Las órbitas elípticas de los satélites Galileo 5 y 6 permitieron a los investigadores medir la dilatación del tiempo gravitacional con una precisión sin precedentes. La excentricidad relativista alcanza una amplitud máxima de aproximadamente 370 nanosegundos, debido al cambio en la altura de los satélites.
El lanzamiento fallido de dos satélites de posicionamiento global hace 4 años resultó ser un verdadero regalo para los físicos. Los científicos utilizaron la nave espacial 5 y 6 del sistema Galileo para medir con mayor precisión la dilatación del tiempo gravitacional.
La dilatación del tiempo gravitacional (corrimiento al rojo gravitacional) es una predicción clave de la teoría general de la relatividad, que Albert Einstein publicó hace 100 años. Los campos gravitacionales retrasan el paso del tiempo. Cuanto más cerca esté el reloj de un objeto masivo, más lentas se moverán las flechas para el observador externo.
La desaceleración del tiempo también se produce debido al movimiento, como predice la teoría especial de la relatividad de Einstein en 1905. Cuanto más rápido se mueva, más lento es el tic del reloj (para el observador externo). La dilatación del tiempo no es solo un fenómeno teórico. Se suponía que los satélites lo usarían para proporcionar lecturas precisas a los usuarios de la Tierra. Los investigadores pudieron medir el fenómeno en el campo. El caso más famoso se registró en 1976 utilizando el experimento Gravity Probe-A. Luego se envió un reloj atómico a una altitud de 10.000 km, después de lo cual compararon los datos con las lecturas de la Tierra. Los resultados confirmaron las predicciones de la relatividad general con una precisión del 0,007%.
Las medidas de Gravity Probe-A se consideraron el estándar de oro durante 40 años, hasta que aparecieron los satélites Galileo 5 y 6. El par se lanzó en el cohete Soyuz en 2014 para unirse a la red europea de navegación por satélite. Pero las cosas no salieron según lo planeado. La conclusión es que el cohete lanzó satélites en órbitas irregulares (demasiado elípticas para la navegación). Ambos satélites se elevan y caen a 8.500 km en órbita dos veces al día.
Este comportamiento no es adecuado para el trabajo de navegación y los miembros del equipo aún están tratando de averiguar cómo devolver los satélites a una constelación. Pero esta situación es ideal para cambiar la dilatación del tiempo, especialmente porque Galileo 5 y 6 tienen sus propios relojes atómicos, que permanecerán estables durante 3 millones de años.
Debido a un mal funcionamiento, los satélites Galileo 5 y 6 se lanzaron a las órbitas incorrectas durante el lanzamiento del cohete Soyuz en 2014. Las maniobras posteriores ayudaron a desplegar sus órbitas, pero las trayectorias de vuelo siguen siendo demasiado elípticas para unirse a la constelación.
Las nuevas mediciones han mejorado la precisión de la determinación del tiempo de desaceleración gravitacional en 5 veces en comparación con los indicadores Gravity Probe-A. Me alegro de que la teoría sea confirmada por observaciones prácticas.
Los resultados extraordinarios fueron posibles debido a las características únicas de los satélites Galileo. Es necesario agradecer la estabilidad de sus relojes atómicos a bordo, la precisión en la órbita, así como la presencia de los reflectores láser, que proporcionan las características de rendimiento de las mediciones independientes y precisas de la órbita de la Tierra.
