Geral Ondas gravitacionais rendem o Prêmio Nobel de Física a três cientistas
Por Redação O Sul | 3 de outubro de 2017
A existência das ondas gravitacionais foi prevista por Albert Einstein em 1916, com base em sua teoria da Relatividade Geral, mas o fenômeno só foi comprovado um século depois, no dia 14 de setembro de 2015. Essa façanha rendeu o Prêmio Nobel de Física deste ano ao alemão Rainer Weiss e aos americanos Berry C. Barish e Kips S. Thorne, cientistas que pavimentaram o caminho para a construção do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria a Laser, ou apenas LIGO, na sigla em inglês, experimento capaz de detectar as ondas gravitacionais provocadas pela colisão de dois buracos negros há 1,3 bilhões de anos.
Assim como a ondulação formada quando um objeto cai sobre uma poça d’água, as ondas gravitacionais se espalham pelo Universo. Segundo a teoria de Einstein, a gravidade é uma curvatura no espaço-tempo, ou seja, toda massa provoca distorções na estrutura do espaço-tempo à sua volta. E qualquer aceleração nos objetos provoca oscilações nesse tecido, seja quando uma estrela explode numa galáxia distante, um par de buracos negros colide ou um patinador dá piruetas.
“Sabíamos que as ondas gravitacionais existiam”, comentou Olga Botner, do comitê do Nobel de Física. “Mas pela primeira vez foram observadas diretamente.”
Segundo Göran Hansson, secretário-geral da Academia de Ciência, a detecção desse fenômeno “sacudiu o mundo”, e o trio foi laureado pela “sua contribuição decisiva para o detector LIGO e a observação das ondas gravitacionais”. Para Weiss, sua contribuição foi dar o primeiro passo num novo campo científico que está surgindo.
“Existe uma quantidade enorme de objetos no Universo que irradiam ondas gravitacionais”, disse o laureado, em telefonema com o comitê do Prêmio Nobel. “Os buracos negros são os mais óbvios, mas existem muitos outros.”
Por muitos anos, o próprio Albert Einstein estava convencido de que nunca seria possível medir as ondas gravitacionais, e tinha dúvidas se essas ondas eram reais ou apenas ilusões matemáticas. Seu colega contemporâneo Arthur Eddington era ainda mais cético, e apontava que as ondas gravitacionais pareciam se “propagar na velocidade do pensamento”.
A existência das ondas gravitacionais passou a ser mais aceita no fim da década de 1950, quando novos cálculos demonstraram que elas realmente carregavam energia e, dessa forma, seriam mensuráveis, ao menos em princípio. A primeira evidência indireta surgiu em 1970, quando os astrônomos americanos Joseph Taylor e Russel Hulse, laureados com o Nobel em 1993, usaram um radiotelescópio para observar um par de estrelas densas. Eles demonstraram que as estrelas giravam ao redor uma da outra em velocidade crescente, enquanto perdiam energia e se aproximavam. A quantidade de energia perdida correspondia aos cálculos teóricos das ondas gravitacionais.
Desde então, cientistas em várias partes do mundo dedicaram estudos para a detecção do fenômeno. Apesar de todo o universo estar constantemente vibrando com ondas gravitacionais, o tempo-espaço é bastante rígido e apenas um evento cósmico extremamente violento poderia provocar ondas com tamanho suficiente para serem medidas.
E foi exatamente isso que o LIGO observou. O sinal captado — com uma frequência que começou em 35 ciclos por segundo (hertz) e rapidamente subiu para 250 hertz, e por isso foi equiparado ao “pio” de um passarinho — foi provocado pela fusão de dois buracos negros, um com cerca de 36 vezes a massa do Sol e outro com 29 massas solares, que colidiram a uma velocidade equivalente à metade da luz em uma galáxia distante, há estimados 1,3 bilhão de anos.
Dessa união resultou um novo buraco negro com 62 vezes a massa do Sol, com as três massas solares faltantes convertidas em uma fração de segundo na energia que alimentou a emissão das ondas gravitacionais, num total que, neste breve período de tempo, ultrapassou em 50 vezes a energia liberada por todas as estrelas do Universo juntas.
Apesar de todo este poder na sua origem, os efeitos da passagem das ondas gravitacionais pela Terra foram ínfimos. Isso porque, assim como as ondas geradas pela pedra no lago vão diminuindo de tamanho à medida que se afastam do ponto de impacto, essas oscilações no espaço-tempo perderam “força” ao percorrerem os 1,3 bilhão de anos-luz que nos separam do agora único buraco negro. Assim, durante uma fração de segundo, elas esticaram e espremeram o espaço-tempo no nosso planeta em apenas uma parte em um sextilhão, no equivalente à largura de um simples núcleo atômico. E essa variação tão pequena só pôde ser detectada graças à incrível sensibilidade do LIGO.
