quinta-feira, 11 de fevereiro de 2016

Observações diretas detectam ondas gravitacionais previstas pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein

Cem anos depois que Albert Einstein previu a existência das ondas gravitacionais, cientistas finalmente detectaram essas furtivas ondulações do espaço-tempo.

Físicos do Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory  (LIGO) revelaram em 11 de fevereiro que  seus detectores gêmeos capturaram sinais de  ondas gravitacionais produzidas pela colisão de dois buracos negros a cerca de 1,3 bilhão de luz- anos da Terra.

Um buraco negro possui cerca de 36 vezes a massa do Sol, e o outro cerca de 29 massas solares. Um orbita ao redor do outro, mas se aproximaram por meio de um movimento espiral e se fundiram em um único buraco negro de massa estimada em  62 massas solares.

Essa é a primeira fusão de buracos negros observada. O evento violento irradia temporariamente mais energia  sob a forma de ondas gravitacionais  do que a luz de todas as estrelas do universo observável emitida na mesma quantidade de tempo.

Os detectores do LIGO funcionam por interferometria, em que um feixe de laser é partido em dois, que são postos a viajar por dois túneis perpendiculares de 4 km cada. Cada feixe é refletido de volta e é recombinado em um detector. Em situações nornais, os dois feixes viajam caminhos de tamanhos idênticos e se cancelam no detector. Quando uma onda gravitacional passa pelo LIGO, o comprimento dos túneis é ligeiramente alterado, o que faz com que os lasers não se cancelem, produzindo um padrão característico de interferência. A Figura a seguir, produzida pela Nature News, ilustra o processo de detecção.




A descoberta foi feita quase simultaneamente por dois detectores do LIGO localizados em Livingston, na Louisina e em Hanford, Washington.

As ondas detectadas foram convertidas em um som audível como uma rápida subida de tom, seguida de uma descida, produzindo uma assinatura sonora compatível com o padrão de radiação proveniente da colisão dos buracos negros.

Softwares de análise dos dados detectaram   uma oscilação, que começou em 35  hertz e rapidamente aumentou para 250 hertz. O sinal tornou-se então caótico e rapidamente caiu. Fundamentalmente, ambos os detectores detectaram mais ou menos ao mesmo tempo, Livingston primeiro e Hanford 7 milésimos de segundo mais tarde. Esse atraso é uma indicação de como as ondas passaram através da Terra. A Figura abaixo exibe graficamente os sinais particamente idênticos detectados pelas estações LIGO de Hanford e Livingston (créditos: Nature News).




Fonte: Nature News - http://www.nature.com/news/einstein-s-gravitational-waves-found-at-last-1.19361