O mundo científico viveu recentemente um momento histórico com o grande anúncio da primeira deteção direta das ondas gravitacionais, teorizadas há 100 anos por um dos maiores génios da história da humanidade. Albert Einstein.

A descoberta, foi anunciada numa conferência de imprensa em Washington por investigadores da Fundação Nacional de Ciências dos EUA (entidade que financia o LIGO – Observatório de Interferometria Laser de Ondas Gravitacionais), é considerada como um dos maiores avanços na física que abre uma nova perspetiva sobre o universo e os seus mistérios.

Para o cidadão médio que não conhece física tão aprofundadamente, eis três perguntas essenciais sobre as ondas gravitacionais:

O que são ondas gravitacionais?

As ondas gravitacionais são pequenas ondulações provocadas no tecido do espaço-tempo que se propagam no universo à velocidade da luz. Albert Einstein previu a existência das ondas gravitacionais na Teoria da Relatividade Geral, publicada em 1915.

Ao abrigo desta teoria, o espaço e o tempo estão entrelaçados em algo denominado como “espaço-tempo”, um conceito que acrescenta uma quarta dimensão ao nosso conceito de Universo. A física clássica descreve o espaço em três dimensões.

O físico alemão defendeu que a massa deforma o espaço-tempo através da sua força gravitacional. Uma analogia habitualmente utilizada é visualizar o espaço-tempo como um trampolim e a massa como uma bola de ‘bowling’ colocada sobre o trampolim.

Os objetos sobre a superfície do trampolim irão “cair” em direção ao centro — representando a gravidade.

Quanto maior a massa do objeto, maior é a onda e mais fácil para os cientistas a detetarem.

As ondas gravitacionais não interagem com a matéria e viajam pela Universo sem qualquer impedimento.

As ondas mais fortes são provocadas pelos processos mais cataclísmicos: a coalescência [fusão] de buracos negros, a explosão de estrelas ou o nascimento do próprio Universo há cerca de 13,8 mil milhões de anos.

Porque é tão importante detetar de forma direta estas ondas gravitacionais?

Este processo dá uma validação direta de uma das previsões de Einstein. É um marco histórico para a comunidade internacional de físicos.

 

Especificamente, a deteção “abre o caminho para uma nova astronomia, a astronomia gravitacional”, afirmou, em declarações à agência noticiosa francesa AFP, Benoît Mours, diretor de investigação do Centro Nacional de Investigação Científica (França) e um dos elementos envolvidos no processo hoje anunciado.

A par dos vários meios eletromagnéticos que permitem atualmente observar o Cosmos, os astrofísicos vão contar com uma nova ferramenta para observar os fenómenos violentos no Universo. A deteção das ondas gravitacionais vai permitir ver o que está a acontecer “no interior” durante a fusão de dois buracos negros, por exemplo, segundo explicou Benoît Mours.

“As nossas vidas não vão mudar amanhã de manhã” com a deteção das ondas gravitacionais, afirmou o investigador francês, frisando, no entanto, que os avanços tecnológicos realizados para alcançar a deteção de ondas poderão ter, em última instância, impacto na vida diária das pessoas.

Como decorreu ao longo dos anos o processo de investigação dedicado às ondas gravitacionais?

Einstein tinha consciência que seria muito difícil observar as ondas gravitacionais. Durante 50 anos, não existiu qualquer progresso nesta matéria. Só na década de 1950, um físico norte-americano, Joseph Weber, avançou para a construção de detetores, sendo considerado como um pioneiro na área.

Em 1974, a observação de um pulsar – uma estrela de neutrões que emite radiação eletromagnética intensa numa determinada direção, como um farol -, em órbita de outro astro, permitiu deduzir que as ondas gravitacionais existiam.

Os americanos Russell Hulse e Joseph Taylor seriam distinguidos com o prémio Nobel da Física em 1993 por esta descoberta.

Na década de 1990, os Estados Unidos decidem construir o LIGO (The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), um observatório ambicioso composto por dois mecanismos gigantes que utilizam como fonte de luz um laser infravermelho. Um deles está no Estado federal do Louisiana e o outro no Estado de Washington.

A França e a Itália avançaram com o detetor gravitacional VIRGO, localizado nas instalações do Observatório Gravitacional Europeu (EGO), perto da cidade italiana de Pisa.

Em 2007, as duas estruturas (LIGO E VIRGO) decidiram trabalhar em parceria, trocando dados em tempo real e analisando dados em conjunto.

Nos últimos anos, a estrutura do LIGO foi submetida a importantes modificações e permaneceu inativa.

O detetor avançado LIGO voltou a funcionar em setembro de 2015. E seria o responsável pela deteção direta, a 14 de setembro, da onda gravitacional GW150914.

O detetor VIRGO também sofreu o mesmo tipo de transformações, mas ainda não foi reiniciado. Deve começar a funcionar novamente ainda este ano, no outono.

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