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Crédito: Juillet 2012, Illus. D. Ducros / CNES 2015 El satélite de la
misión MICROSCOPE fue retirado del servicio en 2018, pero sus conclusiones
finales se han publicado esta semana.
El Principio de Equivalencia Débil es un componente fundamental de la teoría
de la relatividad general. El principio sugiere que los objetos en un campo
gravitatorio caen de forma similar cuando no actúan otras fuerzas sobre ellos,
aunque tengan masas o composiciones diferentes.
En un nuevo estudio, un equipo de científicos puso a prueba el principio
midiendo las aceleraciones de objetos en caída libre en un satélite que orbita
la Tierra. Descubrieron que las aceleraciones de los pares de objetos diferían
en aproximadamente una parte en 1015, lo que descarta cualquier violación del
Principio de Equivalencia Débil o desviaciones de la comprensión actual de la
relatividad general a ese nivel.
El informe describe los resultados finales de la misión
MICROSCOPE.
Gilles Métris, científico del Observatorio de la Costa Azul y miembro del
equipo de MICROSCOPE, dijo: "Tenemos nuevas y mucho mejores restricciones para
cualquier teoría futura porque estas teorías no deben violar el principio de
equivalencia a este nivel".
En su experimento, los científicos midieron con extrema precisión la
relación Eötvös, que se relaciona con las aceleraciones de dos objetos en caída libre. Si
hay una diferencia en las aceleraciones de los objetos de más de una parte en
1015, el experimento la mediría y detectaría esta violación del
Principio de Equivalencia.
Para medir la relación de Eötvös, los científicos controlaron las
aceleraciones de masas de prueba de aleación de platino y titanio mientras
orbitaban la Tierra en el satélite MICROSCOPE. El instrumento experimental
utilizó fuerzas electrostáticas para mantener los pares de masas de prueba en
la misma posición entre sí. Buscaba las posibles diferencias en estas fuerzas,
que indicaban diferencias en las aceleraciones de los objetos.
Manuel Rodrigues, científico del laboratorio aeroespacial francés ONERA y
miembro del equipo de MICROSCOPE, afirmó que "uno de los principales retos del
experimento era encontrar la forma de probar el instrumento en la Tierra para
asegurarse de que funcionaría como se había diseñado en el espacio. La
dificultad es que el instrumento que lanzamos no puede funcionar en tierra.
Así que es una especie de prueba a ciegas".
El trabajo del equipo sienta las bases para que la investigación por satélite
ponga a prueba el Principio de Equivalencia de forma aún más precisa. Su investigación incluye recomendaciones para
mejorar el entorno experimental, como minimizar los crujidos del revestimiento
del satélite que dificultan las mediciones de aceleración y cambiar los cables
por dispositivos sin contacto.
Los investigadores afirman que un experimento con satélites que aplique estas
mejoras debería ser capaz de medir posibles violaciones del Principio de Equivalencia a un nivel de una parte en 1017. Pero es probable que los resultados de
MICROSCOPE sigan siendo las limitaciones más precisas del Principio de Equivalencia durante un tiempo.
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente: Sociedad Americana de Física
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