los cambios en la dirección de su rotación mientras la gravedad de la Tierra los empujaba", publicó en su portal la NASA.
"Imaginen a la Tierra como si estuviera inmersa en miel. Conforme el planeta rota, la miel alrededor de él se arremolinaría, esto es lo mismo que pasa con el espacio y el tiempo. El GP-B confirmó dos de las más importantes predicciones que hizo Einstein sobre el Universo e impactarán en la investigación futura de la astrofísica, de la misma forma como ha aportado a la ciencia las innovaciones tecnológicas detrás de la misión que van de la tecnología GPS a la mejora de los aparatos de satélites terrestres", dijo Francis Everitt, investigador principal del proyecto GP-B de la Universidad de Stanford.
¿Cómo lo logró?
El Gravity Probe B cuenta con cuatro giroscopios. Un giroscopio es una rueda o una parte mecánica de un aparato circular que gira en torno a un eje que pasa por su centro y que, una vez iniciado el movimiento, tiende a resistir los cambios en su orientación.
Los giroscopios del GP-B seguían el movimiento de la Tierra, a la vez que comparaban la alineación de sus ejes de rotación con la dirección a la estrella IM Pegasi, que servía de referencia.
Cuando la sonda se encontró en la órbita polar ocurrió el efecto geodésico pues se movieron dos ejes de norte al sur, así como el efecto de torsión al moverse de este a oeste.
Los giroscopios giran a cinco mil revoluciones por minuto y están construidos por cuarzo. Su tamaño es el de pelotas de ping pong cubiertas con superconductores de niobio para producir un campo magnético a lo largo de sus ejes.
Sin embargo, existen imperfecciones electrostáticas en los giroscopios, a pesar de la perfección esférica de éstos, por lo que los científicos pasaron cinco años en hacer los ajustes necesarios para obtener los datos que buscaban, publicó la revista científica Science.
Debido a esto, algunos científicos desconfían de que las correcciones se hayan hecho apropiadamente, pues lo consideran como un error sistemático que afecta por completo al experimento.
Los resultados del GP-B se publicaran en la edición online del Journal Physical Review Letters.
La misión Gravity Probe B (GP-B) de la NASA comprobó dos predicciones de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein.
Y es que antes de Einstein publicara su teoría de la relatividad se creía que el espacio y el tiempo eran como Newton lo había señalado en el siglo XVII: el espacio era estático, un 'escenario' inmutable en donde el acontecer cósmico se desarrollaba, y el tiempo era el misterioso.
Pero ahora, luego de 50 años de haberse concebido el experimento, se demostró que la gravedad espacio en sí está siendo retorcido y curvado continuamente por la materia y la energía moviéndose dentro de él, y el tiempo fluye a diferentes velocidades lo que provoca que la Tierra tenga una curvatura en el espacio-tiempo alrededor de ella.
El Gravity Probe B cuenta con cuatro giroscopios. Un giroscopio es una rueda o una parte mecánica de un aparato circular que gira en torno a un eje que pasa por su centro y que, una vez iniciado el movimiento, tiende a resistir los cambios en su orientación.
La nave tomó como referencia a la estrella IM Pegasi; si la gravedad no afectara al espacio y al tiempo, los giroscopios se hubieran dirigido a la misma dirección sin importar en qué sitio de la órbita se encontrara, pero los giroscopios pudieron medir los cambios en la dirección de su rotación mientras la gravedad de la Tierra los 'empujaba'.
Cuando la sonda se encontró en la órbita polar ocurrió el efecto geodésico pues se movieron dos ejes de norte al sur, así como el efecto de torsión al moverse de este a oeste.
fuente
Einstein
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