Albert Einstein tenía razón; cuatro aviones volando en direcciones diferentes alrededor del mundo de forma sincronizada lo confirman
El experimento buscaba comprobar una teoría de Albert Einstein: el tiempo no transcurre igual para todos los observadores, sino que depende del movimiento y de la gravedad.
Durante años, el tiempo se entendió como algo absoluto, igual para cualquier persona y en cualquier lugar. Albert Einstein cambió esa idea al demostrar que no existe un único reloj universal, porque el tiempo depende del movimiento y de la gravedad.
Esa afirmación puede parecer extraña cuando se piensa en la vida cotidiana, donde un minuto parece durar lo mismo en todas partes. Sin embargo, la física sostiene que dos relojes pueden marcar diferencias si uno se mueve a gran velocidad o si se encuentra en un campo gravitatorio distinto.
En 1971, esa predicción dejó de ser solo una teoría y pasó a comprobarse con un experimento muy concreto. Cuatro relojes atómicos de cesio viajaron alrededor del mundo en aviones comerciales, primero hacia el este y después hacia el oeste, para comparar su marcha con relojes que permanecieron en tierra.
El experimento fue realizado por Joseph C. Hafele, físico, y Richard E. Keating, astrónomo del Observatorio Naval de Estados Unidos, cuyo objetivo era medir si el tiempo transcurría igual para los relojes en los aviones que para los relojes en tierra, y el resultado confirmó que Einstein tenía razón.
El experimento que subió la relatividad a un avión comercial
Hafele y Keating no necesitaban una nave espacial para poner a prueba la relatividad. Su idea fue más sencilla: usar relojes extremadamente precisos, llevarlos en vuelos comerciales y comparar después la diferencia acumulada.
Cabe señalar que los cuatro relojes atómicos fueron sincronizados antes del viaje y transportados en rutas alrededor del planeta, donde primero volaron hacia el este, siguiendo el sentido de rotación de la Tierra.
Después hicieron el recorrido hacia el oeste, en dirección contraria y, al volver, los científicos compararon esos relojes con los que se habían quedado en el Observatorio Naval de Estados Unidos.
La diferencia era diminuta, medida en nanosegundos, pero era real. Las mediciones mostraron pérdidas de 59 nanosegundos en el trayecto hacia el este y ganancias de 273 nanosegundos en el vuelo hacia el oeste.
Para una persona no habría tenido ningún efecto perceptible, pero para un reloj atómico sí. Y lo importante no era solo que hubiera un desfase, sino que coincidía con lo que predecían las ecuaciones relativistas.
La teoría de Einstein que estaba en juego
El experimento ponía a prueba dos partes de la relatividad. La primera era la relatividad especial, publicada por Einstein en 1905, según la cual el tiempo no avanza igual para dos observadores si existe movimiento relativo entre ellos.
La segunda era la relatividad general, presentada en 1915, que añadió un elemento clave: la gravedad también afecta al tiempo. Un reloj situado a mayor altitud, donde la gravedad terrestre es ligeramente más débil, puede avanzar de forma distinta a uno colocado más cerca de la superficie.
En los aviones ocurrían las dos cosas al mismo tiempo, ya que los relojes se movían a gran velocidad respecto a los relojes en tierra y, además, viajaban a varios kilómetros de altura. Por eso el resultado final dependía de la combinación entre velocidad, altitud y dirección del vuelo.
Cabe señalar que la dirección no era un detalle menor, puesto que al volar hacia el este, los aviones se movían en el mismo sentido que la rotación de la Tierra, lo que modificaba su velocidad respecto a un marco de referencia externo. Pero al volar hacia el oeste, ocurría lo contrario.
Esa diferencia hacía que los relojes no se desfasaran de la misma manera en ambos recorridos. El experimento, por tanto, no solo comprobó que el tiempo podía cambiar, sino que mostró que cambiaba en la dirección prevista por la teoría.
Aquí está la importancia del caso Hafele-Keating, donde los relojes no fallaron ni se desajustaron por error; midieron tiempos distintos porque habían seguido trayectorias físicas distintas.
Por ello, la relatividad de Albert Einstein se convertía en una medición hecha con objetos reales. Hoy esa idea es esencial para tecnologías como el GPS, cuyos satélites llevan relojes que deben corregirse por efectos relativistas.