Un extraño trío de estrellas pone a prueba la teoría de la relatividad


La Vanguardia

  • Los científicos afirman que el sistema promete la oportunidad de señalar el camino a la siguiente teoría de la gravedad tras las de Newton y Einstein

Un extraño trío de estrellas pone a prueba la teoría de la relatividad

Madrid. (Europa Press).- Astrónomos que usan el Telescopio Green Bank de la Fundación Nacional de Ciencia (GBT, en sus siglas en inglés) han descubierto un sistema estelar único de dos estrellas enanas blancas y una estrella de neutrones superdensa, todo ello incluido en un espacio más pequeño que la órbita de la Tierra alrededor del sol.

La cercanía de las estrellas, junto con su naturaleza, ha permitido a los científicos hacer las mejores mediciones de las complejas interacciones gravitacionales en un sistema de este tipo. Además, los estudios detallados de este sistema pueden proporcionar una pista clave para resolver uno de los principales problemas pendientes de la física fundamental, la verdadera naturaleza de la gravedad.

“Este triple sistema nos da un laboratorio cósmico natural mucho mejor que cualquier cosa encontrada antes para aprender exactamente cómo funcionan estos sistemas de tres cuerpos y, potencialmente, detectar problemas con la relatividad general que los físicos esperan ver en condiciones extremas”, explica Scott Ransom, del ‘National Radio Astronomy Observatory’ (NRAO).

El estudiante graduado de la Universidad de West Virginia, en Estados Unidos, Jason Boyles, ahora en la Universidad de Western Kentucky, descubrió originalmente el púlsar como parte de una búsqueda a gran escala para los púlsares con el GBT. Los púlsares son estrellas de neutrones que emiten haces de luz como las ondas de radio que se mueven circularmente rápidamente por el espacio como el objeto gira sobre su eje.

Uno de los descubrimientos de la búsqueda es un pulsar a unos 4.200 años luz de la Tierra, girando casi 366 veces por segundo. Estos púlsares que giran rápidamente, llamados púlsares de milisegundos, pueden ser usados por los astrónomos como herramientas de precisión para el estudio de una variedad de fenómenos, incluyendo búsquedas de las esquivas ondas gravitacionales. Observaciones posteriores mostraron que el púlsar se encuentra en una órbita cercana a una estrella enana blanca y ese par está en órbita con otro, una enana blanca más lejana.

“Este es el primer pulsar de milisegundos que se encuentra en un sistema de este tipo y, de inmediato, reconocimos que nos proporciona una gran oportunidad para estudiar los efectos y la naturaleza de la gravedad”, señala Ransom.

Los científicos, cuyos descubrimientos se publican este domingo en la edición digital de Nature, comenzaron un programa de observación intensiva con el GBT, el radiotelescopio de Arecibo, en Puerto Rico, y Westerbork Synthesis Radio Telescope en Holanda. También estudiaron el sistema con datos del Sloan Digital Sky Survey, el satélite GALEX, el telescopio WIYN en Kitt Peak, Arizona, y el Telescopio Espacial Spitzer.

“Las perturbaciones gravitacionales impuestas a cada miembro de este sistema por parte de los demás son increíblemente puras y fuertes -apunta Ransom-. El púlsar de milisegundos sirve como una herramienta extremadamente poderosa para medir esas perturbaciones increíblemente bien”.

Al registrar con precisión el tiempo de llegada de los pulsos del pulsar, los científicos fueron capaces de calcular la geometría del sistema y las masas de las estrellas con una precisión sin precedentes.

“Hemos hecho algunas de las mediciones más precisas de las masas de la astrofísica”, afirma Anne Archibald, del Instituto Holandés de Radioastronomía. “Algunas de nuestras mediciones de las posiciones relativas de las estrellas en el sistema son exactas a cientos de metros”, detalla Archibald, quien encabezó el esfuerzo para utilizar las mediciones para construir una simulación por ordenador del sistema que puede predecir sus movimientos.

La investigación sobre este sistema utiliza técnicas que se remontan a las utilizadas por Issac Newton para estudiar el sistema Tierra-Luna-Sol, en combinación con la “nueva” gravedad de Albert Einstein que se requiere para hacer las mediciones precisas. A su vez, los científicos dijeron que , el sistema promete la oportunidad de señalar el camino a la siguiente teoría de la gravedad.

El sistema da a los científicos la mejor oportunidad para descubrir una violación de un concepto llamado el Principio de Equivalencia, que establece que el efecto de la gravedad sobre un cuerpo no depende de la naturaleza o la estructura interna de ese cuerpo.

Los experimentos más famosos que ilustran este principio es el reputado de Galileo sobre la caída de dos bolas de diferentes pesos desde la torre inclinada de Pisa y el del comandante del Apolo 15 David Scott que dejó caer un martillo y una pluma de halcón mientras estaba de pie en la superficie sin aire de la Luna en 1971.

“Mientras que la Teoría de la Relatividad General de Einstein hasta ahora ha sido confirmado por todos los experimentos, no es compatible con la teoría cuántica. Debido a eso, los físicos esperan que se descomponga bajo condiciones extremas”, explica Ransom. “Este sistema triple de estrellas compactas nos da una gran oportunidad para buscar una violación de una forma específica del Principio de Equivalencia llamado el Fuerte Principio de Equivalencia”, agrega.

Cuando explota una estrella masiva en forma de supernova y sus restos se colapsan en una estrella de neutrones superdensa, parte de su masa se convierte en energía de enlace gravitacional que mantiene la estrella densa junta. El fuerte Principio de Equivalencia dice que esta energía de enlace todavía reaccionará gravitacionalmente como si fuera masa. Prácticamente todas las alternativas a la relatividad general sostienen que no lo hará. “Este sistema ofrece la mejor prueba hasta ahora de que eso es así”, afirma Ransom.

Bajo el fuerte principio de equivalencia, el efecto gravitatorio de la enana blanca externa sería idéntico tanto para la enana blanca interior y la estrella de neutrones. Si el fuerte principio de equivalencia no es válido en las condiciones de este sistema, el efecto gravitatorio de la estrella exterior en la enana blanca interior y la estrella de neutrones sería ligeramente diferente y las observaciones de alta precisión del pulsar podrían mostrarlo fácilmente.

“Encontrar una desviación del fuerte principio de equivalencia indicaría un desglose de la Relatividad General y nos apuntaría hacia una nueva, la teoría correcta de la gravedad”, añade. “Este es un sistema fascinante de muchas maneras, incluyendo lo que debe haber sido una historia de formación completamente loca y tenemos mucho trabajo por hacer para comprenderlo plenamente”, apunta Ransom.

Biografia de grandes de la Ciencia


Elhistoriador.es

Nikola Tesla –> http://www.elhistoriador.es/2012_tesla.htm

Michale Faraday –> http://www.elhistoriador.es/2012_fara.htm

James Clerk Maxwell –> http://www.elhistoriador.es/2012_max.htm

Marie Curie –> http://www.elhistoriador.es/2012_curie.htm

Isaac Newton –> http://www.elhistoriador.es/2012_newt.htm

Albert Einstein –> http://www.elhistoriador.es/einstein.htm

Francis Crick & James Watson –> http://www.elhistoriador.es/2012_wat.htm

Niels Henrik David Bohr –> http://www.elhistoriador.es/2012_bohr.htm

Charles Darwin –> http://www.elhistoriador.es/2012_darw.htm

Sale a la luz el manuscrito original de la historia de Newton y la manzana


EFE – El Mundo

El documento del proceso de formulación de la ley de la gravedad estaba oculto

El manuscrito que relató originalmente la historia de cómo el científico británico Isaac Newton inspiró sus teorías físicas a partir de la caída de una manzana sale este lunes a la luz por primera vez de los archivos de la Royal Society de Londres.

Los detalles del ‘eureka’ de Newton (1643-1727) cuando dio con la clave para formular su famosa teoría de la gravedad forman parte de una biografía del científico, escrita por William Stukeley en 1752.

Hasta ahora había permanecido escondida en los fondos de la Royal Society, que celebra en 2010 su 350 aniversario y que quiere hacer coincidir la efemérides con la publicación del manuscrito a través de la siguiente página web: www.royalsociety.org/turning-the-pages.

Martin Rees, presidente de esta organización científica -que en su día también presidió Newton-, explicó que “la biografía de Stukeley es un instrumento precioso para los historiadores de ciencia” y aseguró que acceder por internet al documento “permite a cualquier persona verlo como si lo tuviera en sus manos”.

Según explico Rees, el biógrafo Stukeley era amigo de Newton y fue testigo de sus reflexiones en torno a la teoría de la gravedad cuando ambos estaban sentados bajo la sombra de los manzanos que el científico tenía en el jardín de su casa.

En un extracto de su libro ‘La vida de sir Isaac Newton’, Stukeley escribió: “me dijo que había estado en esta misma situación cuando la noción de la gravedad le asaltó la mente. Fue algo ocasionado por la caída de una manzana mientras estaba sentado en actitud contemplativa. ¿Por qué esa manzana siempre desciende perpendicularmente hasta el suelo?, se pregunto a si mismo“.

Newton fue el primer científico que demostró que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas.

Es calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y se habla de su obra como la culminación de la revolución científica que se produjo en el siglo XVIII.