Un experimento que tomó casi una década volvió a mostrar uno de los problemas más persistentes de la física: aunque la gravedad se conoce y describe con enorme precisión, los científicos todavía no consiguen determinar con total exactitud el valor de la constante gravitacional G.
El 11 de julio de 2024, durante una reunión en Aurora, Colorado, el físico Stephan Schlamminger abrió un sobre que había permanecido sellado durante años. En su interior estaba el dato necesario para revelar el resultado definitivo de un experimento realizado por investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos, NIST.
El sobre formaba parte de una estrategia para evitar que los investigadores influyeran, incluso de manera inconsciente, en el resultado. Durante el análisis trabajaron con datos modificados mediante un desplazamiento secreto y sólo después de concluir el proceso conocieron el valor real.
El resultado no coincidió con una de las mediciones de referencia realizadas anteriormente por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, BIPM, lo que volvió a poner sobre la mesa las dificultades para medir la constante gravitacional.
La constante G no debe confundirse con la letra g que se utiliza para representar la aceleración de la gravedad en la superficie terrestre, cercana a 9.8 metros por segundo al cuadrado.
G, en cambio, es una constante universal que establece la intensidad de la atracción gravitatoria entre dos masas. En teoría, su valor es el mismo en cualquier lugar del universo.
El problema es que la fuerza gravitatoria entre objetos utilizados en un laboratorio es extremadamente pequeña. Vibraciones del edificio, variaciones de temperatura, corrientes de aire, campos eléctricos o pequeñas diferencias en las dimensiones de los instrumentos pueden modificar el resultado.
Para realizar la medición, los investigadores emplearon una balanza de torsión, un instrumento basado en el mismo principio utilizado por Henry Cavendish a finales del siglo XVIII.
El aparato consiste en un brazo suspendido mediante una cinta muy fina. Cuando grandes masas se colocan cerca de otras más pequeñas, la atracción gravitatoria provoca un giro diminuto que puede utilizarse para calcular G.
El NIST utilizó un instrumento basado en uno desarrollado anteriormente por el BIPM. La intención era comprobar si otro equipo podía reproducir la medición utilizando prácticamente el mismo diseño.
Sin embargo, la publicación científica del NIST reportó un valor de G de 6.67366 × 10⁻¹¹ metros cúbicos por kilogramo por segundo al cuadrado, con una incertidumbre relativa cercana a 30 partes por millón. El valor obtenido anteriormente por el BIPM era ligeramente superior.
La diferencia es de apenas unas centésimas de milésima en términos porcentuales y no tendría ningún efecto perceptible en la vida cotidiana. No cambia el peso de una persona ni modifica de manera apreciable la caída de un objeto.
Para la física de precisión, sin embargo, la discrepancia resulta significativa porque las mediciones buscan determinar constantes fundamentales con márgenes de error extremadamente pequeños.
Los científicos aclaran que este desacuerdo no significa que las teorías de Isaac Newton o Albert Einstein estén equivocadas. El problema parece encontrarse principalmente en la dificultad de realizar mediciones suficientemente exactas.
Entre las posibles explicaciones se encuentran pequeñas imperfecciones en la geometría de las masas empleadas, la presión residual dentro de las cámaras de vacío, las propiedades de la cinta de torsión y variaciones de temperatura.
También pueden intervenir vibraciones, ruido acústico, campos eléctricos y errores microscópicos en los sistemas ópticos utilizados para medir el movimiento del instrumento.
Actualmente, el valor recomendado por CODATA para la constante gravitacional es de aproximadamente 6.67430 × 10⁻¹¹ metros cúbicos por kilogramo por segundo al cuadrado, pero las diferentes mediciones realizadas alrededor del mundo todavía muestran discrepancias superiores a las esperadas.
Los especialistas consideran que una manera de resolver el problema sería comparar experimentos basados en principios completamente diferentes, en lugar de repetir únicamente balanzas de torsión.
Una posibilidad consiste en utilizar interferometría atómica, una técnica que permite estudiar la respuesta de átomos en caída libre o atrapados mediante sistemas ópticos.
Si métodos independientes, con diferentes fuentes de error, llegaran al mismo resultado, los científicos podrían tener mayor confianza en haber determinado finalmente el valor correcto de G.
El estudio fue publicado en abril de 2026 en la revista Metrologia y constituye la primera reproducción de alta precisión de una medición de la constante gravitacional utilizando la balanza desarrollada originalmente por el BIPM.
Más que poner en duda la gravedad, el experimento muestra hasta qué punto resulta difícil medir algunas de las propiedades más fundamentales del universo. Después de más de dos siglos de intentos, G continúa siendo una de las constantes físicas más difíciles de determinar con precisión.
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