Agencia Espacial Europea lanza al espacio relojes atómicos para probar la relatividad de Albert Einstein

La Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) lanzó este lunes un conjunto de relojes atómicos hacia la Estación Espacial Internacional (EEI) para medir el tiempo con gran precisión y poner a prueba la teoría de la relatividad.

El cohete Falcon 9 de Space X, que transporta el conjunto ACES, compuesto por dos relojes atómicos, despegó este lunes a las 08H15 GMT desde Cabo Cañaveral en Florida (Estados Unidos), rumbo a la EEI, a 400 km de altitud.

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En la EEI, un brazo robótico posicionará el dispositivo fuera de la estación, en el módulo Columbus, donde permanecerá 30 meses para recabar datos de los relojes.

El tiempo es esencial para el funcionamiento de ordenadores o de los sistemas de geolocalización por satélite, entre otros, recordó en una rueda de prensa, antes del lanzamiento, Simon Weinberg, jefe del proyecto ACES en la ESA.

Pero, desde 1915 y la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, se sabe que el tiempo no es el mismo en todas partes: se ralentiza cerca de un objeto masivo.

En la Tierra, el tiempo pasa más rápido en lo alto de la Torre Eiffel que abajo, pero este “efecto Einstein” es infinitesimal. En cambio, se vuelve perceptible a medida que uno se aleja en el espacio.

Los sistemas de posicionamiento por satélite, como GPS o Galileo, deben tomarlo en cuenta para dar una posición exacta. Sus relojes atómicos, en órbita a 20.000 kilómetros de altitud, van 40 microsegundos más rápido cada día que los que están en la Tierra.

El objetivo de este proyecto es mejorar la medida de este “desfase gravitacional” de dos decimales, para alcanzar una precisión de “una millonésima”, gracias a los dos relojes atómicos del dispositivo ACES.

¿Se abrirá una nueva ventana?

El primer reloj, PHARAO, será el principal. Dentro de un tubo de alto vacío, se enfriarán átomos de cesio mediante láser a una temperatura cercana a cero absoluto (-273 ºC). Inmovilizados por el frío y en situación de ingravidez, sus vibraciones a una frecuencia particular se contarán con una precisión aún mayor que en la Tierra.

Desde 1967, el segundo corresponde oficialmente a 9.192.631.770 periodos de una onda electromagnética emitida por un átomo de Cesio 133 que cambia de estado de energía.

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Junto con otro reloj atómico --un máser de hidrógeno--, PHARAO medirá el tiempo con una exactitud y una estabilidad extraordinarias. Solo se desviará un segundo cada 300 millones de años, una proeza tecnológica que requirió más de tres décadas de trabajo.

Su señal será transmitida a la Tierra a través de un enlace de microondas. Nueve terminales en el mundo --en Europa, Japón y Estados Unidos-- lo compararán con el tiempo medido por sus propios relojes.

“Las diferencias se analizarán para determinar si el resultado se ajusta a las predicciones de la teoría de la relatividad”, declaró a la prensa Philippe Laurent, responsable de las actividades ACES/PHARAO en el Observatorio de París.

De no ser así, “se abrirá una nueva ventana en el mundo de la física”, que deberá efectuar ajustes para hacer coincidir las ecuaciones de Einstein con las observaciones.

Y quizás avanzar en la búsqueda del Santo Grial de los físicos: reconciliar la relatividad general, que explica el funcionamiento del universo, y la física cuántica, que rige lo infinitamente pequeño.

Dos teorías que funcionan extraordinariamente bien, pero que, hasta ahora, son incompatibles.