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Einstein vuelve a tener razón, esta vez con una estrella triple

10/07/2018 -
La Vanguardia

Confirmado el principio de que todos los cuerpos que se hallen en un mismo campo gravitatorio tienen la misma aceleración

La teoría de la relatividad general de Albert Einstein se ha sometido a la prueba más rigurosa hasta la fecha y la ha aprobado holgadamente. Una investigación internacional liderada por el Instituto de Astronomía Anton Pannekoek de la Universidad de Amsterdam (Holanda) ha demostrado que el principio de equivalencia, que sostiene que todos los cuerpos en un mismo campo gravitatorio caen con la misma aceleración, se cumple también en las condiciones de fuerte gravedad de un sistema formado por tres cadáveres de estrellas: un púlsar y dos enanas blancas. Los resultados se publican hoy en la revista Nature .

El principio de equivalencia es la base de la teoría de la relatividad general de Einstein, que propone que la gravedad no es una fuerza que actúa sobre cada objeto de forma independiente, sino una deformación del propio tejido del espacio-tiempo.

El test ha utilizado un exótico sistema estelar triple, formado por un púlsar y dos enanas blancas, que son el resultado de la muerte de estrellas

En realidad, el principio de equivalencia se conoce desde hace siglos. Galileo Galilei ya lo puso a prueba tirando esferas de distintas masas desde lo alto de la torre de Pisa, en Italia, según algunas versiones de la historia. Y, ya que todas las esferas se hallaban bajo la influencia del mismo campo gravitatorio, el de la Tierra, todas tardaron el mismo tiempo en llegar al suelo.

En 1971, el principio superó otro test en la Luna, cuando el astronauta David Scott, de la misión Apolo 15, dejó caer a la vez y desde la misma altura un martillo y una pluma de halcón sobre la superficie del satélite. En ausencia de aire, y por lo tanto de fricción, la aceleración de ambos cuerpos dependía exclusivamente de la gravedad lunar. Y, como se esperaba, la pluma y el martillo tocaron a la vez el suelo de la Luna.

El nuevo test del principio de equivalencia ha utilizado el exótico sistema triple ASR J0337+1715, a 4.200 años luz de la Tierra. En su centro habita un púlsar: un tipo de estrella de neutrones –los objetos más densos del Universo– que emite un rayo de ondas de radio mientras rota. El resultado es una especie de faro estelar que ilumina la Tierra periódicamente, con una regularidad matemática. Pero si el púlsar se mueve, por culpa de la influencia gravitatoria de otros astros, la regularidad se altera. Los astrónomos son capaces de medir el movimiento del púlsar y de los cuerpos que rotan con él a través de estas irregularidades.

En torno a este púlsar gira una enana blanca, que es el núcleo que queda tras la muerte de estrellas como el sol. Es ocho veces menos masiva y completa una órbita alrededor del púlsar cada día y medio. El tercer componente del sistema triple es otra enana blanca, con el doble de masa, que gira alrededor del sistema interior en una órbita mucho más amplia, de 327 días.

No conocemos ningún otro sistema como este. Eso lo hace un laboratorio único para poner a prueba las teorías de Einstein”

“Es un sistema estelar singular”, declara Ryan Lynch, coautor del estudio e investigador del Observatorio de Green Bank (Estados Unidos), en un comunicado difundido por esta institución. “No conocemos ningún otro como este. Eso lo hace un laboratorio único para poner a prueba las teorías de Einstein”, remarca.

Lo que hace a este sistema idóneo para el test es que el púlsar es tan denso que ejerce una influencia gravitatoria incluso sobre sí mismo. Según teorías alternativas sobre la gravedad, esta clase de objetos no cumplen el principio de equivalencia. En cambio, según la teoría de la relatividad general de Einstein, su comportamiento bajo un campo gravitatorio externo no debe ser distinto que el de cualquier otro cuerpo, desde una pluma a una estrella.

Los astrónomos liderados desde el Instituto de Astronomía Anton Pannekoek han observado el púlsar durante seis años. Así han podido determinar su aceleración y la de su compañera enana blanca, la más interna, respecto a la enana blanca externa. Según la teoría de la relatividad general, ambas aceleraciones debían ser iguales, ya que se encuentran en el mismo campo gravitatorio, el de la enana blanca externa. Otras teorías, por el contrario, predecían que serían diferentes.

En línea con la predicción de la teoría general de la relatividad, el análisis no ha detectado diferencias en las aceleraciones de ambos cuerpos. “Y si hay una diferencia, es menor de tres partes entre un millón”, afirma Nina Gusinskaia, investigadora de la Universidad de Amsterdam y coautora del artículo, en el comunicado del Observatorio de Green Bank.

Así pues, la relatividad general ha pasado el test más riguroso –diez veces más que el anterior– hasta la fecha, mientras otras teorías alternativas, como algunas versiones de la teoría de cuerdas, han quedado prácticamente descartadas. Einstein, una vez más, tenía razón.