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8 de Julio de 2018
Astrofísica

Tres estrellas muertas y el principio de equivalencia

Un peculiar sistema triple de estrellas muertas permite detectar desviaciones con respecto a la teoría general de la relatividad con una precisión diez veces mayor. El resultado, una vez más, no es bueno para las teorías alternativas.

Representación artísitica del sistema estelar triple PSR J0337+1715, que ha servido para conseguir una confirmación aún más precisa del principio de equivalencia fuerte [NRAO/AUI/NSF; S. DAGNELLO].

El famoso experimento de Galileo sobre la caída de los cuerpos muestra que los objetos caen a la misma velocidad sea cual sea su masa. La diferencia que observamos cuando caen una pluma y una bola de plomo se debe solo al aire a través del cual caen. Este principio ha quedado confirmado en la Tierra gracias a múltiples experimentos, pero se siguen buscando nuevas formas de comprobar esta igualdad de la caída libre, ligada al llamado «principio de equivalencia», en la forma fuerte de este, que se refiere a objetos con una intensa autogravedad. Y se ha encontrado una en el firmamento.

Gracias a un sistema estelar de los llamados triples jerárquicos, que consisten en un sistema doble, formado por una estrella de neutrones y una enana blanca, que forma a su vez un sistema orbital con otra enana blanca, se ha podido de nuevo sacar conclusiones acerca de ese principio fundamental de la teoría general de la relatividad. Una forma de expresar la igualdad de la caída libre es decir que la masa inercial es igual a la masa gravitatoria o pesante. Con otras palabras: la masa que se opone al movimiento acelerado (recuérdese el F = ma del colegio) es exactamente igual a la masa que atrae a otros cuerpos. Conforme a esta igualdad, todos los cuerpos, sea cual sea su masa, deben caer a la misma velocidad en el campo gravitatorio de otro.

Un grupo de investigadoras dirigido por Anne Archibald ha observado el sistema durante seis años con tres telescopios para reunir datos suficientes. Es posible medir la órbita de la estrella de neutrones en el sistema triple con una precisión extrema gracias a la exactitud de sus pulsaciones en el dominio de las ondas de radio. Como el sistema triple se puede simular en un superordenador, sabemos qué aspecto tendría una desviación con respecto al principio de equivalencia. Se ha podido así determinar que no se aparta del cálculo relativista ni en una parte en un millón. Es un nuevo récord de precisión para el principio de equivalencia fuerte.

Tim Tugendhat / spektrum.de

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Spektrum der Wissenschaft.

Referencia: «Universality of free fall from the orbital motion of a pulsar in a stellar triple system», de Anne M. Alexander, en Nature, 559, 73-76 (2018).

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