Funcionamiento del gravitomagnetismo: características y uso.

El gravitomagnetismo, una idea teórica en torno a 1918, es una consecuencia prevista de la relatividad general , de la que se derivó. Su existencia ha sido probada experimentalmente, pero supuestamente solo una vez, y existen ciertas variantes del efecto que son apoyadas por la evidencia en mayor o menor grado. Un equipo internacional afirmó haber descubierto el efecto a mediados de los años 90, basándose en datos de las naves espaciales LAGEOS I y LAGEOS II. El efecto medido estuvo dentro del 10% del predicho por la relatividad general, aunque algunos científicos todavía dudan de la validez de estos resultados. En 2004, los físicos de Stanford lanzaron GravityProbe B, un paquete de giroscopio extremadamente delicado, para medir el gravitomagnetismo en el espacio exterior con mucha mayor precisión. Actualmente se están analizando sus datos.

Albert Einstein desarrolló la Teoría de la Relatividad General.

Después de que Einstein presentó su teoría de la relatividad general, se necesitaron décadas para resolver todas sus consecuencias predichas. El más famoso es la equivalencia fundamental entre materia y energía, demostrada vívidamente por la bomba atómica. La contracción de Lorentz, el aumento de masa y la disminución de longitud observada por un observador externo que mira un objeto que se mueve a velocidades relativistas (cerca de la luz), es otra y se ha verificado experimentalmente. Se sabe que el tiempo pasa más lentamente para los objetos que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz, o incluso significativamente menos; el efecto se ha observado en relojes atómicos que orbitan alrededor de la Tierra.

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Un efecto previsto del gravitomagnetismo provocaría que los satélites que orbitan la Tierra en un círculo perfecto se desvíen ligeramente de su curso.

Esta consecuencia poco expuesta y probada, el gravitomagnetismo, se refiere al campo que supuestamente se crea cuando un cuerpo masivo gira rápidamente. El gravitomagnetismo tiene un nombre engañoso, no es magnético, la fuerza creada surge de la gravedad, no del electromagnetismo. Pero se llama gravitomagnetismo por la similitud matemática entre las ecuaciones que describen este efecto y la creación de un campo magnético . De la misma manera que se crea un campo magnético cuando un objeto cargado gira, se crea un campo gravitomagnético cuando gira un cuerpo masivo. Las matemáticas utilizadas para describir los dos son funcionalmente similares. El efecto podría llamarse fácilmente un campo gravitatorio , un término que podría ser menos engañoso.

Se espera que se observe un campo gravitomagnético muy poderoso alrededor de los agujeros negros supermasivos que giran muy rápidamente. Estos agujeros negros pueden tener una masa millones de veces mayor que la del sol y estar girando a un ritmo vertiginoso. Aquí en el sistema solar, sin embargo, se predice que el efecto será muy pequeño, del orden de unas pocas partes por trillón en el esquema general de interacciones gravitacionales, lo que dificulta la observación sin sensores delicados o proximidad a planetas masivos o al sol. .

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La sonda de gravedad B de Stanford era extremadamente delicada. Contenía un giroscopio con un objeto que era esférico a 40 diámetros atómicos, que poseía una distribución de densidad casi homogénea. Diseñado para detectar el gravitomagnetismo, el giroscopio estaba destinado a medir el “arrastre de fotogramas”: la fuente del efecto predicho es un pequeño giro en el espacio-tiempo creado por la masa giratoria. Un giroscopio giratorio en el vacío debería girar con una uniformidad casi perfecta, pero se predice que el gravitomagnetismo lo perturba ligeramente. La forma más sencilla de visualizar el arrastre del marco es imaginar una bola girando sobre una sábana estirada, que crea un ligero giro en la sábana al mismo tiempo que crea una depresión mayor.

Otro efecto predicho es que cuando un satélite orbita la Tierra en lo que debería ser un círculo perfecto, en realidad termina en un lugar ligeramente diferente, debido al ligero vórtice creado por la Tierra girando. Una dificultad para medir el gravitomagnetismo es que la protuberancia ecuatorial de la Tierra crea discrepancias en el comportamiento del satélite / giroscopio que deben restarse correctamente de otros datos para medir la magnitud del arrastre de cuadros genuino.

Aunque se ha devuelto una gran cantidad de datos del Gravity Probe B, el análisis está en curso. El gravitomagnetismo es bastante misterioso y actualmente no se comprende bien. Si el efecto tendrá aplicaciones prácticas o no es algo que probablemente no sepamos durante al menos algunas décadas.

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