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Físicos anunciaram a descoberta das ondas gravitacionais

A dobras do espaço-tempo foram previstas por Albert Einstein em 1916 e nos farão enxergar o universo de outra forma.

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Físicos anunciaram a descoberta das ondas gravitacionais – dobras no espaço-tempo previstas por Albert Einstein que farão com que enxerguemos o espaço de um jeito novo.

Frank Glowna / commons.wikimedia.org

Uma equipe de cientistas trabalhando no experimento Advanced LIGO nos EUA fez o anúncio da primeira detecção direta de ondas gravitacionais emitidas pela fusão de dois buracos negros.

O sinal foi visto pela primeira vez em 14 de setembro do ano passado, no detector do LIGO em Livingston, Louisiana. Apenas sete milissegundos depois, o mesmo sinal foi visto no segundo detetor do LIGO em Hanford, Washington.

Os buracos negros em fusão que criaram o sinal têm massas iguais a 29 e 36 sóis, respectivamente, e estão a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz de distância. Eles são interessantes, pois buracos negros deste tamanho são incomuns.

Durante uma coletiva de imprensa para anunciar a descoberta, David Raitze, diretor executivo do LIGO, chamou a incrível descoberta de "pouso na Lua científico", comparando a descoberta ao momento em que o homem chegou à Lua nos anos 1960.

As descobertas foram publicadas no periódico Physical Review Letters.

O anúncio aconteceu depois dos rumores do mês passado, quando o físico Laurence Krauss tuitou que as ondas "poderiam ter sido descobertas".

My earlier rumor about LIGO has been confirmed by independent sources. Stay tuned! Gravitational waves may have been discovered!! Exciting.

"O rumor que anunciei mais cedo sobre o LIGO foi confirmado por fontes independentes. Fiquem atentos! As ondas gravitacionais podem ter sido descobertas!! Excitante."

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O Dr. Ryan O'Leary, pesquisador associado de pós-doutorado da Universidade do Colorado, que não é afiliado à colaboração LIGO, disse ao BuzzFeed News que este sinal é "tão bom quanto parece".

"A colaboração do LIGO fez um excelente trabalho caracterizando o plano de fundo desses detectores," ele disse. "Qualquer sinal que seja percebido pelos dois detectores, com essa força, está vindo de ondas gravitacionais."

Ele também pontuou que o experimento atualmente está usando apenas um terço da sensibilidade de captação que ele virá a ter. Ao longo dos próximos anos, quando o LIGO for desenvolvido e melhorado, poderemos esperar muitos outros sinais.

"Isso aconteceu com apenas 16 dias de observação, com o Advanced LIGO da primeira fase", O'Leary disse ao BuzzFeed News. "Ao longo dos próximos anos, ele será cerca de três vezes mais sensível a sinais de ondas gravitacionais de buracos negros em fusão e deve capturar perto de 30 vezes mais eventos por ano. O futuro da astronomia de ondas gravitacionais parece incrivelmente promissor."

É difícil prever exatamente quantos eventos nós veremos a partir de agora, porque só detectamos um deles, ele disse, mas não teremos que esperar muito para descobrir. "Foi tão forte e observado num período de tempo tão curto, que eu espero que o LIGO veja dezenas ou, mais provavelmente, centenas de eventos assim quando completar todas as suas rodadas científicas."

"Vamos receber muitos outros sinais de ondas gravitacionais", disse o físico teórico Kip Thorne na coletiva de imprensa que anunciou a descoberta.

Se você está se perguntando o que são as ondas gravitacionais, você não está sozinho.

BBC / giphy.com

Geralmente, as ondas gravitacionais são descritas como "ondulações no espaço-tempo". Essencialmente, o próprio espaço é visto esticando-se ligeiramente quando uma dessas ondas passa, e então volta ao normal.

Foi depois de Einstein publicar sua teoria geral da relatividade em 1916 que as pessoas começaram a pensar no universo como sendo feito do "tecido do espaço-tempo". Quanto mais massa um objeto tem, mais ele dobra o tecido do espaço-tempo.

E quando dois objetos muito grandes interagem – como dois buracos negros orbitando um ao outro, ou duas galáxias se fundindo – eles supostamente criam essas ondulações no espaço-tempo que nós chamamos de ondas gravitacionais.

As ondas gravitacionais são muito, muito pequenas, mas elas não encontram obstáculos quando viajam através do espaço e do tempo, portanto, os físicos sabiam que se eles se esforçassem o suficiente, conseguiram encontrá-las.

Lasers instalados para medir a distância entre duas massas de teste conseguem detectar essas minúsculas extensões do espaço. Mas não é tão simples assim. Os cientistas criaram modelos de computador para mostrar o que eles devem procurar dentro do emaranhado de dados que eles obtêm desses experimentos.

Nós já vimos os efeitos das ondas gravitacionais antes. Em 1993, o prêmio Nobel de Física foi concedido pela descoberta de um novo tipo de pulsar – uma estrela que gira rapidamente e emite pulsos regulares de radiação – e evidências indiretas dessas ondulações no espaço-tempo de um sistema estelar de duas estrelas pulsares. Mas elas nunca foram detectadas diretamente – até agora.

O Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO, da sigla em inglês) está funcionando há mais de uma década.

Umptanum / CC / commons.wikimedia.org

Ele é feito de detectores em forma de L com 4 km de comprimento em lados opostos dos EUA: um fica no estado de Washington e o outro fica em Louisiana. Conforme uma onda gravitacional passa através desses Ls, ela se estica de um lado enquanto se espreme do outro. Lasers supersensíveis capturam essa mudança em comprimento, que é menor que o diâmetro de um átomo.

O LIGO funcionou originalmente entre 2002 e 2010, mas falhou em detectar ondas gravitacionais durante esse tempo. Em seguida, ele foi reprojetado, usando o que os cientistas aprenderam durante sua operação original, e começou sua mais recente rodada de observação em setembro do ano passado, com um nome atualizado: Advanced LIGO.

A descoberta do Advanced LIGO tornará a astronomia de buracos negros possível, com ondas gravitacionais revelando os segredos dessas estrelas que entraram em colapso, e testando nossas teorias sobre como eles funcionam.

"Isto abre uma nova janela no universo, como a invenção do telescópio ou a descoberta das ondas de rádio vindas do espaço. A astronomia de ondas gravitacionais será a astronomia do século 21," Lawrence Krauss, cosmólogo e professor visitante do New College of the Humanities em Londres, disse ao BuzzFeed News.

"Mais do que isso, ela poderá revelar informações importantes sobre a natureza da gravidade, buracos negros e física fundamental. Todas as vezes que abrimos uma janela no passado, nós fomos surpreendidos. Eu ficaria surpreso se não fôssemos surpreendidos de novo. Isto representa um testamento extraordinário da perseverança e inventividade de cientistas em alcançar algo que, na superfície, parece quase impossível."

Se você está com dificuldade em entender as ondas gravitacionais, experimente ver este vídeo.

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Jorge Cham, criador do PhD Comics, trabalhou com dois físicos para fazer este guia ilustrado das ondas gravitacionais, que deve ajudar a esclarecer o que elas são e por que este anúncio é importante.

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