La misión de la NASA, Gravity Probe B (GP-B) ha confirmado dos predicciones fundamentales derivadas de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, que fue para lo que la sonda fue diseñada.
El experimento, iniciado en 2004, utilizó cuatro giroscopios ultra-precisos para medir el efecto de la hipótesis geodésica, la curvatura del espacio y el tiempo alrededor de un cuerpo gravitacional y arrastre de cuerpo, la cantidad que un objeto en rotación arrastra al espacio-tiempo a medida que gira .
GP-B determinó ambos efectos con una precisión sin precedentes mientras apuntaba a una sola estrella, IM Pegasi, a la vez que se mantenía en órbita polar alrededor de la Tierra. Si la gravedad no afecta el espacio y el tiempo, los giroscopios de la GP-B mantendrían la misma dirección siempre, mientras estuviera en órbita. Pero en la confirmación de las teorías de Einstein, los giroscopios experimentaron cambios medibles, cambios en la dirección de su giro, mientras que la gravedad de la Tierra tiraba de ellos.
Los resultados están en la edición online de la revista Physical Review Letters.
“Imaginemos la Tierra como si se sumergiera en miel. A medida que el planeta gira, la miel a su alrededor se arremolina, y eso mismo sucede con el espacio y el tiempo“, dijo Francis Everitt, investigador principal de la GP-B en la Universidad de Stanford. “GP-B confirmó que dos de las predicciones más profundas sobre el universo de Einstein, que tiene implicaciones de largo alcance a través de la investigación astrofísica. Del mismo modo, décadas de innovación tecnológica en la misión tendrán un legado duradero en la Tierra y en el espacio.”
GP-B es uno de los proyectos en curso más largos en la historia de la NASA, con la participación de diversos organismos desde el otoño de 1963 con una financiación inicial para desarrollar un experimento giroscopio de relatividad. Tras décadas de desarrollo han llevado a innovadoras tecnologías para controlar las alteraciones del medio ambiente en las sondas espaciales, como resistencia aerodinámica, campos magnéticos y variaciones térmicas. La misión es uno de los experimentos los más precisos que se hayan diseñado y producido nunca.
GP-B ya ha completado sus operaciones de recopilación de datos y fue dado de baja en diciembre de 2010.
“Los resultados de la misión tendrá un impacto a largo plazo sobre la labor de los físicos teóricos,” dijo Bill Danchi, astrofísico y científico senior del programa en la sede de la NASA en Washington. ”Cada reto futuro para las teorías de Einstein de la relatividad general, tendrán que buscar medidas más precisas que el notable trabajo llevado a cabo por la GP-B.”
Innovaciones habilitadas para la GP-B han sido utilizadas en tecnologías GPS que permiten aviones legar a tierra sin ayuda. Además, tecnologías adicionales de la GP-B se aplicarán en la misión de la NASA, Cosmic Background Explorer, que determinará con precisión la radiación de fondo del universo. Esa medición es la base de la teoría del big-bang, y condujo al Premio Nobel al físico John Mather.
El concepto de satélite sin arrastre, utilizado por primera vez por la GP-B, logró que una serie de satélites de observación terrestre fueran posibles, incluyendo el Gravity Recovery and Climate Experiment de la NASA, y el Ocean Circulation Explorer de la Agencia Espacial Europea. Estos satélites proporcionan las mediciones más precisas jamás tomadas de la forma de la Tierra, vitales para una navegación precisa sobre tierra y mar, y para la comprensión de la relación entre la circulación oceánica y los patrones climáticos.
GP-B también impulsó las fronteras del conocimiento y proporcionó un campo de entrenamiento práctico para 100 estudiantes de doctorado y 15 candidatos a masterardo en universidades de todo Estados Unidos. Más de 350 estudiantes de licenciatura y más de cuatro docenas de secundaria también trabajaron en el proyecto junto a los principales científicos e ingenieros aeroespaciales de la industria privada y el gobierno. Uno de los estudiantes universitarios que trabajaron en la GP-B fue la primera mujer estadounidense 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 conocimientos sobre la relatividad de manera importante y su impacto positivo se hará sentir en las carreras de estudiantes cuya educación se enriquecen con el proyecto”, dijo Ed Weiler, administrador asociado del Directorio de Misiones Científicas de la NASA.
El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA, en Huntsville, Alabama, dirigió el programa de la Sonda Gravity Probe-B para la agencia. La Universidad de Stanford, principal contratista de la NASA para la misión, concibió el experimento y fue responsable del diseño e integración de los instrumentos científicos, operaciones de la misión y análisis de datos. Lockheed Martin Corp., de Sunnyvale, CA diseñó, integró y probó el vehículo espacial y algunos de sus componentes principales.
Para obtener más información acerca de la Sonda Gravity Probe B, visite:
http://www.nasa.gov/mission_pages/gpb y http://einstein.stanford.edu
Autor: Trent J. PerrottoEnlace original: NASA’s Gravity Probe B confirms 2 Eistein space-time theories
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