Ondas gravitacionais são detectadas com precisão sem precedentes

Ilustração de buracos negros (LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)/Divulgação)

Albert Einstein estava certo quando formulou sua Teoria da Relatividade Geral: ondas gravitacionais existem e foram confirmadas pela quarta vez – agora, com a maior precisão já alcançada. Essas ondas são pequenas deformações no espaço-tempo (que os físicos descrevem metaforicamente como o tecido do universo) provocadas por grandes eventos cósmicos. O anúncio da detecção foi feito nesta quarta-feira por uma equipe internacional de cientistas, que utilizou três detectores (as descobertas anteriores contavam apenas com dois) para verificar a colisão entre dois buracos negros, apontando com exatidão a fonte das ondas.

A descoberta também marca a primeira vez que os cientistas conseguiram medir a polarização das ondas gravitacionais ou a forma como distorcem o espaço-espaço em três dimensões. “À medida que aumentamos o número de observatórios na rede internacional de ondas gravitacionais, não só melhoramos a localização da fonte, mas também recuperamos informações de polarização melhoradas que fornecem melhores informações sobre a orientação dos objetos em órbita, além de permitir novos testes da teoria de Einstein”, afirma Fred Raab, diretor de operações do Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory(LIGO, na sigla em inglês), em comunicado. Os dois detectores do observatório, ambos nos Estados Unidos, foram responsáveis pela primeira detecção de ondas gravitacionais, em maio de 2016. Agora, para obter maior precisão, os cientistas também utilizaram o Virgo, um enorme detector localizado na Itália.

A colisão, que foi detectada em 14 de agosto em uma galáxia a 1,8 bilhão de anos-luz da Via Láctea, ocorreu entre dois buracos negros com massas iguais a aproximadamente 31 e 25 vezes a massa do Sol. O buraco negro resultante desse encontro possui 53 vezes a massa do Sol, estimam os pesquisadores.

Teoria da Relatividade Geral

Quando Einstein formulou a Teoria da Relatividade Geral, em 1915, ele reescreveu as regras do Universo que haviam sido ditadas por Newton, dois séculos antes. Para o cientista alemão, matéria e energia distorcem a geometria do cosmo, da mesma forma que uma pessoa pesada faz um colchão ceder quando se deita sobre ele. A deformação provocada no colchão seria como os efeitos da gravidade. Distúrbios no cosmos fariam o espaço-tempo, esse fluido tecido que compõe todo o cosmos, esticar ou enrugar, da mesma forma que o tecido do colchão ondula quando a pessoa se move durante o sono – seriam essas as ondas gravitacionais.

Rumores anteriores ao anúncio da descoberta sugeriam que os cientistas estavam prestes a anunciar a detecção da fusão entre estrelas de nêutrons, corpos celestes supermassivos e com gravidade muito alta. Elas podem surgir no final do ciclo de vida de uma estrela supermassiva, quando ela colapsa e espreme prótons e elétrons contra neutrinos e nêutrons, expulsando os neutrinos e formando um núcleo extremamente compacto. Se esse núcleo for superior a três massas estelares, ele forma um buraco negro.

Como os buracos negros absorvem a luz, não é possível observá-los diretamente. A ciência inferiu sua existência com base na reação do espaço ao seu redor. As estrelas de nêutron, por outro lado, são altamente energéticas e emitem imensas quantidades de luz – o que, em teoria, significa que seria possível obter evidências óticas de uma fonte de ondas gravitacionais e ver como elas se propagam pelo universo. O problema é que as estrelas de nêutron são muito menores do que as colisões entre buracos negros detectadas pelos interferômetros terrestres, o que as torna muito mais difíceis de ser identificadas.