Cientistas detectam ondas previstas por Einstein

Ondas gravitacionais são geradas
por acontecimentos cataclísmiscos

por Ana Gerschenfeld

para Público

“Detectamos ondas gravitacionais. Conseguimos!” Foi com essas palavras e um grande sorriso que David Reitze, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), anunciou esta quinta-feira nos EUA, numa conferência transmitida via Web para o mundo inteiro, que a colaboração científica internacional LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) tinha, pela primeira vez, detectado diretamente essas ondas, teorizadas por Albert Einstein há 100 anos mas até agora nunca confirmadas pela observação. Os resultados foram simultaneamente publicados online na revista Physical Review Letters.

As ondas gravitacionais são produzidas por eventos astronômicos cataclísmicos. E tal como a queda de uma pedra num lago produz ondinhas que deformam a superfície da água, elas deformam o “tecido” do espaço-tempo ao se propagarem pelo universo à velocidade da luz. Foi essa deformação, que nos resultados que acabam de ser anunciados foi da ordem do milésimo do diâmetro de um protão — o que dá uma ideia da precisão exigida aos instrumentos — que foi agora detectada pelo LIGO, situado nos EUA.

As ondas em causa foram emitidas pela colisão de dois buracos negros com cerca de 30 vezes a massa do nosso Sol, que ao girar em torno um do outro, foram descaindo e girando cada vez mais depressa até se fundirem e formarem um único buraco negro. E esse violento encontro final deu origem a um novo — e único — buraco negro gerando o “disparo” de ondas gravitacionais.

O evento aconteceu há mais de milhões de anos, mas como a luz viaja a uma velocidade finita, só há poucos meses é que atingiu os detectores do LIGO — que estavam a postos para receber o seu eco.

O LIGO, que começou a ser projetado em 1992, é na realidade composto por duas construções gêmeas situadas em locais muito distantes — uma em Livingston (Louisiana) e a outra em Hanford (Estado de Washington). Cada uma delas é uma estrutura formada por dois “braços” perpendiculares com quatro quilômetros de comprimento cada.

Como explica a Colaboração LIGO no seu site (em www.ligo.org), dentro de cada braço é injectado um feixe de luz. Emitida por um único laser, a luz começa por ser “dividida” em duas metades no início do seu percurso, na junção dos dois braços. Cada um dos “subfeixes” de luz resultantes é então reflectido entre espelhos colocados nas extremidades dos braços, o que permite medir com uma precisão extrema o comprimento do braço correspondente. Por último, no fim de idas e vindas, a luz do subfeixe de cada braço regressa à intersecção dos braços, interferindo com a luz do subfeixe do outro braço.

Graças a mil e um “truques” técnicos foi possível tornar os espelhos quase invulneráveis a todas as vibrações e “ruídos” ambientais que se possa imaginar, explicou Rainer Weiss, do MIT, um dos co-fundadores do LIGO e dos principais construtores destes componentes high-tech dos detectores, presente na conferência. Para apenas “ouvirem” as deformações do espaço-tempo devidas às ondas gravitacionais.

O que acontece, se tudo correr bem? Enquanto não passar por lá nenhuma onda gravitacional… não acontece nada, porque o comprimento dos dois braços de cada detector medido por cada subfixa, permanece absolutamente igual e constante. Mas basta uma onda gravitacional deformar o espaço-tempo para a situação mudar radicalmente. Isto porque, como a onda comprime o espaço-tempo numa direção e o estica numa direcção perpendicular, um dos braços do detector fica momentaneamente mais curto e o outro mais longo – e as distâncias percorridas pelos dos dois subfeixes dentro dos braços já não coincidem. É essa discrepância, essa deformação do espaço-tempo devida à passagem da onda gravitacional que é então detectada… se tudo correr como previsto.

O que são ondas gravitacionais

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