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CIENCIA. La teoría de Einstein pasa rigurosas pruebas de 16 años

 

Fuente: © Michael Kramer / MPIfR

Un equipo internacional ha utilizado telescopios en todo el mundo, incluido el radiotelescopio Parkes de CSIRO, Murriyang, para completar las pruebas más desafiantes hasta ahora de la teoría general de la relatividad de Einstein.

El equipo, dirigido por el profesor Michael Kramer del Instituto Max-Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, demostró que la teoría de Einstein publicada en 1915 sigue siendo cierta.

El Dr. Dick Manchester, miembro de la agencia científica nacional de Australia, CSIRO, y miembro del equipo de investigación, explicó cómo este resultado nos proporciona una comprensión más precisa de nuestro Universo.

"La teoría de la relatividad general describe cómo funciona la gravedad a gran escala en el Universo, pero se descompone en la escala atómica donde reina la mecánica cuántica. Necesitábamos encontrar formas de probar la teoría de Einstein a una escala intermedia para ver si todavía es cierta. Afortunadamente, el laboratorio cósmico adecuado, conocido como el '  doble ', fue encontrado usando el telescopio Parkes en 2003. Nuestras observaciones del púlsar doble durante los últimos 16 años demostraron ser asombrosamente consistentes con la teoría de la relatividad general de Einstein, dentro del 99,99 por ciento para ser precisos", dijo el Dr. Manchester.

El sistema de doble púlsar está formado por dos púlsares,  que giran rápidamente y emiten  como un faro cósmico y crean campos gravitacionales muy fuertes. Una estrella gira 44 veces por segundo, mientras que la segunda tiene un período de rotación de 2,8 segundos. Las estrellas completan una órbita cada 2,5 horas.

Radiotelescopio Parkes de CSIRO. Fuente: CSIRO / A. Cherney

Según la relatividad general, las aceleraciones extremas en el sistema de púlsar doble tensan el tejido del espacio-tiempo y envían ondas que ralentizarán el sistema. Se predice que los dos púlsares colisionarán en 85 millones de años.

Con una escala de tiempo tan larga para esta pérdida de energía, sus efectos son difíciles de detectar. Afortunadamente, las garrapatas en forma de reloj que provienen de los púlsares giratorios son herramientas perfectas para rastrear las pequeñas perturbaciones.

El profesor asociado Adam Deller de la Universidad de Swinburne y el Centro de Excelencia ARC de Ondas Gravitacionales (OzGrav), otro miembro del equipo de investigación, explicó que los tics de los 'relojes' de púlsar tardaron alrededor de 2.400 años en llegar a la Tierra.

"Modelamos los tiempos precisos de llegada de más de 20 mil millones de estos tics de reloj durante 16 años. Eso todavía no fue suficiente para decirnos qué tan lejos están las estrellas, y necesitábamos saber eso para probar la relatividad general", dijo el Dr. Deller.

Al agregar datos de Very Long Baseline Array, una red de telescopios repartidos por todo el mundo, el equipo de investigación pudo detectar una pequeña oscilación en las posiciones de la estrella cada año, lo que reveló su distancia a la Tierra.

Los científicos se proponen volver en el futuro utilizando nuevos radiotelescopios y nuevos análisis de datos con la esperanza de detectar una debilidad en la  general que pueda llevar a una  gravitacional aún mejor que la propuesta por Einstein.

La investigación se ha publicado en la revista Physical Review X .

Más información: M. Kramer et al, Strong-Field Gravity Tests with the Double Pulsar, Physical Review X (2021). DOI: 10.1103/PhysRevX.11.041050

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