Cientistas gravaram o som de dois buracos negros colidindo, e você também pode ouvir - Outro | Pode 2021
Cientistas gravaram o som de dois buracos negros colidindo, e você também pode ouvir
Esta foi a primeira medição direta de ondas gravitacionais de todos os tempos, conforme previsto por Einstein.
Dois buracos negros girando em torno um do outro. LIGO / Caltech / MIT / Estado de Sonoma (Aurore Simonnet).
Algo aconteceu 3 bilhões de anos atrás que mudou a composição de nosso universo prodigioso para sempre. Dois enormes buracos negros colidiram, resultando em uma intensa explosão e formando um objeto solitário 49 vezes mais massivo que o nosso sol.
A explosão se formou e liberou energia duas vezes a massa do nosso sol em uma fração de segundo. Isso enviou ondas gravitacionais tão poderosas que alteraram a própria estrutura do espaço-tempo. Um buraco negro supermassivo surgiu como consequência. Os cientistas foram recentemente capazes de detectar essa colisão cataclísmica e, como resultado, estão aprendendo mais sobre os buracos negros e o cosmos.
O observatório de ondas gravitacionais de ponta da National Science Foundation fez essas detecções. A instalação é chamada de Observatório de Ondas Gravitacionais com interferômetro de laser gêmeo (LIGO). É administrado por um grupo internacional de cientistas, incluindo alguns da NASA, MIT e Caltech.
O LIGO tem dois locais diferentes, um em Hanford, estado de Washington e outro perto de Livingston, Louisiana. Eles estão propositalmente separados por 1.800 milhas (aproximadamente 2.896 km). As ondas de gravidade eram incrivelmente sutis. Eles alteraram o espaço dentro e ao redor da Terra em apenas uma fração da largura de um próton. No entanto, a instrumentação é tão sensível que pode detectar ocorrências tão delicadas.
Um interferômetro é basicamente um instrumento de medição baseado em laser que pode detectar ondas gravitacionais e localizar sua origem. Observando cuidadosamente a luz e o espaço com dois interferômetros gigantescos, os pesquisadores podem aprender muito mais sobre a gravidade, uma das quatro principais forças do universo. Cientistas do LIGO dizem que esses observatórios duais estão no mesmo nível de complexidade que o grande colisor de hadron (LHC) no CERN. LIGO é responsável por fazer descobertas que afetarão a mecânica quântica, a relatividade, a astronomia e até a física nuclear.
Esta é a terceira vez que ondas gravitacionais foram detectadas usando instrumentos na Terra e a primeira medição direta . Agora sabemos mais sobre os buracos negros de massa estelar, como eles são formados, as áreas que habitam e como dois deles podem terminar em uma dança giratória de morte e fusão. Neste caso específico, um tinha cerca de 30 vezes a massa do sol e o outro 19 vezes mais. O maior atraiu o menor.
À medida que se aproximavam, começaram a girar em torno um do outro, em uma valsa que durou eras, enviando ondas gravitacionais à medida que avançavam, aproximando-se cada vez mais até se unirem, o que causou uma explosão de proporções astronômicas. Parece sombriamente romântico. Os resultados foram publicados na revista Cartas de revisão física . Os pesquisadores conseguiram até capturar sons associados ao abraço final.
Então, o que é um buraco negro, exatamente? Um buraco negro de massa estelar são os restos de uma estrela outrora poderosa. Os astrônomos acreditam que, quando uma estrela massiva fica sem combustível nuclear, ela implode. Uma estrela menor, digamos do tamanho do nosso Sol, eventualmente se expandirá em uma gigante vermelha e então se transformará em uma anã branca.
Com estrelas muito maiores, algo diferente ocorre. A pressão externa depois de empurrar a energia para o espaço desaparece. Como resultado, a pressão de tração da gravidade não é mais compensada e, portanto, começa a puxar tudo para dentro com uma força tremenda. As ondas gravitacionais que resultaram na união desses dois buracos negros foram detectadas em setembro e dezembro de 2015. Pesquisadores as vêm estudando desde então.
Laura Cadonati, membro da equipe LIGO, da Georgia Tech, disse Geografia nacional , "Antes de nossas descobertas, nem sabíamos com certeza se esses buracos negros existiam." Também antes disso, os astrônomos pensavam que não poderiam obter mais do que 10 massas solares. Esses recém-descobertos são muito mais massivos.
Uma teoria é que esses buracos negros vieram de estrelas compostas principalmente de hélio e hidrogênio. Esses gases são estáveis ​​e perdem pouca massa com o tempo. Quando a estrela expira, mais massa está envolvida na implosão, tornando o evento muito mais poderoso.
LIGO / Caltech / MIT / Estado de Sonoma (Aurore Simonnet).
A equipe do LIGO estudou cuidadosamente as ondas gravitacionais detectadas. A partir deles, eles puderam determinar em que direção cada buraco negro estava girando antes da colisão e o eixo de cada um. A partir daí, os cientistas teorizaram que essas podem ter sido estrelas irmãs. Seus restos dançantes orbes da escuridão mais negra, circulando uns aos outros como predadores, até que o maior engoliu o menor.
No entanto, alguns dados sugerem que essas estrelas estavam realmente distantes uma da outra, inicialmente, e por fim se encontraram na órbita uma da outra, com a maior atraindo a menor. Os cientistas esperam que essas descobertas lhes dêem uma melhor compreensão das estrelas, como elas se desenvolvem ao longo tempo e mais sobre aglomerados de estrelas. Eles também esperam obter insights, se puderem, sobre a existência de matéria escura.
Einstein previu essas ondas gravitacionais um século atrás, enquanto formulava a relatividade. Mas ele achou o efeito tão minúsculo que nunca seríamos capazes de medi-lo. Agora, não apenas podemos, mas também podemos usar os dados coletados para entender o universo de uma maneira totalmente nova.
A maioria de nossas observações do universo foram eletromagnéticas até hoje. Mas, com medições e observações gravitacionais precisas, seremos capazes de aprender mais sobre o universo por meio de lentes totalmente diferentes.