A escala usada pelos astrônomos é 1,022 vezes maior do que as escalas usadas em testes de laboratório. [Imagem: Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute]
Aglomerados de galáxias confirmam Teoria da Relatividade
Gertie Skaarup - 28/09/2011
Se, de um lado,
neutrinos superluminais parecem ameaçar a longa vida das teorias de Einstein, de outro, astrônomos conseguem novas demonstrações
experimentais que reforçam as teorias
mais aceitas atualmente.
Observações e interpretações
Todas as observações em astronomia são baseadas na luz emitida por estrelas e galáxias e, de acordo com a Teoria Geral da Relatividade, essa luz é afetada pela gravidade.
Ao mesmo tempo, todas as interpretações em astronomia são baseadas na exatidão da Teoria da Relatividade.
Contudo, até hoje nunca havia sido possível testar a teoria da gravidade de Einstein em escalas maiores do que o Sistema Solar.
Agora, astrofísicos dinamarqueses conseguiram medir o quanto a luz emitida por aglomerados de galáxias é afetada pela gravidade.
E as observações confirmam as previsões teóricas, não apenas as de Einstein, mas também as hipóteses mais recentes do "universo escuro" - a energia escura e a matéria escura.
Desvio para o vermelho
Observações de grandes distâncias no universo são baseadas em medições do desvio para o vermelho, que é um fenômeno onde o comprimento de onda da luz de corpos celestes distantes é deslocado mais para o vermelho quanto maior é a distância que essa luz percorre.
O desvio para o vermelho
indica o quanto o universo se expandiu
desde que a luz foi emitida
até sua detecção na Terra.
Além disso, de acordo com a Teoria Geral da Relatividade de Einstein, a luz e, portanto, o desvio para o vermelho, também é afetada pela gravidade de grandes massas, como aglomerados de galáxias, o que provoca um desvio para o vermelho gravitacional da luz.
Mas a influência gravitacional sobre a luz nunca havia sido medida em uma escala cosmológica.
Aglomerados de galáxias são aglomerações de milhares de galáxias, mantidas juntas por sua própria gravidade. Esta gravidade afeta a luz que está saindo do aglomerado em direção ao espaço. [Imagem: Hubble Space Telescope]
Aglomerados de galáxias
Radek Wojtak e seus colegas Steen Hansen e Hjorth Jens, da Universidade de Copenhangue, analisaram medições da luz de galáxias em cerca de 8.000 aglomerados de galáxias.
Aglomerados de galáxias são aglomerações de milhares de galáxias, mantidas juntas por sua própria gravidade. Esta gravidade afeta a luz que está saindo do aglomerado em direção ao espaço.
Os pesquisadores estudaram as galáxias localizadas no centro dos aglomerados e galáxias na borda dos aglomerados, e mediram os comprimentos de onda da luz emitida por umas e por outras.
Em seguida, eles mediram a massa total do aglomerado de galáxias e, com isso, obtiveram seu potencial gravitacional.
Usando a Teoria da Relatividade Geral, eles então calcularam o desvio para o vermelho gravitacional para as diferentes localizações das galáxias no interior dos aglomerados.
Teoria da Relatividade confirmada
"Descobrimos que os cálculos teóricos do desvio para o vermelho gravitacional baseados na Teoria da Relatividade Geral estão em completo acordo com as observações astronômicas.
"Nossa análise das observações dos aglomerados de galáxias mostra que o desvio para o vermelho da luz é proporcionalmente deslocado em relação à influência gravitacional [exercida pela] gravidade do aglomerado de galáxias.
Desta forma, as nossas observações confirmam a Teoria da Relatividade," resumiu Radek Wojtak.
Com este resultado bem-comportado, a pesquisa dá sustentação às chamadas teorias do universo escuro, que explicam o comportamento observado do Universo com base em duas entidades ainda desconhecidas e não observadas, chamadas matéria escura e energia escura.
"Agora que a Teoria Geral da Relatividade foi testada em escala cosmológica isto representa uma forte indicação da presença da energia escura," completou Wojtak.
Indicações
É importante ressaltar que o cientista fala em "forte indicação". Outros dados igualmente experimentais colocam dúvidas sobre o universo escuro.
- Lado escuro do Universo é posto em dúvida por astrônomos
- Teoria modificada da gravidade é confirmada por galáxias gasosas
- Número de estrelas no Universo pode ser três vezes maior
Bibliografia:
Gravitational redshift of galaxies in clusters as predicted by general relativity
Radosl strokeaw Wojtak, Steen H. Hansen, Jens Hjorth
Nature
28 September 2011
Vol.: 477, Pages: 567-569
DOI: 10.1038/nature10445
O gigantesco detector Opera, formado por 150.000 pequenos "tijolos" de uma emulsão nuclear, separados por folhas de chumbo. Dispostos em paredes paralelas, são esses tijolos que detectam os neutrinos.[Imagem: CNRS]
Neutrinos podem ter viajado mais rápido do que a luz
Neutrinos superluminais
Quando, há poucos mais de um ano, cientistas do experimento Opera detectaram neutrinos transmutando-se de um tipo em outro, eles logo falaram da descoberta de uma "nova física".
E eles aparentemente já tinham nas mãos outros resultados ainda mais surpreendentes.
Depois de dois anos de medições, e inúmeras revisões e checagens, eles finalmente resolveram compartilhar sua possível descoberta com outros pesquisadores.
Segundo Antonio Ereditato, da Universidade de Berna, na Suíça, a equipe aparentemente detectou neutrinos viajando mais rápido do que a velocidade da luz.
Quebra da relatividade?
Se neutrinos podem viajar mais rápido do que a velocidade da luz, então o preceito fundamental de que as leis da física são as mesmas para todos os observadores cai por terra.
A ideia de que nada pode viajar mais rapidamente do que a luz é um pilar da teoria da relatividade especial, formulada por Einstein. E esta teoria está na base de toda a física moderna.
Isto sim, pode apontar para uma "nova física" - desde que os outros pesquisadores não encontrem erros no experimento e nas análises.
"Nós tentamos por todos os meios descobrir um erro - erros triviais, erros mais complicados, efeitos impensáveis - mas não conseguimos encontrar nenhum," disse Ereditato.
Depois de tantos cuidados, ele e sua equipe afirmam ter alcançado um nível seis sigma, que indicaria uma descoberta científica realmente válida.
Tudo vai depender do escrutínio que será feito nos dados por equipes de físicos do mundo todo.
"Dadas as potenciais consequências
de longo alcance desse resultado,
medições independentes serão necessárias
antes que o efeito seja refutado ou firmemente estabelecido,"
disse o CERN em nota.
O feixe de neutrinos percorre 730 km desde o CERN até o laboratório INFN, onde as medições são realizadas. [Imagem: CNRS]
Nano-incerteza
O experimento OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) está localizado a 1.400 metros de profundidade, no Laboratório Gran Sasso, na Itália.
Um detector ultra-sensível recebe um feixe de neutrinos disparado do laboratório CERN, na Suíça - onde está o LHC - que está localizado a mais de 730 quilômetros de distância.
O que os pesquisadores concluíram é que os neutrinos estão chegando 60 nanossegundos antes do que deveriam.
E isso só pode ser possível se eles estiverem viajando a uma velocidade maior do que 299.792.458 metros por segundo, que é a velocidade exata da luz.
Para checar seus resultados, os cientistas usaram relógios atômicos e avançados sistemas de GPS, conseguindo com isso reduzir a incerteza da distância percorrida pelos neutrinos para 20 centímetros - em relação aos 730 km do feixe.
O tempo de chegada dos neutrinos
foi medido com uma incerteza
de 10 nanossegundos.
Atalhos em outras dimensões
O físico italiano Antonino Zichichi, falando à revista Nature, levantou a hipótese de que - se os resultados se confirmarem e a física como a conhecemos estiver mesmo desmoronando - então os neutrinos superluminais podem estar pegando atalhos por dimensões extras do espaço, algo que é previsto pela Teoria das Cordas.
Mas tanto Ereditato quanto o CERN são bem mais comedidos.
"As medições do OPERA estão em desacordo com leis da natureza bem estabelecidas, embora a ciência muitas vezes progrida derrubando os paradigmas estabelecidos," diz a nota do CERN.
De fato, não têm faltado medições e estudos em busca de "desvios" da teoria da relatividade de Einstein - até hoje sem sucesso.
"As fortes restrições decorrentes dessas observações tornam improvável uma interpretação da medição do OPERA em termos da modificação da teoria de Einstein, o que nos dá motivos ainda mais fortes para buscar novas medições independentes," conclui a equipe do laboratório.
Li
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Fonte:
INOVAÇÃO tecnológica
Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/09/2011
Sejam felizes todos os seres. Vivam em paz todos os seres.
Sejam abençoados todos os seres.
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