Os cientistas observaram pela primeira vez ondulações fracas causadas pelo movimento dos buracos negros, que se estendem e comprimem suavemente tudo no universo.
Os astrônomos dizem ter encontrado a primeira evidência de uma forma de ondas gravitacionais há muito teorizada que cria um “zumbido de fundo” ressoando por todo o universo.
As descobertas, divulgadas na quarta-feira, são o produto de anos de trabalho de centenas de cientistas usando radiotelescópios na América do Norte, Europa, China, Índia e Austrália, e foram saudadas como um importante avanço que abre uma nova janela para o universo.
Previsto pela primeira vez por Albert Einstein há mais de um século, as ondas gravitacionais são ondulações no tecido do universo que viajam através de tudo na velocidade da luz quase totalmente desimpedidas.
Sua existência não foi confirmada até 2015, quando observatórios nos Estados Unidos e na Itália detectaram as primeiras ondas gravitacionais criadas pela colisão de dois buracos negros.
Essas ondas de “alta frequência” foram o resultado de um único evento violento enviando uma onda forte e curta em direção à Terra.
Mas, por décadas, os cientistas também procuram ondas gravitacionais de baixa frequência, que se acredita estarem constantemente rolando pelo espaço como ruído de fundo.
Essas ondulações lentas podem levar anos ou até décadas para subir e descer, e provavelmente vêm de alguns dos maiores objetos do nosso universo: buracos negros supermassivos com bilhões de vezes a massa do Sol.
Unindo forças sob a bandeira do consórcio International Pulsar Timing Array, os cientistas finalmente encontraram fortes evidências dessas ondas de fundo.
“Agora sabemos que o universo está inundado de ondas gravitacionais”, disse Michael Keith, do European Pulsar Timing Array, à agência de notícias AFP.
Usando estrelas mortas como relógios
À medida que as ondas gravitacionais viajam pelo espaço, elas espremem e esticam sutilmente tudo o que passam.
Para encontrar evidências desse aperto e alongamento em baixas frequências, os astrônomos observaram os pulsares, os núcleos mortos de estrelas que explodiram em uma supernova. Alguns giram centenas de vezes por segundo, lançando feixes de ondas de rádio em intervalos extremamente regulares, como faróis cósmicos.
Isso significa que eles podem atuar como “um relógio muito, muito preciso”, disse Keith.
Para a nova pesquisa, radiotelescópios de todo o mundo visaram um total de 115 pulsares em toda a Via Láctea.
Os cientistas então mediram as diferenças incrivelmente pequenas no tempo dos pulsos, procurando sinais reveladores de ondas gravitacionais. O astrofísico francês Antoine Petiteau disse que eles foram capazes de “detectar mudanças de menos de um milionésimo de segundo ao longo de mais de 20 anos”.
A evidência inicial era consistente com a teoria da relatividade de Einstein e com a compreensão atual da ciência sobre o universo, disseram os cientistas.
Maura McLaughlin, do programa US Pulsar Search Collaboratory, disse que ficou “impressionado” depois de ver pela primeira vez as evidências das ondas em 2020.
Foi “realmente um momento mágico”, disse ela em entrevista coletiva.
Mas os cientistas enfatizaram que ainda não haviam “detectado” definitivamente as ondas porque não atingiram o nível de certeza cinco sigma padrão-ouro. Cinco sigma indica que há uma chance em um milhão de algo ser um acaso estatístico.
“Estamos frustrantemente aquém do alvo”, disse Keith, acrescentando que havia uma probabilidade de 99% de que as evidências apontassem para ondas gravitacionais.
Cada país ou grupo do consórcio publicou suas pesquisas separadamente em uma variedade de periódicos.
Steve Taylor, presidente do observatório de ondas gravitacionais NANOGrav da América do Norte, disse que uma vez que todos os dados foram combinados, a marca de cinco sigma poderia ser alcançada em um ou dois anos.
A principal teoria é que as ondas vêm de pares de buracos negros supermassivos situados no centro de galáxias que estão se fundindo lentamente. Ao contrário daqueles que causaram as ondas gravitacionais detectadas anteriormente, esses buracos negros são quase inimaginavelmente grandes – às vezes bilhões de vezes maiores que o Sol.
Daniel Reardon, membro do Parkes Pulsar Timing Array da Austrália, disse que – se confirmadas – as ondas seriam “a soma de todos os sistemas binários de buracos negros supermassivos girando uns sobre os outros nos núcleos das galáxias em todo o universo”.
Os pesquisadores descreveram o fundo das ondas gravitacionais do universo como o equivalente a ouvir o zumbido de um grande grupo de pessoas conversando em uma festa, sem conseguir distinguir nenhuma voz individual.
Outra teoria é que as ondas gravitacionais poderiam ser da rápida expansão que ocorreu um segundo após o Big Bang, um período chamado de inflação cósmica que está oculto da visão dos cientistas.
Alguns cientistas disseram que as galáxias entre a Terra e o Big Bang provavelmente estavam “abafando” essas ondas.
Mas, no futuro, as ondas gravitacionais de baixa frequência podem revelar mais sobre essa expansão inicial e possivelmente lançar luz sobre o mistério da matéria escura, disseram os cientistas.
Também poderia ajudá-los a entender mais sobre como os buracos negros e as galáxias se formam e evoluem.
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