As ondas gravitacionais e seu sentido profundo

Ao confirmar hipótese de Einstein, descoberta da semana passada chancela uma das conclusões mais notáveis da Relatividade: tempo e espaço não são lineares

Por Kaluan Bernardo, no Nexo

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Ao confirmar hipótese de Einstein, descoberta da semana passada chancela uma das conclusões mais notáveis da Relatividade: tempo e espaço não são lineares; expandem-se ou se comprimem segundo movimento dos corpos 

Por Kaluan Bernardo, no Nexo

Mais de cem anos depois, a Teoria Geral da Relatividade, de Albert Einstein, está confirmada: cientistas detectaram, pela primeira vez, ondas gravitacionais. O anúncio foi feito na quinta-feira (11), em Washington, nos EUA, pelos pesquisadores responsáveis do Ligo (Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser, na sigla em inglês).

A descoberta tem sido considerada uma das maiores das últimas décadas e já é cotada como favorita ao Prêmio Nobel da Física. Não é por menos: há um século, desde que Einstein divulgou sua teoria, físicos do mundo todo têm procurado detectar as ondas gravitacionais. Agora temos “telescópios que percebem a gravidade”.

Além de confirmar as teorias de Einstein, a medição é importante porque marca um novo capítulo na astronomia. Daqui para frente, poderemos entender muito mais sobre o universo; conseguiremos medir buracos negros e saber mais sobre como eles se formam; poderemos calcular o ciclo vital de estrelas. É como se até hoje pudéssemos apenas ver parte do universo; agora conseguiremos ouvi-lo também.

Por que as ondas gravitacionais são importantes

SIMULAÇÃO DO LIGO DE DOIS BURACOS NEGROS SE APROXIMANDO

As ondas gravitacionais normalmente são descritas como “marolinhas” no tempo-espaço. Segundo Einstein, qualquer objeto, quando acelerado, transforma parte de sua massa em energia, gerando ondas gravitacionais, que viajam à velocidade da luz e deformam (esticando ou comprimindo) o espaço e o tempo por onde passam.

Quando nos movemos, geramos ondas gravitacionais. Mas, de tão fracas, elas são praticamente nulas. Quando a Terra gira em torno do Sol, ela também gera as ondas, também muito fracas. É necessário algo com uma massa muito grande (como um buraco negro), para gerar uma onda minimamente detectável.

É o que aconteceu com dois buracos negros, de uma galáxia muito distante, que se fundiram há 1,3 bilhão de anos. Como se estivessem em uma dança, eles orbitavam um em torno do outro, se movendo aproximadamente a metade da velocidade da luz, sempre encurtando suas distâncias.

Os buracos negros tinham apenas 150 km de diâmetro, mas massa de 29 a 36 vezes maior que o Sol. Em certo momento, se fundiram e liberaram energia 50 vezes mais intensa do que a de todo o universo visível, em forma de ondas gravitacionais que saíram viajando na velocidade da luz, distorcendo o tempo e o espaço por onde passavam.

Essa viagem vem acontecendo há bilhões de anos. De lá para cá os dinossauros foram extintos, o homo sapiens surgiu, Einstein formulou sua teoria, e cientistas testaram formas de captar essas ondas. Agora, finalmente, o homem conseguiu medir a onda e provar que, de fato, elas existem e estavam por aí esse tempo todo.

Por que é difícil medir ondas gravitacionais

OBSERVATÓRIO DO LIGO, EM WASHINGTON

Ondas gravitacionais passam pela Terra o tempo todo. No entanto, elas são tão pequenas, que não percebemos como ela distorcem o tempo e o espaço.

Por isso, o Ligo é calibrado em medidas tão sutis que ele pode medir ondas 10 mil vezes menores do que um próton.

Medir uma onda gravitacional é muito difícil. É como identificar uma voz de uma pessoa no meio de um bloco de carnaval. Sascha Husa, pesquisador da UIB  (Universidade das Ilhas Baleares), disse ao jornal “El País” que estamos ouvindo a “sinfonia do universo”.

Ele defende que medir a onda é como usar um aplicativo que identifica uma música em um lugar cheio de ruídos e diz o nome da canção e do artista. E, de fato, é possível ouvir o som dos buracos negros colidindo(por meio da conversão em áudio da onda captada pelos sensores). Como o “The Guardian” notou, o som parece a introdução de “Planet Telex”, uma música da banda “Radiohead”

No entanto, como as ondas gravitacionais são sutis, não foi fácil notar se o que apareceu ali eram elas ou se era qualquer outro som ou vibração de um objeto. Tanto é que, apesar de terem detectado as distorções em setembro de 2015, os cientistas estavam até agora fazendo cálculos e medições para ter certeza de que eram, sim, ondas gravitacionais. Funcionou: o estudo foi publicado na “Physical Review Letters”, uma das principais revistas de Física.

Por isso o Ligo é considerado a “régua mais precisa já criada”. E é também por esse motivo que levamos cem anos para, finalmente, conseguir identificar as ondas.

Quem são os cientistas por trás da descoberta

TRECHO DO LIGO, ONDE ONDAS GRAVITACIONAIS SÃO MEDIDAS

O Ligo, fundado em 1992, reúne um grupo internacional de mais de mil cientistas, de mais de 40 instituições em 16 países. O projeto contou com investimentos da National Science Foundation, nos EUA, que ao longo dos anos aportou mais de US$ 1,1 bilhão no experimento.

As primeiras medições começaram em 2001 e ficaram procurando pelas ondas por mais nove anos. Mas não conseguiram nada. Em 2010, resolveram desligar as máquinas e investir mais US$ 200 milhões em melhorias, que duraram mais cinco anos para serem desenvolvidas. Com os espelhos mais perfeitos do mundo (cada um deles custa US$ 500 mil), lasers potentes, e sistemas de isolamento de vibração do solo, em 2015 o equipamento funcionou.

Há duas instalações, em forma de “L”: uma no Estado de Louisiana e outra no de Washington. Elas estão separadas por 3 mil quilômetros. Em cada local há um feixe de laser, com quatro quilômetros de comprimento, que dispara no espelho. Se o tempo-espaço for comprimido ou esticado, a luz do laser demorará mais ou menos tempo para voltar – o que indica que a onda gravitacional interferiu ali.

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2 comentários para "As ondas gravitacionais e seu sentido profundo"

  1. gladson santos disse:

    o universo é um bagunça, cada um no seu quadrado, ondas gravitacionais e magnetismo, isto interessa muito, mais conhecimento e algum domínio pode render muitos dolares

  2. Gracyane Fonseca disse:

    Tive uma ideia do som.
    Que maravilha. O que dizer? Uma eternidade entrando na nossa.

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