Un grupo de sondas choca contra Einstein

Desde hace dos décadas, un grupo de sondas ha tenido comportamientos extraños que ni científicos ni ingenieros pueden explicar. En diciembre de 1990, la sonda Galileo se acercó a la Tierra para tomar impulso en su viaje hacia Júpiter. Cuando los responsables de la NASA midieron el cambio de velocidad de la sonda, observaron que había acelerado 3,9 milímetros por segundo más de lo esperado. La diferencia era mínima tras su paso por la Tierra ganó más de 5.000 m/s de velocidad, pero esa minúscula variación dejaba vislumbrar la posibilidad de que algo fallara en las leyes fundamentales de la física. Durante los años posteriores, otras sondas han experimentado ese inesperado empujón en sus maniobras de sobrevuelo de la Tierra. Algunos físicos piensan que estas máquinas cuestionan a AlbertEinstein.

Hace un siglo, el científico alemán revolucionó la manera de entender la gravedad. Newton había hablado de ella como una fuerza que regía las leyes de la atracción entre todos los objetos del Universo. Doscientos años después, Einstein descubrió un mecanismo aún más fascinante para explicar por qué una taza se puede caer de una mesa o la Tierra gira alrededor del Sol. La gravedad era en realidad una propiedad geométrica del tejido espacio-tiempo. Como una canica sobre una sábana, la masa de los objetos curvan esa "tela" y provocan los efectos que se atribuyen a la gravedad. Esta explicación física de los grandes fenómenos del cosmos creada por el investigador alemán ha resistido un siglo de avances científicos y tecnológicos sin desgaste aparente, pero los físicos no quieren que su trabajo se convierta en dogma.

"Es posible que se deba a un efecto físico", opina un investigador

La semana pasada, la sonda Rosetta sobrevoló la Tierra por tercera vez desde su lanzamiento en 2004. El artefacto de la Agencia Europea del Espacio (ESA) ha mostrado comportamientos contradictorios en sus dos pasos anteriores. En el primero, en 2005, aceleró 1,8 mm/s más de lo previsto, pero en el segundo se ajustó a la aceleración calculada. El resultado de este tercer paso, que según explicó a Público el director de operaciones de Rosetta, Andrea Acomazzo, debería conocerse durante las próximos días, puede respaldar o descartar alguna de las teorías más interesantes para explicar la anomalía.

Una aceleración de 1,1 mm/s cuadraría con los cálculos que sustentan una hipótesis planteada por el investigador John Anderson. Según él, la rotación de la Tierra estaría provocando un efecto sobre el tejido del espacio-tiempo mayor del esperado que distorsionaría ligeramente la trayectoria de las sondas y su velocidad.

Errores en los modelos

Parte de la anomalía de las Pioneer se debe a una fuga de energía

La posibilidad de que exista nueva física detrás de la inesperada aceleración de las sondas es aceptada por todos, pero algunos creen que hay explicaciones menos interesantes con más posibilidades de ser reales. En opinión de Acomazzo, lo más probable es que la anomalía de deba a un error en la elaboración de los modelos de la maniobra. "Aunque es posible que se deba a un efecto físico", añade.

Otra posibilidad menos excitante que la nueva física es la que plantea el investigador del Instituto Astrofísico de Andalucía (CSIC) y miembro del equipo de Rosetta José Juan López. "Puede ser que exista una influencia del campo magnético de la Tierra que no hemos comprendido bien", explica. "Esa influencia del campo magnético podría, incluso, producir una modificación de la estructura metálica de la sonda que explicaría la anomalía", apunta. "En cualquier caso, la explicación más bonita es que hubiese nueva física", reconoce.

La anomalía Pioneer

Slava Turyshev lleva años hurgando entre los datos enviados por las sondas Pioneer en busca de información que le permita enmendar a Einstein. Estas dos naves, enviadas en los 70 hacia la frontera del Sistema Solar, no recorrían toda la distancia que se esperaba de ellas. Si se calculaba la posición en la que las sondas se encontrarían tras un año de navegación, teniendo en cuenta la velocidad del artefacto y las fuerzas en juego, cuando pasaban los doce meses, esa sonda estaba 400 kilómetros más cerca del Sol de lo esperado. Algo tiraba de las Pioneer hacia la estrella que no estaba en los libros de física.

Las sondas aceleran más de lo previsto al sobrevolar la Tierra

Tras años de estudio, los cálculos del equipo de Turyshev en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA que han incluido un paleoinformático para reconstruir el software de la época de las Pioneer y recuperar los datos de telemetría de las sondas permitieron determinar qué parte de la anomalía se podía explicar por una pérdida de energía de los generadores nucleares que propulsan las naves. Pero aún queda espacio para que exista nueva física. "En seis meses tendremos la respuesta", asegura Turyshev.

La anomalía de las Pioneer, explica el físico, "no tiene ninguna relación" con la de las maniobras orbitales de las sondas. Sin embargo, cree que la metodología empleada por su equipo puede ser útil para quienes estudien anomalías como la de Rosetta. "Antes de hablar de nueva física es necesario un análisis muy exhaustivo de los modelos que predicen los movimientos de las naves, los aspectos técnicos y el resto de los datos relevantes", explica. "La gente intenta identificar anomalías sin saber cómo funcionan y ha habido ocasiones en las que quienes han hecho análisis sobre estos fenómenos ni siquiera eran expertos en navegación", afirma.

"Deberíamos poner de acuerdo a NASA y ESA para poder hacer un seguimiento preciso de las sondas. Ahora, no es posible hacer un seguimiento continuo porque hay zonas de la Tierra donde no hay telescopios", continúa. "Antes de sacar conclusiones tan importantes podríamos, por ejemplo, emplear satélites de comunicaciones para medir con precisión esas maniobras", concluye.

La relatividad puesta a prueba

1919. El eclipse solar
Cuatro años después de que Einstein presentara la teoría general de la relatividad, un equipo de investigadores británicos demostró que sus ideas eran ciertas. Los científicos observaron que los rayos solares sorteaban la Luna curvando su trayectoria durante un eclipse de Sol, tal y como Einstein postuló que sucedería.

2004. ‘Gravity Probe B’
El 20 de Abril de 2004, la NASA envió al espacio la sonda ‘Gravity Probe B’. Su objetivo era comprobar la distorsión del espacio-tiempo que producen la masa y la rotación de la Tierra. En 2007, científicos de la NASA anunciaron que las mediciones de la sonda indicaban que los cálculos del físico eran correctos, aunque aún están analizando los datos.

2015. El triángulo de satélites
La NASA y la ESA tienen planeado enviar en 2015 tres satélites al espacio que se colocarán en torno al Sol formando un triángulo equilátero de cinco millones de kilómetros de lado. El sistema de sondas, llamado LISA, permitirá comprobar de forma experimental algunas teorías de Einstein. Las sondas tratarán de observar las ligeras ondulaciones que el movimiento de objetos muy masivos, como los agujeros negros, produce en el tejido del espacio-tiempo.