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Ondas Gravitacionais? Nada como ler sobre o assunto

Texto: JOÃO FERNANDES

A detecção directa de ondas gravitacionais pela equipa do Advanced LIGO é a notícia do dia no que diz respeito à ciência, mais especificamente à física, e ainda mais especificamente à física da teoria da relativade geral de Einstein, que fez no ano passado cem anos.

Uma maneira de explicar a existência de ondas gravitacionais é fazer analogia com as ondas luminosas. Quando um electrão é acelerado, ele emite luz, uma onda electromagnética que se propaga a uma velocidade finita, e que é a mesma para todos os observadores. Na teoria de Einstein a gravidade não se propaga com velocidade infinita mas sim através de ondas gravitacionais, que são geradas por objectos em aceleração.

Foi preciso portanto um século para se observar o último dos fenómenos notáveis previstos pela teoria da relatividade geral. A última vez que um acontecimento desta magnitude ocorreu foi em 2011, com a publicação dos resultados finais da Gravity Probe B, uma sonda que orbitou a Terra com quatro delicados giroscópios para tentar detectar diminutos efeitos relativistas provocados pela massa da Terra e pela sua rotação. Essa experiência foi um feito titânico de engenharia e ciência, e o que foi hoje anunciado não lhe fica atrás.

O LIGO (Laser Inteferometer Gravitational-Wave Observatory) é uma observatório que funciona em dois locais nos Estados Unidos, para permitir a localização da fonte das ondas gravitacionais, e em cada um deles foram construidos túneis de vários quilómetros de extensão, nos quais foram montados inteferómetros. O princípio básico consiste em enviar um feixe laser por cada um dos túneis, estando os dois em fase no momento em que são detetados por um receptor na outra ponta de cada túnel. Uma onda gravitacional, ao passar pelo observatório, distorce as distâncias no espaçotempo, de modo a que a distância percorrida pelo laser num dos braços do interferometro é diferente da que foi percorrida no outro. Quando se combinam os sinais dos dois feixes laser recebidos, eles deixarão de estar em fase e irão interferir um com o outro, sendo possível medir a dimensão da distorção do espaço e do tempo pela diferença de fase entre os feixes.


Uma das instalações do LIGO, nos EUA

Sem dúvida que é um feito merecedor de Nobel, mas não seria a primeira vez. Em 1993, Russel Alan Hulse e Joseph Hutton Taylor Jr. recebem o prémio Nobel da física pelo seu estudo de um sistema de duas estrelas que deu a primeira indicação indirecta de que a existência de ondas gravitacionais era possível.

A história do confronto entre teoria e experiência é bem contada no livro de Clifford M. Will, Einstein Tinha Razão? (Gradiva), embora esteja desactualizada. Para uma perspectiva mais actualizada, e também mais técnica, é possível ler um artigo do mesmo autor em arxiv.org/abs/1403.7377.

Outros livros que podem ser recomendados a propósito de este evento são os de Brian Greene, autor de livros sobre ciência, cuja conta do twitter foi uma das fontes de rumores sobre a descoberta de ondas gravitacionais nas últimas semanas antes da confirmação oficial.

O Tecido do Cosmos
Espaço, Tempo e Textura da Realidade
Autor: Brian Greene

O Universo Elegante
Autor: Brian Greene

Ambos da Coleção Ciência Aberta da Gradiva.

Porque o produto nacional é melhor, alinha-se também perfeitamente nesta lista o livro de Pedro Ferreira:

Uma Teoria Perfeita – Um Século de Génios e o debate sobre a Relatividade
Coleção Diversos da editorial Presença.

Por fim, para as pessoas que não gostam, não podem ou não querem ler muito, haverá sempre filmes. Em particular,de 2014, o filme Interstellar, realizado por Christopher Nolan e tendo como consultor científico Kip Thorne, que é nada mais, nada menos que um dos fundadores do LIGO (juntamente com Ronald Drever e Rainer Weiss).

Kip Thorne é também um dos autores do livro Gravitation, também conhecido pelas iniciais dos seus três autores, MTW – Charles W. Misner, Kip S. Thorne, and John Archibald Wheeler -, ou mais humoristicamente como “a lista telefónica” (para quem se lembra do que isso é).

Por agora, para mais notícias teremos de esperar pela resolução do paradoxo da informação dos buracos negros, embora Stephen Hawkin tenha há umas semanas atrás avançado com uma proposta de solução.

1 Comment on Ondas Gravitacionais? Nada como ler sobre o assunto

  1. Yo diría que el campo de gravedad no arrastra (frame-dragging effect) la masa y sí arrastra la energía electromagnética!
    Curiosamente, el efecto Lense-Thirring en Gravity Probe-B tiene el mismo valor que el efecto geodésico de la Tierra alrededor del Sol.
    NASA error?
    Un experimento interesante!
    Entendiendo el experimento Gravity Probe-B sin matemáticas.
    http://www.molwick.com/es/leyes-gravitacionales/182-gravity-probe-b.html

    Gostar

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