UNA NUEVA MEDIDA DE LA CONSTANTE
DE GRAVEDAD Y DE LA MASA DE
LA TIERRA
El PAÍS Digital. Miércoles 3 de mayo del 2000.
M. R. E
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Geología>
Contenido:
1-UNA NUEVA MEDIDA DE LA CONSTANTE DE GRAVEDAD Y DE
LA MASA DE LA TIERRA:
- La gravedad.
-
Incertidumbre.
-
Satélite 'Lageos'.
2-REFERENCIAS.
1-UNA NUEVA MEDIDA DE LA CONSTANTE DE GRAVEDAD Y DE LA MASA DE LA TIERRA:
- La gravedad:
A pesar de ser una de las constantes
fundamentales de la física, la de gravedad se conocía con mucha
menor precisión que otras constantes, como la de Planck y la
velocidad de la luz. Científicos de la Universidad de Washington
en Seattle (EE UU) han presentado el pasado fin de semana el
último esfuerzo para conocerla con mayor precisión. Para ello
han utilizado un modelo modificado de la balanza de torsión de
Cavendish, el aparato con el que se hizo la primera medida de la
constante hace 200 años, 114 años después de que Newton
dedujera su existencia en el siglo XVII.
La gravedad es la fuerza que nos mantiene
pegados a la superficie de la Tierra, la que hace que caigan las
famosas manzanas que supuestamente le dieron a Newton la idea de
su existencia. Pero es una fuerza muy débil y medirla constituye
un verdadero quebradero de cabeza. Según la ley de la
gravitación de Newton, la fuerza con que se atraen dos objetos
es igual a G multiplicada por sus masas y dividida por el
cuadrado de la distancia que los separa. En el lenguaje de la
relatividad general de Einstein, G representa el grado de
curvatura del espacio-tiempo debida a una determinada masa.
- Incertidumbre:
En los últimos años, varios equipos
prestigiosos de diferentes países han hecho otras tantas medidas
de G que han dado resultados tan diversos que el Codata, el
comité que recoge y analiza los valores estándar de las
constantes fundamentales, tuvo que aumentar el grado de
incertidumbre asociado a esta constante desde el 0,013% en 1987
al 0,15% en el valor de 1998.
Los investigadores de la Universidad del
Estado de Washington han presentado en la reunión de la Sociedad
Americana de Física, en California, un valor de G=6,673901011,
con una incertidumbre de sólo 0,0015%. Para ello construyeron
una versión muy modificada de la balanza de Cavendish (la
original ocupaba toda una habitación) y utilizaron varios trucos
que, en su opinión, les han permitido evitar los problemas
sistemáticos que surgen al usar este método. El aparato mide
sólo un metro de altura y está montado sobre una plataforma
giratoria que rota una vez cada 20 minutos aproximadamente entre
las masas atractoras, que son cuatro u ocho esferas de acero
inoxidable fabricadas con gran precisión y que a su vez rotan en
sentido contrario y a mucha mayor velocidad sobre otra plataforma
giratoria.
Al rotar, las fuerzas gravitatorias
ejercidas por las esferas tratan de retorcer el cable de torsión
del péndulo, pero el sistema, controlado por ordenador, ajusta
la velocidad de la primera plataforma para evitar que la
fricción interna en el cable producida por el retorcimiento dé
una medida falsa, un riesgo que hizo notar recientemente el
investigador japonés Kazuadi Kuroda. Se mide la aceleración de
la plataforma y de ahí se deduce directamente G. En este
aparato, además de evitar que el cable se retuerza, el péndulo
utilizado no es el típico de dos masas unidas por una barra
horizontal, sino que es una simple placa rectangular vertical de
la que no resulta necesario conocer sus características con
precisión. Con todo ello se ha obtenido la medida de G
anunciada, que todavía debe ser confirmada con nuevos
experimentos.
-
Satélite 'Lageos':
En la superficie de la Tierra, la
aceleración debida a la gravedad (9,8 metros/sg2) es igual a G
multiplicada por la masa de la Tierra y dividida por el cuadrado
de su radio. Al combinar el valor obtenido en el laboratorio con
los datos de la órbita del satélite Lageos, que establece la
atracción entre el satélite y la Tierra midiendo con gran
precisión la distancia con rayo láser, los científicos de la
Universidad de Washington han obtenido también una nueva
estimación para la masa de la Tierra. Así, la Tierra resulta
tener una masa de 5.972 trillones de toneladas métricas, algo
menor que la que aparece en los libros de texto, que es de 5.980
trillones de toneladas métricas.
La incertidumbre que acompaña a la
constante de gravedad ha hecho que la masa de la Tierra se
conozca con mucha menor precisión que su diámetro o que la
distancia entre la Tierra y la Luna, que se conoce con una
incertidumbre de sólo tres centímetros, gracias a las medidas
de distancia que utilizan el rayo láser y la velocidad de la
luz, constante que sí se conoce con gran precisión.
2-REFERENCIAS:
M. R. E., 2000 Una nueva medida de
la gravedad y de la masa de la Tierra. El País Digial. Mierc. 3-5-2000
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Geo_Info. J.B.R