Los investigadores llevaron a cabo un experimento de 16 años para desafiar la teoría general de la relatividad de Einstein. El equipo internacional observó las estrellas, un par de estrellas extremas llamadas púlsares para ser precisos, a través de siete radiotelescopios de todo el mundo. Crédito: Instituto Max Planck de Radioastronomía
Investigadores de la Universidad de East Anglia y la Universidad de Manchester ayudaron a realizar un experimento de 16 años para desafiar la teoría general de la relatividad de Einstein.
El equipo internacional observó las estrellas, un par de estrellas extremas llamadas púlsares para ser precisos, a través de siete radiotelescopios de todo el mundo.
Y los usaron para desafiar la teoría más famosa de Einstein con algunas de las pruebas más rigurosas hasta el momento.
El estudio, publicado hoy (13 de diciembre de 2021) en la revista Examen físico X, revela nuevos efectos relativistas que, aunque esperados, ahora se observan por primera vez.
El Dr. Robert Ferdman, de la Escuela de Física de la UEA, dijo: “Por espectacularmente exitosa que sea la teoría general de la relatividad de Einstein, sabemos que no es la última palabra en la teoría gravitacional.
Los investigadores llevaron a cabo un experimento de 16 años para desafiar la teoría general de la relatividad de Einstein. El equipo internacional observó las estrellas, un par de estrellas extremas llamadas púlsares para ser precisos, a través de siete radiotelescopios de todo el mundo. Crédito: Instituto Max Planck de Radioastronomía
“Más de 100 años después, los científicos de todo el mundo continúan sus esfuerzos para encontrar fallas en su teoría.
“La relatividad general no es compatible con las otras fuerzas fundamentales, descritas por la mecánica cuántica. Por tanto, es importante seguir poniendo las pruebas más rigurosas posibles sobre la relatividad general, para descubrir cómo y cuándo colapsa la teoría.
“Encontrar una desviación de la relatividad general sería un descubrimiento importante que abriría una ventana a una nueva física más allá de nuestra comprensión teórica actual del Universo.
«Y puede ayudarnos a descubrir eventualmente una teoría unificada de las fuerzas fundamentales de la naturaleza».
Dirigido por Michael Kramer del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, el equipo internacional de investigadores de diez países sometió la teoría de Einstein a las pruebas más rigurosas hasta la fecha.
El Dr. Ferdman dijo: «A pulsar es una estrella compacta giratoria altamente magnetizada que emite rayos de radiación electromagnética desde sus polos magnéticos.
“Pesan más que nuestro sol, pero solo tienen alrededor de 15 millas de diámetro. Entonces, estos son objetos increíblemente densos que producen rayos de radio que barren el cielo como una baliza.
“Estudiamos un púlsar doble, que fue descubierto por miembros del equipo en 2003 y presenta el laboratorio más preciso que tenemos actualmente para probar la teoría de Einstein. Por supuesto, su teoría fue concebida cuando ni este tipo de estrellas extremas, ni las técnicas utilizadas para estudiarlas, podían imaginarse.
El doble púlsar consta de dos púlsares que giran uno alrededor del otro en solo 147 minutos con velocidades de alrededor de 1 millón de km / h. Un púlsar gira muy rápido, unas 44 veces por segundo. El compañero es joven y tiene un período de rotación de 2,8 segundos. Es su movimiento alrededor del otro lo que puede usarse como un laboratorio de gravedad casi perfecto.
Se utilizaron siete radiotelescopios sensibles para observar este doble púlsar: en Australia, Estados Unidos, Francia, Alemania, Países Bajos y Reino Unido (el radiotelescopio Lovell).
El profesor Kramer dijo: “Hemos estudiado un sistema estelar compacto que es un laboratorio incomparable para probar las teorías de la gravedad en presencia de campos gravitacionales muy fuertes.
“Para nuestro deleite, pudimos probar una piedra angular de la teoría de Einstein, la energía transportada por ondas gravitacionales, con una precisión 25 veces mayor que la del púlsar Hulse-Taylor, ganador del Premio Nobel, y 1.000 veces mayor de lo que es posible actualmente con los detectores de ondas gravitacionales.
Explicó que las observaciones no solo concuerdan con la teoría, «sino que también pudimos ver efectos que antes no se podían estudiar».
El profesor Benjamin Stappers, de la Universidad de Manchester, dijo: “El descubrimiento del sistema de púlsar doble se realizó como parte de una investigación codirigida por la Universidad de Manchester y nos presentó el único ejemplo conocido. De dos relojes cósmicos que permiten la medición de la estructura y evolución de un campo gravitacional intenso.
“El Telescopio Lovell del Observatorio Jodrell Bank lo ha estado monitoreando cada dos semanas desde entonces. Esta larga base de observaciones frecuentes y de alta calidad proporcionó un excelente conjunto de datos para combinar con los de los observatorios de todo el mundo.
La profesora Ingrid Stairs de la Universidad de British Columbia en Vancouver dijo: “Seguimos la propagación de fotones de radio emitidos por una baliza cósmica, un púlsar, y seguimos su movimiento en el fuerte campo gravitacional de un púlsar compañero.
“Vemos por primera vez cómo la luz no solo se retrasa debido a una fuerte curvatura del espacio-tiempo alrededor del compañero, sino también que la luz se desvía en un pequeño ángulo de 0,04 grados que podemos detectar. Nunca antes se había llevado a cabo un experimento de este tipo con una curvatura espacio-temporal tan alta.
El profesor Dick Manchester, de la Agencia Nacional de Ciencias de Australia, CSIRO, dijo: Relatividad: ¡siete en total!
“Además de las ondas gravitacionales y la propagación de la luz, nuestra precisión también nos permite medir el efecto de la ‘dilatación del tiempo’ que ralentiza los relojes en los campos gravitacionales.
«Incluso tenemos que tomar la famosa ecuación de Einstein E = mc2 en cuenta al examinar el efecto de la radiación electromagnética emitida por el púlsar que gira rápidamente sobre el movimiento orbital.
“¡Esta radiación corresponde a una pérdida de masa de 8 millones de toneladas por segundo! Si bien eso suena a mucho, es solo una pequeña fracción – ¡3 de un billón de billones (!) – de la masa del púlsar por segundo.
Los investigadores también midieron, con una precisión de 1 parte en un millón (!), Que la órbita cambia de orientación, un efecto relativista también conocido de la órbita de Mercurio, pero aquí 140.000 veces más fuerte.
Se dieron cuenta de que a este nivel de precisión, también debían tener en cuenta el impacto de la rotación del púlsar en el espacio-tiempo circundante, que es «impulsado» por el púlsar giratorio.
El Dr. Norbert Wex de MPIfR, otro autor principal del estudio, dijo: “Los físicos lo llaman efecto Lense-Thirring o deslizamiento de la trama. En nuestra experiencia, esto significa que tenemos que considerar la estructura interna de un púlsar como un estrella neutrón.
«Por lo tanto, nuestras mediciones nos permiten por primera vez utilizar el seguimiento de precisión de las rotaciones de la estrella de neutrones, una técnica que llamamos sincronización de púlsar para proporcionar restricciones sobre la extensión de neutrones de estrella a estrella».
La técnica de sincronización de púlsar se combinó con cuidadosas mediciones interferométricas del sistema para determinar su distancia con imágenes de alta resolución, lo que resultó en un valor de 2.400 años luz con un margen de error de solo el 8%.
El miembro del equipo, el profesor Adam Deller de la Universidad de Swinburne en Australia, responsable de esta parte del experimento, dijo: “Es la combinación de diferentes técnicas de observación complementarias lo que se suma al valor extremo de la experiencia. En el pasado, estudios similares a menudo se vieron obstaculizados por el conocimiento limitado de la distancia de tales sistemas.
Este no es el caso aquí, donde además de la sincronización de los púlsares y la interferometría, también se ha tenido muy en cuenta la información extraída de los efectos debidos al medio interestelar.
El profesor Bill Coles de la Universidad de California en San Diego está de acuerdo: “Hemos reunido toda la información posible sobre el sistema y hemos creado una imagen perfectamente cohesiva, que involucra la física de muchos campos diferentes, como la física nuclear, la gravedad, el medio interestelar, plasma físico y más. Es bastante extraordinario. «
Paulo Freire, también de MPIfR, dijo: “Nuestros resultados son complementarios a otros estudios experimentales que prueban la gravedad en otras condiciones o ven diferentes efectos, como los detectores de ondas gravitacionales o el telescopio Event Horizon.
«También complementan otros experimentos de púlsares, como nuestro experimento de sincronización con el púlsar en un sistema de estrella triple, que proporcionó una excelente prueba independiente de la universalidad de la caída libre».
El profesor Kramer añadió: “Hemos alcanzado un nivel de precisión sin precedentes. Los experimentos futuros con telescopios aún más grandes pueden ir aún más lejos.
“Nuestro trabajo ha demostrado cómo se deben realizar tales experimentos y qué efectos sutiles deben tenerse en cuenta ahora. Y, quizás, algún día encontremos una desviación de la relatividad general. «
Referencia: «Pruebas de gravedad de campo fuerte con el doble pulsador» por M. Kramer et al., 13 de diciembre de 2021, Examen físico X. DOI: 10.1103 / PhysRevX.11.041050
El 5 de julio de 2023, el lanzador Ariane 5 realizó su último vuelo, poniendo así fin a los 27 años de carrera del que fue el primer cohete pesado de Europa. Casi diez meses después, Arianespace vuelve a la plataforma de lanzamiento con su nuevo caballo de batalla avanzado para el transporte pesado: el Ariane 6.
Por primera vez, el núcleo central y los propulsores del Ariane 6 fueron entregados a la plataforma de lanzamiento ELA-4 en Kourou, Guayana Francesa, marcando oficialmente el inicio de la campaña de lanzamiento inaugural.
El miércoles 24 de abril, el núcleo central del cohete, compuesto por el propulsor principal y la etapa superior, fue transportado 800 metros desde el edificio de montaje del lanzador hasta la plataforma ELA-4, donde fue instalado sobre la mesa de lanzamiento mediante una grúa. y con la asistencia de vehículos de guiado automático (AGV).
Durante los dos días siguientes, Arianespace trabajó para entregar los dos propulsores de cohetes de estado sólido P120C del vehículo a la plataforma y luego montarlos en la mesa de lanzamiento a cada lado del núcleo central. Esta es la configuración del Ariane 62 que realizará la primera misión del vehículo.
El primer cohete propulsor sólido Ariane 6 se transporta al sitio de lanzamiento ELA-4 para su integración. (Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Al igual que su predecesor, el Ariane 6 tiene un diseño de dos etapas, propulsado por motores que queman hidrógeno líquido y oxígeno líquido. La primera etapa está equipada con un motor Vulcain 2.1, una versión mejorada del motor Vulcain 2 que volaba en el Ariane 5. La segunda etapa, por su parte, está equipada con un motor Vinci de nuevo diseño, capaz de producir 180 kN de empuje en una aspiradora.
Ariane 6 está configurado para volar con un solo par o dos pares de propulsores de cohetes sólidos P120C, que producen un porcentaje importante del empuje total en el despegue. Cada propulsor contiene 142 toneladas de propulsor sólido y puede generar hasta 4.650 kN de empuje.
La capacidad de carga del Ariane 6 varía según la configuración de vuelo utilizada. La versión Ariane 62 que utiliza dos propulsores es capaz de transportar hasta 10.350 kg a la órbita terrestre baja (LEO) y 4.500 kg a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO), mientras que la variante Ariane 64 con cuatro propulsores puede colocar hasta 21.500 kg en órbita baja. Órbita terrestre (LEO). y 11.500 kg en GTO.
«El lanzamiento del Ariane 6 y la restauración del acceso de Europa al espacio son una prioridad absoluta para la ESA a la hora de reanudar los lanzamientos regulares de cohetes desde el puerto espacial europeo», afirmó el director general de la ESA, Josef Aschbacher. “Juntar las etapas del cohete en la plataforma de lanzamiento marca el inicio de una campaña de lanzamiento y muestra que ya casi llegamos; Pronto veremos esta belleza elevarse hacia el cielo.
El siguiente paso en la campaña inicial del Ariane 6 es acoplar los propulsores P120C al núcleo central, actuando como mecanismo de soporte para la pila de lanzamiento. Una vez ensamblados, los equipos realizarán las conexiones mecánicas y eléctricas necesarias.
Luego, para completar el primer Ariane 6, sólo quedará instalar el carenado con las cargas útiles encapsuladas en su interior. Esto tendrá lugar unas semanas antes de la fecha de lanzamiento prevista.
Estas operaciones de integración de vehículos se llevaron a cabo bajo la jurisdicción primaria de la ESA, con el apoyo de ArianeGroup y la agencia espacial francesa CNES.
«Ver el nuevo lanzador europeo en la plataforma de lanzamiento marca la finalización de años de trabajo en las oficinas de diseño y plantas de producción de ArianeGroup y de todos nuestros socios industriales en Europa», dijo Martin Sion, director ejecutivo de ArianeGroup. “Este evento marca también el inicio de una nueva etapa de la campaña de primeros vuelos, con todos los desafíos y complejidades que esto conlleva. Los miembros de nuestro Space Team Europe están poniendo todo su conocimiento y experiencia para que este primer vuelo sea un completo éxito.
El primer núcleo central de Ariane 6 está a punto de ser integrado. (Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Ariane 6 está diseñado para poder lanzar varias configuraciones de misión. Estas podrían variar desde misiones LEO que involucran constelaciones de satélites hasta misiones Galileo de lanzamiento dual en órbita terrestre media (MEO), lanzamiento único y lanzamiento dual de satélites geosincrónicos/geoestacionarios.
Para su primer lanzamiento, Ariane 6 intentará entregar un conjunto de pequeñas cargas útiles y experimentos a LEO para clientes como la ESA, la NASA, universidades europeas y varias empresas comerciales.
Algunas cargas útiles constan de CubeSats, mientras que otras permanecerán unidas a la etapa superior para documentar la misión. Dos cargas útiles regresarán a la Tierra en forma de cápsulas de reentrada, diseñadas para probar nuevos materiales.
Arianespace y la ESA apuntan actualmente a una ventana entre el 15 de junio y el 31 de julio de 2024 para el primer vuelo de Ariane 6.
“El programa Ariane 6 entra ahora en su recta final antes del vuelo inaugural desde el Puerto Espacial Europeo en la Guayana Francesa. La soberanía europea sobre el acceso al espacio vuelve a ser posible gracias al duro trabajo de los equipos de la ESA, ArianeGroup y CNES”, declaró Philippe Baptiste, director general del CNES. “Me gustaría agradecerles y enviarles mis mejores deseos para las etapas finales. ¡Vamos Ariane 6!
(Imagen principal: El primer núcleo central de Ariane 6 se encuentra dentro del edificio móvil del complejo de lanzamiento ELA-4 en Kourou en preparación para su lanzamiento inaugural. Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Los científicos se están centrando en detectar sulfuro de dimetilo (DMS) en su atmósfera.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST), el telescopio más potente jamás lanzado, está a punto de comenzar una misión de observación crucial en la búsqueda de vida extraterrestre.
Como se informó Los tiempos, El telescopio enfocará un planeta distante que orbita una estrella enana roja, K2-18b, ubicada a 124 años luz de distancia.
K2-18b ha atraído la atención de los científicos debido a su potencial para albergar vida. Se cree que es un mundo cubierto de océanos que es aproximadamente 2,6 veces más grande que la Tierra.
El elemento clave que buscan los científicos es el sulfuro de dimetilo (DMS), un gas con características fascinantes. Según la NASA, en la Tierra el DMS es “producido únicamente por la vida”, principalmente por el fitoplancton marino.
La presencia de DMS en la atmósfera de K2-18b sería un descubrimiento importante, aunque el Dr. Nikku Madhusudhan, astrofísico principal del estudio en Cambridge, advierte contra sacar conclusiones precipitadas. Aunque los datos preliminares del JWST sugieren una alta probabilidad (más del 50%) de la presencia de DMS, se necesitan más análisis. El telescopio pasará ocho horas observando este viernes, seguidas de meses de procesamiento de datos antes de poder encontrar una respuesta definitiva.
La ausencia de un proceso natural, geológico o químico que se sepa que genera DMS en ausencia de vida añade peso al entusiasmo. Sin embargo, incluso si se confirma, la gran distancia de K2-18b presenta un obstáculo tecnológico. Viajando a la velocidad de la nave espacial Voyager (60.000 kilómetros por hora), una sonda tardaría 2,2 millones de años en llegar al planeta.
A pesar de la inmensa distancia, la capacidad del JWST para analizar la composición química de la atmósfera de un planeta mediante el análisis espectral de la luz de las estrellas que se filtra a través de sus nubes proporciona una nueva ventana al potencial de vida más allá de la Tierra. Esta misión tiene el potencial de responder a la antigua pregunta de si estamos realmente solos en el universo.
Las próximas observaciones también pretenden aclarar la existencia de metano y dióxido de carbono en la atmósfera de K2-18b, resolviendo potencialmente el «problema de metano faltante» que ha desconcertado a los científicos durante más de una década. Si bien continúa el trabajo teórico sobre las fuentes no biológicas del gas, se esperan conclusiones definitivas dentro de cuatro a seis meses.
Los astronautas del primer Starliner completan el ensayo general antes del lanzamiento el 6 de mayo.
Los astronautas de la NASA Butch Wilmore y Suni Williams completaron un importante ensayo general antes de su histórico lanzamiento en Boeing Starliner no antes del 6 de mayo, anunciaron funcionarios de la agencia el viernes 26 de abril, horas después de que terminara el ensayo.
«Wilmore y Williams completaron una serie de pasos el día del lanzamiento, incluido vestirse, trabajar en un simulador de cabina y utilizar el mismo software que se utilizará durante el lanzamiento», añadió. Los funcionarios de la NASA escribieron en una publicación de blog el viernes 26 de abril.
El ensayo tuvo lugar en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Orlando, Florida, e incluyó un procedimiento de cuenta atrás con la nave espacial Starliner, que se encuentra encima del cohete Atlas V de United Launch Alliance que lo llevará a la Estación Espacial Internacional (ISS).
La prueba de vuelo tripulada de una semana de duración completó con éxito su revisión final de preparación para el vuelo con la NASA el jueves 25 de abril. CFT, la primera misión Starliner con astronautas, tiene como objetivo certificar la nave espacial para misiones de seis meses a la ISS que podrían comenzar ya en 2025. Lea más sobre el lanzamiento de Starliner aquí en Space.com.
Los astronautas de Starliner llegan al sitio de lanzamiento
Los astronautas de la prueba de vuelo de la tripulación de Boeing Butch Wilmore (izquierda) y Suni Williams, ambos de la NASA, llegan al Centro Espacial Kennedy de la agencia en Florida el 25 de abril a bordo de un avión T-38 antes de su lanzamiento. (Crédito de la imagen: NASA)
Los dos astronautas de la NASA que volarán a bordo de la primera nave espacial Starliner tripulada de Boeing han llegado al Centro Espacial Kennedy en Florida para preparar su histórico lanzamiento a la Estación Espacial Internacional el próximo 6 de mayo.
El comandante de pruebas de vuelo de la tripulación del Boeing Starliner, Butch Wilmore, y la piloto Sunita Williams aterrizaron su avión supersónico T-38 de la NASA en el Centro de Lanzamiento y Aterrizaje del centro espacial después de un corto vuelo desde Ellington Field en Houston, cerca del Centro Espacial Johnson.
Los astronautas se lanzarán a la ISS a bordo del Starliner de Boeing y un cohete Atlas V desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 en la Estación Espacial de Cabo Cañaveral, cerca de KSC. Su misión de una semana a la ISS es un crucero de prueba final para que el Starliner de Boeing demuestre que está listo para los vuelos operativos de la tripulación de la NASA. Al final de la misión, Starliner se lanzará en paracaídas a la Tierra y aterrizará en el suroeste de Estados Unidos.
