No teste completo da teoria da relatividade, pesquisadores comprovam, mais uma vez, as ideias de Einstein

H� mais de 100 anos, o astrof�sico Albert Einstein desbancou o postulado de Isaac Newton, de que a gravidade era uma for�a instant�nea. Desprezada pelos pares no in�cio, a teoria da relatividade geral tem sido testada e aprovada em experimentos cada vez mais precisos, baseados em fen�menos observados no espa�o. Por�m, embora continuem v�lidos, os conceitos do cientista poder�o se desgastar, afirma estudo da Universidade da Calif�rnia em Los Angeles (Ucla), publicado na revista Science. O problema � que os buracos negros come�am a colocar em prova parte das equa��es do g�nio alem�o.

Fascinantes objetos do espa�o, buracos negros foram previstos por Einstein e comprovados pela ci�ncia nas �ltimas d�cadas – h� poucos meses, inclusive, foi divulgada a primeira imagem de um. Eles ficam no centro das gal�xias e t�m atra��o gravitacional t�o forte que nada consegue escapar de dentro deles, nem mesmo a luz. Agora, a equipe da astrof�sica Andrea Ghez, da Ucla, afirma ter realizado o teste mais abrangente da relatividade geral nas imedia��es do monstruoso buraco negro que fica na Via L�ctea.

“Nossas observa��es s�o consistentes com a teoria da relatividade geral de Einstein. No entanto, essa teoria est�, definitivamente, demonstrando vulnerabilidade”, afirma Ghez. A cientista diz que, dentro de um buraco negro, as ideias do alem�o n�o se aplicam. “As leis da f�sica, incluindo a gravidade, devem ser v�lidas em todo o universo. Ent�o, em algum momento, precisaremos nos mover para al�m da teoria de Einstein, em busca de uma mais abrangente, que se aplique tamb�m aos buracos negros.”

DISTOR��O

Em 1905, Albert Einstein publicou, sem alardes, sua teoria da relatividade geral, sustentando que a gravidade � um efeito da distor��o do espa�o e do tempo. Segundo o cientista, ent�o odiado pelos newtonianos, objetos como planetas e estrelas massivas alteram o que se chama de “tecido” espa�o-tempo (uma dimens�o do Universo), provocando uma curvatura. A detec��o de ondas gravitacionais no fim de 2015, por um observat�rio criado somente para isso, provou que, mais uma vez, ele estava correto. A equipe de Andrea Ghez, agora, fez medi��es diretas do fen�meno perto do buraco negro supermassivo que habita a Via L�ctea.

Os cientistas observaram uma estrela, a S0-2, em uma �rbita completa em torno do buraco negro, que tem cerca de 4 milh�es de vezes a massa do Sol. Esse movimento leva 16 anos em escalas de tempo da Terra. “Esse � o estudo mais detalhado j� realizado sobre o buraco negro supermassivo e a teoria da relatividade geral de Einstein”, diz Ghez. Os dados principais da pesquisa foram os espectros – representa��es da intensidade das ondas – analisados entre abril e setembro do ano passado, quando a S0-2 fez a maior aproxima��o do objeto gigante.

Al�m de oferecer informa��es sobre a estrela da qual viaja a luz, os espectros mostram a composi��o dela.  “O que h� de t�o especial sobre a S0-2 � que temos sua �rbita completa em tr�s dimens�es. Isso � o que nos permite fazer os testes da relatividade geral”, afirma a cientista. “Perguntamos como a gravidade se comporta perto de um buraco negro supermassivo e se a teoria de Einstein est� nos contando a hist�ria completa. Ver estrelas atravessar sua �rbita completa fornece a primeira oportunidade para testar a f�sica usando os movimentos dessas estrelas.”

F�TONS

As medi��es foram feitas durante quatro noites, no Observat�rio Keck, que fica no topo do vulc�o Mauna Kea, no Hava�, e abriga um dos maiores e mais importantes telesc�pios �ticos e infravermelhos do mundo. O telesc�pio �tico infravermelho do Observat�rio Gemini e o telesc�pio Subaru, tamb�m no Hava�, completaram a coleta de dados. A equipe conseguiu ver o espa�o/tempo misturados perto do buraco negro supermassivo. “Na vers�o de gravidade de Newton, o espa�o e o tempo s�o separados e n�o se misturam; sob Einstein, eles ficam completamente misturados perto de um buraco negro”, conta a cientista.

Os pesquisadores estudaram os f�tons – part�culas de luz – enquanto eles viajavam da S0-2 para a Terra. A S0-2 se move em torno do buraco negro em velocidades de mais de 16 milh�es de quil�metros por hora em sua aproxima��o mais pr�xima. Einstein havia relatado que, na regi�o perto do buraco negro, os f�tons precisam fazer um trabalho extra. O comprimento de onda depende n�o apenas de qu�o r�pido a estrela est� se movendo, mas tamb�m da quantidade de energia que os f�tons gastam para escapar. A viagem das part�culas desde a estrela at� a Terra demora 26 mil anos. “Para n�s, o que vimos parece ser agora. Mas � algo que ocorreu 26 mil anos atr�s!”, impressiona-se Ghez.

“Fazer uma medi��o dessa import�ncia fundamental exigiu anos de observa��o, possibilitada pela tecnologia de ponta”, disse, em nota, Richard Green, diretor da Divis�o de Ci�ncias Astron�micas da National Science Foundation. “Por meio de seus esfor�os rigorosos, Ghez e os colaboradores produziram uma valida��o de alta signific�ncia da ideia de Einstein sobre a for�a da gravidade.” Para o diretor do Observat�rio Keck, a pesquisa, publicada quarta-feira, “� a culmina��o de um compromisso inabal�vel nas �ltimas duas d�cadas para desvendar os mist�rios do buraco negro supermassivo no centro de nossa gal�xia”.