NeoFronteras

Polémica sobre el valor de G

Área: Física — Sábado, 14 de Septiembre de 2013

Recientes experimentos sugieren un valor superior para la constante de gravitación universal.

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De todas las ramas de la ciencia quizás sea la Física Teórica la que más permite el vuelo de la imaginación. A falta de resultados experimentales o, precisamente, cuando aparece algo experimental que lo permita, siempre hay algunos que se lanzan de lleno a la especulación. Recordemos, por ejemplo, la proliferación de artículos sobre dimensiones ocultas y otras tonterías que aparecieron a raíz del fiasco de los neutrinos superlumínicos.
Ahora lo que permite especular una vez más es la supuesta variación de la constante de gravitación universal.
De todas las constantes de la Naturaleza la peor conocida es precisamente el valor de la constante de gravitación universal o G. Los montajes experimentales para su determinación son imprecisos y encima la determinación de las masas implicadas también lo es.
Newton fue el primero en estimar el valor de GM (el producto de G por la masa de la Tierra), pero fue Henry Cavendish el que primero midió directamente G en 1798 gracias a una balanza de torsión. En este tipo de balanzas hay unas masas esféricas anexas a una brazo suspendido de un hilo especial que se ven atraídas por otras masas (ver figura). La atracción gravitatoria hace que el hilo sufra una torsión. Desde entonces el sistema de medida de G no ha variado sustancialmente.
Pocos experimentalistas se dedican a medir este tipo de cosas, sobre todo si el éxito no está garantizado, así que los resultados (y artículos) al respecto son escasos. Casi todo el mundo se fía de los valores tabulados por otros. Además, estos valores no se obtienen frecuentemente en el caso de G, dada la dificultad de su medición.
En el caso de G se suele tomar el promedio de los valores obtenidos por varios grupos de investigadores, cada uno de ellos con su correspondiente amplia barra de error. O bien se toma el valor oficial de CODATA.
El caso es que en dos nuevas mediciones se obtiene un valor para G que es mayor que los valores obtenidos el pasado siglo y mayores al valor oficial de CODATA.
Terry Quinn y sus colaboradores de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas de París han obteniendo un resultado similar al que ya obtuvieron en 2001 y que ya era superior al oficial. Es de suponer que repitieron el experimento porque sospechaban que podía haber algún tipo de error experimental, pero lo que han hecho es corroborar ese resultado. La polémica se ha reabierto, pues ya el experimento de 2001 se realizó para resolver la discrepancia entre el valor de CODATA y los demás.
El valor que obtienen ahora es de G = 6,67545(18) × 10-11m3kg-1s-2, con un error de 27 partes por millón y que está a sólo 21 ppm del valor obtenido en 2001, pero a 241 ppm del valor oficial, cuyo error oficial es de 120 ppm (las barras de error no se solapan). Necesariamente o bien algunos de los experimentos pasados o los actuales están mal, o bien G ha cambiado en el tiempo.
Para realizar esta medición se han valido de una balanza de torsión con bolas de cobre-berilio.
Obviamente todo podría deberse a algún error experimental o de otro tipo (antes y/o ahora), pues asumir un cambio en estos años del valor de G sería francamente sorprendente. Pero el problema es que la discrepancia es mayor que la esperada de las fluctuaciones estadísticas.
Pese a todo, como hay un margen a la especulación, ya hay algunos que se han lanzado a ella. Pudiera ser que efectivamente el valor de G cambiara en el tiempo. Algunas hipótesis proponen una evolución temporal de las constantes de la Naturaleza. Se ha propuesto, por ejemplo, una variación de este tipo para la constante de estructura fina e incluso parece haberse medido algo así, pero las pruebas de todo ello son más bien muy escasas, por no decir casi nulas.
Se especula que un cambio temporal en el valor de G podría estar relacionado con la energía oscura. Según Tony Padilla, de University of Nottingham, si G cambia en esta pequeña proporción supuestamente observada, entonces G dependería de un nuevo campo y se podría imaginar un escenario en el que este nuevo campo jugara el papel de la energía oscura. El valor de G podría incluso oscilar en el tiempo.
La mejor opción, antes de asumir este nuevo resulta, será reproducir este último experimento en otro laboratorio, preferiblemente en otro continente y comprobar qué pasa.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4191

Fuentes y referencias:
Nota de la APS.
Artículo original.
Ilustración: wikipedia.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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10 Comentarios

  1. Dr. Thriller:

    Hombre, hay una explicación mucho mejor aún: todos los experimentos están mal. Suele ser la que se da en el 99% de los casos.

    Con razón el kg sigue siendo la unidad fundamental que se sigue resistiendo a una definición “objetiva” (es aún la masa del prototipo de Sèvres y tirando millas, y por cierto, esa SI que varía, porque coge mierda de año en año y cada vez hay más follones).

  2. Nemo:

    Me sorprenden mucho esos márgenes de error. 120 o incluso sólo 20 ppm me parecen enormes en un experimento de ese nivel. Asimismo, una supuesta variación real de g de ese orden (supongamos, moderadamente, 1 ppm en 100 años), ¿qué variación implicaría en 1.000 millones de años? Pues, linealmente, que se multiplicaría por 10. Demasiado para un lunes.

  3. pepe:

    Hola

    Tienes un artículo que se titula:
    “Proponen que nuestro universo se originaría a partir del colapso estelar de una supernova de un universo de dimensión superior.”

    pero en este dices:
    “la proliferación de artículos sobre dimensiones ocultas y otras tonterías que aparecieron a raíz del…”

    No entiendo que criterio usas para aceptar la posibilidad de que algunas ideas sean buenas pero tratas otras de tonterías.

  4. amparo:

    Precisamente iba a comentar que quiz´ás G no sea tan constante como se supone.

  5. NeoFronteras:

    Pepe, amparo, juan:
    Como tiene la misma IP es de suponer que es la misma persona que juega al despiste. Por favor, no lo haga o será vetado.

    Sobre su comentario 3 he de decirle que el que ahora escribe no tiene qué estar de acuerdo con los resultados expuestos, entre otras cosas porque a veces son incompatibles entre sí. Divulgar cualquier estudio científico siempre es enriquecedor.

  6. lluís:

    Una cierta curiosidad.” El que ahora escribe”,¿signfica que no es la misma persona que el ” Neo” al que estabamos acostumbrados?.

  7. NeoFronteras:

    Estimado Lluís, son lo mismo.

  8. lluís:

    Pues me alegro,al fin y al cabo el afecto virtual existe.

  9. amparo:

    Hola

    No juego al despiste, si no no habría puesto en todos los casos mi email. Era para no parecer plasta haciendo varios comentarios.

    saludos

  10. tomás:

    Supongo que ya se habrá considerado, pero el que haya cuatro masas en juego introduce que las dos “M” no sean exactamente iguales y que tampoco lo sean las dos “m”. Hay por tanto dos posibles fuentes de error. Por otra parte, el mismo laboratorio puede influir con su masa que no sea la misma en todas las direcciones. ¿Y si se hiciese sólo con dos “M”, una fija y la otra colgante, para medir el espacio que ésta se acerca y además se realizara la experiencia en un lugar muy aislado, o rodeado en círculo por un anillo que impidiera cualquier desequilibrio. Por lo menos se habría rebajado el posible error a la mitad.
    Bueno, es un especular, porque con lo listos que son esos “mideGes”, seguro que ya habrán pensado en eso y en otros métodos mejores.

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