Ondas gravitacionais detectadas pela primeira vez. Einstein estava certo


O LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) anunciou, esta quinta-feira, em conferência de imprensa, ter pela primeira vez detectado directamente ondas gravitacionais, confirmando, assim, a última previsão da Teoria da Relatividade Geral de Einstein.

As ondas gravitacionais são ondulações provocadas no espaço-tempo pelos objectos com massa. Em termos práticos será o mesmo que acontece quando passas a mão pela água e deixas um rasto de ondas na sua superfície. Segundo a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, que comemorou recentemente 100 anos, o espaço-tempo é um contínuo de quatro dimensões, as três que conhecemos, mais o tempo. Os objectos, qualquer que seja a sua massa, conseguem distorcer este “tecido” de espaço-tempo, fenómeno esse que explica a força da gravidade, e que provoca as ondas gravitacionais.

A existência de ondas gravitacionais era geralmente aceite pela comunidade científica, mas há muitos anos que se tentava provar esta teoria de Einstein, inserida na Teoria da Relatividade Geral. O LIGO anunciou ter conseguido detectar pela primeira vez ondas gravitacionais, emitidas pela colisão de dois buracos negros com cerca de 30 vezes a massa do nosso Sol.

O LIGO anunciou que as ondas gravitacionais foram detectadas a 14 de Setembro de 2015 pelos dois interferómetros laser de alta precisão, localizados em Livingston, Louisiana e Hanford, no estado de Washington.

As ondas observadas terão sido produzidas pela fusão de dois buracos negros com cerca de 150 km de diâmetro, um evento que ocorreu há 1,3 mil milhões de anos. Os dois objectos possuíam massas semelhantes, o maior teria 36 vezes a massa do nosso Sol e o menor, 29 vezes. A enorme massa dos dois objectos explica o facto de os interferómetros terem conseguido registar as ondas gravitacionais emitidas aquando do evento. Segundo os cálculos, cerca de 3 vezes a massa do Sol foi convertida em ondas gravitacionais, que foram detectadas pelos dois aparelhos. A detecção ocorreu com um intervalo de 7 milisegundos  entre ambos, tendo ocorrido primeiro no aparelho do Louisiana, o que leva os cientistas a assumir que o evento tenha tido lugar no hemisfério Sul.

De acordo com a Teoria da Relatividade Geral, dois buracos negros orbitam em torno um do outro, com perda de energia que é transformada em ondas gravitacionais. Esta situação leva a que ambos se vão atraindo durante um período de milhões de anos, no inicio lentamente, e depois no fim do processo muito mais rápido, até que acabam por colidir a cerca de metade da velocidade da luz, formando um buraco negro único de maiores dimensões. Com a junção de ambos, uma parte da massa é transformada em energia (E=mc2) que é emitida como uma explosão final de grande intensidade de ondas gravitacionais, as mesmas que foram agora detectadas pelos aparelhos do LIGO.

ligolaboratory

O LIGO foi proposto nos anos 80 como um meio de detectar as ondas gravitacionais. Entre os criadores encontravam-se Rainer Weiss, professor emérito de Física no MIT, Kip Thorne professor de Física Teórica na Caltech e Ronald Drever, professor emérito de Física também da Caltech, que se mostram agora felizes por, finalmente, se ter atingido o objectivo.

“A descrição desta observação é descrita maravilhosamente na teoria da Relatividade Geral de Einstein e consiste no primeiro teste da teoria em condições de forte gravidade”, declarou Rainer Weiss. “Seria lindo ver a cara de Einstein se lhe pudéssemos contar isto!”

Já Kip Thorne destacou as possibilidades que se abrem a partir de hoje: “Com esta descoberta, nós Humanos embarcamos numa nova demanda maravilhosa: a busca da curvatura do Universo e do espaço-tempo curvo. Buracos negros a colidir e ondas gravitacionais são os nossos primeiros exemplos.”

Outra informação importante a reter deste anúncio realizado hoje é o facto de as ondas gravitacionais se propagarem à velocidade da luz. Esta situação era prevista teoricamente mas a sua demonstração prática é importante para construir futuras teorias.

As observações também confirmaram a existência dos maiores buracos negros intermédios jamais encontrados. Estes buracos negros estelares são geralmente mais pequenos, atingindo no máximo masssas cerca de 15 vezes superiores à do Sol. Os agora observados, e que levaram à emissão das ondas gravitacionais, são bastante maiores e acredita-se que sejam remanescentes das primeiras estrelas do Universo.

Uma nova era

Os cientistas de todo o Mundo são unânimes em reconhecer o anúncio de hoje como o maior breakthrough deste século na área da Física e as implicações que terá para os estudos futuros.

O Professor Neil Turok director do Perimeter Institute for Theoretical Physics no Canadá e antigo colaborador de Stephen Hawking, considerou, em declarações ao The Guardian, a descoberta como “a grande cena, um daqueles momentos de viragem na Ciência”.

A descoberta segundo ele representa o culminar de um arco de raciocínio com mais de 200 anos, que se iniciou quando Faraday se começou a interrogar como é que a acção era transmitida através do espaço, como é que, por exemplo, o Sol atraía a Terra e a fazia mover em torno de si. O cientista britânico supôs que algo atravessaria o espaço para conseguir transmitir a força da gravidade, e este raciocínio inspirou Maxwell a ver como a força eléctrica viajava e a prever as ondas electromagnéticas.

Quando Einstein propôs a sua Teoria da Relatividade Geral, e chegou à conclusão de que haveria ondas gravitacionais envolvidas, não ficou surpreendido, depois de ter lido os trabalhos dos dois Físicos antes dele, afirmou Turok.

Segundo o mesmo, alargamos a partir de hoje o leque de conhecimentos disponíveis: “Agora que temos onda gravitacionais, vamos ter um nova visualização do Universo, dos objectos que não emitem luz, como a matéria negra e os buracos negros!”

E ao conseguirmos observar estas ondas, aumentamos a abrangência daquilo que podemos ver no Universo, até ao seu início. O Universo primitivo, pela sua densidade, era opaco à luz, mas não à gravidade. Serão as ondas gravitacionais a porta de entrada para finalmente visualizar o início de tudo, o Big Bang?

Uma coisa é certa, a descoberta de hoje marca o início de uma nova Era na astronomia.

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