Minidetector de ondas gravitacionais pode ter encontrado algo novo no universo

Um novo detector de ondas gravitacionais encontrou dois sinais que poderiam levar esse tipo de pesquisa a um novo patamar. Ao contrário de grandes instrumentos da categoria, como o LIGO e o Virgo, o novo dispositivo consiste apenas em um disco feito de cristal de quartzo, com 3 cm de diâmetro. Suas detecções, no entanto, ainda são um mistério.

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Quando atingimos uma superfície com um martelo, ouvimos o som da batida porque a colisão libera uma cerca quantidade de energia que se espalha pelo ar na forma de ondulações. Essas ondulações, por sua vez, chegam ao nosso aparelho auditivo, e nosso cérebro interpreta esses sinais como “som”.

Do mesmo modo, a colisão entre objetos cósmicos massivos, como estrelas de nêutrons e buracos negros, liberam energia que se espalha pelo universo em forma de ondulações no tecido do espaço-tempo. Essas ondulações viajam em todas as direções, à velocidade da luz, mas se enfraquecem à medida que avançam rumo ao espaço desconhecido.

Algumas delas, no entanto, chegam até nós, na Terra, e podem ser detectadas pelo LIGO e o Virgo — que usam gigantescos aparelhos movidos a laser para procurar as enormes ondulações no espaço-tempo. As ondas criadas por colisões cósmicas cataclísmicas são tão poderosas que possuem centenas de quilômetros de comprimento.

Contudo, devem existir ondas gravitacionais menores, causadas por eventos de menores proporções, ou até mesmo a ressonância de eventos que ocorreram logo após o Big Bang. Naquela época, o universo passou por fases de transição tão drásticas que os cientistas esperam que as ondulações criadas nessas ocasiões ressoem até hoje, assim como a radiação cósmica de fundo fornece um vestígio da luz daquela mesma época.

Para encontrar esses pequenos sinais de ondas gravitacionais, os cientistas construíram o pequeno dispositivo de cristal de quartzo, com uma câmara ressonante que produz um sinal elétrico sempre que vibra em certas frequências. Essas frequências, selecionadas pelos pesquisadores para resultar em uma detecção positiva, correspondem ao comprimento das ondas gravitacionais que eles desejam encontrar: apenas alguns metros, ou poucos quilômetros.

Este experimento realizou um teste de 153 dias, durante os quais o cristal ressoou duas vezes, cada uma delas por um ou dois segundos. Os cientistas agora estão tentando descobrir o que causou esses resultados: raios cósmicos que fluem no espaço? Algum evento especial? Ou seriam a emissão de ondulações causadas pela matéria escura em torno de um buraco negro?

São muitas as possíveis explicações para estes sinais, incluindo a flutuação térmica no próprio cristal (que deveria ser mínima devido às temperaturas superfrias induzidas pelos cientistas, mas não se pode descartar ainda flutuações desconhecidas). Entre as possibilidades, estão algumas hipóteses sobre uma nova física, como a partícula áxion, uma das candidatas a componente da matéria escura.

Por enquanto, não há evidências suficientes para sugerir quais foram os eventos que resultaram nas ondas detectadas pelo cristal, mas este resultado significa que novos dispositivos semelhantes podem ser criados. Se vários deles detectarem o mesmo sinal, ao mesmo tempo, será mais fácil elaborar hipóteses que possam explicar os eventos.

O estudo foi publicado na revista Physical Review Letters.

Fonte: Space.com