Ondas gravitacionais, previstas por Einsten em 1915, foram percebidas durante o fenômeno
Por Ana Harada
Em anúncio internacional realizado no dia 16 de outubro, e transmitido via internet no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP, foi divulgado que, pela primeira vez, foram detectadas ondas gravitacionais vindas da colisão de duas estrelas de nêutrons. “Dois detectores de ondas gravitacionais, o LIGO e VIRGO, no dia 17 agosto, detectaram ondas gravitacionais, seguida, dois segundos depois, por detecção de raios gama através do satélite Fermi, da Nasa”, afirmou Claudia Mendes Oliveira, professora do IAG da USP, que é também uma das coordenadoras do telescópio brasileiro T80-Sul, que teve participação na observação do fenômeno.
Apesar de ser a quinta vez que se identificam ondas gravitacionais, o fato deste caso envolver estrelas de nêutrons – as menores e mais densas –, ao invés de buracos negros, significa que o objeto resultante é luminoso, permitindo observar radiações eletromagnéticas, de raios gama até ondas de rádio.
Entenda a descoberta
As ondas gravitacionais são oscilações no espaço-tempo, como ondas que surgem na água depois que uma pedra cai. Elas são perceptíveis somente quando geradas por corpos muito massivos e foram previstas na Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein.
Até 1915, ano em que Einstein concluiu a Teoria, a Física se baseava nas ideias formuladas pelo britânico Isaac Newton, no século XVII. Newton compreendia os fenômenos naturais levando em conta três grandezas: espaço, velocidade e tempo.
As teorias de Newton funcionam muito bem na Terra, porque, ao considerar um universo inteiro, os fenômenos que ocorrem em um planeta são em pequena escala. Einstein percebeu que, ao aumentar a escala de observação, a física newtoniana começava a apresentar falhas. A Teoria da Relatividade foi inovadora porque mudava a percepção das grandezas fundamentais, o que, matematicamente, corrigia os “erros” da física clássica. Para Einstein, não era o tempo que regia as demais grandezas linearmente, mas a velocidade.
No universo da Relatividade, o tempo e o espaço se unem numa “malha” parecida com um lençol esticado, que se deforma de acordo com as massas, sob um limite de velocidade universal, a velocidade da luz. Dentro da Teoria, essas deformações causariam desvios na luz e em outras formas de radiação. Ao longo de seus 102 anos de existência a Relatividade foi testada de diversas formas, porém faltava uma comprovação: a deformação do próprio espaço por corpos muito massivos em movimento. É essa deformação que as ondas gravitacionais demonstram, porém elas só foram detectadas pela primeira vez em 2015. Em 2017, os físicos Rainer Weiss, Bary Barish e Kip Thorne conquistaram o prêmio Nobel ao observarem as ondas gravitacionais geradas pela colisão de estrelas de nêutrons, por meio do LIGO.
As ondas vindas da colisão das estrelas de nêutrons ofereceram novas perspectivas aos pesquisadores. “Esse evento é uma janela de oportunidade, já que agora podemos estudar um objeto em ondas gravitacionais e eletromagnéticas, não só pela natureza dos objetos. Vamos ter informações sobre os processos de formação de elementos químicos”, explicou Claudia.
Essa possibilidade acontece porque muitos elementos da tabela periódica são produzidos na explosão de supernovas – corpo resultante da explosão de uma estrela que tem massa aproximadamente 10 vezes superior à massa do Sol –, mas elas ainda não explicam a formação de elementos químicos pesados. Segundo Rodrigo Nemmen, professor do IAG e colaborador do satélite Fermi, acredita-se que a colisão de estrelas de nêutrons possam dar origem à formação de quase um terço desses elementos pesados, como Platina, Ouro e Urânio. As análises, no entanto, ainda estão em andamento.