O que são as ondas gravitacionais e como sua descoberta pode mudar a Ciência

Nesta quinta-feira (11), a Física como conhecemos pode ter mudado radicalmente — e a comunidade científica não poderia estar mais feliz com isso. Depois de décadas trabalhando apenas com teorias e hipóteses, cientistas conseguiram comprovar a existência de ondas gravitacionais, confirmando algo que Albert Einstein havia postulado há quase um século. E o reflexo dessa descoberta pode mudar a forma como entendemos o universo, além de abrir uma série de outras possibilidades até então inimagináveis.

No entanto, antes de qualquer coisa, é preciso entender o que são essas tais ondas gravitacionais. Segundo a Teoria Geral da Relatividade de Einstein, essas ondas são emitidas por todos os corpos em movimento e são capazes de perturbar o espaço ao seu redor. São como feixes de energia que distorcem o tecido do espaço-tempo, ou seja, algo bem parecido com o que já vimos em séries de ficção-científica como Doctor Who.

O problema é que ninguém havia conseguido provar a existência dessas ondas até então, o que fazia delas apenas uma teoria dentro do conceito apresentado por Einstein. Segundo ele, todo corpo do Universo emitia essa onda — inclusive você —, mas em níveis tão pequenos que era impossível percebê-las. Para o cientista, apenas algo com grandes massas e com uma forte aceleração seria capaz de fazer essa onda gravitacional aparecer em um nível razoável.

Isso significa que somente grandes eventos cósmicos seriam capazes de fazer com que a detecção dessas ondulações fosse possível. Colisão de estrelas superdensas, junção de buracos negros e explosões de estrelas gigantes são exemplos de fenômenos que poderiam gerar essas ondas. Só que não é todo dia que vemos isso acontecer e, pior, não é nada fácil analisar o resultado disso no meio do espaço a bilhões de anos-luz da Terra.

E é aí que entra a descoberta desta semana. Pesquisadores do Observatório de Interferometria de Ondas Gravitacionais (ou apenas LIGO, na sigla em inglês) conseguiram identificar essas ondas gravitacionais em ação a nada menos do que 1,3 bilhão de anos-luz de nosso planeta. Segundo eles, a interação de dois buracos negros causou distorções no espaço e eles foram capazes de acompanhar isso, o que ajudou a comprovar que Einstein estava certo.

Entendendo o processo

Diante disso, a equipe norte-americana do LIGO se juntou a cientistas italianos da Virgo para estudar o fenômeno. Assim, eles construíram detectores nos dois países, com dois túneis idênticos com 3 quilômetros de largura que se cruzavam em um ângulo de 90º, criando um enorme L.

A partir disso, eles disparavam um feixe de laser nesses detectores e o raio era dividido em dois, enviando cada metade para um desses túneis. Esses feixes encontravam uma série de espelhos dentro da estrutura, o que fazia com que eles fossem rebatidos infinitas vezes durante seu caminho. Lembra-se quando você via um desenho animado em que um tiro ricocheteava por todo um cômodo antes de acertar o alvo? Pois o processo é mais ou menos assim.

E a grande sacada vem ao fim do processo, quando os raios se recombinam novamente. O que os cientistas perceberam foi que as ondas de luz interferiam entre si e não se cancelavam, como devia acontecer. Isso porque eles não são mais feixes iguais, como eram quando foram disparados.

A razão disso é porque a onda distorce levemente o espaço ao seu redor, o que, em termos práticos, faz com que a longitude do túnel seja alterada. Parece loucura, mas os dois raios viajaram distâncias diferentes mesmo dentro de túneis iguais. Para um deles, a passagem foi esticada, enquanto o outro teve seu trajeto escolhido — mesmo que nada tenha mudado na estrutura em si.

Você falou em viagem no tempo?

Com a descoberta das ondas gravitacionais e a sua capacidade de distorcer o tecido do espaço-tempo, é óbvio que a primeira coisa que nos vêm à mente é a capacidade de viajar no tempo, seja em um DeLorean, em uma cabine policial azul ou a partir de alguma máquina louca criada a partir da teoria de Einstein.

Como o Mashbale relembra, entender mais sobre essas ondas pode nos dar o caminho para manipular o espaço-tempo de alguma forma — ainda que não seja a garantia de uma viagem temporal, por exemplo. O próprio cofundador do LIGO, Kip Thorne, diz duvidar que isso vai nos conduzir a uma era em que essas viagens serão possíveis, muito embora quisesse que isso acontecesse. Por outro lado, as implicações da descoberta podem trazer grandes avanços em outras áreas.

Segundo Thorne, a confirmação de que essas ondas gravitacionais são produzidas por grandes colisões de objetos no universo dá aos cientistas novas maneiras de explorar o espaço. Para ele, ao invés de olhar para o cosmos com luz infravermelha, óptica ou ultravioleta, agora os pesquisadores podem usar a gravidade como uma ferramenta a seu favor.

Isso também vai permitir que a Ciência olhe para velhos estudos com novos olhos. Para Alicia Sintes, responsável pelo departamento de Física do Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha e participante do projeto LIGO, os estudiosos agora conseguirão extrair muito mais informação sobre pontos que antes ainda eram incertos, podendo até dar detalhes sobre o Universo quando ele tinha somente 300 mil anos de idade. Isso sem falar que os estudos sobre buracos negros vão avançar consideravelmente.

Ainda assim, há quem siga apostando na viagem no tempo. O físico Brian Greene, por exemplo, diz que a descoberta vai permitir que o espaço e o tempo possam ser explorados de novos jeitos daqui para frente. Para ele, entender esse novo fenômeno é o primeiro passo para tudo aquilo que antes era apenas ficção.

Fonte: BBC, Mashable, NASA