Los investigadores han confirmado dos predicciones de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein, concluyendo uno de los proyectos más antiguos de la NASA. El primero es el efecto geodésico, o la deformación del espacio y el tiempo alrededor de un cuerpo gravitacional. El segundo es el arrastre de cuadros, que es la cantidad que un objeto giratorio tira de espacio y tiempo con él a medida que gira.
Gravity Probe-B determinó ambos efectos con una precisión sin precedentes apuntando a una sola estrella, IM Pegasi, mientras estaba en una órbita polar alrededor de la Tierra. Si la gravedad no afectara el espacio y el tiempo, los giroscopios de GP-B apuntarían en la misma dirección para siempre mientras estuvieran en órbita. Pero en confirmación de las teorías de Einstein, los giroscopios experimentaron cambios mensurables y pequeños en la dirección de su giro, mientras la gravedad de la Tierra los atraía.
El proyecto lleva 52 años en desarrollo.
Los hallazgos están en línea en la revista Physical Review Letters.
"Imagina la Tierra como si estuviera inmersa en la miel", dijo Francis Everitt, investigador principal de Gravity Probe-B en la Universidad de Stanford. "A medida que el planeta gira, la miel a su alrededor giraría, y es lo mismo con el espacio y el tiempo", "GP-B confirmó dos de las predicciones más profundas del universo de Einstein, que tienen implicaciones de gran alcance en la investigación astrofísica. Del mismo modo, las décadas de innovación tecnológica detrás de la misión tendrán un legado duradero en la Tierra y en el espacio ".
La NASA comenzó el desarrollo de este proyecto a partir del otoño de 1963 con fondos iniciales para desarrollar un experimento de giroscopio de relatividad. Las décadas posteriores de desarrollo llevaron a tecnologías innovadoras para controlar las perturbaciones ambientales en las naves espaciales, como la resistencia aerodinámica, los campos magnéticos y las variaciones térmicas. El rastreador de estrellas y giroscopios de la misión fueron los más precisos diseñados y producidos.
GP-B completó sus operaciones de recolección de datos y fue dado de baja en diciembre de 2010.
"Los resultados de la misión tendrán un impacto a largo plazo en el trabajo de los físicos teóricos", dijo Bill Danchi, astrofísico senior y científico del programa en la sede de la NASA en Washington. "Cada desafío futuro a las teorías de la relatividad general de Einstein tendrá que buscar medidas más precisas que el notable trabajo realizado por GP-B".
Las innovaciones habilitadas por GP-B se han utilizado en tecnologías GPS que permiten que los aviones aterricen sin ayuda. Se aplicaron tecnologías GP-B adicionales a la misión Cosmic Background Explorer de la NASA, que determinó con precisión la radiación de fondo del universo. Esa medida es la base de la teoría del big-bang, y condujo al Premio Nobel para el físico de la NASA John Mather.
El concepto de satélite sin arrastre promovido por GP-B hizo posible una serie de satélites de observación de la Tierra, incluido el Experimento de recuperación de la gravedad y el clima de la NASA y el campo de gravedad de la Agencia Espacial Europea y el Explorador de circulación oceánica en estado estacionario. Estos satélites proporcionan las mediciones más precisas de la forma de la Tierra, fundamentales para una navegación precisa en tierra y mar, y para comprender la relación entre la circulación oceánica y los patrones climáticos.
GP-B también avanzó las fronteras del conocimiento y proporcionó un campo de entrenamiento práctico para 100 estudiantes de doctorado y 15 candidatos a maestría en universidades de los Estados Unidos. Más de 350 estudiantes universitarios y más de cuatro docenas de estudiantes de secundaria también trabajaron en el proyecto con científicos e ingenieros aeroespaciales líderes de la industria y el gobierno. Una estudiante de pregrado que trabajó en GP-B se convirtió en la primera mujer astronauta en el espacio, Sally Ride. Otro fue Eric Cornell, que ganó el Premio Nobel de Física en 2001.
"GP-B se suma a la base de conocimiento sobre relatividad de manera importante y su impacto positivo se sentirá en las carreras de los estudiantes cuyas educaciones se enriquecieron con el proyecto", dijo Ed Weiler, administrador asociado de la Dirección de Misión Científica en la sede de la NASA.
Fuentes: NASA, Universidad de Stanford
