Caros amigos leitores da coluna Visões do Cosmos, hoje vamos comentar sobre uma das mais importantes descobertas da Astrofísica dos últimos tempos — a detecção das ondas gravitacionais.

Antes porém, gostaria de fazer um elogio à iniciativa da Rádio O POVO CBN que, no último dia 22, nos convidou para participar do programa Debates do Povo, onde o tema foram as ondas gravitacionais. Os outros dois debatedores foram o professor doutor José Evangelista – coordenador da Seara da Ciência (órgão de divulgação científica da Universidade Federal do Ceará), e o professor doutor Raimundo Costa – diretor do Departamento de Ciências da UFC. A iniciativa promove a difusão e popularização da Ciência e Tecnologia, tão necessária para o Brasil.

A Astronomia é a mais antiga das ciências e o Universo é um laboratório para a humanidade. Foi através da observação astronômica que o homem aprendeu a se organizar em grupos e também a organizar seu tempo, criando calendários e facilitando o surgimento da economia na regulagem sazonal das práticas agrícolas.

O conjunto de conhecimentos adquiridos nas descobertas de gênios da humanidade ao longo dos séculos, desde o nascimento da ciência nas ilhas jônicas entre 600 a.C. e 400 a.C. até os dias atuais, foi de fundamental importância para uma melhor compreensão do Universo.

Em 1915, Albert Einstein concebeu a Teoria da Relatividade Geral, na qual defendeu que um raio luminoso vindo de uma estrela ao passar por um campo gravitacional muito forte – como o de uma estrela como o Sol, esse raio sofre um desvio. Esse fenômeno, previsto por Einstein, foi comprovado experimentalmente pela primeira vez durante a observação de um Eclipse Total do Sol realizada em Sobral (CE). Já no ano seguinte, 1916, o gênio mostra que suas equações tinham outras soluções – indicavam a produção de ondas gravitacionais como consequência da aceleração de massas. Uma excelente explicação sobre isso foi escrita pelo professor José Evangelista, que descrevo abaixo: “Uma onda gravitacional (OG) seria, segundo Einstein, uma sequência de oscilações no tecido do espaço tempo propagando-se com a velocidade da luz.

Uma característica importante das OGs é o fato de elas serem ondas TRANSVERSAIS.

Einstein tinha perfeita consciência da dificuldade de detectar diretamente as OGs que passam pela Terra, oriundas de fontes cósmicas. Por isso, nem chegou a incluí-las na lista de possíveis testes para sua Teoria da Relatividade. Desse modo, passaram-se anos e a existência das OGs era admitida apenas como um resultado teórico, sem confirmação experimental.

Até que, na década de 1960, os astrofísicos descobriram e começaram a estudar um tipo novo de objeto cósmico, o pulsar. Um pulsar é uma estrela de nêutrons bem compacta que gira com velocidades enormes emitindo pulsos de ondas eletromagnéticas. Joseph Taylor e Russell Hulse estudaram um sistema binário de estrelas de nêutrons, sendo uma delas um pulsar. As duas giravam, uma em redor da outra, em cerca de 8 horas por volta. Mas, esse período de rotação diminuía continuamente, indicando que as estrelas estavam espiralando uma na direção da outra. Usaram as equações de Einstein e as contas fecharam bem direitinho. Essa foi a primeira evidência para a existência real das OGs. Só que era uma evidência indireta. Mas, logo ficou claro que essa busca não seria fácil. Todas as tentativas feitas durante o século 20 se mostraram infrutíferas e nenhuma OG foi detectada por essas tentativas pioneiras”.

Após anos de pesquisa e investimentos em novas tecnologias, as ondas gravitacionais emitidas por um sistema binário de buracos negros passaram pelo interferômetro Ligo (“Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory”), equipamento idealizado para usar a interferência luminosa no processo de medir as variações de comprimento devido à passagem de uma OG. No dia 14 de setembro de 2015. Os cientistas do projeto analisaram com cuidado para se certificarem da validade da observação e concluíram que, realmente, era um sinal de OG.
 

E AGORA? O QUE VEM A SEGUIR?
O professor José Evangelista sugere:
“Até agora, praticamente tudo o que sabemos sobre estrelas, galáxias, buracos negros e outros objetos celestes deve-se a informações obtidas pela análise da luz que vem desses objetos e chega aos nossos aparelhos. Quando dizemos luz, estamos nos referindo a ondas eletromagnéticas de todo o espectro: raios gama, raios X, ultravioleta, luz visível, infravermelho, micro-ondas, ondas de rádio etc. Fora isso, talvez apenas mais alguma coisa que chega na forma de partículas, os raios cósmicos,
ou de neutrinos.

A partir de agora, com o sucesso da captação de ondas gravitacionais, esse quadro poderá mudar drasticamente.

Como diz Kip Thorne, um precursor da pesquisa de OGs e participante do projeto LIGO: “O Universo gravitacional é extremamente diferente do Universo eletromagnético”.

Isto é, com as observações das OGs poderemos aprender muita coisa que seria impossível com as observações eletromagnéticas.

É provável que, a partir de agora, com o sucesso dessa primeira observação de uma OG, muitas outras venham a seguir.

E podemos dizer que a comunidade de astrofísicos e cosmologistas já está preparada para retirar informações dessas novas observações. Já existem inúmeros modelos teóricos e computacionais de como devem ser os sinais de outros tipos de eventos cósmicos que emitem OGs.

Se as coisas correrem bem, em breve estaremos entrando em uma nova era de conhecimento sobre o Universo
onde habitamos”.