Galileo, Newton y Einstein se examinan en el espacio

ALICIA RIVERA, Hace más de 300 años, Galileo dejó caer dos balas desde la torre de Pisa. Fue uno de los primeros experimentos. de la física moderna. Newton fue más lejos en el estudio de la gravedad utilizando péndulos. Einstein reinterpretó el problema y formuló su teoría general. de la relatividad. Ahora, los físicos quieren comprobar con alta precisión las teorías de estos tres genios en un laboratorio espacial para darles la razón o corregirles.

La gente de Pisa se quedó muy sorprendida, hace pocas semanas, cuando vieron a unos personajes vestidos con atuendos del siglo XVII que tiraban bolas desde la famosa torre inclinada. Era un grupo de físicos europeos y estadounidenses reunidos en la ciudad italiana para discutir el proyecto de un satélite que quieren enviar al espacio, para profundizar en el misterio de la fuerza de la gravedad, y lo que estaban haciendo era un homenaje a Galileo repitiendo su legendario experimento.Galileo observó que las dos balas (una de cañón y otra de mosquetón) llegaron al suelo al mismo tiempo. Newton, además, se dió cuenta de que la fuerza que tira de la manzana cuando cae (la misma que atrae a la Luna hacia la Tierra) es proporcional a la masa. Einstein, en vez de plantearse el problema como una fuerza que tira de un cuerpo, pensó que la gravedad es algo que distorsiona el espacio y el tiempo, lo que explica que dos cuerpos caigan con la misma aceleración.

Peso y masa

De esta forma repasa el físico británico Francis Everitt tres siglos de avances en física y el problema del principio de equivalencia, la relación entre el peso y la masa de un cuerpo. "La gravedad controla nuestra vida, todas las cosas sobre la Tierra, y es de todas las fuerzas de la naturaleza la más dificil de comprender", afirma.

Everitt, profesor de la Universidad de Stanford (EE UU), es uno de los principales promotores del Satélite de Prueba del Principio de Equivalencia (STEP), que podría ser lanzado al espacio en los primeros años del próximo siglo si la Agencia Europea del Espacio (ESA) y la NASA lo aprueban como programa científico. Ha estado en Madrid, después de asistir a la reunión de Pisa, para debatir el proyecto.

Newton comprendió más acerca de la gravedad que Galileo, y Einstein más que Newton. "La cuestión ahora es saber si la teoría de Einstein es completamente correcta o no", afirma Everitt. "Al interpretar la gravedad como lo hizo Einstein, encontramos que actúa en la naturaleza de forma muy diferente al resto de las fuerzas. Él intentó durante 30 años relacionar el electromagnetismo con la gravedad y no lo logró".

Desde entonces, los físicos han encontrado conexiones entre el electromagnetismo y la fuerza débil que actúa en el núcleo del átomo y es responsable de desintegraciones radiactivas. También han explorado algunos caminos para establecer la conexión con la fuerza fuerte que mantiene unido el núcleo atómico. El problema es que la gravedad se resiste a mezclarse con las otras tres fuerzas fundamentales. "Tenemos dos partes de la física: una que describe la gravedad y otra los demás campos. Ambas funcionan bastante bien pero no encontramos su conexión profunda", resume el científico británico.

"Si STEP, con los niveles de precisión que alcanzarían las mediciones, nos mostrase alguna violación del principio de equivalencia, podríamos descubrir nuevas fronteras y avanzar en esa unificación de las fuerzas, tal vez un avance como el que supuso el paso de Newton a Einstein", comenta Everitt.

La precisión de las mediciones es la clave de STEP. Everitt explica que si Galileo midió la caída de las dos bolas con una precisión de un palmo, en el satélite se lograría una precisión de una milésima del diámetro de un átomo.

Seis pares de cilindros

Las dos balas de Galileo o los péndulos de Newton se convertirían en STEP en seis pares de cilindros de diferentes materiales, y sería como si cayeran desde 7.000 kilómetros de altura (el radio de la Tierra más la altura de la órbita del satélite) en vez de los 50 metros de la torre de Pisa. "Cada par, del tamaño de una mano, llevaría un cilindro dentro de otro, sin tocarse, y con una separación de dos milímetros", explica Everitt. "Un cilindro tiene respecto a otro una gran libertad de movimiento en el sentido del e e y los seis pares están orientados en diferentes direcciones. Así podemos medir las fuerzas que actúan sobre cada uno de los cilindros".

El experimento, que apenas sufriría perturbaciones en el espacio, se realizaría en el satélite a -271 grados centígrados, dentro de un recipiente con helio líquido para aprovechar las propiedades de los materiales superconductores (a bajísimas temperaturas pierden la resistencia eléctrica) y aumentar la precisión de los datos. En STEP, que costaría más de 50.000 millones de pesetas, trabajan 65 :Físicos e ingenieros. En España, participan Juan León y su equipo del Laboratorio de Astrofísica y Física Fundamental (del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial).

STEP sería un insólito experimento para comprobar las teorías más locas de la física actual. Everitt sonríe: "Einstein decía que el problema de las teorías alternativas a la de la relatividad es que no eran suficientemente locas. Pensaba que tenía que haber un cambio muy grande entre sus ideas y las que las sustituyesen".