Parece ciencia ficción, pero el tiempo que experimentas entre dos eventos depende directamente del camino que sigas por el universo. En otras palabras, la teoría de la relatividad especial de Einstein postula que una persona que viaja en un cohete de alta velocidad envejecería más lentamente que las personas en la Tierra.
Aunque pocos físicos dudan que Einstein tuviera razón, es crucial verificar la dilatación del tiempo con la mayor precisión posible. Ahora, un equipo internacional de investigadores, incluido el premio Nobel Theodor Hänsch, director del instituto de óptica Max Planck, ha hecho exactamente esto.
Las pruebas de relatividad especial se remontan a 1938. Pero una vez que comenzamos a ir al espacio regularmente, tuvimos que aprender a lidiar con la dilatación del tiempo a diario. Los satélites GPS, por ejemplo, son básicamente relojes en órbita. Viajan a una velocidad vertiginosa de 14,000 kilómetros por hora muy por encima de la superficie de la Tierra a una distancia de 20,000 kilómetros. Entonces, en relación con un reloj atómico en el suelo, pierden aproximadamente 7 microsegundos por día, un número que debe tenerse en cuenta para que funcionen correctamente.
Para evaluar la dilatación del tiempo con una precisión mucho mayor, Benjamin Botermann de la Universidad Johannes Gutenberg, Alemania, y sus colegas aceleraron los iones de litio a un tercio de la velocidad de la luz. Aquí el cambio Doppler entra rápidamente en juego. Los iones que vuelan hacia el observador se desplazarán en azul y los iones que se alejen del observador se desplazarán en rojo.
El nivel al que los iones experimentan un cambio Doppler depende de su movimiento relativo, con respecto al observador. Pero esto también hace que su reloj funcione lentamente, lo que desplaza la luz al rojo desde el punto de vista del observador, un efecto que debería poder medir en el laboratorio.
Entonces, el equipo estimuló las transiciones en los iones utilizando dos láseres que se propagan en direcciones opuestas. Entonces, cualquier cambio en la frecuencia de absorción de los iones depende del efecto Doppler, que podemos calcular fácilmente, y el desplazamiento al rojo debido a la dilatación del tiempo.
El equipo verificó su predicción de dilatación del tiempo en unas pocas partes por mil millones, mejorando los límites anteriores. Los hallazgos fueron publicados el 16 de septiembre en la revista. Cartas de revisión física.
