Relatividade Geral de Albert Einstein é comprovada em estudo que durou 16 anos

As teorias de Albert Einstein foram comprovadas mais uma vez em um estudo de 16 anos de duração. A equipe de astrônomos analisou estrelas de nêutrons extremas conhecidas como pulsares e conseguiu calcular a distorção que a gravidade desses objetos criam na trajetória da emissão de rádio de seus companheiros.

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Os pulsares são remanescentes estelares muito pequenos e densos, com até 20 km de diâmetro e cerca de 2,4 vezes a massa do Sol. A diferença entre eles e estrelas de nêutrons comuns é que pulsares emitem feixes de radiação em comprimentos de onda de rádio, disparando de seus polos, orientados de modo que pareçam um farol, só que girando em velocidade de até milissegundos.

Teoria de Einstein comprovada mais uma vez

Por serem objetos muito massivos — e, portanto, donos de um campo gravitacional forte —, os cientistas consideram os pulsares como ótimos alvos para estudos da relatividade geral. Mas a nova pesquisa é ainda mais refinada, porque os autores usaram um par binário de pulsares, chamados PSR J0737−3039 A e B, descoberto em 2003.

Esse sistema binário está localizado a cerca de 2.400 anos-luz de distância da Terra, e é o único já identificado até hoje. A Relatividade Geral de Einstein diz que, como esses pulsares estão muito próximos, os feixes de luz de um pulsar seriam distorcidos pela gravidade do companheiro e vice-versa.

Com uma órbita em comum completa a cada 147 minutos, o sistema é rápido — um dos pulsadores gira 44 vezes por segundo enquanto o outro, mais jovem, gira uma vez a cada 2,8 segundos. Usando sete dos maiores telescópios do mundo, os pesquisadores observaram essa dança cósmica por de 16 anos.

De acordo com a astrofísica Ingrid Stairs, da University of British Columbia, no Canadá, essa foi a primeira vez que astrônomos viram “como a luz não é apenas atrasada devido a uma forte curvatura do espaço-tempo ao redor do companheiro, mas também que a luz é desviada por um pequeno ângulo de 0,04 graus que podemos detectar. Nunca antes tal experimento foi conduzido em uma curvatura do espaço-tempo tão alta”.

Outros experimentos

Os pesquisadores realizaram outros experimentos durante o período de 16 anos, sete no total, todos para testar a relatividade geral. Eles analisaram a forma como a orientação da órbita do sistema binário muda e a forma como os pulsares arrastam o espaço-tempo conforme giram. Também mediram o efeito da dilatação do tempo, que faz os relógios funcionarem mais devagar em campos gravitacionais mais fortes.

Outro teste importante foi o de ondas gravitacionais, "uma pedra angular da teoria de Einstein”, de acordo com o astrônomo e astrofísico Michael Kramer do Instituto Max Planck de Radioastronomia da Alemanha, que liderou a pesquisa. A medição da equipe teve “precisão 25 vezes melhor do que com o pulsar Hulse-Taylor, ganhador do Prêmio Nobel, e mil vezes melhor do que atualmente possível com detectores de ondas gravitacionais”, concluiu ele.

Eles consideraram o efeito da radiação eletromagnética emitida pelo pulsar de rotação mais rápida no movimento orbital. “Essa radiação corresponde a uma perda de massa de 8 milhões de toneladas por segundo!”, explicou o astrofísico Dick Manchester da CSIRO, na Austrália. “Isso parece muito, é apenas uma pequena fração da massa do pulsar”, disse.

Os testes da Relatividade Geral visam ajudar os pesquisadores a encontrarem o motivo da incompatibilidade da teoria de Einstein com a mecânica quântica. Por enquanto, ambas se mostraram infalíveis nas observações e estudos como este. A pesquisa foi publicada no Physical Review X.

Fonte: Astronomy and Astrophysic; via: ScienceAlert