Misteriosas señales en radio procedentes del espacio, test de la teoría de la relatividad general de Einstein
11/1/2016 de Penn State / Physical Review Letters
Esta ilustración muestra cómo dos fotones, uno de alta frecuencia (νh) y otro de baja frecuencia (νl) viajan por un espacio-tiempo curvo desde su origen en una explosión de radio rápida hasta alcanzar la Tierra. La masa del centro de la Vía Láctea ofrece una estimación del límite inferior de la atracción gravitatoria que los fotones experimentan a lo largo de su camino. Crédito: Observatorio de la Montaña Púrpura, Academia China de Ciencias.
Un nuevo método para comprobar uno de los principios básicos de la teoría de la Relatividad General de Einstein utilizando breves explosiones de raras señales de radio procedentes del espacio llamadas explosiones de radio rápidas es entre 10 y 100 veces mejor que otros métodos anteriores que utilizan rayos gamma, según un artículo publicado en la revista Physical Review Letters.
Las explosiones de radio rápidas son estallidos muy breves de energía que duran sólo unos pocos milisegundos. Hasta ahora sólo han sido detectadas una docena en la Tierra. Parecen ser producidas por fenómenos misteriosos fuera de nuestra Galaxia la Vía Láctea y posiblemente fuera del Grupo Local de galaxias que incluye la Vía Láctea. La técnica nueva será importante para analizar el gran número de explosiones de radio rápidas que se espera que detecten los observatorios avanzados de ondas de radio que están siendo diseñados actualmente.
El principio de equivalencia de Einstein exige que dos fotones cualesquiera con frecuencias diferentes, emitidos al mismo tiempo por la misma fuente y viajando por el mismo campo gravitatorio deberían de llegar a la Tierra exactamente al mismo tiempo. «Si el principio de equivalencia de Einstein es correcto, cualquier retraso temporal que pudiera producirse entre estos dos fotones no sería debido a los campos gravitatorios que experimentaron a lo largo de su viaje sino sólo a otros efectos físicos», afirmó Peter Mészáros, de Penn State. «Midiendo la distancia temporal con la que llegan dos fotones de diferentes frecuencias, podemos comprobar con qué precisión obedecen el principio de equivalencia de Einstein».
En concreto, Mészáros comentó que el test que ha desarrollado junto con sus colaboradores implica el análisis de cuánta curvatura del espacio experimentaron los fotones debido a la presencia de objetos masivos a lo largo o cerca de su trayectoria por el espacio. «Nuestro test del principio de equivalencia de Einstein usando las explosiones de radio rápidas consiste en comprobar cuánto difiere un parámetro – llamado parámetro gamma- en los dos fotones con frecuencias diferentes».
Los análisis conducidos en los pocos estallidos de radio rápidos detectados recientemente «supera en uno o dos órdenes de magnitud los mejores límites anteriores a la precisión del principio de equivalencia de Einstein» que se basaban en rayos gamma y otras radiaciones procedentes de la explosión de la supernova 1987A. «Nuestro análisis usando frecuencias de radio muestra que el principio de equivalencia es obedecido en una parte por cien millones», afirmó Mészáros. «Este resultado es un tributo importante a la teoría de Einstein, en el centenario de su primera formulación».
