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As previs\u00f5es do f\u00edsico alem\u00e3o Albert Einstein (1879-1955) ainda surpreendem a comunidade cient\u00edfica mais de um s\u00e9culo depois, tanto as j\u00e1 confirmadas quanto as que ainda estamos explorando.<\/p>\n
Einstein est\u00e1 no topo da lista dos cientistas mais famosos e ic\u00f4nicos da hist\u00f3ria. Suas teorias da Relatividade Restrita em 1905 e da Relatividade Geral em 1915 revolucionaram o universo da f\u00edsica.<\/p>\n
O f\u00edsico alem\u00e3o foi al\u00e9m da teoria da gravidade de Newton, que existia desde 1687. Einstein tamb\u00e9m introduziu seus famosos experimentos mentais, que tamb\u00e9m colocaram \u00e0 prova os primeiros desenvolvimentos da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica. Suas contribui\u00e7\u00f5es neste campo lhe renderam o Pr\u00eamio Nobel de F\u00edsica, que ganhou em 1921 pelo efeito fotoel\u00e9trico.<\/p>\n
Muitas pessoas acreditam que o Pr\u00eamio Nobel de Relatividade Geral, que n\u00e3o foi dado a ele, \u00e9 uma grande d\u00edvida pendente. Por essa teoria, a gravidade \u00e9 entendida como uma deforma\u00e7\u00e3o ou curvatura do espa\u00e7o-tempo, causada pela distribui\u00e7\u00e3o de massas e energias.<\/p>\n
Em outras palavras: quanto mais massa \u00e9 compactada em menos volume, mais espa\u00e7o-tempo ao seu redor \u00e9 deformado ou curvado. Quaisquer outras part\u00edculas ou objetos que passam perto desses objetos sentem essa curvatura, o que faz com que sua trajet\u00f3ria mude.<\/p>\n
Algumas das previs\u00f5es ou consequ\u00eancias da Relatividade Geral foram postas \u00e0 prova em pouco tempo. Em 1919, apenas quatro anos ap\u00f3s a publica\u00e7\u00e3o da teoria, ocorreu um eclipse solar total, o evento ideal para testar a curvatura do espa\u00e7o-tempo.<\/p>\n
Foram v\u00e1rias as expedi\u00e7\u00f5es cient\u00edficas que viajaram ao Brasil e \u00e0 costa oeste africana para tirar as melhores fotos e dados daquele eclipse e, sobretudo, das estrelas que cercavam o Sol.<\/p>\n
O objeto mais massivo e compacto que temos em nossas cercanias \u00e9 o Sol. O que se queria verificar era se a luz de estrelas distantes era afetada pela curvatura do espa\u00e7o-tempo gerada pelo Sol ao passar perto dele.<\/p>\n
Nesse caso, seu caminho se desviaria ligeiramente de uma linha reta, fazendo com que a posi\u00e7\u00e3o aparente da estrela no c\u00e9u sofresse uma pequena mudan\u00e7a. A confirma\u00e7\u00e3o desse efeito, consistente com as medi\u00e7\u00f5es do eclipse de 1919, tornou Einstein mundialmente famoso.<\/p>\n
Mas, para demonstrar experimentalmente outras previs\u00f5es da Relatividade Geral, precisamos esperar muito mais. Em 1916, Einstein come\u00e7ou a analisar detalhadamente suas equa\u00e7\u00f5es e, em particular, uma s\u00e9rie de termos que, simplificadamente, se parecem com uma equa\u00e7\u00e3o de onda: a mesma estrutura que aparece em muitos sistemas f\u00edsicos nos quais temos uma perturba\u00e7\u00e3o que se propaga transportando energia.<\/p>\n
Nesse caso, as equa\u00e7\u00f5es dizem que o que vibra \u00e9 o pr\u00f3prio espa\u00e7o-tempo, e chamamos esses dist\u00farbios de ondas gravitacionais.<\/p>\n
Eles poderiam ser vistos? Haveria uma maneira de “ouvir” as vibra\u00e7\u00f5es do espa\u00e7o-tempo?<\/p>\n
Durante sua vida, Einstein duvidou da real exist\u00eancia desse fen\u00f4meno (talvez fosse um artefato matem\u00e1tico, mas sem realiza\u00e7\u00e3o f\u00edsica?). Einstein n\u00e3o foi o primeiro nem o \u00fanico f\u00edsico a duvidar das consequ\u00eancias matem\u00e1ticas de sua teoria. Ele teve seus altos e baixos com colegas e revistas cient\u00edficas de prest\u00edgio que deram origem a hist\u00f3rias muito interessantes.<\/p>\n
Seja como for, e com a contribui\u00e7\u00e3o de personalidades proeminentes, finalmente entendeu-se que as ondas gravitacionais eram de fato uma previs\u00e3o real da teoria.<\/p>\n
Suas propriedades foram analisadas e restava ver se a corrida tecnol\u00f3gica para verificar experimentalmente sua exist\u00eancia rendia frutos.<\/p>\n
A amplitude dessas ondas \u00e9 t\u00e3o, t\u00e3o extremamente fraca que o pr\u00f3prio Einstein n\u00e3o tinha muita confian\u00e7a de que sua detec\u00e7\u00e3o seria poss\u00edvel um dia.<\/p>\n
Cada um dos testes a que a Relatividade Geral foi submetida n\u00e3o foi capaz de encontrar discrep\u00e2ncias, mas n\u00e3o detectar ondas gravitacionais ou detect\u00e1-las com propriedades diferentes das teorizadas seria uma demonstra\u00e7\u00e3o de que essa teoria n\u00e3o reproduzia fielmente a realidade.<\/p>\n
O sucesso do desenvolvimento tecnol\u00f3gico levou d\u00e9cadas, e das habituais tentativas fracassadas que nem sempre s\u00e3o mencionadas na ci\u00eancia, como os experimentos pioneiros do f\u00edsico Joseph Weber com barras ressonantes na d\u00e9cada de 1960.<\/p>\n
Os instrumentos que finalmente conseguiram superar esse desafio s\u00e3o os interfer\u00f4metros a laser.<\/p>\n
A primeira detec\u00e7\u00e3o de ondas gravitacionais ocorreu em 2015.<\/p>\n
Ela foi realizada pelos observat\u00f3rios americanos LIGO e foi um evento literalmente hist\u00f3rico.<\/p>\n
As ondas gravitacionais detectadas tamb\u00e9m foram associadas a outra das consequ\u00eancias da Relatividade Geral: vieram da fus\u00e3o de dois buracos negros de cerca de 36 e 29 vezes a massa do Sol, e passaram pelos detectores ap\u00f3s viajarem cerca de 1,3 bilh\u00e3o de anos-luz.<\/p>\n
O Observat\u00f3rio Europeu Virgo se juntou \u00e0 coleta de dados no ver\u00e3o de 2017, com uma detec\u00e7\u00e3o tripla de uma fus\u00e3o de estrelas de n\u00eautrons que incluiu ondas gravitacionais na astronomia multi-mensageiro (astronomia baseada no registro e interpreta\u00e7\u00e3o simult\u00e2nea de v\u00e1rios sinais do espa\u00e7o). O observat\u00f3rio KAGRA se juntar\u00e1 \u00e0 rede global no pr\u00f3ximo per\u00edodo de observa\u00e7\u00e3o, programado para dezembro deste ano.<\/p>\n
J\u00e1 temos um total de 90 eventos confirmados, todos eles t\u00eam como cen\u00e1rio astrof\u00edsico a fus\u00e3o de dois objetos compactos: pares de buracos negros, pares de estrelas de n\u00eautrons ou pares mistos de um buraco negro e uma estrela de n\u00eautrons.<\/p>\n
A porta da pesquisa est\u00e1 aberta para objetos compactos de natureza diferente, e as ondas gravitacionais que eles geram podem nos dar pistas sobre sua estrutura e propriedades. Estamos impacientes para ver as novas surpresas que est\u00e3o por vir.<\/p>\n
No cap\u00edtulo sobre as previs\u00f5es de Einstein n\u00e3o podemos esquecer a famosa constante cosmol\u00f3gica, que tamb\u00e9m gerou contradi\u00e7\u00f5es. Essa constante, suas propriedades e se ela \u00e9 capaz de modelar fielmente a evolu\u00e7\u00e3o e expans\u00e3o do universo \u00e0 luz de dados futuros \u00e9 a p\u00e1gina do livro que est\u00e1 sendo escrita neste momento.<\/p>\n
Einstein introduziu essa constante em suas equa\u00e7\u00f5es para for\u00e7ar (devido a cren\u00e7as pessoais) um modelo de universo est\u00e1tico, uma esp\u00e9cie de “energia repulsiva” sem a qual o universo acabaria entrando em colapso devido ao efeito da pr\u00f3pria gravidade.<\/p>\n
No entanto, ap\u00f3s as observa\u00e7\u00f5es em 1931 do f\u00edsico Edwin Hubble (1889-1953) sobre a expans\u00e3o do universo, Einstein considerou sua proposta como “o maior erro” de seu trabalho cient\u00edfico. Ele estava certo?<\/p>\n
O interesse pela constante cosmol\u00f3gica introduzida por Einstein ressurgiu novamente com as teorias qu\u00e2nticas de campo, uma vez que estas predizem uma energia do v\u00e1cuo que pode se comportar, para todos os efeitos, como a constante cosmol\u00f3gica que ele previu.<\/p>\n
Ent\u00e3o parece que Einstein, mais uma vez, acertou novamente.<\/p>\n
*Isabel Cordero Carri\u00f3n \u00e9 professora e pesquisadora da Faculdade de Matem\u00e1tica da Universidade de Val\u00eancia, Espanha.<\/em><\/p>\n Este artigo foi publicado originalmente no site de not\u00edcias acad\u00eamicas <\/em>The Conversation<\/a> e republicado aqui sob uma licen\u00e7a Creative Commons. <\/em>Leia aqui a vers\u00e3o original<\/a> (em espanhol).<\/em><\/p>\n<\/p><\/div>\n