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Durante décadas, os cientistas vinham tentando, sem êxito, detectar essas ondas – fundamentais para entender as leis que regem no Universo. Porém, um grupo de pesquisadores de vários países anunciou ter conseguido detectar pela primeira vez as chamadas ondas gravitacionais.
Além de confirmar as ideias de Einstein, a descoberta abre as portas para maneiras totalmente novas de se investigar o Universo. A partir de agora, a astronomia e outras áreas da ciência entram uma nova era.
Os pesquisadores do projeto LIGO (sigla para Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), em Washington e na Lousiana, observaram o fenômeno e acompanharam distorções no espaço com a interação de dois buracos negros a 1,3 bilhão de anos-luz da Terra.
Segundo Einstein, todos os corpos em movimento emitem essas ondas que, como uma pedrinha que afeta a água quando toca nela, produz perturbações no espaço.
A Teoria da Relatividade de Einstein é um pilar da física moderna que transformou nosso entendimento do espaço, do tempo e da gravidade. E por meio dela entendemos muitas coisas: da expansão do Universo até o movimento dos planetas e a existências dos buracos negros.
Essas ondas gravitacionais são basicamente feixes de energia que distorcem o tecido do espaço-tempo, o conjunto de quatro dimensões formado por tempo e espaço tridimensional. Deste modo, qualquer massa em movimento produz ondulações nesse tecido tempo-espaço. Até nós mesmos.
Esse efeito, no entanto, é muito fraco, e apenas grandes massas, movendo-se sob fortes acelerações, podem produzir essas ondulações em um grau razoável.
Assim, quanto maior essa massa, maior é o movimento e maiores são as ondas. Nessa categoria entram explosões de estrelas gigantes, a colisão de estrelas mortas superdensas e a junção de buracos negros.
Os pesquisadores trabalhavam há anos para detectar as minúsculas distorções causadas quando as ondas gravitacionais passam pela Terra. Os detectores nos Estados Unidos e na Itália são ambos formados por dois túneis idênticos em forma de L, de 3 km de largura.
Neles, um feixe de laser é gerado e dividido em dois – uma metade é disparada em um túnel, e a outra entra pela segunda passagem. Espelhos ao final dos dois túneis rebatem os feixes para lá e para cá muitas vezes, antes que se recombinem.
Como resultado, os raios divididos se recombinam de uma maneira diferente: as ondas de luz interferem entre si, em vez de se cancelarem. Essa observação direta abre uma nova janela para o cosmos.
"Agora, o que se tem são sentidos diferentes e complementares, para estudar as mesmas fontes. E com isso, podemos extrair muito mais informações", disse Alicia Sintes, do departamento de física do Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha, na Espanha, que participou do projeto.
"Não estamos falando de expandir um pouco mais o espectro eletromagnético, mas de um espectro totalmente novo".
A especialista afirma que as ondas eletromagnéticas dão informações do Universo quando ele tinha 300 mil anos de idade. "Já com as ondas gravitacionais, pode-se ver as (ondas) que foram emitidas quando o Universo tinha apenas um segundo de idade."
Nasa mostra imagem de duas galáxias se fundindo
Uma imagem divulgada pela Nasa, capturada com o telescópio NuSTAR, mostra duas galáxias, coletivamente denominadas Arp 299, e seus respectivos buracos negros massivos colidindo.
A missão determinou que um dos buracos se alimenta de gases enquanto o outro está dormente ou escondido sob uma espessa camada de gás e poeira estelar.
A descoberta ajuda os pesquisadores a entender como a junção de duas galáxias pode iniciar o processo de sucção de um buraco negro, o que é um passo importante na evolução e nascimento de galáxias.
"Quando as colisões ocorrem, gás é sugado para o núcleo do buraco negro e isso resulta na formação de estrelas", diz Andrew Ptak, cientista da NASA e autor de um estudo sobre o assunto.
NuSTAR é o primeiro telescópio capaz de penetrar na densa camada de gás e poeira da junção Arp 299. Observações anteriores de outos telescópios haviam apenas indicado a possibilidade das duas galáxias terem buracos negros massivos em seus núcleos, enquanto a NuSTAR confirmou a suspeita por conta de sua tecnologia de raios-x de alta energia.
Post via Band.
Buracos negros fascinam a todos e já foram temas de diversos livros e filmes. Lembram do filme Interestelar? Há várias questões relativísticas abordadas na obra de ficção científica de Christopher Nolan. Com relação à famosa cena em que discute-se entre os astronautas a descida ou não ao planeta de Miller,surge a informação de que para cada hora passada no planeta, sete anos se passariam para quem está longe dele. A explicação dada no filme é de que essa distorção temporal seria causada pelo fato do planeta ter uma órbita muito próxima à um buraco negro, o Gargantua. Pois é, esse efeito temporal ocorre de verdade. Longe da situação do filme ser real, apenas relembro que a previsão teórica em conformidade com as equações de Einstein é que a matéria (no caso o buraco negro) distorce o espaço-tempo (causando o intenso campo gravitacional do planeta Miller e sua passagem temporal distorcida). Não se sinta mal por não entender logo de início, esses comportamentos são estranhos à nossa intuição e precisam do auxílio matemático para seu entendimento completo. Mesmo assim, eles nos seduzem completamente.
Ondas gravitacionais também são um caso particular de soluções das equações de Einstein.Sua observação cosmológica portaria as informações mais antigas a respeito da formação do Universo logo após o Big Bang. Atualmente, o observável mais antigo é a radiação cósmica de fundo (em inglês, cosmic microwave background, ou simplesmente CMB). Ondas gravitacionais, no entanto, carregam informações ainda mais primordiais e daí vem o interesse de sua busca.
Por fim, mas longe de ser menos importante, ressalto a maior contribuição prática da Relatividade Geral: o GPS. Graças à essa "Senhora Centenária", esse aparelho – um dos mais úteis da atualidade – foi inventado. Seu funcionamento conta com um sistema de satélites que emitem sinais de rádio viajando na velocidade da luz. Por essa razão, as correções temporais dos sinais de rádio são feitas utilizando a RG.
Post via Revista Galileu.
Post via Hypescience.
Além de astrônomos da USP, a equipe conta com cientistas da Universidade Federal de Itajubá, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, The Australian National University (Austrália), University of Texas at Austin (EUA) e da Konkoly Observatory, Research Centre for Astronomy and Earth Sciences, Hungarian Academy of Sciences (Hungria). O artigo foi publicado pela Astronomy & Astrophysics.