Desacuerdos sobre la constante de gravitación

Las recientes mediciones de la constante de incertidumbre gravitacional aumentan sobre el valor aceptado.

La constante de la gravitación newtoniana, conocida como 'gran G’, ha recorrido un largo camino desde que el físico británico Henry Cavendish midió por primera vez la atracción gravitatoria de la Tierra en 1798. 

Las mediciones de Cavendish tenían una incertidumbre de alrededor del 1% y las mediciones modernas la han ajustado a tan sólo un par de decenas de partes por millón.

Pero el perfeccionamiento incesante de G tiene dificultades. 

Dos experimentos recientes están en desacuerdo 

con las conclusiones anteriores, y el valor de la incertidumbre general 

de la constante puede que aumente.

En las ecuaciones de la gravedad de Newton, G representa el tamaño 

de la fuerza gravitatoria.

 Esta constante está involucrada en la búsqueda de la unificación 

de las teorías de la gravedad y la mecánica cuántica, y los esfuerzos

 para determinar el valor de G han contribuido al progreso en las áreas 

de la física experimental; por ejemplo en los elementos del primer aparato para medir la constante, que ahora se utilizan en los detectores

 de ondas gravitatorias. 

Sin embargo, para algunos investigadores, la medición de G 

es un fin en sí mismo.

 "Es el experimento de máxima precisión", 

Estos metrólogos han medido tradicionalmente G con una balanza de torsión, una varilla suspendida de un cable. 

Cuando las masas se colocan cerca de los extremos de la barra, su pequeña fuerza gravitatoria la hace girar en una cantidad proporcional a G. En el año 2000, Jens Gundlach y Stephen Merkowitz, de la Universidad de Washington, en Seattle, utilizaron un nuevo método de la balanza de torsión para llevar a cabo una medida más precisa datada en: 6,674215 × 10-11 metros cúbicos por kilogramo por segundo al cuadrado, con una incertidumbre 

de 14 partes por millón (ppm.).

Pero ese valor está siendo cuestionado 

por dos métodos diferentes, que se han desarrollado a un nivel de precisión comparable al de Gundlach y Merkowitz.

 En el documento publicado por la revista Physical Review Letters, Faller y Harold Parks, de los Sandia National Laboratories en Albuquerque, Nuevo México, utilizan un interferómetro láser para medir el desplazamiento del péndulo de bobs en diversas masas. 

Su resultado (6,67234 × 10-11 m3 kg./1s^2, con una incertidumbre 

de 21 ppm.), supone diez desviaciones estándar por debajo del valor medido por Gundlach y Merkowitz. 

Y en un documento publicado en 2010 en Physical Review Letters, los investigadores dirigidos por Jun Luo, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en Wuhan, China, medieron G comparando el tiempo de oscilación del péndulo de torsión respecto a unas masas colocadas a diversas distancias del mismo. Se obtuvo un valor de 6,67349 × 10-11 m3 kg./1s^2, con una incertidumbre de 26 ppm., cerca de tres desviaciones estándar por debajo del valor de Gundlach y Merkowitz. 

Los metrólogos esperaban discrepancias mucho más pequeñas entre los resultados, probablemente no más de un par de desviaciones estándar.

Stephan Schlamminger, de la Universidad de Washington, que midió G, mientras estaba en la Universidad de Zurich en Suiza, informó de un resultado equivalente con el de Gundlach y Merkowitz, dijo que no podía explicar esta incoherencia.

 Puede ser provocado por un error sistemático, por eso es tan importante medir G de diversas maneras.

 "La gente está pasando por alto estos efectos sin tenerlo en cuenta en sus experimentos", añadió Barry Taylor, del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Gaithersburg, Maryland.

Dado los últimos resultados, significa que la Comisión de Datos para la Ciencia y la Tecnología (CODATA), con sede en París, que recomienda unos valores para las constantes físicas cada cuatro años, probablemente revisará G en su siguiente serie de valores, a finales de 2011.

 "Los nuevos valores bajarán"

 "Y la incertidumbre final será la misma o más grande."

• - Referencia: Nature.com, por Eugenie Samuel Reich
• - Imagen: 1) Péndulo de Foucault, Wikipedia 2) Cambios de Constante, Nature.com