CIENTISTAS DETECTAM ONDAS GRAVITACIONAIS PREVISTAS POR EINSTEIN
EM DESCOBERTA HISTÓRICA
Em um marco para a física e a astronomia, cientistas de vários
países anunciaram nesta quinta-feira (11) a detecção de forma direta das ondas
gravitacionais, ondulações do espaço-tempo que foram previstas por Albert
Einstein há um século.
“Este passo marca o nascimento de um domínio inteiramente novo
da astrofísica, comparável ao momento em que Galileu apontou pela primeira vez
seu telescópio ao céu” no século 17, disse France Cordova, diretora da Fundação
Nacional Americana de Ciências (National Science Foundation), que financia o
laboratório Ligo.
Dois buracos-negros se chocaram há 1,3 bilhão de anos. O
cataclismo lançou estas ondas em todas as direções até que chegaram à Terra no
dia 14 de setembro, quando foram captadas por instrumentos instalados nos
Estados Unidos, informaram cientistas durante uma coletiva de imprensa em
Washington.
A descoberta, que coroa esforços de décadas, confirma uma
previsão feita por Albert Einstein em sua teoria geral da relatividade de 1915.
ENTENDA AS
ONDAS GRAVITACIONAIS
Imagine-se à beira de uma piscina, prestes a dar um
mergulho. Ao pular na água, independentemente do seu peso, você criará um
movimento de onda. No espaço, o movimento [e o choque] dos objetos causa um
“efeito de onda”, ou distorção, comparável -- neste caso “onda gravitacional”.
Apesar desta explicação simplificada parecer óbvia,
captar estas ondas não é tão simples. Isso porque os rastros dos movimentos e
choques entre os corpos espaciais são quase imperceptíveis à nossa tecnologia.
O laboratório Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) foi
tido como a maior esperança desta captação e, ainda assim, precisava
basicamente de um grande evento espacial, que gerasse ondas mais robustas –um
choque de dois buracos negros.
EINSTEIN
TINHA RAZÃO
Pela primeira vez, cientistas detectaram ondas gravitacionais,
que haviam sido descritas há 100 anos pela Teoria da Relatividade de Albert
Einstein.
COMO
FUNCIONA O LIGO
O Ligo, que permitiu a primeira observação direta das ondas
gravitacionais, é o maior detector em todo mundo deste misterioso fenômeno e é
capaz de realizar um dos experimentos mais complexos da ciência moderna.
É formado por dois interferômetros gigantes a laser,
que permitem medições extremamente precisas das interferências de ondas. Esses
dois dispositivos, que medem cerca de quatro quilômetros de comprimento, são
separados por 3.000 quilômetros: um está localizado em Livingston, no estado da
Louisiana, no sul dos Estados Unidos, e outro em Hanford, no estado de
Washington, no noroeste do país. Para localizar as ondas gravitacionais, estes
aparatos utilizam as propriedades físicas da luz e do espaço.
A equipe de cientistas responsável pelo Ligo
trabalha em estreita colaboração com os pesquisadores do detector
franco-italiano Virgo, situado perto de Pisa, na Itália, e que deverá estar
plenamente operacional no final deste ano.
Detector europeu Virgo, que foi usado
em conjunto com o observatório LigoCLAUDIO GIOVANNINI/AFP
Um interferômetro como os do Ligo ou o projeto Virgo consiste em
dois braços perpendiculares longos: os do Ligo têm quatro quilômetros e os do
Virgo três. Em cada braço circula um feixe de laser que se reflete no espelho
localizado em cada extremidade.
Quando uma onda gravitacional chega, o alongamento e
a compressão do espaço resulta num alongamento ou compressão dos braços do
interferômetro. Assim, quando o braço é esticado o outro é comprimido, e
vice-versa.
Uma vez que os comprimentos dos braços do
interferômetro variam de modo quase imperceptível, o tempo necessário para que
o feixe de laser percorra a distância é medido na saída do instrumento. Segundo
os cientistas, a onda de gravitacional detectada diretamente pelo Ligo em 14 de
setembro de 2015 produziu uma diferença de cerca de uma centena de milionésimo
do tamanho de um átomo. Para uma observação desta natureza, os detectores devem
combinar extrema sensibilidade com uma enorme capacidade de identificar vários
sinais sonoros, como o som dos próprios instrumentos e do ambiente, e
distinguir esta cacofonia com a característica única de uma onda gravitacional.
Assim, as equipes do Ligo e do Virgo realizaram inúmeros
testes, independentes e exaustivos, que permitiram concluir com alto grau de
certeza que o fenômeno detectado em 14 de setembro era uma onda gravitacional. Os
sinais gravados em Hanford e Livingston foram poderosos o suficiente para se
destacar claramente acima do nível de ruído de fundo quando a detecção ocorreu.
Os cientistas compararam este momento a uma gargalhada que é ouvida com clareza
em um ambiente cheio de pessoas conversando. Os cientistas do Ligo realizaram uma análise
estatística destes ruídos registrados durante 16 dias no mês seguinte à
constatação de que os dois interferômetros funcionaram de forma estável. Assim, determinaram que o sinal da onda gravitacional foi o mais
claramente observado pelos dois detectores em todo esse período. Para esses
especialistas, a probabilidade de que uma flutuação aleatória ocorra
simultaneamente com a detecção das ondas gravitacionais era inferior a 1 em
dados de 200.000 anos de dados. Portanto, concluíram que a detecção direta de
14 de setembro é muito real.
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