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Mundo da Ciência

Einstein estava certo! Cientistas detectam ondas gravitacionais

comprovando a Teoria da Relatividade Geral



12/02/2007

Os cientistas observaram ondas gravitacionais, pela primeira vez, em uma descoberta histórica, considerada “o maior avanço científico do século”. Os pesquisadores detectaram a curvatura do espaço-tempo causada por uma colisão de dois buracos negros maciços, que representa algo previsto pela primeira vez na Teoria da Relatividade Geral, de Einstein, em 1915. Tais ondas gravitacionais, criadas a um bilhão de anos-luz da Terra, ajudam a confirmar que o nosso Universo foi criado pelo Big Bang. Isso traz uma visão sem precedentes sobre o evento que criou o Universo.
“Nós detectamos as ondas gravitacionais”, revelou David Reitze, diretor-executivo do projeto LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) em uma conferência de imprensa em Washington DC, EUA, após semanas de especulação sobre o anúncio. O físico e professor Stephen Hawking disse que a detecção marcou um momento importante na história científica. “As ondas gravitacionais fornecem uma maneira completamente nova de olhar para o Universo, podendo revolucionar a Astronomia”, opinou ele.

Esta descoberta é a primeira detecção de um sistema binário de buraco negro e a primeira observação de buracos negros que se fundem. Acredita-se que a onda gravitacional encontrada neste estudo seja o produto de uma colisão entre dois buracos negros maciços, que ocorreu a 1,3 bilhões de anos-luz de distância, um evento jamais observado até então.
O LIGO, localizado na Luisiana, EUA, possui detectores individuais cuidadosamente construídos para localizar vibrações incrivelmente minúsculas de ondas gravitacionais. Uma vez que os pesquisadores avistam um sinal gravitacional, ele é convertido em ondas de áudio, permitindo que o som de dois buracos negros em espiral se fundam em um único buraco negro maior e sejam ouvidos. A equipe também foi capaz de rastrear os milissegundos finais antes dos buracos negros colidirem. Eles determinaram que os buracos negros, com 30 vezes a massa do nosso Sol, circularam um ao outro quase à velocidade da luz, antes da fusão pela colisão. Esta colisão emitiu uma enorme quantidade de energia, equivalente a cerca de três massas solares – segundo a equação de Einstein “E = mc2” – sob a forma de ondas gravitacionais.
“A maior parte dessa energia é liberada em apenas alguns décimos de segundo”, revela Peter Fritschel, cientista-chefe do LIGO e cientista de pesquisa sênior no Instituto Kavli, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) para Astrofísica e Pesquisa Espacial. “Por um período muito curto de tempo, o poder real de ondas gravitacionais foi maior do que toda a luz presente no universo visível”, completou ele. Estas ondas, em seguida, percorreram o Universo, entortando, de forma eficaz, a barreira do espaço-tempo, antes de passarem pela Terra, mais de um bilhão de anos mais tarde, carregando os fracos traços de suas origens violentas.

“Este é um sinal que nós queríamos observar desde o tempo que LIGO foi proposto. Isso mostra a dinâmica de objetos nos mais fortes campos gravitacionais que se possa imaginar, um domínio onde a gravidade de Newton não funciona completamente, e é preciso usar as equações de Einstein, totalmente não-lineares, para explicar os fenômenos”, complementou Rainer Weiss, professor emérito de física no MIT.


A Teoria Geral da Relatividade


Há quase cem anos, Albert Einstein propôs as ondas gravitacionais como parte de sua teoria geral da relatividade. Desde a criação do LIGO, há 12 anos, os cientistas buscavam provas das ondulações no espaço-tempo. Segundo a Teoria Geral da Relatividade, de Einstein, publicada em 1916, o Universo seria composto por um “tecido de espaço-tempo”. Assim, objetos no Universo dobram este tecido e os de maior massa dobram ainda mais, com ondas gravitacionais sendo consideradas “ondulações” presentes neste tecido.
Segundo a teoria de Einstein, os dois buracos negros sucumbiriam a uma espiral da morte, enviando ondas gravitacionais através de espaço-tempo. A teoria de Einstein já havia sido confirmada em todos os outros aspectos, só faltava a detecção das ondas gravitacionais. A descoberta era tudo que os cientistas mais queriam, pois, segundo eles, elas carregam informações que poderia permitir saber mais sobre os primórdios do Universo.
A teoria de Einstein afirma que a passagem de ondas gravitacionais entre a Terra e um pulsar de milissegundo iria causar um aperto e um estiramento do espaço, mudando a distância entre eles por cerca de 10 metros, uma pequena fração da distância do pulsar da Terra. Isto mudaria o tempo em que os sinais do pulsar chegariam na Terra. Muitos cientistas estudaram esses pulsares por 11 anos, que deveriam ter sido suficientes para revelar as ondas gravitacionais, mas não houve sinais perceptíveis, até a surpreendente descoberta do LIGO, confirmada esta semana.
Para os cientistas do LIGO, esta nova detecção de ondas gravitacionais marca não apenas o culminar de uma pesquisa de décadas, como também o início de uma nova maneira de olhar para o Universo. “Isso realmente abre uma nova área da astrofísica. Nós sempre olhamos para o céu com telescópios e observamos a radiação eletromagnética, como luz, ondas de rádio ou raios-x. Agora, as ondas gravitacionais são uma forma completamente nova que podemos focar para conhecer o Universo em torno de nós”, concluiu Matthew Evans, professor assistente de física no MIT.

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