El efecto gravitomagnético
¿Será detectado?
15 de agosto de 2005
Frédéric Henry-Couannier ahora tiene un sitio web donde presenta y explica sus trabajos:
http://toronto.dess-res.univ-mrs.fr/sitefred
Fuentes:
y
La sonda de la NASA Gravity Probe B concluye su primer año en el espacio
Comience por disfrutar del espectáculo del lanzamiento del aparato. Les juro que uno se siente allí:
http://www.gravityprobeb.com/movies/launch01.mov
La Relatividad General presenta un aspecto bastante particular, que puede detectarse, por ejemplo, en la "métrica de Kerr", utilizada para describir objetos masivos en rotación. Cuando el objeto posee una masa muy grande aparece un fenómeno llamado "arrastre de marcos", literalmente "arrastre del sistema de coordenadas". ¿Qué significa esto? Imagine que coloca un sistema formado por dos masas unidas por un resorte. Se puede estirar este resorte de dos maneras:
-
Poniendo este sistema en rotación. Entonces se manifestará la fuerza centrífuga.
-
Poniendo en rotación el espacio mismo.
Resulta que las personas se plantearon estas preguntas incluso antes de que apareciera la teoría de la Relatividad General. Newton comenzó postulando la existencia de un espacio absoluto, independiente de todo contenido. Fue su famosa experiencia del balde (descrita en mi historieta Cosmic Story).
Más tarde, el filósofo Mach (1883) sugirió que el espacio (el "referencial inercial", respecto al cual debe considerarse el movimiento del agua para observar los efectos) fuera localmente "determinado por su contenido material" (posición inversa a la de Newton). Mach afirmaba que si se encerrara un sistema formado por dos masas unidas por un resorte dentro de una cáscara muy masiva y se pusiera esta cáscara en rotación rápida, se manifestaría una "fuerza centrífuga", no porque se estuvieran haciendo girar las masas, sino porque se estaría haciendo girar el espacio en el que estas están inmersas. En 1896, animó a los hermanos Friedländer a realizar esta experiencia, que no dio resultados concluyentes.
Resulta que, en la actualidad, los experimentadores están replanteando esta interrogante sobre la relación entre espacio y materia. Consideremos una estrella de neutrones subcrítica (es decir, con una masa inferior a 2,5 masas solares), objeto que observamos (los "pulsares"). En su entorno inmediato, el espacio-tiempo puede describirse mediante la "métrica de Kerr", al igual que la "métrica de Schwarzschild" describe el espacio-tiempo alrededor de un objeto que no gira. El análisis de esta solución de Kerr de la ecuación de Einstein conduce a conclusiones bastante singulares. Por ejemplo: si se considera una trayectoria circular alrededor del objeto, con el mismo eje de rotación que él, la velocidad de la luz no tendrá el mismo valor según se acompañe al objeto en su rotación o, por el contrario, se se desplace en sentido contrario. Una vez más, se considera que todo ocurre como si el objeto "arrastrara el espacio-tiempo consigo". A este fenómeno se le dio el nombre de "arrastre de marcos".
Lo que vale para una estrella de neutrones debería valer, en Relatividad General, para cualquier masa en rotación, incluso para la propia Tierra, con la diferencia de que los efectos son entonces insignificantes. Hasta ahora habría sido imposible medirlos, pero desde una fecha muy reciente se ha encontrado la manera de detectar estos efectos, y eso fue la razón del lanzamiento de la sonda "Gravity Probe B". A estos fenómenos se les da el nombre de "gravitomagnéticos", y esto corresponde a una simple analogía. Una carga eléctrica en movimiento crea un efecto magnético (un campo magnético). Se ha decidido, en Relatividad General, que una masa en movimiento debe crear un efecto gravitomagnético (lo que se traducirá en una alteración del campo gravitacional).
La manipulación, llevada a cabo por la NASA con la colaboración de la Universidad de Stanford, tiene la precisión necesaria para poder detectar los efectos predichos por la Relatividad General, que se manifestarían como una mínima variación en el eje de rotación de giroscopios orbitando alrededor de la Tierra a 720 km de altitud en una órbita polar (que sobrevuela los polos). El experimento tiene como objetivo mostrar cómo la presencia de la Tierra y su movimiento de rotación arrastran y torcen el espacio-tiempo. (En el artículo del sitio dragg: arrastrar, warp: torcer).
Otras predicciones.
Frédéric Henry-Couannier es profesor titular en la Universidad de la Mediterránea. Durante un año ha producido las siguientes publicaciones:
Publicación en revista con comité de revisión:
International Journal of Modern Physics A [Partículas y Campos; Gravitación; Cosmología; Física Nuclear], Vol. 20, No. 11 (2005) 2341-2345
Presentaciones en congresos internacionales:
Sexto Seminario Internacional Alexander Friedmann sobre Gravitación y Cosmología 28 de junio - 3 de julio de 2004, Cargèse
Henry-Couannier Frédéric
Energías negativas en la TQC y la RG, la cara oscura de la gravedad
5as Rencontres du Vietnam de Física de Partículas y Astrofísica
Hanoi, del 5 al 11 de agosto
Henry-Couannier Frédéric
Energías negativas en la TQC y la RG, la cara oscura de la gravedad
GdR SUSY
Julio de 2004, Clermont-Ferrand
Henry-Couannier Frédéric
Energías negativas en la TQC y la RG, la cara oscura de la gravedad
Congreso del Centenario de Albert Einstein
18 al 22 de julio de 2005, París
Simetrías discretas y la RG, la cara oscura de la gravedad
XVIII Reunión Española de Relatividad, "Un siglo de física de la relatividad", 6-10 de septiembre de 2005, Oviedo, España
Simetrías discretas y la RG, la cara oscura de la gravedad
Preimpresos publicados en arXiv:
gr-qc/0410055: "Simetrías discretas y relatividad general: la cara oscura de la gravedad".
gr-qc/0404110: "Energías negativas y reversibilidad temporal en la teoría cuántica de campos y la relatividad general: la cara oscura de la gravedad".
gr-qc/0507065: "Energías negativas y un universo plano acelerado constantemente".
Los artículos publicados por Frédéric Henry-Couannier abren numerosas perspectivas. En el artículo resaltado en rojo se encuentran predicciones relacionadas con estas medidas realizadas por la sonda Gravity Probe B, cuyo análisis está en curso (la publicación de los resultados de las observaciones realizadas durante un año está prevista de forma inminente). Estas difieren considerablemente de las que se derivan de la Relatividad General.
Existe un principio fundamental de la Relatividad General, considerado como intangible, que es el principio de equivalencia. Este postula que no existe ningún referencial privilegiado. Dicho de otra manera: las leyes de la física adoptan la misma forma en todos los referenciales. ¿Qué es un "referencial"? Es un sistema de referencia espacial y temporal ligado a un observador determinado. El principio de equivalencia supone que no existe ningún observador privilegiado. Sin embargo, Frédéric Henry-Couannier cuestiona este pilar de la física, lo que equivale a afirmar que existiría un "espacio absoluto" (llamado antaño "éter"). Esto equivaldría a... dar la razón a Newton frente a Einstein, al predecir efectos relacionados con el movimiento de los objetos respecto a este espacio absoluto.
¿Qué podría ser este espacio absoluto que, entonces, sería "el espacio de la cosmología"? (el "cosmotopo", el lugar donde se encuentra el universo, diría Tirésias). En el universo, el vacío absoluto no existe...