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La ESA prueba un nuevo reloj basado en púlsares

A pulsar is hidden deep within this supernova bubble. Copyright: NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-University of Buenos Aires) et al.; A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; and Hubble/STScI, CC BY 4.0
En lo más profundo de esta burbuja de supernova se esconde un púlsar. Derechos de autor: NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-Universidad de Buenos Aires) y otros; A. Loll y otros; T. Temim y otros; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; y Hubble/STScI, CC BY 4.0
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¿Cuándo fue la última vez que miraste la hora? Quizás tengas un reloj de pulsera o uno de pared. ¿Te has parado a pensar la precisión con la que mide el tiempo? Para nuestra actividad diaria, el margen de precisión de los relojes puede ser de unos pocos minutos o segundos. Pero, ¿qué ocurre si eres científico, ingeniero o astronauta? Es posible que necesites medir el tiempo con mucha exactitud. Los científicos de la ESA han empezado a probar un nuevo tipo de reloj de muy alta precisión que utiliza púlsares como base para la medición. Se llama “PulChron” y mide el paso del tiempo utilizando pulsos de radio de milisegundos de frecuencia procedentes de múltiples estrellas de neutrones que giran a gran velocidad.

Las estrellas de neutrones son cuerpos increíblemente densos formados a partir de estrellas que han explotado y cuyo núcleo ha colapsado. Son objetos pequeños en comparación con los planetas y las estrellas normales, solo tienen entre 10 y 20 km de diámetro, ¡pero contienen más “materia” (masa) que el Sol! Algunas veces, las estrellas de neutrones giran a mucha velocidad. En ese caso se denominan púlsares, y son estos los que están utilizando los científicos responsables de PulChron. 

PulChron setup
Configuración de PulChron

El ser humano ya ha inventado algunos métodos muy buenos para medir el paso del tiempo. El mejor hasta ahora es un dispositivo llamado reloj atómico. Los electrones de los átomos pueden absorber o emitir cantidades muy exactas de energía. Esta energía se libera en forma de onda de luz con una determinada frecuencia (un cierto número de ondas completas por segundo) que puede utilizarse para medir el tiempo, como si midiésemos el número de oscilaciones completas que efectúa el péndulo de un antiguo reloj de pared en un minuto.

Los relojes atómicos pueden ser mejores para escalas temporales cortas, como los años, pero relojes de púlsares como PulChron pueden resultar más apropiados para medir el tiempo a lo largo de décadas, periodos más largos en los que los relojes atómicos pueden fallar. Esto significa que los relojes de púlsares podrían ser muy útiles para futuros sistemas de navegación, como el sistema Galileo de la ESA, que requieren una medición increíblemente precisa del tiempo a lo largo de muchos años.

Lovell Telescope, Jodrell Bank
Telescopio Lovell, Jodrell Bank

Pero, ¿qué pasa si los datos de un púlsar se distorsionan, por ejemplo, por culpa de ondas gravitatorias (que son como olas que atraviesan el espacio como consecuencia de grandes eventos cósmicos)? Podría dar la impresión de que el púlsar está girando más rápido o más despacio. El equipo de PulChron ya ha pensado en ello y, por eso, está utilizando cinco grandes radiotelescopios de toda Europa para observar no uno, ¡sino 18 púlsares! 

Quizás en el futuro los relojes de púlsares sean algo más común y funcionen junto con los relojes atómicos para ayudarnos a medir el tiempo con más precisión que nunca.

Galileo satellite in orbit
Satélite Galileo en órbita

Dato curioso: los púlsares fueron descubiertos en 1967 por la astrónoma británica Jocelyn Bell Burnell. Al principio, pensó que podrían ser una prueba de que existían formas de vida extraterrestres inteligentes que intentaban comunicarse con nosotros.