Nobel de Física foi dado à maior descoberta sobre o universo dos últimos 100 anos

outubro 3, 2017

Os vencedores do Nobel de Física em 2017 foram responsáveis por uma das maiores descobertas dos últimos 100 anos. A comprovação de que ondas gravitacionais realmente existiam mudou a astronomia e foi a última prova real que faltava à teoria de Einstein.

Barry Barish, Kip Thorne e Rainer Weiss são três astrofísicos norte-americanos a frente do Observatório Interferométrico de Ondas Gravitacionais. Chamado de Ligo, na sigla em inglês, o local é um projeto colaborativo com cerca de mil pesquisadores oriundos de mais de vinte países.

De acordo com o comunicado oficial do Prêmio Nobel, eles “garantiram que quatro décadas de esforço levassem as ondas gravitacionais a serem observadas”. Isso porque, mesmo tendo sido previstas por Einstein em 1915, as tais ondas gravitacionais só foram comprovadas pelo Ligo em 2015.

O que são e como ocorrem as ondas gravitacionais

Pense em um tecido esticado, como uma rede. Agora imagine alguém sentando nessa rede e a força que exerceria em cima do tecido. O tecido é o universo, a “parede” do espaço-tempo, e as ondas gravitacionais são representadas pelas oscilações geradas pela pessoa sentada nessa rede.

“Ondas gravitacionais são uma forma de observar os eventos mais violentos do espaço e testar os limites do nosso conhecimento, justificou a organização responsável ao premiar o estudo com o Nobel de Física.

Quando um corpo com massa é acelerado no universo, ele cria essas tais ondas. Mas a massa precisa ser extremamente grande em níveis astronômicos de verdade: o choque de duas galáxias ou o encontro de buracos negros criam ondulações no espaço-tempo comparáveis às de uma pedra jogada em um lago.

Dificuldade na comprovação

Se você jogar uma pedra no meio de um lago, as ondas formadas vão se tornando mais fracas conforme se afastam do centro do evento (o objeto jogado na água). Da mesma forma, daqui da Terra era muito difícil detectar as ondas gravitacionais porque a formação delas ocorre a distâncias inimagináveis e quando chegam aqui já estão bem fracas.

Era preciso, então, criar equipamentos sensíveis e potentes o suficiente para que o conceito fosse, finalmente, comprovado. Einstein havia postulado que grandes objetos se moviam no espaço deixando ondulações, mas duvidava que um dia fosse possível comprovar essa sua ideia.

Ondas gravitacionais: por que são a grande descoberta do século?

O observatório do Ligo é composto por dois instrumentos ultrassensíveis capazes de detectar informações (ondulações) das ondas gravitacionais. Para se ter uma ideia, esses fenômenos chegam na Terra com o tamanho menor que o núcleo de um átomo.

Além dos dois detectores do Ligo, que ficam nos Estados Unidos, existe outro no Observatório Gravitacional Europeu (EGO), que fica na Itália, que também é utilizado para detectar as ondas gravitacionais.

Em setembro de 2015, cerca de 40 anos após os primeiros esforços do Ligo, os instrumentos detectaram pela primeira vez na história as ondas gravitacionais. Elas haviam se formado após a colisão de dois buracos negros e demoraram 1,3 bilhões de anos para chegarem nos sistemas do Ligo.

Depois disso, os instrumentos conseguiram detectar as ondas por mais duas oportunidades. “Sabíamos que as ondas gravitacionais existiam, mas, pela primeira vez, foram observadas diretamente”, declarou Olga Botner, do Comitê Nobel de Física. “Isso é algo completamente novo e diferente, abrindo caminho para possibilidades nunca vistas antes”, informou a organização do prêmio.

Importância da descoberta e comprovação das ondas

Até mesmo Einstein duvidada que essa parte de sua teoria fosse comprovada algum dia. Essas ondas são formadas por variações cósmicas no tecido do universo, e só o que pode gerar isso são variações de grandes massas celestes. Um exemplo é o choque de dois buracos negros ou até mesmo de galáxias.

Depois que essas massas cósmicas se chocam, ocorrem “perturbações no espaço-tempo em si”, como explicou o material do Prêmio Nobel. Então, é possível que as ondas contenham informações até mesmo do Big Bang, pois ele teria sido formado por uma grande explosão e gerado ondas que ainda estariam vagando pelo espaço.

Como o estudo prova teoria de Einstein

Imagine, agora, que o universo seja um colchão com bolas de variados tamanhos espalhadas em cima dele. Uma bola de basquete exerce um determinado peso em sua superfície, e pode atrair bolinhas menores para perto de si.

Essa curvatura que o objeto maior exerce no colchão é a forma como Einstein pensava na gravidade: uma deformidade no espaço-tempo. Se a bola de basquete se mover, vai exercer ondulações por todo o colchão, seguindo a metáfora para as ideias do gênio.

A detecção das ondas gravitacionais se tratou exatamente de conseguir perceber a ondulação no colchão. Essa era a última parte da teoria de Einstein que ainda não havia sido comprovada.

“Ele estava convencido de que nunca seria possível mensurá-las [as ondas gravitacionais]. A conquista do projeto foi usar um par de instrumentos gigantes [interferômetros] para mensurar uma carga milhões de vezes menor que um núcleo atômico, quando a onda gravitacional passou pela Terra”, justificou a organização responsável pelo prêmio.