É admirável essa época fértil nas ciências. Da genética à observação direta de ondas gravitacionais pelo projeto LIGO. Lembro da conversa com Ray Weiss – um dos mentores do LIGO – no MIT, pois, em escala diferente, meu projeto tinha desafio similar: lasers em medidas ultraprecisas. Já fiz algo sensível a 1/1000 do tamanho do átomo, mas o feito do LIGO é fantástico: a medida de uma deformação do espaço de 1/1000 do tamanho do próton ao longo de 4 km! A onda gravitacional tem forma quadrupolar: enquanto viaja em “z”, dilata e contrai as direções transversas “x” e “y”, e vice-versa. Dois braços perpendiculares de interferômetros a laser formam um sensível interferômetro de Michelson (originado para medir o “éter” que os gregos diziam permear o espaço, e que pode voltar à moda com a “matéria escura”), permitindo sentir uma assimetria da distância, ou métrica, entre os espelhos nessas duas direções.

E o que pode causar um deslocamento assim: tudo! As marés gravitacionais newtonianas da Lua, da crosta terrestre e até da atmosfera; vibrações sísmicas; um jumento trotando; a força do laser sobre os espelhos se a potência (800 kW) flutuar; movimento térmico browniano ou de deformação dos espelhos ou nos fios de sua sustentação (de sílica); espalhamento de luz em gás residual no tubo evacuado ou por imperfeições no feixe de laser ou espelhos; raios cósmicos; campos espúrios. Não à toa, o projeto levou 40 anos com regularidade e volume de financiamento e com cientistas de muitos países.

Para ver esse evento, o grupo teve que medir e controlar cada um desses efeitos e usar técnicas de redução do ruído quântico. Dois detetores distantes nos EUA, vendo o sinal de maneira compatível e com um atraso temporal, permite refutar um ruído local. O sinal foi uma oscilação cuja frequência de áudio sobe (chirpe) e a amplitude cresce e depois se esvai. O ajuste de um sinal assim com todas suas nuances permite dizer – pela teoria da gravitação geral (obrigado, Einstein) – que ele veio da fusão de 2 buracos negros de ~30 massas solares que estavam a 1,3 bilhão de anos-luz da Terra e emitiram ~3 massas solares nessas ondas. Tudo isso com alto nível de confiança. Isso é Boa Ciência (aliado a sorte, pois evento assim é raro).

É o início de uma nova era, de uma nova maneira de ouvir o Cosmo, embora só para grandes eventos gravitacionais (estrelas de nêutrons ou buracos negros), a não ser que ocorram ao nosso lado (milhões de anos-luz) ou com a evolução da técnica. Estudantes se habilitam?

PS: Terei a honra de dividir esse espaço mensal com dois mestres: o mago da Proteômica, Gilberto Domont, professor titular emérito da UFRJ, e o homem das Pinças Óticas, Carlos Lenz Cesar, professor titular da Unicamp e UFC.

Cláudio Lenz Cesar

Professor titular da UFRJ, PhD pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology)