Ondas gravitacionais: vibrações do Espaço-Tempo

O Comitê Nobel decidiu conceder o Prêmio de Física de 2017 aos pesquisadores americanos Rainer Weiss, Barry Clark Barish e Kip Stephen Thorne, pelas “decisivas contribuições do detector LIGO e a observação das ondas gravitacionais”.

No dia 14 de setembro de 2015, às 6h:50min:45s de Brasília, foram detectadas pela primeira vez as chamadas ondas gravitacionais, fenômeno predito de modo espetacular pelo inigualável físico alemão Albert Einstein (1879 - 1955) em célebre e centenário artigo (“A Base da Teoria da Relatividade Geral”, Annalen der Physik).

A captura das ondas gravitacionais ocorreu por meio de dois detectores do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria Laser (sigla LIGO em inglês: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, www.ligo.org) nos Estados Unidos. Visto de fora, em cada um dos observatórios LIGO existem dois longos tubos de concreto de 4 km de extensão, perpendiculares entre si. Dentro de tais tubos existe um feixe de potente laser cujo sinal viaja a velocidade da luz e é refletido, retornando a um detector bastante sensível, perpendicular ao trajeto inicial. Em condições normais, tais sinais enviados e refletidos estão sempre perfeitamente alinhados, viajando em sentidos opostos – e o detector nada registra.

No entanto, algo extraordinário aconteceu quando os feixes se desalinharam, pois estava simplesmente relacionado à colisão e posterior fusão de dois buracos negros. Tal evento recebeu a denominação GW150914, significando Gravitational Wave 2015-09-14. Estima-se que tais buracos negros existiam há 1,3 bilhão de anos e fundiram-se num único, violento e gigantesco buraco negro em incríveis 0,2 segundos, numa galáxia muito, muito distante. Tal titânica união entre tais colossos gerou uma perturbação no tecido do espaço-tempo que foi se propagando até chegar ao nosso planeta à velocidade da luz, num sinal extremamente fraco, mas ainda assim mensurável.

O fenômeno foi portanto observado, analisado, verificado, reanalisado e publicado por mil e nove pesquisadores (incluindo sete do Brasil financiados pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação) que formaram um seleto time internacional, verdadeiramente multirracial e multicultural, conforme publicação recente da prestigiosa revista Physical Review Letters. Pela teoria, as ondas gravitacionais estão relacionadas a perturbações e vibrações que se propagam no tecido do espaço-tempo, assim como as ondas nas marés. Para gerar tais distorções, são necessários eventos cataclísmicos como colisões de buracos negros. Estes são entidades cósmicas devoradoras de planetas, estrelas e mesmo galáxias inteiras.

A violenta fusão dos dois buracos negros, com aproximadamente 36 e 29 massas solares, resultou num buraco negro único de incríveis 62 vezes a massa do nosso sol, liberando praticamente 3 massas solares em pura energia, parte delas na forma de ondas gravitacionais. Estas podem ser consideradas como manifestações das vibrações do universo, provenientes da colisão de buracos negros, que como diria o incomparável compositor, maestro e pianista brasileiro Antonio Carlos Brasileiro de Almeida Jobim na belíssima canção Wave, são “estrelas que esquecemos de contar”.  Professor da Escola Politécnica, Departamento de Engenharia Química e do Instituto de Humanidades, Artes e Ciências da UFBA