Uno de los números fundamentales de la física continúa planteando problemas a los científicos. Después de casi una década de trabajo, investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos, NIST, obtuvieron una nueva medición de la constante gravitacional G que volvió a diferir de resultados anteriores.
La constante G determina la intensidad de la atracción gravitatoria entre dos masas en cualquier lugar del universo. Aunque la gravedad puede describirse con gran precisión mediante las teorías de Newton y Einstein, el valor exacto de esta constante sigue siendo uno de los más difíciles de establecer experimentalmente.
El problema se debe, en buena medida, a que la gravedad es extremadamente débil a escala de laboratorio. Vibraciones del edificio, cambios de temperatura, presión residual del aire, pequeñas cargas eléctricas o variaciones en las propiedades de los materiales pueden alterar mediciones que requieren una precisión extraordinaria.
Para tratar de resolver la discrepancia, el equipo encabezado por el físico Stephan Schlamminger reprodujo en el NIST un experimento realizado anteriormente por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, BIPM, en Francia.
El sistema utiliza una balanza de torsión, un instrumento basado en un principio similar al empleado por Henry Cavendish a finales del siglo XVIII. Varias masas metálicas generan una atracción gravitatoria tan pequeña que provoca apenas una diminuta torsión en una cinta suspendida. A partir de ese movimiento puede calcularse G.
Para evitar que las expectativas de los investigadores influyeran de manera inconsciente en el análisis, el equipo aplicó un procedimiento conocido como estudio cegado. Uno de los científicos modificó deliberadamente los datos mediante un valor secreto que permaneció guardado en un sobre cerrado mientras se realizaban los cálculos.
El sobre fue abierto el 11 de julio de 2024 durante una conferencia científica en Aurora, Colorado, cuando el análisis principal ya había concluido. Solo entonces los investigadores pudieron conocer el resultado real de su experimento.
Tras continuar revisando los datos durante aproximadamente dos años, el equipo publicó en 2026 su nueva estimación de la constante gravitacional. El NIST obtuvo un valor de aproximadamente 6.67387 × 10⁻¹¹ metros cúbicos por kilogramo por segundo al cuadrado.
La cifra resultó aproximadamente 0.0235 por ciento menor que la obtenida en el experimento francés que buscaban reproducir. Aunque la diferencia es diminuta para cualquier situación cotidiana, resulta considerable en mediciones de alta precisión.
El resultado tampoco significa que la teoría de la gravedad esté equivocada. La explicación considerada más probable es que aún existan efectos experimentales difíciles de detectar y controlar.
Entre las posibles fuentes de error se encuentran la geometría exacta y distribución de densidad de las masas utilizadas, las propiedades de la cinta de torsión, la temperatura, las vibraciones, la presión del gas dentro de la cámara experimental y los sistemas empleados para medir movimientos extremadamente pequeños. Ninguna de estas causas ha sido identificada de manera definitiva.
El valor recomendado por CODATA en 2022 es de 6.67430 × 10⁻¹¹ metros cúbicos por kilogramo por segundo al cuadrado, una cifra situada entre distintos resultados experimentales que todavía no coinciden completamente entre sí.
Los científicos consideran que una forma de avanzar sería medir G mediante técnicas totalmente diferentes, como experimentos con átomos e interferometría, para evitar que distintos equipos reproduzcan inadvertidamente los mismos errores de una balanza de torsión.
Más de 225 años después de los primeros intentos modernos por determinar la fuerza gravitatoria entre masas de laboratorio, la constante G continúa siendo una de las constantes fundamentales cuya medición presenta mayores incertidumbres. El nuevo experimento no resolvió el misterio, pero ofrece más información para entender dónde pueden esconderse los errores que todavía impiden establecer su valor con mayor exactitud.
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