El espacio se tuerce... ¡ups!

publicado el 16 de septiembre de 2007 en «Milenio Diario»
columna: «se descubrió que...»

 

Si ya es difícil imaginar que los cuerpos celestes curven, abomben, el espacio, más lo es que lo arrastren y lo tuerzan. Lo primero, que se curva, se ejemplifica al poner una pelota sobre un cielo raso: a mayor peso de la pelota, más se hunde la tela. Tenemos así un buen ejemplo, en dos dimensiones, de una importante predicción de la relatividad: que la gravitación universal, descrita por Newton, no es una misteriosa fuerza de atracción, sino una curvatura en el espacio. Al quedar curvado por una masa, los demás cuerpos celestes en movimiento siguen esa curva al aproximarse. En el ejemplo del cielo raso, el peso de la pelota añade una tercera dimensión: profundidad.

Pero nadie consigue producir una imagen, un dibujo digamos, de cómo el espacio de tres dimensiones se curva con el peso de estrellas, planetas y todo objeto material. Las ilustraciones en una publicación científica, aun las mejores, recurren, invariablemente, al caso de dos dimensiones porque nos ofrecen una cuadrícula que se hunde donde hay un objeto de gran masa, como estrella o planeta. A mejor dibujante, mejor imagen, pero siempre vemos una cuadrícula plana ilustrando el espacio.

Esto significa que estamos ante una limitación humana: ¿hacia dónde se curva un espacio de tres dimensiones... y en realidad de cuatro, como tiene el espacio-tiempo?

Como en política mexicana, las cosas siempre pueden estar peor. Otra consecuencia derivada de Einstein, en su teoría de la relatividad, es que si un cuerpo celeste además de "pesar" gira... arrastrará consigo el espacio-tiempo. En nuestro ejemplo del cielo raso no lo veríamos porque la manta está clavada. Pero pongamos un mantel y un frutero cargado. Ahora giremos el frutero, sin levantarlo. Resultado: el mantel se tuerce. Si lo seguimos girando, el frutero formará una especie de remolino con el mantel más y más arrugado.

Pues esa predicción de la relatividad acaba de ser observada en torno del objeto más pesado antes de un agujero negro: una estrella de neutrones. Estos objetos, que ya nada tienen de estrellas, son el remanente de una estrella que consume todo su combustible y estalla. Las capas superiores vuelan en añicos, pero en el centro de la estrella hay una implosión que consigue aplastar la estructura de los átomos y soldar protones con electrones en partículas de carga neutra, neutrones, que por eso mismo pueden acomodarse uno junto al otro. Así es como la colosal masa de una estrella queda reducida, al colapsarse, a una esfera oscura e inerte del tamaño de una ciudad. De hecho, si se añade masa suficiente, una estrella de neutrones se convierte en agujero negro.

Astrónomos de la Universidad de Michigan y otros emplearon satélites de observación europeos, japoneses y de la NASA para estudiar el espacio en torno de estos objetos. Edward Cackett y Jon Miller son los principales autores del artículo entregado a Astrophysical Journal Letters. Trabajo independiente realizado por Sudip Bhattacharyya y Tod Strohmayer, del Centro Goddard de la NASA, refuerza los resultados obtenidos por Cackett y Miller. Estos emplearon el satélite Suzaku, de Japón y la NASA, para observar tres estrellas de neutrones binarias.

Bien, las estrellas de neutrones no producen ya luz alguna, pero en torno de ellas se encuentran los restos de la explosión, átomos de hierro entre otros. Los átomos de hierro siguen calientes y forman un disco en torno de las estrellas de neutrones. Ese disco gira a enorme velocidad, tanta como 40 por ciento de la velocidad de la luz. Como la relatividad predice que el espacio debe enredarse en torno a esos cuerpos al girar, los astrónomos buscaron los efectos de ese enrollamiento en las líneas espectrales del hierro.

Y los encontraron: Cackett y Miller descubrieron una desviación en las líneas espectrales de la luz emitida por el hierro candente, desviación que coincidía con el efecto previsto por la teoría general de la relatividad: el espacio se enrolla, arrastrado por el giro de las estrellas de neutrones. La misma distorsión en las líneas correspondientes al hierro en el espectro, fue observada por Bhattacharyya y Strohmayer con otro satélite, el XMM-Newton de la Agencia Europea del Espacio, y en otros sistemas estelares.

Así calcularon también el diámetro de las estrellas de neutrones: sólo unos 30 kilómetros. Pero, más importante aún, "ahora hemos visto estas relativistas líneas del hierro en torno a tres estrellas de neutrones y hemos establecido una nueva técnica", dice Miller.

Por cierto: no hay espacio puro, sino espacio-tiempo, así que si el giro de una masa arrastra y enrolla en torno de ella el espacio... otro tanto le ocurre al tiempo. Hay un experimento en proceso, con satélites en órbita polar provistos de relojes de formidable precisión, para medir estas "arrugas" del tiempo causadas por la rotación de nuestro planeta. Contacto: Nicole Casal Moore.

 

la talacha fue realizada por: eltemibledani

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