Imagineu una gegantina bola de discoteca orbitant sobre els nostres caps a milers de quilòmetres d’altura. No és cap decoració de ciència-ficció, sinó l’experiment definitiu per posar a prova el llegat d’Albert Einstein.
Durant dècades, els astrofísics més brillants de tot el planeta han estat buscant una prova directa d’un misteri còsmic. Un fenomen invisible que ens afecta a tots ara mateix, però que fins avui semblava pràcticament impossible de calcular amb total exactitud.
El remolí invisible que ens envolta
Aquest fenomen físic tan buscat s’anomena oficialment efecte Lense-Thirring o arrossegament de sistemes de referència. És una distorsió teòrica que es va plantejar originalment l’any 1918 i que defineix com els objectes massius deformen l’espai.
Fins a aquest moment, aquesta alteració de l’espai i el temps només s’havia detectat de manera clara a prop de forats negres supermassius. La raó és senzilla: la immensa densitat d’aquests monstres còsmics fa que l’efecte sigui molt evident.
La Terra, en canvi, té una massa relativament petita i una velocitat de gir molt lenta per a l’escala de l’univers. Això feia que mesurar aquest subtil remolí de gravetat al nostre voltant fos un autèntic maldecap per als científics.
Ara, un equip internacional liderat pel prestigiós físic Ignazio Ciufolini ha aconseguit resoldre aquest enigma espacial de forma definitiva. I per aconseguir-ho, han hagut de llançar a l’espai un objecte sorprenentment simple.
La tecnologia més avançada no té cables
El gran protagonista d’aquesta fita històrica és el satèl·lit artificial LARES-2, dissenyat per l’Agència Espacial Italiana. El més increïble d’aquest aparell és que no té bateries, ni sensors, ni cap component electrònic a l’interior.
Es tracta d’una esfera perfectament compacta fabricada amb un aliatge altament dens de níquel i crom que pesa gairebé tres-cents quilos. La seva superfície està completament coberta per un total de 303 retroreflectors dissenyats per retornar els senyals de llum.
La decisió de fer un satèl·lit tan pesat i petit respon a una estratègia crucial per als resultats. Es necessitava minimitzar al màxim la influència de forces que no fossin purament gravitatòries, com la pressió que exerceix la mateixa llum del Sol.
Si el satèl·lit hagués estat més lleuger, el simple xoc de les partícules de llum solar hauria desviat la seva trajectòria. Amb aquesta esfera de metall ultra dens, l’equip s’ha assegurat que només la gravetat de la Terra guiï el seu camí.
Un mapa de precisió mil·limètrica
El satèl·lit es va posar en òrbita a una altitud de 12.265 quilòmetres mitjançant un modern coet Vega-C. Des d’estacions terrestres equipades amb tecnologia làser d’última generació, els científics van començar a disparar polsos de llum directament als seus miralls.
Aquest sistema de mesura tan exigent va permetre conèixer la posició exacta de la bola metàl·lica amb un marge d’error de només un mil·límetre. Després d’acumular més de dues-centes mil observacions, els físics van obtenir una base de dades totalment neta.
Però la Terra no és una esfera perfecta, sinó que està lleugerament aplanada pels pols, fet que afegeix soroll a les dades gravitatòries. Per solucionar-ho, els investigadors van haver de recórrer a un truc matemàtic brillant que implica un segon actor.
Van combinar la informació obtinguda amb les dades del veterà satèl·lit LAGEOS de la NASA, situat en una òrbita complementària. En sumar la trajectòria de tots dos cossos, les desviacions causades per l’irregular relleu de la Terra es cancel·len mútuament de forma gairebé màgica.
La lluna i el sol també influeixen en aquest experiment de precisió extrema deformant contínuament la Terra amb les seves marees. Per eliminar aquesta interferència, l’equip va haver d’analitzar les dades durant un cicle sencer de precesió que va durar mil cinquanta dies.
Un cop netejades totes les dades del soroll gravitatòri ordinari, els resultats van revelar un desviament constant de 61.3 milisegons d’arc anuals. Aquesta és exactament la xifra que prediu la teoria de la relativitat general per a la rotació del nostre planeta.
Aquesta troballa no és només una medalla més per al llegat d’Einstein, sinó que canvia el futur de la física moderna. Ara disposem de límits clars per descartar algunes de les teories alternatives sobre la gravetat quàntica que intentaven competir amb la relativitat.
Saber com es deforma exactament el nostre camp gravitatòri fins i tot podria ajudar-nos a millorar els models que estudien els terratrèmols de la Terra. Qui ens havia de dir que una enorme bola de miralls a l’espai acabaria protegint el nostre futur sota terra?
