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Observatório

Finalmente, as ondas

David Reitze, diretor-executivo do LIGO, descreveu de forma gráfica a colisão que terá provocado as ondas detetadas: “Imagine um corpo com um diâmetro de uns 150 quilómetros e a massa de 30 sóis, a deslocar-se a metade da velocidade da luz. Imagine outro corpo igual. Agora imagine que eles colidem...” O LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatories) divulgou esta imagem para ilustrar a descoberta.

É

oficial! Quando o LIGO voltou à atividade, depois de uma série de melhoramentos, em setembro de 2015, os cientistas tinham expectativas de que pudesse estar mais perto de detetar aquilo para que foi construído: ondas gravitacionais. Não esperavam é que o primeiro sinal inequívoco surgisse quase imediatamente. Analisados os dados, chegaram à conclusão de que se tratava da assinatura da fusão (ou colisão, é difícil escolher palavras para eventos desta dimensão) de dois buracos negros, ocorrida há 1337 milhões de anos, mais coisa menos coisa. O anúncio foi feito numa conferência de imprensa realizada a 11 de fevereiro (já esta edição da SUPER estava fechada), pelo que nos limitamos a dar aqui nota dela e abordar superficialmente o assunto, reservando para momento posterior um artigo mais desenvolvido sobre o tema, que aliás abordámos inúmeras vezes na revista. Pela mesma razão, algumas páginas desta mesma edição ficaram ligeiramente desatualizadas. É um problema recorrente do jornalismo impresso: só dá as notícias de ontem, na melhor das hipóteses. Regressemos ao assunto: o LIGO é um observatório composto por dois instrumentos situados nos Estados Unidos, um no estado de Washington e outro na Louisiana, com um afastamento de 3002 km. A duplicação serve para garantir que os efeitos sentidos num deles não se devem a causas locais (microssismos, explosões em pedreiras, trânsito pesado, etc.). Se o sinal surgir nos dois, quase simultaneamente (as ondas gravitacionais propagam-se à velocidade da luz), então deverá tratar-se de algo vindo do espaço e poderá ser certificado como digno de nota. Esses dois instrumentos são construções em forma de L, em que cada braço tem quatro quilómetros de comprimento. No eixo do L (a junção dos braços), é disparado um feixe laser para cada lado. Os dois feixes percorrem os braços (em 13 milionésimos de segundo), são refletidos em espelhos e regressam à origem, onde são combinados, num processo conhecido como “interferometria”. Qual é o objetivo? As ondas gravitacionais resultam diretamente da teoria da relatividade geral, apresentada por Einstein em 1915: corpos em movimento acelerado provocam ondulações no espaço-tempo. Se os corpos forem suficientemente grandes (os físicos

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SUPER

preferem dizer “massivos”, porque o que interessa é a massa, não o tamanho), então será (teoricamente) possível detetar essas ondas, na medida em que, ao comprimir o tecido do espaço-tempo numa direção e expandi-lo na perpendicular (a seguir, acontece o oposto), levariam instrumentos como o LIGO a assinalar uma pequena diferença no tempo que o feixe laser leva a percorrer cada um dos braços do L. Dizer “pequeno” é pouco. No caso do LIGO, a diferença no percurso de 4 km seria inferior ao tamanho do núcleo atómico... Foi o que aconteceu às 9h50 de 14 de setembro de 2015: pouco depois de reativarem o observatório, após as obras de melhoramento, os cientistas descobriram um padrão de interferência no instrumento. Verificaram os dados e... bingo! Não só tinham a assinatura de algo nunca antes visto, como as medições se ajustavam perfeitamente às previsões que resultam da teoria de Einstein. Para todos os efeitos práticos, o Nobel está a caminho. É um grande triunfo para a ciência. Trata-se da última grande previsão decorrente da teoria de Einstein que ainda não tinha sido possível confirmar. É também um grande triunfo da engenharia (e do engenho humano, de uma

forma mais geral): construir um instrumento destes envolve desafios quase insuperáveis. O LIGO funcionou entre 2002 e 2010 sem ter detetado algo de significativo, e há outros instrumentos semelhantes espalhados pelo mundo que também não conseguiram qualquer resultado. Só os melhoramentos introduzidos ao longo de cinco anos, até meados de setembro de 2015 (que custaram 620 milhões de dólares) permitiram o feito agora alcançado. Porém, o Nobel não vai premiar apenas o engenho da equipa ou a derradeira confirmação (enfim, há outros assuntos por resolver, ver pág. 50) da relatividade geral. O que está em causa é muito mais profundo. A equipa do LIGO demonstrou a operacionalidade de um novo instrumento para sondar o universo, que pode levar-nos (sejamos otimistas) ao próprio momento do Big Bang. De facto, há muito mais, e mais excitante. Quando pensamos em meios de compreender o universo, abrem-se duas vias: a teórica (Isaac Newton, Albert Einstein ou Stephen Hawking, para referir apenas nomes mediáticos) e a prática. Esta envolve olhar para fora da Terra. A humanidade sempre o fez, e de forma especial a partir do momento em que compreendeu

Super Interessante Portugal N.215, marco 2016  
Super Interessante Portugal N.215, marco 2016  
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