Científicos anunciaron los resultados de una búsqueda de una década para medir la constante gravitacional de Newton, la fuerza que mantiene nuestros pies en el suelo y a los planetas en órbita.
La iniciativa fue, en gran medida, un fracaso. El trabajo más ambicioso hasta la fecha para determinar esta constante fundamental —que define la intensidad de la atracción entre dos masas en cualquier lugar del universo— arrojó un valor que no coincide con hallazgos previos, incluidos los resultados de un experimento que buscaba replicar.
Stephan Schlamminger, el científico que llevó a cabo meticulosamente el experimento más reciente, iniciado en 2016, lo describió como una experiencia “agotadora”. “Fue realmente como caminar por un valle oscuro”, agregó Schlamminger, físico del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Gaithersburg, Maryland.
Sin embargo, con el tiempo ha logrado darle un giro más positivo a su trabajo. “Ahora lo he dejado un poco atrás”, dijo. “Creo que cada medición es una oportunidad para aprender y cada una de ellas aporta luz a esta oscuridad”.
¿Qué es la constante gravitacional?
Las constantes fundamentales de la naturaleza son valores clave que definen el comportamiento de los fenómenos físicos en el universo y no cambian sin importar el lugar o el momento en el tiempo. Entre ellas se encuentran la velocidad de la luz y la constante de Planck, que desempeña un papel central en la física cuántica.
Estas constantes están “integradas en la estructura del universo”, dijo Schlamminger. “Es algo bastante hermoso, porque se mantienen iguales a lo largo de las generaciones. Si alguna vez hablaras con un extraterrestre, tendría el mismo concepto”.
Durante más de 225 años, los científicos han intentado medir la constante gravitacional, conocida como “la Gran G”. El científico británico Henry Cavendish realizó el primer experimento para medirla en 1798, más de 100 años después de que Isaac Newton descubriera la fuerza de la gravedad.
Sin embargo, los científicos no han logrado converger en una medición con un nivel de precisión comparable al de constantes como la velocidad de la luz (299,792,458 metros por segundo) o la constante de Planck, conocida con ocho decimales.
El Comité de Datos del Consejo Internacional de la Ciencia, o CODATA, emite valores recomendados de las constantes físicas fundamentales. Su valor numérico recomendado para la Gran G es una cifra de cuatro dígitos con una incertidumbre de medición de 22 partes por millón.
Dado que otras constantes de la naturaleza se conocen con seis o más cifras significativas y se consideran exactas, este valor, señaló, es un “motivo de vergüenza para el metrólogo activo”, es decir, un científico especializado en mediciones.
“Si tuvieras un reloj que se retrasa 22 partes por millón, medirías el año como si fuera 12 minutos más largo”, añadió.
El campo de la metrología —la ciencia de la medición— es importante, explicó, porque genera confianza en la ciencia, la economía y el comercio. “Es el tipo de ciencia que sustenta gran parte de nuestra sociedad y nadie lo nota”, dijo.
“Cuando pagas tu factura de electricidad, quieres asegurarte de pagar la cantidad correcta, ¿no? Hay personas que saben cómo medir voltajes, corrientes y potencia”.
¿Por qué es tan difícil medirla?
La gravedad es notoriamente difícil de medir con precisión por tres razones, explicó Christian Rothleitner, físico del Instituto Nacional de Metrología de Alemania (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), quien no participó en la investigación. En primer lugar, se trata de una fuerza relativamente débil.
“Percibimos la fuerza de la gravedad como muy fuerte, ya que tenemos que ejercer mucha fuerza para levantar algo en la Tierra”, dijo por correo electrónico.
En realidad, señaló, es mucho más débil que las otras tres fuerzas fundamentales —la electromagnética, la nuclear débil y la nuclear fuerte— que mantienen unidos a los átomos y a los núcleos.
“Esto se puede ver fácilmente si observas un imán, que es relativamente pequeño, pero aun así ejerce una fuerza muy fuerte sobre objetos magnéticos”.
