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O 'tsunami' de ondas gravitacionais que pode mudar o que sabemos do Universo

Uma investiga��o global descobriu um n�mero recorde de ondas gravitacionais, um fen�meno que Einstein previu, mas nunca pensou que poderia ser detectado


18/11/2021 09:11 - atualizado 18/11/2021 09:51


Choque entre negros
As ondas gravitacionais surgem ap�s a colis�o violenta entre dois objetos massivos, como buracos negros (foto: Getty)

Um fen�meno que Einstein previu h� mais de 100 anos e que foi observado pela primeira vez em 2015 agora bate um novo recorde.

Trata-se das ondas gravitacionais, ondula��es na estrutura do espa�o-tempo que ocorrem quando dois objetos hipermassivos, como buracos negros, colidem violentamente.

Uma pesquisa recente feita por centenas de cientistas dos observat�rios Ligo, nos Estados Unidos, Virgo, na It�lia, e Kagra, no Jap�o, afirma ter detectado o maior n�mero de ondas gravitacionais at� hoje.

Essa descoberta pode ajudar a resolver alguns dos quebra-cabe�as mais complexos do universo, incluindo os componentes fundamentais da mat�ria e o funcionamento do espa�o e do tempo.

"Esta � realmente uma nova era para a detec��o de ondas gravitacionais", disse em comunicado Susan Scott, pesquisadora do Centro de Astrof�sica Gravitacional da Universidade Nacional da Austr�lia e uma das autoras do estudo.

"� um grande avan�o em nossa busca para descobrir os segredos da evolu��o do universo", disse a especialista.


Representação do espaço-tempo
Ondas gravitacionais distorcem o espa�o-tempo (foto: Getty Images)

A publica��o com os resultados das observa��es ainda est� sob revis�o, mas, com este an�ncio, o "futuro da colabora��o Ligo-Virgo-Kagra � muito promissor", disse � BBC News Mundo Eduard Larra�aga, f�sico te�rico e professor do Observat�rio Nacional, na Col�mbia, que n�o participou do estudo.

Um tsunami de ondas gravitacionais

O trabalho colaborativo Ligo-Virgo-Kagra detectou 35 novas ondas gravitacionais entre novembro de 2019 e mar�o de 2020.

Essa quantidade � mais de 10 vezes o n�mero de ondas gravitacionais que o Ligo-Virgo detectou em sua primeira rodada de observa��es, que ocorreu ao longo de quatro meses, entre 2015 e 2016.

� "um tsunami", diz Scott.

Das 35 ondas detectadas, 32 s�o o resultado de colis�es entre buracos negros em fus�o e tr�s correspondem a colis�es entre estrelas de n�utrons e buracos negros.


Albert Einstein
Albert Einstein previu a forma��o de ondas gravitacionais (foto: Getty)

Essas colis�es monumentais ocorreram, em sua maioria, a bilh�es de anos-luz de dist�ncia, gerando ondula��es atrav�s do espa�o-tempo.

Com essa descoberta, j� existem 90 ondas gravitacionais detectadas entre 2015 e 2020.

O que s�o ondas gravitacionais?

Quando os objetos c�smicos se movem ou colidem, eles criam uma ondula��o na estrutura do espa�o-tempo, que se espalha como uma onda na �gua do lago. Este fen�meno � denominado onda gravitacional.

As ondas gravitacionais estendem o espa�o-tempo em uma dire��o e o comprimem em outra.

Albert Einstein teoricamente previu a exist�ncia de ondas gravitacionais, como parte de sua teoria da relatividade geral, em 1916.

Einstein calculou que, ao chegar � Terra, essas ondas seriam t�o fracas que nunca poderiam ser detectadas.

Em 2015, por�m, foi realizada a primeira detec��o de uma onda gravitacional.

As ondas gravitacionais nos permitem ter uma vis�o mais ampla do universo, pois n�o limitam as observa��es a objetos que emitem luz ou part�culas, mas nos permitem detectar objetos a partir das perturba��es que geram no espa�o-tempo.


Fusão entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro
Ilustra��o da fus�o entre uma estrela de n�utrons e um buraco negro gerando uma onda gravitacional (foto: Carl Knox, OzGrav-Swinburne University/LIGO)

Diversidade

Este novo cat�logo de ondas gravitacionais � a chave para entender a natureza dos buracos negros e a evolu��o das estrelas.

"Apenas agora estamos come�ando a apreciar a maravilhosa diversidade de buracos negros e estrelas de n�utrons", disse, em comunicado, Christopher Berry, astr�nomo do Instituto de Pesquisa Gravitacional da Universidade de Glasgow.

As observa��es, por exemplo, mostraram que as ondas gravitacionais eram o resultado da fus�o de raios negros que juntos alcan�avam uma massa mais de cem vezes maior que a do Sol, enquanto outros n�o chegavam a ser 20 vezes maior.

Scott, por sua vez, argumenta que observar a massa e o giro dos buracos negros que se fundem nos permite ver como esses sistemas bin�rios surgem.


Observatório Virgo, em formato de L, na Itália
Observat�rio Virgo, em formato de L, na It�lia (foto: The Virgo collaboration)

Sensibilidade

O registro da Ligo-Virgo-Kagra foi possibilitado pelo avan�o da ci�ncia e da tecnologia na detec��o de ondas gravitacionais.

Os detectores de ondas gravitacionais funcionam com lasers de alta pot�ncia que medem com alta precis�o o tempo que a luz leva para viajar entre dois bra�os em forma de L.

Quando uma onda gravitacional atinge a Terra, ela comprime o espa�o-tempo em uma dire��o e o estica na outra, interrompendo o caminho dos lasers.


Observatório Ligo
Observat�rio Ligo, em Livingston, na Louisiana, Estados Unidos (foto: Caltech/MIT/LIGO Lab)

Detectores como o Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, ou Observat�rio de Ondas Gravitacionais por Interfer�metro Laser, em tradu��o livre) s�o capazes de detectar esses dist�rbios que ocorrem em escalas subat�micas.

Desde 2015, esses instrumentos se tornaram mais sens�veis, permitindo que mais ondas sejam detectadas.

Segundo Scott, o aumento da sensibilidade dos detectores ao longo do tempo permitir� a identifica��o de novas fontes de ondas gravitacionais, algumas das quais inesperadas.

Uma dessas fontes poderia ser, por exemplo, a radia��o gravitacional gerada pelo pr�prio Big Bang.

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