Nuevos resultados tras medir la constante gravitacional

Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH, por sus siglas en alemán) han realizado un novedoso experimento para determinar nuevamente la constante gravitacional, según un nuevo estudio publicado este lunes (11.07.2022) por la revista Nature.

La constante gravitacional se entiende como la fuerza que hace que una manzana caiga al suelo o que atrae a la Tierra orbitando el sol. Es parte de la ley de gravitación universal de Isaac Newton, que formuló por primera vez hace más de 300 años. La constante no se puede derivar matemáticamente; tiene que ser determinada a través del experimento.

Los resultados previos no han dejado conforme a los científicos

A lo largo de los siglos, los científicos han realizado numerosos experimentos para determinar el valor de G, pero la comunidad científica no está satisfecha con la cifra actual. Todavía es menos precisa que los valores de todas las demás constantes naturales fundamentales, por ejemplo, la velocidad de la luz en el vacío.

Una de las razones por las que la gravedad es extremadamente difícil de cuantificar es que es una fuerza muy débil y no se puede aislar: cuando mides la gravedad entre dos cuerpos, también mides el efecto de todos los demás cuerpos en el mundo.

"La única opción para resolver esta situación es medir la constante gravitacional con tantos métodos diferentes como sea posible", explicó Jürg Dual, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y de Procesos de ETH Zurich.

Un nuevo experimento para determinar el valor de G

Para descartar fuentes de interferencia en la medida de lo posible, el equipo de Dual instaló su equipo de medición en lo que solía ser la fortaleza Furggels, ubicada cerca de Pfäfers sobre Bad Ragaz, Suiza. El montaje experimental consta de dos vigas suspendidas en cámaras de vacío.

Después de que los investigadores hicieron vibrar un acoplamiento gravitacional, el segundo haz también exhibió un movimiento mínimo (en el rango de picómetro, es decir, una billonésima parte de un metro). Utilizando dispositivos láser, el equipo midió el movimiento de los dos haces y la medición de este efecto dinámico les permitió inferir la magnitud de la constante gravitacional.

Un valor más alto que al vigente

El valor al que llegaron los investigadores utilizando este método es un 2,2 por ciento más alto que el valor oficial actual proporcionado por el Committee on Data for Science and Technology. Sin embargo, Dual reconoce que el nuevo valor está sujeto a una gran incertidumbre.

"Para obtener un valor fiable, todavía tenemos que reducir esta incertidumbre en una cantidad considerable. Ya estamos en el proceso de tomar medidas con un valor ligeramente modificado para que podamos determinar la constante G con una precisión aún mayor", agregó el especialista.

El enigma de la gravedad aún no se ha resuelto

Para Dual, la ventaja del nuevo método es que mide la gravedad dinámicamente a través de los haces en movimiento: "En las mediciones dinámicas, a diferencia de las estáticas, no importa que sea imposible aislar el efecto gravitacional de otros cuerpos", subrayó. 

Es por eso que espera que los investigadores puedan usar el experimento para ayudar a resolver el enigma de la gravedad. La ciencia aún no ha entendido completamente esta fuerza natural o los experimentos que se relacionan con ella.

JU (dpa, ethz.ch, nature.com)