O mundo da física está agitado pelas últimas semanas, enquanto os tweets e rumores sugerem que os cientistas podem ter detectado ondulações há muito procuradas no espaço-tempo, chamadas ondas gravitacionais. Embora parte disso seja especulação, há algumas evidências que sugerem que os pesquisadores do Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO) podem ter encontrado a primeira evidência direta dessas ondas desde que Albert Einstein propôs sua existência há um século em sua teoria geral. da relatividade.
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Aqui estão cinco coisas para saber sobre ondas gravitacionais para se preparar para o próximo anúncio.
O que eles são?
Se você pensa no universo como um vasto oceano, as ondas gravitacionais são como ondulações causadas quando um objeto cai em sua superfície. Segundo a teoria de Einstein, mudanças na aceleração de objetos massivos no espaço, como estrelas de nêutrons e buracos negros, iniciam essas ondulações radiantes através do tecido do espaço-tempo - com os efeitos mais dramáticos das colisões, escreve Joshua Sokol para a New Scientist .
Por que eles são tão grandes?
As ondas gravitacionais não apenas ajudariam a relatividade, mas também poderiam ajudar os cientistas a estudar muitos fenômenos misteriosos no cosmos. Os astrônomos agora escaneiam os céus usando o espectro eletromagnético, que revela diferentes tipos de objetos, dependendo do comprimento de onda. Ondas gravitacionais seriam “a maneira mais direta de estudar a grande fração do universo que é escura”, diz Bill Weber, cientista do LISA Pathfinder, ao Gizmodo . As ondas passam por corpos que, de outro modo, seriam difíceis de encontrar, proporcionando um vislumbre das formas misteriosas que seriam semelhantes a vê-las em um novo comprimento de onda.
Embora indescritíveis, essas ondulações também são centrais para muitas teorias sobre os primórdios mais antigos do universo. Cálculos mostram que o universo passou por um período de rápida expansão nos segundos após o Big Bang. Ondas gravitacionais criadas nesse período de inflação acelerada teriam distorcido o fundo de microondas cósmico, a radiação mais antiga que permeia o universo. As ondulações deixariam uma marca como uma impressão digital que poderia ser rastreada até os primórdios da existência. O LIGO é projetado para detectar ondas mais recentes, cosmicamente falando, mas apenas provar que elas existem seria um grande passo.
Como os cientistas procuram por eles?
A maioria dos detectores de ondas gravitacionais trabalha tentando detectar pequenas mudanças na distância entre objetos separados por uma quantidade conhecida, relata Maddie Stone para o Gizmodo. A ideia é que uma onda que passa pela Terra enrugue o espaço-tempo de uma maneira que mude essa distância.
Existem vários experimentos em andamento em todo o mundo, cada um testando diferentes técnicas. O LIGO, por exemplo, tem dois detectores localizados a quase 2.000 milhas de distância e agrega dados de 75 observatórios ao redor do mundo para detectar e triangular possíveis sinais de ondas gravitacionais que passam pela Terra. Outros pesquisadores propuseram o uso de relógios atômicos altamente sensíveis para detectar distorções temporais, e a Agência Espacial Européia lançou recentemente um satélite que testará a tecnologia que poderia ajudar os cientistas a criar novas maneiras de medir flutuações minúsculas no espaço.
Por que eles são tão difíceis de detectar?
Quando você deixa cair uma pedra em um corpo de água, as ondulações diminuem quanto mais se afastam do epicentro. Ondas gravitacionais seguem o mesmo princípio básico. O espaço é vasto e os cientistas acreditam que muitas das fontes de ondas gravitacionais são corpos que pairam nas bordas do universo, o que significa que qualquer sinal que alcance a Terra seria extremamente fraco e difícil de isolar. A maioria dos observatórios em busca de ondas gravitacionais tem que pular para minúsculas distorções no tecido do espaço-tempo - os detectores LIGO, por exemplo, podem medir deslocamentos tão pequenos quanto um décimo milésimo do diâmetro de um próton, escreve Sokol.
Espere, por que isso soa familiar?
Esta não é a primeira vez que os cientistas anunciam a descoberta das ondas gravitacionais. Em 2014, astrônomos trabalhando com o observatório BICEP2, perto do Pólo Sul, disseram que encontraram evidências de ondas gravitacionais desde o início do universo. Mas isso acabou sendo um falso alarme causado pela poeira cósmica. O LIGO também teve seus próprios falsos positivos no passado. Em 2010, antes que o observatório fosse atualizado para sua sensibilidade atual, os pesquisadores detectaram o que eles pensavam ser evidência de uma onda gravitacional, mas depois perceberam que era apenas um sinal que seus próprios cientistas fizeram para testar se eles poderiam dizer a diferença entre um sinal falso e a coisa real.
Embora não saibamos ao certo o que aconteceu no LIGO até quinta-feira, há evidências nos registros públicos do observatório que sugerem que eles podem realmente estar em ação neste momento. Desde que o experimento atual começou em setembro passado, os registros mostram que os pesquisadores do LIGO acompanharam pelo menos três pistas em diferentes partes do céu, relata Sokol. Poderia ser mais um alarme falso, mas por enquanto, físicos, astrônomos e entusiastas do espaço estão esperando com crescente excitação.
