Galileo, Newton y Einstein se examinan en el espacio

ALICIA RIVERA, Hace m¨¢s de 300 a?os, Galileo dej¨® caer dos balas desde la torre de Pisa. Fue uno de los primeros experimentos. de la f¨ªsica moderna. Newton fue m¨¢s lejos en el estudio de la gravedad utilizando p¨¦ndulos. Einstein reinterpret¨® el problema y formul¨® su teor¨ªa general. de la relatividad. Ahora, los f¨ªsicos quieren comprobar con alta precisi¨®n las teor¨ªas de estos tres genios en un laboratorio espacial para darles la raz¨®n o corregirles.

La gente de Pisa se qued¨® 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 f¨ªsicos europeos y estadounidenses reunidos en la ciudad italiana para discutir el proyecto de un sat¨¦lite 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 observ¨® que las dos balas (una de ca?¨®n y otra de mosquet¨®n) llegaron al suelo al mismo tiempo. Newton, adem¨¢s, se di¨® 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, pens¨® que la gravedad es algo que distorsiona el espacio y el tiempo, lo que explica que dos cuerpos caigan con la misma aceleraci¨®n.

Peso y masa

De esta forma repasa el f¨ªsico brit¨¢nico Francis Everitt tres siglos de avances en f¨ªsica y el problema del principio de equivalencia, la relaci¨®n 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 m¨¢s dificil de comprender", afirma.

Everitt, profesor de la Universidad de Stanford (EE UU), es uno de los principales promotores del Sat¨¦lite de Prueba del Principio de Equivalencia (STEP), que podr¨ªa ser lanzado al espacio en los primeros a?os del pr¨®ximo siglo si la Agencia Europea del Espacio (ESA) y la NASA lo aprueban como programa cient¨ªfico. Ha estado en Madrid, despu¨¦s de asistir a la reuni¨®n de Pisa, para debatir el proyecto.

Newton comprendi¨® m¨¢s acerca de la gravedad que Galileo, y Einstein m¨¢s que Newton. "La cuesti¨®n ahora es saber si la teor¨ªa de Einstein es completamente correcta o no", afirma Everitt. "Al interpretar la gravedad como lo hizo Einstein, encontramos que act¨²a en la naturaleza de forma muy diferente al resto de las fuerzas. ?l intent¨® durante 30 a?os relacionar el electromagnetismo con la gravedad y no lo logr¨®".

Desde entonces, los f¨ªsicos han encontrado conexiones entre el electromagnetismo y la fuerza d¨¦bil que act¨²a en el n¨²cleo del ¨¢tomo y es responsable de desintegraciones radiactivas. Tambi¨¦n han explorado algunos caminos para establecer la conexi¨®n con la fuerza fuerte que mantiene unido el n¨²cleo at¨®mico. El problema es que la gravedad se resiste a mezclarse con las otras tres fuerzas fundamentales. "Tenemos dos partes de la f¨ªsica: una que describe la gravedad y otra los dem¨¢s campos. Ambas funcionan bastante bien pero no encontramos su conexi¨®n profunda", resume el cient¨ªfico brit¨¢nico.

"Si STEP, con los niveles de precisi¨®n que alcanzar¨ªan las mediciones, nos mostrase alguna violaci¨®n del principio de equivalencia, podr¨ªamos descubrir nuevas fronteras y avanzar en esa unificaci¨®n de las fuerzas, tal vez un avance como el que supuso el paso de Newton a Einstein", comenta Everitt.

La precisi¨®n de las mediciones es la clave de STEP. Everitt explica que si Galileo midi¨® la ca¨ªda de las dos bolas con una precisi¨®n de un palmo, en el sat¨¦lite se lograr¨ªa una precisi¨®n de una mil¨¦sima del di¨¢metro de un ¨¢tomo.

Seis pares de cilindros

Las dos balas de Galileo o los p¨¦ndulos de Newton se convertir¨ªan en STEP en seis pares de cilindros de diferentes materiales, y ser¨ªa como si cayeran desde 7.000 kil¨®metros de altura (el radio de la Tierra m¨¢s la altura de la ¨®rbita del sat¨¦lite) en vez de los 50 metros de la torre de Pisa. "Cada par, del tama?o de una mano, llevar¨ªa un cilindro dentro de otro, sin tocarse, y con una separaci¨®n de dos mil¨ªmetros", explica Everitt. "Un cilindro tiene respecto a otro una gran libertad de movimiento en el sentido del e e y los seis pares est¨¢n orientados en diferentes direcciones. As¨ª podemos medir las fuerzas que act¨²an sobre cada uno de los cilindros".

El experimento, que apenas sufrir¨ªa perturbaciones en el espacio, se realizar¨ªa en el sat¨¦lite a -271 grados cent¨ªgrados, dentro de un recipiente con helio l¨ªquido para aprovechar las propiedades de los materiales superconductores (a baj¨ªsimas temperaturas pierden la resistencia el¨¦ctrica) y aumentar la precisi¨®n de los datos. En STEP, que costar¨ªa m¨¢s de 50.000 millones de pesetas, trabajan 65 :F¨ªsicos e ingenieros. En Espa?a, participan Juan Le¨®n y su equipo del Laboratorio de Astrof¨ªsica y F¨ªsica Fundamental (del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial).

STEP ser¨ªa un ins¨®lito experimento para comprobar las teor¨ªas m¨¢s locas de la f¨ªsica actual. Everitt sonr¨ªe: "Einstein dec¨ªa que el problema de las teor¨ªas alternativas a la de la relatividad es que no eran suficientemente locas. Pensaba que ten¨ªa que haber un cambio muy grande entre sus ideas y las que las sustituyesen".