En el espacio ocurren cosas muy extrañas: erupciones de plasma, tormentas geomagnéticas, lluvias de partículas o radiointerferencias. Todos estos fenómenos espaciales pueden tener consecuencias devastadoras en los vuelos espaciales y en los satélites que orbitan la Tierra. Es por eso que los científicos intentan predecir cada día el clima espacial desde sus laboratorios.
Hasta ahora, ninguno ha logrado entender cómo funciona el tipo de gravedad que existe en otros planetas y estrellas. Pero puede que eso cambie pronto, gracias a una pequeña esfera de vidrio que mide 3 centímetros de diámetro.
Los científicos de la UCLA aseguran que, con esta pieza, es posible reproducir la gravedad espacial en los laboratorios terrestres. De hecho, en su último estudio, lograron crear un campo gravitacional estable dentro del cristal esférico. Así que, quizás, ellos tengan razón: una simple esfera podría desentrañar los misterios del clima espacial.
Esto es lo que sabemos hasta ahora.
Todo el espacio en tres centímetros de diámetro
Para crear el campo gravitatorio, los investigadores usaron ondas de sonido para calentar la esfera de vidrio y el gas de azufre que contenía. Una vez que superaron los 2.760 °C dentro de la esfera, notaron cómo las ondas de sonido actuaban como la gravedad espacial. Es decir, restringiendo el movimiento del gas caliente y débilmente ionizado, conocido como plasma, en patrones que se asemejaban a las corrientes de plasma en las estrellas.
«Con el uso de sonido generado por microondas en un matraz esférico de plasma caliente, logramos un campo de gravedad que es 1.000 veces más fuerte que la gravedad de la Tierra».
John Koulakis, científico del proyecto de la UCLA
Lo que estos científicos hicieron con la esfera de cristal fue poner en práctica en proceso de “convección”, por el cual un gas se enfría y se recalienta creando una corriente de fluido que a su vez genera una corriente magnética.
Este proceso es esencial para entender cómo funcionan las estrellas y los planetas. En la superficie de la Tierra, el gas caliente asciende porque la gravedad mantiene el gas denso y frío más cerca del centro del planeta, pero en planetas como Júpiter esto no ocurre.
Si se pudieran entender los campos gravitatorios que rigen a cada objeto, entonces sería posible predecir el clima espacial. De allí que los investigadores de la UCLA piensen que su esfera de 3 cm podría marcar un gran avance en este campo. Pero, ¿realmente necesitamos una pieza de vidrio para entender cómo funciona el espacio?
Nuevos métodos, pero los mismos misterios
Lo que muestra este experimento diminuto es que un sistema de sonido generado por microondas puede reproducir un campo gravitatorio diferente al de la Tierra. Siendo precisos, uno mucho más potente, como el que se percibe en el espacio.
Sin embargo, tal campo de gravedad no pertenece a ningún planeta o estrella en específico. Tampoco se sabe con exactitud si es superior o igual al que afecta a las naves espaciales y los satélites terrestres. Por lo tanto, si bien podría ayudar a los científicos a superar el papel limitante de la gravedad en los experimentos terrestres, no puede usarse para explicar el clima espacial.
Podemos pensar en esta esfera como una simple herramienta más en la búsqueda de respuestas. La principal ventaja que ofrece la pieza de vidrio es la posibilidad de modelar la convección esférica sin tener que usar un transbordador espacial para superar la fuerza terrestre. Pero solo eso de momento.
“Ya no necesitamos ir al espacio para hacer estos experimentos. Utilizando ondas de sonido podemos crear un campo gravitatorio esférico y generar convección de plasma. Este es el primer paso hacia algo más importante”.
John Koulakis
La capacidad de controlar y manipular la gravedad de manera sin duda será algo indispensable para entender cómo el clima espacial afecta los sistemas de comunicaciones y los satélites. Pero, por sí sola, esta esfera de cristal no nos dirá nada. Es por eso que los investigadores de la UCLA están ampliando el experimento para replicar mejor las condiciones que están estudiando y así observar el fenómeno durante períodos de tiempo más prolongados.
Tal vez en un futuro tener un campo gravitatorio de 3 cm nos ayude a evitar catástrofes como la tormenta solar que destruyó 40 satélites SpaceX el año pasado, o la formación de plasma turbulento alrededor de misiles hipersónicos. Habrá que esperar para averigüarlo.
Referencias:
Thermal Convection in a Central Force Field Mediated by Sound http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.034002
