La teoría general de la relatividad de Einstein describe la gravedad en términos de la geometría tanto del espacio como del tiempo. Pero medir esta curvatura del espacio es difícil. Sin embargo, los científicos ahora han utilizado una variedad de radiotelescopios en todo el continente para realizar una medición extremadamente precisa de la curvatura del espacio causada por la gravedad del Sol. Esta nueva técnica promete contribuir en gran medida al estudio de la física cuántica.
"Medir la curvatura del espacio causada por la gravedad es una de las formas más sensibles de aprender cómo la teoría de la relatividad general de Einstein se relaciona con la física cuántica. Unir la teoría de la gravedad con la teoría cuántica es un objetivo principal de la física del siglo XXI, y estas mediciones astronómicas son clave para comprender la relación entre los dos ", dijo Sergei Kopeikin, de la Universidad de Missouri.
Kopeikin y sus colegas utilizaron el sistema de radiotelescopio Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation para medir la curvatura de la luz causada por la gravedad del Sol dentro de una parte en 30,000 3,333 (corregido por NRAO y actualizado aquí el 9/03/09; consulte este enlace proporcionado por Ned Wright de UCLA para obtener más información sobre la desviación y el retraso de la luz). Con más observaciones, los científicos dicen que su técnica de precisión puede hacer la medida más precisa de este fenómeno.
La curvatura de la luz de las estrellas por la gravedad fue predicha por Albert Einstein cuando publicó su teoría de la relatividad general en 1916. Según la teoría de la relatividad, la fuerte gravedad de un objeto masivo como el Sol produce una curvatura en el espacio cercano, lo que altera el camino de la luz. u ondas de radio que pasan cerca del objeto. El fenómeno se observó por primera vez durante un eclipse solar en 1919.
Aunque se han realizado numerosas mediciones del efecto durante los últimos 90 años, el problema de fusionar la Relatividad General y la teoría cuántica ha requerido observaciones cada vez más precisas. Los físicos describen la curvatura del espacio y la curvatura de la luz gravitacional como un parámetro llamado "gamma". La teoría de Einstein sostiene que la gamma debería ser exactamente igual a 1.0.
"Incluso un valor que difiere en una parte en un millón de 1.0 tendría ramificaciones importantes para el objetivo de unir la teoría de la gravedad y la teoría cuántica, y así predecir los fenómenos en las regiones de alta gravedad cerca de los agujeros negros", dijo Kopeikin.
Para realizar mediciones extremadamente precisas, los científicos recurrieron al VLBA, un sistema continental de radiotelescopios que abarca desde Hawai hasta las Islas Vírgenes. El VLBA ofrece el poder de realizar las mediciones de posición más precisas en el cielo y las imágenes más detalladas de cualquier instrumento astronómico disponible.
Los investigadores hicieron sus observaciones cuando el Sol pasó casi frente a cuatro quásares distantes (galaxias lejanas con agujeros negros supermasivos en sus núcleos) en octubre de 2005. La gravedad del Sol causó ligeros cambios en las posiciones aparentes de los quásares porque desvió la radio olas procedentes de los objetos más distantes.
El resultado fue un valor medido de gamma de 0.9998 +/- 0.0003, en excelente acuerdo con la predicción de Einstein de 1.0.
"Con más observaciones como la nuestra, además de mediciones complementarias como las realizadas con la nave espacial Cassini de la NASA, podemos mejorar la precisión de esta medición en al menos un factor de cuatro, para proporcionar la mejor medición de gamma", dijo Edward Fomalont del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO). "Dado que la gamma es un parámetro fundamental de las teorías gravitacionales, su medición utilizando diferentes métodos de observación es crucial para obtener un valor que sea compatible con la comunidad física", agregó Fomalont.
Kopeikin y Fomalont trabajaron con John Benson de NRAO y Gabor Lanyi del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. Informaron sus hallazgos en la edición del 10 de julio del Astrophysical Journal.
Fuente: NRAO
