La bola de discoteca extraordinaria ahora orbita alrededor de la Tierra

Uno de los efectos más sutiles predichos por la relatividad general es un fenómeno conocido como arrastre de marco rotacional. Esto es causado por un cuerpo giratorio masivo, como un planeta, que arrastra el espacio-tiempo a medida que gira. Eso hace que cualquier pequeña partícula giratoria en la vecindad precesione.

No hace falta decir que el efecto es pequeño y extremadamente difícil de observar. La diferencia entre las predicciones de Einstein y las de Newton es del orden de una parte en unos pocos billones.

Varios intentos de medir esto en órbita alrededor de la Tierra han tenido un éxito desigual. La mejor fue una nave espacial de $ 750 millones llamada Gravity Probe B que la NASA lanzó en 2004.

La nave espacial constaba de cuatro pequeños giroscopios, casi perfectamente esféricos, cada uno recubierto con una capa superconductora en la que el movimiento de los electrones podía usarse para medir la rotación.

La idea era monitorear cambios muy pequeños en la forma en que estos giroscopios giraban cuando la nave espacial orbitaba la Tierra. En teoría, eso debería haber permitido una medición del arrastre del marco con una precisión del 1 por ciento. Sin embargo, varios problemas con la nave espacial redujeron su precisión a aproximadamente un 20 por ciento.

A los astrofísicos les encantaría obtener una mejor medición, pero saben que las posibilidades de obtener el dinero necesario para otro experimento de este tipo son tan pequeñas como el efecto en sí.

Pero hay una forma mucho más barata de lograr el mismo objetivo, al menos según la Agencia Espacial Italiana, ASI.

Estos tipos han puesto una bola de discoteca en órbita alrededor de la Tierra y dicen que medir cuidadosamente su órbita desde el suelo debería producir un resultado similar.

Esta bola de discoteca es un objeto extraordinario. Es completamente pasivo, sin propulsores ni componentes electrónicos. En cambio, es una esfera de tungsteno del tamaño de una pelota de fútbol, ​​que pesa 400 kg y está cubierta con 92 reflectores que permiten rastrearla usando láseres en la Tierra. Estos reflectores también hacen que parezca una bola de discoteca.

El pequeño tamaño de la gran masa de la bola la convierte en la partícula de prueba más perfecta jamás colocada en órbita, la primera estructura aeroespacial jamás hecha de tungsteno y el objeto más denso que orbita cualquier cosa en cualquier parte del Sistema Solar.

La pelota se conoce como LAser RElativity Satellite o LARES. Los italianos lo lanzaron en febrero del año pasado y desde entonces han estado midiendo cuidadosamente sus características orbitales.

Hoy, Antonio Paolozzi, de la Universidad de Roma La Sapienza e Ignazio Ciufolini, de la Universidad de Salento, describieron los resultados de este proceso.

Sin duda, este experimento no será fácil. La idea es medir la órbita de la bola haciendo rebotar láseres y luego compararla con la órbita teóricamente predicha que tiene en cuenta todas las diferentes fuerzas que deben actuar sobre el satélite.

El problema, por supuesto, es que estos efectos son muchos, a menudo sutiles y pueden inundar la señal que están buscando.

Para cancelar los efectos de la más sutil de estas fuerzas, el equipo necesita comparar los datos de LARES con otras partículas de prueba similares en órbita. Por suerte, los italianos ya tienen en órbita un par de otras bolas de discoteca, llamadas LAGEOS 1 y 2.

Aunque no son tan perfectos como LARES, han estado proporcionando datos durante varios años.

Paolozzi y Ciufolini confían en que el análisis finalmente producirá una medición precisa del arrastre del marco rotacional. Añadiendo los datos orbitales de LARES, será posible eliminar también los efectos de [estas perturbaciones], permitiendo así el logro de alrededor del 1% de precisión, dicen.

Eso será impresionante, sobre todo porque se habrá logrado a una pequeña fracción del costo de Gravity Probe B.

Pero todavía es demasiado pronto para hacer estallar los corchos de champán. Como pueden atestiguar los físicos que han intentado medir este efecto, estos experimentos altamente sensibles tienden a provocar alguna sorpresa.

Estará mirando para ver cómo les va.

Ref: arxiv.org/abs/1305.6823 : LARES lanzado con éxito en órbita: satélite y descripción de la misión

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