A breve história da busca pelas ondas gravitacionais

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Previstas há um século por Albert Einstein, elas foram detectadas pelos cientistas nesta quinta-feira. Confira as principais descobertas que levaram a essa conquista histórica.

Desde que Albert Einstein previu a existência das ondas gravitacionais, há cem anos, os cientistas tentam encontrá-las. Para fazer a detecção direta dessas minúsculas distorções no espaço-tempo (algo que os físicos descrevem metaforicamente como o tecido do Universo, o ambiente dinâmico em que todos os acontecimentos transcorrem), anunciada na última quinta-feira, foi preciso uma colaboração de cerca de 1.000 cientistas espalhados por quinze países, que se debruçaram por meses sobre os dados do Observatório Interferométrico de Ondas Gravitacionais (LIGO).

Antes deles, contudo, outros cientistas conceberam cálculos, instrumentos e teorias que pudessem ajudar a encontrar as ondas gravitacionais, previstas pela Teoria da Relatividade Geral, em 1915. O site de VEJA elaborou uma linha do tempo reunindo os principais achados que levaram à confirmação do fenômeno, uma conquista história para a ciência.

Uma breve história da detecção das ondas gravitacionais:

1915

Em 25 de novembro deste ano, o físico alemão Albert Einstein subiu ao palco da Academia de Ciências da Prússia e apresentou a Teoria de Relatividade Geral. Publicada no ano seguinte, ela foi o ápice de uma década de estudos do físico na busca de um entendimento novo e mais profundo da gravidade. A teoria se tornou um pilar da física moderna que transformou o entendimento humano sobre o espaço, o tempo e a gravidade, iluminando questões essenciais como a origem do Universo, a estrutura dos buracos negros e a unificação das forças da natureza. Segundo a Teoria da Relatividade Geral, matéria e energia distorcem a geometria do cosmo, da mesma forma que uma pessoa faz o colchão ceder, ao dormir. Distúrbios no cosmo fariam o espaço-tempo, esse fluido tecido do Universo, esticar ou enrugar, da mesma forma que o tecido do colchão ondula – seriam essas as ondas gravitacionais.

Grandes eventos cósmicos, como a explosão de estrelas ou a fusão de buracos negros, seriam capazes de gerar distorções no espaço-tempo. Apesar de serem uma consequência lógica da teoria de Einstein, o físico não teve como provar ou detectar essas ondas gravitacionais até sua morte, em 1955.

1969

Joseph Weber, um cientista da Universidade de Maryland, nos Estados Unidos, afirmou ter detectado ondas gravitacionais usando uma longa antena de alumínio. Na frequência correta, as ondas teriam feito a antena vibrar. Contudo, outros cientistas não foram capazes de confirmar o achado.

1974

Os cientistas americanos Russel Hulse e Joseph Taylor Jr. conseguiram demostrar, pela primeira vez, a existência das ondulações previstas pela Teoria da Relatividade Geral. A dupla descobriu um sistema binário formado por um pulsar (pequenas estrelas de nêutrons formadas após a explosão de estrelas supermassivas) orbitando uma estrela de nêutrons. Ao longo dos anos, os pesquisadores perceberam que a órbita do pulsar diminuía e ele se aproximava da estrela de nêutrons. Isso acontecia por causa da perda de energia em forma de ondas gravitacionais. “Nós não estamos dizendo que detectamos diretamente as ondas gravitacionais. Simplesmente provamos que existem”, disse Taylor à revista americana ‘Time’, na edição de 15 de dezembro de 1978. Por esse trabalho, Hulse e Taylor ganharam o Nobel de Física em 1993.

1979

A National Science Foundation (NSF, na sigla em inglês) fornece fundos para o Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) para a pesquisa e desenvolvimento de um observatório interferométrico de ondas gravitacionais. Anos antes, em 1972, um estudo do MIT descreveu como seria a concepção de um detector de quilômetros de distância com tecnologia a laser que poderia captar sinais muito sutis do cosmo. Os principais cientistas envolvidos no projeto são Kip Thorne e David Reitze (Caltech), France A. Córdova (NSF) e Rainer Weiss (MIT).

1994

Começa a construção do Observatório Interferométrico de Ondas Gravitacionais (LIGO). O objetivo é confirmar a existência das ondas gravitacionais – os detectores que seriam construídos em Hanford (Washington) e Livingston (Lousiana), nos Estados Unidos, seriam capazes de registrá-las e medi-las. Os instrumentos são dois braços perpendiculares, de cerca de 4 quilômetros cada, com o interior coberto de camadas de aço e concreto que guarda uma imensa câmara de vácuo. Em 1999 acontece a cerimônia de abertura.

2008

A versão “avançada” do LIGO começa a ser construída e termina em 2014. Na ponta de cada braço dos instrumentos de captação foram instalados detectores de altíssima sensibilidade, que usam tecnologia a laser para registrar oscilações muito mais sutis que a luz – eles podem captar distorções viajando no espaço com o tamanho de um milésimo do diâmetro de um núcleo atômico. Em setembro de 2015 começam as observações feitas pelos detectores. Uma colaboração de mais de 1.000 cientistas em universidades espalhadas pelos Estados Unidos e em outros 14 países – incluindo o Brasil – foi montada para analisar os dados do Observatório.

2014

Em março, cientistas do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, Universidade Stanford e do Instituto de Tecnologia da Califórnia, anunciaram que haviam detectado ondas gravitacionais deixadas pelo Big Bang, fenômeno que ocorreu há quase 14 bilhões de anos. A descoberta, feita por meio do telescópio Bicep (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), localizado no Polo Sul, não pode ser confirmada por análises posteriores.

2016

Em 11 de fevereiro, cientistas do LIGO anunciam que detectaram ondas gravitacionais em seus dois intrumentos. Os sinais foram captados em 14 de setembro de 2015. “Detectamos ondas gravitacionais. Conseguimos”, disse David Reitze, diretor executivo do LIGO, durante a coletiva de imprensa realizada em Washington, nos Estados Unidos. “Nossa observação das ondas gravitacionais cumpre um ambicioso objetivo estabelecido há cinco décadas para detectar de maneira direta este fenômeno e entender melhor o Universo. Além disso, completamos o legado de Einstein no centenário de sua Teoria da Relatividade Geral.”

Link da matéria original

Fonte: Veja Online.


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