O que são as ondas gravitacionais e qual sua importância?

Em Tecnologias inovadoras por André M. Coelho

Os cientistas podem estar entusiasmados sobre as ondas gravitacionais, mas falar sobre elas deixa a maioria das pessoas com mais dúvidas do que certezas. O que são essas vibrações cósmicas e por que estão provocando tanto burburinho na comunidade científica? Por que os físicos dizem que ela é assim, tão importante?

Ondas gravitacionais detectadas: o que são elas

As ondas gravitacionais são distúrbios no tecido do espaço-tempo. Se você arrastar a mão através de uma piscina de água, notará que as ondas seguem seu caminho e se espalham pela piscina. De acordo com Albert Einstein, o mesmo acontece quando objetos pesados se movem através do espaço-tempo.

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Mas como pode o espaço criar ondas? De acordo com a teoria geral da relatividade de Einstein, o espaço-tempo não é um vazio, mas sim um “tecido” de quatro dimensões que pode ser empurrado ou puxado à medida que os objetos se movem através dele. Essas distorções são a verdadeira causa da atração gravitacional. Uma maneira famosa de visualizar isso é usar um tecido esticado e colocar um objeto pesado sobre ela. Esse objeto fará com que o tecido se dobre em torno do objeto. Se você colocar um objeto menor perto do primeiro, ele irá cair em direção ao objeto maior. Uma estrela exerce uma atração sobre planetas e outros corpos celestes da mesma maneira.

Embora essa analogia não seja uma representação exata de como o espaço-tempo funciona, demonstra que o que pensamos como um vazio pode ser visualizado como uma substância dinâmica. Qualquer corpo acelerado deve criar ondulações nesta substância. Mas pequenas ondulações desapareceriam relativamente rapidamente. Somente objetos incrivelmente enormes, tais como estrelas de nêutrons ou buracos negros, criarão ondas gravitacionais que continuam a se espalhar até a Terra.

As ondas gravitacionais foram uma grande descoberta, abrindo novas possibilidades na exploração do universo que nos circula. (Foto: LIGO Caltech)

Ondas gravitacionais experimento: detecção das ondas

Alguns experimentos diferentes estão atualmente em andamento para procurar essas ondas. A primeira detecção real foi proveniente do LIGO, que procura ondas gravitacionais rastreando como elas afetam o espaço-tempo, pois à medida que a onda passa, ela se alonga em uma direção e encolhe na direção perpendicular. Essa detecção foi feita através de um sistema de lasers para detectar variações no comprimento dos feixes de luz e na direção deles.

Mas os lasers não são a única maneira de detectar mudanças no espaço-tempo. Por exemplo, o Observatório Nanohertz da América do Norte para Ondas Gravitacionais, ou NANOGrav, procura ondas gravitacionais observando as explosões de ondas de rádio emitidas pelas estrelas de nêutrons chamadas pulsares. Esses pulsos de onda de rádio normalmente são temporariamente cronometrados, portanto, se eles chegam mais cedo ou mais tarde do que o planejado, pode ser porque uma onda gravitacional interferiu com a viagem para a Terra.

Outras experiências procuram um tipo específico de ondas gravitacionais criadas ainda no Big Bang. Eles fazem isso observando a radiação que sobrou do Big Bang. Se o Big Bang produzisse ondas gravitacionais, os cientistas esperariam ver redemoinhos na polarização dessa radiação. Programas como o BICEP e experimentos de Harvard no pólo sul observam a radiação que restou do Big Bang na tentativa de encontrar os padrões de polarização reveladores.

Importância da descoberta das ondas gravitacionais

As ondas gravitacionais nos dão outra maneira de observar o espaço. Por exemplo, as ondas do Big Bang nos contam um pouco mais sobre como o universo se formou. As ondas também se formam quando os buracos negros colidem, as supernovas explodem e as estrelas maciças de nêutrons sofrem mudanças. Então, detectar essas ondas nos daria uma nova visão dos eventos cósmicos que os produziram.

Finalmente, as ondas gravitacionais também podem ajudar os físicos a entender as leis fundamentais do universo. Eles são, de fato, uma parte crucial da teoria geral da relatividade de Einstein. Localizá-las provaria essa teoria e também poderia nos ajudar a descobrir onde ela se desvia, o que poderia levar a um modelo mais preciso, mais abrangente, buscando respostas melhores para como entendemos o universo. Quem sabe não dá pra desenvolver um transporte do futuro usando as ondas gravitacionais, possibilitando nossas viagens para o espaço?

O que você conhece sobre as ondas gravitacionais? O que acha sobre a descoberta delas?

Sobre o autor

Engenheiro eletricista, André sempre foi interessado em novas tecnologias. Na primeira década dos anos 2000, atuou como consultor tecnológico em empresas, ajudando as empresas a escolherem as melhores tecnologias para suas necessidades. Desde então, continuou estudando o assunto e hoje compartilha o que aprendeu e continua aprendendo através do site Tecnologia É.

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