Los objetos que caen en órbita, ¿muestran que Einstein tenía razón otra vez?

La gravedad no discrimina, un experimento en órbita ha confirmado, con una precisión cien veces mayor que los esfuerzos anteriores, que todo cae de la misma manera bajo la influencia de la gravedad. El hallazgo es la prueba más estricta hasta el momento del principio de equivalencia, un principio clave de la teoría de la relatividad general de Einstein. 

La idea de que la gravedad afecta a todas las cosas por igual puede no parecer sorprendente, pero el más mínimo indicio de lo contrario podría ayudar a explicar cómo la relatividad general, la teoría fundamental de la gravedad, encaja con el modelo estándar de la física de partículas, el marco teórico que describe todas las partículas fundamentales de la materia. La relatividad general es una teoría clásica que ve el universo como suave y continuo, mientras que el modelo estándar es una teoría cuántica que involucra partículas granulares de materia y energía; combinarlos en una sola teoría del todo ha sido un sueño incumplido de los científicos que se remonta a Einstein.

Para ayudar a buscar posibles alteraciones, el experimento MICROSCOPE rastreó el movimiento de cilindros metálicos anidados (un cilindro exterior de titanio de 300 gramos y uno interior de platino de 402 gramos) mientras orbitaba la Tierra en una caída libre casi perfecta. Cualquier diferencia en el efecto de la gravedad sobre los cilindros respectivos haría que se movieran uno respecto al otro, pequeñas fuerzas eléctricas aplicadas para volver a alinear los cilindros habrían revelado una posible violación del principio de equivalencia.

Desde abril de 2016 hasta octubre de 2018, los cilindros estuvieron blindados dentro de un satélite que los protegió del embate de los vientos solares, la minúscula presión que ejerce la luz solar y la atmósfera residual a una altitud orbital de poco más de 700 kilómetros de altura. Al realizar el experimento en órbita, los investigadores pudieron comparar la caída libre de dos materiales diferentes durante períodos prolongados sin los efectos de confusión de las vibraciones o de los objetos cercanos que podrían ejercer fuerzas gravitatorias. Una de las lecciones aprendidas por MICROSCOPE es que el espacio es la mejor manera de obtener una mejora importante en la precisión de este tipo de prueba.

Algunos físicos sospechan que es posible que los límites del principio de equivalencia nunca aparezcan en los experimentos, y que siempre se demostrará que Einstein tiene razón. Incluso una precisión 100 veces mayor de una misión de seguimiento MICROSCOPE 2, planificada tentativamente para la década de 2030, es poco probable que revele un desglose del principio de equivalencia. Lo que vemos como la fuerza de la gravedad es en realidad la curvatura del espacio-tiempo, cualquier cuerpo simplemente se mueve a lo largo del camino en el espacio-tiempo de la Tierra, ya sea que esté hecho de platino denso, titanio más liviano o cualquier otro material.