Minha crónica publicada hoje no Público:
As ideias físicas de Einstein apresentadas
no início do século XX diferem muito daquelas que Newton tinha proposto no
século XVII. Para Newton o espaço e o tempo eram universais e eternos. Nesses
vastos e imperturbáveis cenários manifestavam-se as forças de atracção
gravitacional, descritas por uma fórmula simples. Sobre a natureza dessa força,
Newton declarou que “não fazia hipóteses”. Mas Einstein, na sua teoria da
relatividade geral de 1915, fez uma hipótese: a força da gravidade era a
deformação do espaço e do tempo, os dois interrelacionados, causada pela
presença de massa e energia. A observação astronómica revelou que, no domínio das
grandes massas, Einstein estava certo em vez de Newton: a primeira e também a mais
famosa dessas observações foi realizada por duas equipas britânicas durante um
eclipse solar em 1919 na ilha do Príncipe, então colónia portuguesa, e em
Sobral, no norte do Brasil.
Einstein não parou as suas investigações sobre
a força da gravidade depois de ter chegado às equações da relatividade geral. Num
artigo de 1916 conjecturou que existiam ondas gravitacionais, semelhantes às
ondas electromagnéticas (ou radiação ou luz), conhecidas desde meados do século XIX. Uma oscilação
de uma massa deveria abanar a geometria do espaço e do tempo propagando-se a
grandes distâncias, tal como uma oscilação de uma carga espalha luz em redor.
Para o efeito ser apreciável era preciso que a massa em vibração fosse muito
maior do que a do Sol. De início, Einstein não acreditou totalmente na
realidade das suas ondas gravitacionais, pois receou tratar-se de um artifício
matemático. Faleceu em 1955 sem ter a certeza da existência das ondas que tinha
previsto.
As ondas gravitacionais manifestaram-se indirectamente
com a descoberta em 1974 de um sistema binário formado por estrelas pesadas,
chamadas estrelas de neutrões, pelos americanos Russel Hulse e Joseph Taylor
Jr., que ganharam o Nobel da Física de 1993. Uma parte da energia escapava das
estrelas provavelmente sob a forma de ondas gravitacionais. Mas, faltando uma
observação directa, foram propostas engenhosas experiências.
Verificou-se que as ondas gravitacionais eram
mesmo reais precisamente cem anos após a ideia de Einstein. A 11 de Fevereiro de
2016 os media de todo o mundo
anunciavam a extraordinária descoberta,
fazendo eco de um artigo da equipa da experiência LIGO, com cerca
de mil autores, que relatava a recolha das ondas em duas instalações gémeas no
noroeste e no sul dos Estados Unidos, separadas por mais de 3000 quilómetros.
Era precisa uma observação simultânea nos dois lados já que, como os sinais eram
extremamente ténues, tinham se ser excluídas perturbações com uma origem
terrestre e não extraterrestre. Cada
instalação possui "antenas", em forma de L, com braços de quatro
quilómetros, onde se pode medir através de um feixe laser o afastamento entre pares
de espelhos. Ora esses espelhos abanaram um bocadinho durante uma fracção de
segundo, no dia 14 de Setembro de 2015. Ou melhor, o espaço entre eles oscilou.
O sinal, que já foi comparado a um chilrear, foi o mesmo nos dois sítios: só um match perfeito permitiria concluir que a
emissão era remota. Simulações computacionais indicaram que as ondas em causa eram devidas à fusão
de dois buracos negros, cada um deles com cerca de 30 vezes a massa do Sol, à distância de mais de mil milhões de anos-luz de nós.
Buracos negros, descritos pela teoria da relatividade geral, são as estrelas
mais pesadas que se conhecem. A observação das ondas gravitacionais na Terra, revelando
um acordo bastante bom entre teoria e experiência, é uma das proezas mais
notáveis da física contemporânea. A Academia Sueca acaba de distinguir com o
Nobel da Física os responsáveis maiores por essa observação pioneira, que já foi
repetida por mais três vezes (uma das quais há poucos dias, com a participação
de um observatório em Itália). O prémio foi para os americanos Rainer Weiss,
Barry Barish e Kip Thorne (o físico que ajudou no filme Interstellar). Até agora só víamos o céu através de luz, visível ou
invisível. Mas agora passámos a recolher as vibrações do próprio espaço. Se
antes só tínhamos olhos para o céu, passámos a ter também "ouvidos”.
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