La NASA lanza hoy una sonda para comprobar una teoría de Einstein

Incluso los críticos admitían que era una gran idea en 1959. Fue entonces cuando los científicos de Stanford acordaron profundizar en el corazón del mundo extraño que es el legado de Einstein. Ahora, 45 años y 700 millones de dólares después, su sueño se ha materializado como un ensamblaje del tamaño de una camioneta hecho de conductos, electrónica y cuarzo, llamado Gravity Probe B, y colocado en la punta de un cohete en la base de Vandenberg (EE UU). Su lanzamiento está previsto para hoy, y comenzará una misión de 18 meses.

La Gravity Probe B llevará hoy consigo los corazones de generaciones de científicos e ingenieros. Para conseguir el objetivo, se ha construido la bola más redonda jamás hecha y el mayor termo que haya ido nunca en el espacio. Acosado por problemas técnicos, objetivos ambiciosos y errores de gestión, el proyecto sufrió varias cancelaciones. C. W. Francis Everirr, físico de Stanford, se unió al proyecto en 1962 y ahora es su codirector. El experimento está montado para comprobar una de las más esotéricas predicciones de la teoría de la gravedad de Einstein.

La sonda lleva cuatro giroscopios para medir si y cómo la Tierra en rotación curva el espacio tiempo alrededor de sí misma, como un tornado. La respuesta, dicen Everitt, sus colegas y la NASA, dará a los físicos mediciones precisas sobre cómo la materia comba el espacio-tiempo para generar el efecto llamado gravedad, les permitirá calibrar las dinamos de los agujeros negros que producen las monstruosas energías de los quasares, y tal vez encontrar pruebas de nuevas fuerzas en el universo. "Si funciona tan bien como pensamos, acabará comprobando la teoría de Einstein entre 10 y 100 veces mejor que cualquier prueba anterior", afirma Everitt.

Pero otros científicos dicen que, si no hay una sorpresa, no saldrá nueva física del experimento. Las mediciones cada vez más precisas de satélites, de la Luna, de planetas y otros cuerpos a lo largo de décadas ya han demostrado que la teoría general de la relatividad es correcta, al menos hasta los límites de la precisión esperada del experimento de Stanford. Pese a ello, Kip Thorne, físico de Caltech (California),afirma que, aunque no es obligatorio esperar de la sonda resultados desviados de la relatividad, es importante hacer mediciones directas. Si la relatividad general falla -y muchos teóricos creen que en última instancia así debe ser-, probablemente fallará de alguna forma sorprendente, comenta. Pero incluso si cuadra, las mediciones serán un hito durante años, "un legado importante para futuras generaciones", dice.

La inspiración para el experimento se remonta al siglo XIX y al físico austriaco Ernst Mach. Él declaró que todo movimiento es relativo y especuló que la inercia de cualquier objeto en el universo estaría determinada por su relación con todo lo demás. A Einstein le atraía la idea y fue parte de la inspiración para la relatividad general. La teoría describe el espacio-tiempo como una especie de colchón en el que materia y energía, como un durmiente pesado, hacen que los planetas, las manzanas al caer y los haces de luz sigan trayectorias curvas y no rectas.

Pero parecía que la materia en rotación no sólo podía hacer que el espacio se combase, sino también que girase. Igual que al agitar un batido espeso con una cucharilla gira también el vaso, un objeto masivo en rotación arrastrará lentamente el espacio-tiempo a su alrededor, según los cálculos de los físicos Josef Lense y Hans Thirring, en 1918. Esto significa que si estás en órbita, por ejemplo, de la Tierra, no notarás ninguna fuerza y pensarás que estás en reposo, pero verás que estás girando lentamente respecto a las estrellas distantes. El efecto, llamado arrastre del marco de referencia, es tan minúsculo cerca de la Tierra que durante décadas los físicos se desesperaron para lograr comprobarlo. En un año, el giro sería de aproximadamente una cienmilésima de grado, como el grosor de un cabello visto desde 400 metros de distancia.

Encontrar el truco

En 1959, Leonard Schiff (Stanford), e independientemente George Pugh (Departamento de Defensa), sugirieron que los giroscopios en el espacio podían lograr el truco. Poco después, en la piscina, Schiff y William Fairbank reclutaron a Robert Cannon, experto en giroscopios. Se les unió en 1962 el británico Everitt. En 1964, la NASA dio al grupo de Stanford un contrato para estudiar la idea. Mientras allí se construían los giroscopios, Locked Martin preparaba la sonda espacial. Shift murió en 1971; Fairbank, en 1989. Everitt tiene 69 años, el largo cabello gris y admite que no sabía en lo que se metía al unirse al grupo de Stanford, cuando tenía 28 años.

El experimento que debe salir hoy es una osadía técnica. En su corazón, todo lo aislado del universo que es posible, están los giroscopios: cuatro esferas de cuarzo algo mayores que pelotas de golf. Se dice que son los objetos más perfectamente esféricos jamás construidos, con una desviación de la esferidad de sólo 40 capas de átomos. Si la Tierra fuera así de perfecta, la montaña más alta se elevaría poco más de dos metros. En el espacio estarán suspendidos por campos eléctricos y girarán a 10.000 revoluciones por minuto dentro de un telescopio de cuarzo orientado a la estrella IM Pegasi.

Para estar seguros de que ninguna influencia externa ejerce ningún bamboleo en las bolas, el telescopio flota libremente dentro de la sonda espacial, con propulsores para contrarrestar cualquier arrastre minúsculo. También está rodeado por una capa de plomo superconductora que hace de escudo frente a los campos magnéticos. Todo está enfriado por helio líquido a 270 grados bajo cero.

Pero los científicos tienen que ver en qué sentido están girando las bolas, por lo que van recubiertas de niobio, que pierde toda resistencia a la corriente eléctrica a esas temperaturas. Así, cuando las bolas rotan, algunos de los electrones del niobio saltan de sus átomos; su movimiento relativo crea una pequeña corriente que genera un minúsculo campo magnético que localizan unos detectores superconductores, llamados squids, metidos en el giroscopio.

Estos squids tienen dos funciones: medir el arrastre de referencia (que hará que los giroscopios giren en la dirección de la rotación de la Tierra) y medir un parámetro llamado gamma, o cuánta materia hace que la geometría del espacio se desvíe de la geometría eucleidiana plana. Como la Tierra hace que el espacio-tiempo se curve, según la relatividad, una órbita circular alrededor del planeta resultará en una circunferencia ligeramente inferior que pi veces el diámetro de la órbita. Esta pulgada perdida, como dice Everitt, debe hacer que los giroscopios se muevan en una dirección perpendicular al eje de rotación de la Tierra.