jueves, 25 de marzo de 2010

Desafío a las leyes de Newton


2 de abril de 2007 por Zeeya Merali


Si usted fue capaz de poner un huevo de pie sobre uno de sus extremos durante el último equinoccio, los físicos experimentales quizás necesiten su ayuda. Un experimento muy sensible, que sólo se puede realizar durante los equinoccios, pondría a prueba algunas teorías que ofrecen una alternativa a la materia oscura.

Ciertas estrellas exteriores a las galaxias se mueven más rápidamente de lo que cabría esperar en virtud de las fuerzas gravitacionales entre la materia visible. Para esta gravedad añadida, los astrónomos han propuesto la teoría de la existencia de materia oscura. En la década de 1980, Mordechai Milgrom, de la Universidad de Princeton, sugiere que las observaciones también podrían explicarse por la modificación de la ley de la gravedad de Newton. La teoría de Milgrom de la dinámica newtoniana modificada (MOND) se desarrolla de dos formas: MOND gravitacional, que modifica la inversa del cuadrado de la gravedad; y el MOND inercial, que modifica la segunda ley del movimiento de Newton.

En ambos casos, cuando los objetos se mueven con una aceleración por encima de un umbral determinado, a0, las leyes hasta ahora conocidas se cumplen.
Pero cuando la aceleración cae por debajo de a0, las leyes se han de modificar ligeramente para poder explicar, por ejemplo, la velocidad de las estrellas en los bordes de las galaxias. El valor de a0 es de una mil millonésima parte de la aceleración de la gravedad de la Tierra, de modo que los efectos de la MOND difícilmente pueden ser observados desde al Tierra. Esto significa que los astrónomos han tenido que basarse en las observaciones de las galaxias y cúmulos de galaxias a prueba de MOND. Ahora, Alex Ignatiev, del Instituo de Investigaciones de Física Teórica de Melbourne, Australia, propone una forma de probar la MOND inercial en la Tierra.

La clave es encontrar un momento y un lugar en el que la aceleración que tiene un objeto sea igual a cero. No es nada fácil, ya que además de la gravedad terrestre, la rotación de nuestro planeta y el movimiento alrededor del Sol también producen fuerzas que aceleran los objetos más allá de los límites de la MOND. Sin embargo, los cálculos de Ignatiev muestran que a lo largo de la latitud de 80º norte o sur, pasando por el norte de Groenlandia y la Antártida, en determinados momentos del año, estas fuerzas se anulan entre sí.

La oportunidad para hacer las pruebas se mueve en un margen muy estrecho. Las fuerzas se anulan entre sí durante una milésima de segundo durante dos días de los equinoccios de primavera y otoño. En este momento y lugar preciso, si la segunda ley de Newton es correcta en los valores de las aceleraciones, los cuerpos no debieran de experimentar ninguna fuerza. Pero si la MOND inercial es correcta, los cálculos de Ignatiev muestran que habrá una fuerza residual muy leve, haciendo que resulte un empuje sobre la masa del cuerpo en torno a unos 10-12 metros (Physical Review Letters, vol 98, p 101101).

Registrar un movimiento tan pequeño parece un objetivo desalentador, pero los experimentadores ya han construido detectores de ondas gravitaciones que pueden medir movimientos sumamente pequeños. Se sugieren detectores similares para el experimento. “
No será fácil”, dice Ignatiev, “ pero puede ser posible.”

Un resultado positivo tendría consecuencias enormes para la teoría de la materia oscura”, dice Hong Sheng Zhao, un astrónomo de la Universidad de St. Andrews, en el Reino Unido, que trabaja en la MOND, “ Debemos hacer este experimento en cuanto nos sea posible”.

Un resultado negativo podría descartar la existencia de la MOND inercial, pero dejaría abierta la posibilidad de que la MOND gravitacional sea correcta. Para probarlo, dice Zhao, experimentos similares podrían llevarse a cabo en una nave espacial en un punto del espacio situado entre la Tierra y la Luna, donde la atracción de la gravedad por ambos astros sea la misma.

Mientras los físicos teóricos como Ignatiev y Zhao están entusiasmados con el experimento, Eric Adelberger, de la Universidad de Seatle en Washington, que trabajan en pruebas de gravedad de alta precisión, está menos convencido. “
La idea, en teoría, es excelente, pero ponerla en práctica es muy difícil. Será difícil convencer a alguien para que vaya de excursión en torno a Groenlandia para realizar las mediciones.”

http://www.newscientist.com/article/mg19325974.300-equinox-challenge-to-newtons-law.html


No hay comentarios:

Publicar un comentario