El satélite LAGEOS, una nave espacial pasiva de telemetría láser cuyo linaje de diseño se extiende hasta LARES-2. Ambos satélites utilizan conjuntos de retrorreflectores para reflejar pulsos láser desde estaciones terrestres, permitiendo un seguimiento milimétrico de sus órbitas. Crédito: NASA.
9 de julio de 2026, Un pequeño satélite italiano orbitando a 5.899 kilómetros (3.665 millas) sobre la Tierra ha proporcionado la medición más precisa hasta ahora de una de las predicciones más extrañas de la relatividad general: que un planeta en rotación arrastra consigo el tejido del espacio-tiempo.
El resultado, publicado el 8 de julio en Nature (doi:10.1038/s41586-026-10715-0), confirma la teoría de Einstein al nivel de una parte en mil, una mejora de un orden de magnitud respecto a las mejores pruebas anteriores en el sistema solar. La medición impone las restricciones más estrictas hasta la fecha sobre teorías alternativas de la gravedad, incluyendo aquellas propuestas para explicar la energía oscura.
“Lo que estamos viendo es el espacio-tiempo siendo retorcido por la rotación de la Tierra”, dijo Ignazio Ciufolini de la Universidad de Salento, autor principal del estudio, cuyo equipo incluye al premio Nobel Roger Penrose. “El efecto es diminuto, pero LARES-2 nos ha permitido medirlo con una claridad extraordinaria.”
Cómo funciona el arrastre del marco
El arrastre del marco, también llamado efecto Lense-Thirring o gravitomagnetismo, surge porque las ecuaciones de Einstein tratan las corrientes de masa-energía de la misma manera que el electromagnetismo trata las corrientes eléctricas. Así como una carga eléctrica en movimiento genera un campo magnético, una masa en rotación genera un campo gravitomagnético que retuerce los marcos inerciales locales.
Para la Tierra, el efecto es extremadamente pequeño. El plano orbital de un satélite que circunda el planeta precede solo unos 2 metros (6,6 pies) por año debido al arrastre del marco, aproximadamente el ancho de un cabello humano a la altitud del satélite. Extraer esa señal de las perturbaciones gravitacionales mucho mayores de la propia forma irregular de la Tierra ha desafiado a los físicos durante décadas.
El experimento LARES-2
LARES-2 (Laser Relativity Satellite 2) fue lanzado el 13 de julio de 2022 a bordo del vuelo inaugural del cohete europeo Vega-C desde Kourou, Guayana Francesa. Construido por la Agencia Espacial Italiana (ASI) en cooperación con la ESA, el satélite es una esfera pasiva de 36,4 centímetros (14,3 pulgadas) de diámetro, con un peso de 387 kilogramos (853 libras). Su superficie está cubierta con 303 retrorreflectores de esquina de cubo, espejos de precisión que reflejan los pulsos láser de vuelta a su fuente.
Una red global de estaciones de telemetría láser satelital (SLR) dispara pulsos hacia LARES-2 y mide el tiempo de viaje de ida y vuelta, rastreando la posición del satélite con precisión milimétrica. El equipo combinó 3,5 años de datos de LARES-2 con 26 años de datos de los satélites LAGEOS más antiguos (NASA, 1976, y ASI/NASA, 1992) y modelos de campo gravitatorio de las misiones GRACE y GRACE Follow-On.
La innovación clave es la geometría orbital. LARES-2 vuela en lo que se denomina una “órbita suplementaria” a LAGEOS: sus planos orbitales son casi perpendiculares, con inclinaciones que suman aproximadamente 180 grados. Esta configuración cancela las perturbaciones gravitacionales dominantes del abultamiento ecuatorial de la Tierra (el armónico J2), dejando expuesta la diminuta señal de arrastre del marco.
“Diseñamos la órbita para matar el ruido y que la señal pudiera brillar”, dijo el coautor Antonio Paolozzi de la Universidad Sapienza de Roma. “Tomó casi 40 años desde la propuesta original llegar hasta aquí.”
Qué significan los resultados
El arrastre del marco medido coincide con la predicción de la relatividad general dentro del 0,2 %. Más allá de confirmar a Einstein una vez más, el resultado tiene implicaciones profundas para la física fundamental.
Varias teorías alternativas de la gravedad, particularmente la gravedad de Chern-Simons, una extensión escalar-tensorial que emerge de la teoría de cuerdas, predicen valores de arrastre del marco que difieren de la relatividad general. La medición de LARES-2 descarta una amplia clase de estos modelos, estrechando el espacio teórico para explicaciones de la energía oscura y la expansión acelerada del universo.
Los datos también mejoraron las mediciones de las mareas lunisolares de la Tierra, la deformación gravitacional del planeta por la Luna y el Sol, demostrando que los experimentos relativistas de alta precisión pueden generar dividendos geofísicos.
Un largo camino desde el concepto hasta la órbita
La idea de usar satélites de órbita suplementaria para medir el arrastre del marco fue publicada por primera vez a mediados de la década de 1980, impulsada por Ciufolini y el fallecido John Archibald Wheeler. El proyecto se llamó originalmente LAGEOS-3 pero fue diferido repetidamente. En 2016, la Agencia Espacial Italiana lo revivió como LARES-2, con tecnología significativamente mejorada y un lanzamiento dedicado en el nuevo cohete Vega-C.
El diseño optimizado del satélite, una relación superficie-masa muy baja que minimiza la resistencia de la atmósfera residual y la presión de radiación solar, además de una distribución de retrorreflectores altamente uniforme, hizo posible la medición de una parte en mil. Pruebas anteriores utilizando solo LAGEOS y LARES (lanzado en 2012) lograron una precisión de aproximadamente el 2 %.
Lo que viene después
Con LARES-2 continuando acumulando datos, el equipo espera mayores mejoras en precisión durante los próximos años. El satélite no lleva electrónica ni propulsión y no tiene partes móviles, su vida útil de diseño se mide en décadas. La misma técnica de telemetría láser podría aplicarse a futuras misiones alrededor de otros planetas o la Luna, donde los efectos de arrastre del marco son mayores debido a campos gravitacionales más fuertes.
“Cada vez que probamos la relatividad general con más precisión, Einstein aprueba”, dijo Ciufolini. “Pero eso no es un fracaso, es una confirmación de que nuestra comprensión de la gravedad está en el camino correcto. Y cierra la puerta a teorías que nos llevarían por el camino equivocado.”
Referencias:
- Ciufolini, I., Paolozzi, A., Pavlis, E.C. et al. “LARES-2 satellite measures frame-dragging effect around the Earth.” Nature 655, 332-335 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10715-0
- Ciufolini, I. et al. “First results of the LARES 2 space experiment to test the general theory of relativity.” European Physical Journal Plus 138, 1054 (2023).
- Italian Space Agency (ASI): LARES-2 mission overview. https://www.asi.it/en/earth-science/lares-2/
Traducido por Alessandra