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03/10/17

Físicos que constataram ondas gravitacionais de Einstein ganham Nobel

Ganhadores do Nobel de Física deste ano deram continuidade aos estudos do pai da teoria da relatividade, comprovando a existência de ondas que carregam a informação através do espaço e do tempo.

Imagem: Divulgação Nobel PrizeImagem: Divulgação Nobel Prize

“Há muito tempo numa galáxia muito, muito distante, dois grandes buracos negros envolvidos em uma dança mortal. Girando um ao lado do outro, girando cada vez mais rápido, girando finalmente à metade da velocidade da luz, eles colidiram e se fundiram formando um buraco negro ainda mais maciço. Esse evento importante reverberou através do espaço e do tempo à medida que as ondas gravitacionais aceleravam para fora carregando informações sobre o que acabava de acontecer”.

Assim descreveu a física Olga Botner, do comitê do Prêmio Nobel, ao anunciar a descoberta das ondas gravitacionais com a ajuda do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (Ligo, na sigla em inglês), criado pelos cientistas Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorne, vencedores do Prêmio Nobel de Física 2017, pela constatação das ondas gravitacionais, cuja primeira detecção ocorreu em setembro de 2015 utilizando o Ligo.

As ondas gravitacionais foram previstas por Albert Einstein há mais de 100 anos e são produzidas por causa da colisão entre dois buracos negros. De acordo com a teoria de Eintein, qualquer evento cósmico com força o suficiente para causar uma perturbação no espaço-tempo pode produzir ondulações gravitacionais que se propagam pelo espaço.

Conseguir detectá-las significa ir além e conhecer a forma como elas distorcem o espaço-tempo. Essa nova visão pode confirmar outra previsão de Einstein: o formato do caminho pelo qual as ondas viajam, que seriam através de duas polarizações.

O evento detectado em 2015 aconteceu há cerca de 1,3 bilhão de anos, quando surgiu a primeira vida multicelular na Terra. Desde então, as ondas gravitacionais atravessaram o universo, chegando bem próximos a nossa localização, na nuvem de Magalhães, há cerca de 200 mil anos, quando os primeiros Homo sapiens caminharam na África e finalmente varreram para a Terra em 14 de setembro de 2015, quando as ondas foram gravadas pelo Ligo, um dos instrumentos mais sensíveis já construídos pelo homem.

Apesar de toda essa força, os efeitos da passagem das ondas gravitacionais pela Terra foram ínfimos. Isso porque as ondas vão diminuindo de tamanho à medida que se afastam do ponto de impacto, essas oscilações no espaço-tempo perderam “força”. Por isso, durante uma fração de segundo, elas esticaram e espremeram o espaço-tempo no nosso planeta em apenas uma parte em um sextilhão, o equivalente à largura de um simples núcleo atômico.

Engenharia
O Ligo é composto por dois observatórios instalados nos estados americanos de Washington e Louisiana, cerca de três mil quilômetros distantes um do outro e levou anos para ser construído. Nas duas instalações, potentes lasers com comprimento de onda extremamente curto batem e voltam, de maneira constante, em espelhos colocados nas extremidades de dois corredores de aproximadamente quatro quilômetros de comprimento, cada, erguidos em forma de “L” e extremamente protegidos de vibrações externas. Em condições normais, esses dois raios de luz se anulam ao se encontrarem no “canto” do “L”, num processo conhecido como interferometria. Mas, quando uma onda gravitacional passa por eles, um dos “braços” do “L” fica ligeiramente mais curto ou longo que o outro, e parte da luz “vaza” para atingir um detector.

Os mais altos níveis de engenharia criativa foram aplicadas para que os observatórios pudessem ser totalmente isolados das vibrações sísmicas, e houvesse a compensação térmica do movimentos dos átomos nos espelhos e dos efeitos quânticos do laser.

O Ligo foi idealizado pelos físicos americanos Rainer Weiss, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT); Kip Thorne, do Caltech, e o escocês Ronald Drever, morto no início deste ano. Barry Barish transformou o projeto de pequena escala e cerca de 40 funcionários num experimento com colaboração internacional com mais de mil participantes, logo após assumir a liderança do Ligo em 1994. Barish buscou a expertise necessária em grupos de pesquisa de diversos países.


Comunicação CNTU
Com agências


(publicado por Deborah Moreira)





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