La Agencia Espacial Europea (ESA) se prepara para llevar a cabo una revisión empírica de una de las teorías más fundamentales en el ámbito de la física: la relatividad general de Albert Einstein. Para poder comprobar esto desde la comodidad del hogar, solo se requiere un reloj atómico y una estación espacial. Este esfuerzo constituye un avance significativo en la comprensión de cómo funcionamos y medimos el tiempo en nuestro universo.
Tres décadas de embarazo. Luego de 30 años de arduo trabajo y desarrollo, el Instalación de ACES (Conjunto de Reloj Atómico en el Espacio) se encuentra a la vuelta de la esquina. Este proyecto ambicioso de la ESA tiene como objetivo enviar a la Estación Espacial Internacional una serie de relojes atómicos de alta precisión, los cuales estudiarán cómo la gravedad influye en el paso del tiempo. Este enfoque busca no solo validar la dilatación gravitacional del tiempo, una predicción hecha por Einstein hace más de un siglo, sino también explorar nuevos territorios en la ciencia, como la investigación de constantes fundamentales y la materia oscura. Además, se espera que este experimento contribuya a mejorar la sincronización global del tiempo.
Los ACE tienen como objetivo verificar el efecto de la dilatación del tiempo gravitacional con una precisión sin precedentes, validando así la teoría de Einstein. Un hecho interesante a considerar es que la teoría general de la relatividad establece que la gravedad distorsiona el tiempo y el espacio, lo que significa que el tiempo puede transcurrir a ritmos distintos dependiendo de la intensidad del campo gravitacional en el que se encuentre un objeto. Experimentos previos realizados en la Tierra han demostrado este fenómeno, como puede observarse en los relojes ubicados en las cumbres de montañas, que avanzan más rápido que aquellos situados a nivel del mar debido a una gravedad más baja en altitudes elevadas.
Los relojes atómicos en ACES llevarán este concepto al extremo. Situados a 400 km de la Tierra a bordo de la ISS, registrarán un campo gravitacional notablemente más débil en comparación con la superficie del planeta. La principal ambición del experimento consiste en crear una «red de relojes atómicos», donde las señales de los instrumentos de ACES se compararán meticulosamente con los relojes más precisos ubicados en la Tierra. Esta comparación permitirá medir la dilatación temporal con una precisión sin precedentes.
Aparte de validar la teoría de la relatividad general, los ACE también medirán las diferencias en el potencial gravitacional existente entre los distintos continentes, explorarán si las constantes universales de la física permanecen constantes a lo largo del tiempo y determinarán si existe algún tipo de interacción entre la materia oscura y los relojes atómicos.
Dos relojes mejor que uno. En el núcleo de los ACE se encuentran dos relojes atómicos complementarios, el Pharao (desarrollado por la Agencia Espacial Francesa, CNES) y el SHM (Space Hydrogen Maser), producido en Suiza por Safran Time Technologies. El Pharao es un reloj de cesio atómico que utiliza láseres para enfriar átomos de cesio a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273 °C). Este enfriamiento extremo permite realizar mediciones de tiempo y frecuencia con una precisión asombrosa. Además, es significativamente más compacto que sus contrapartes en la Tierra, que pueden tener varios metros de altura, gracias a la microgravedad que permite a los átomos «flotar» más tiempo en la zona de interacción.
Por otro lado, el SMH usa átomos de hidrógeno como referencia de frecuencia, ofreciendo una estabilidad notablemente superior en comparación con relojes de navegación convencionales. Este reloj logra tiempos de medición de hasta una hora debido a su estabilidad en cortos períodos. La combinación de la estabilidad a corto plazo que proporciona el SMH con la precisión a largo plazo del Pharao otorga a ACES una señal de tiempo de una precisión asombrosa: ¡tan solo un segundo de error cada 300 millones de años!
Inicio de SpaceX. En marzo de 2025, después de que los revisores dieron el visto bueno a los ases en las instalaciones de Airbus, se completaron las pruebas, antes de que el equipo viajara al Centro Espacial de Kennedy de la NASA en Florida. Allí, ingenieros de la ESA, Airbus y la NASA trabajaron en los últimos preparativos en una habitación limpia antes del lanzamiento.
La instalación de los ACES en la ISS está programada para llevarse a cabo durante la Misión de reabastecimiento CRS-32, utilizando un cohete Falcon 9 de SpaceX. Una vez que el equipo llegue a la estación espacial, un brazo robótico se encargará de instalar el instrumento en el módulo europeo de Columbus. ACES operará durante un período de 30 meses, tiempo durante el cual recopilará datos de manera continua, aportando un gran volumen de información para futuros estudios.
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