NASA CONFIRMA TEORIA - ESPAÇO-TEMPO DE EISNSTEIN

Sonda da Nasa confirma teoria de Einstein sobre o espaço-tempo

As previsões de Einstein descrevem a forma como o tempo e
o espaço são distorcidos pela presença de enormes objetos como planetas e estrelas.
[Imagem: NASA]

 Espaço-tempo

Quase cem anos depois, uma sonda espacial da Nasa, a agência espacial americana, confirmou previsões cruciais feitas pelo físico alemão Albert Einstein em 1915. As observações da sonda Gravity Probe B comprovaram que a massa da Terra está muito sutilmente causando uma curvatura no tempo e no espaço ao seu redor ao arrastá-los consigo. Os cientistas conseguiram observar esses efeitos através do estudo do comportamento de quatro esferas super-precisas levadas dentro do satélite. Os resultados foram publicados na revista científica Physical Review Letters.

Previsões de Einstein

As confirmações das previsões de Einstein são significativas não apenas por comprovar uma vez mais a genialidade do cientista alemão, mas também por trazer instrumentos mais refinados para a compreensão da física que rege o cosmos. As descobertas também representam o ápice de uma longa jornada para os líderes da missão, alguns dos quais dedicaram mais de cinco décadas à pesquisa. Entre eles está Francis Everitt, o principal pesquisador da missão na Universidade de Stanford, que participou da concepção da sonda de gravidade B no fim dos anos 50.

"Completamos este experimento histórico, testando o Universo de Einstein - e Einstein sobrevive", disse ele.

A GP-B só foi lançada ao espaço em 2004 e desde então a missão da equipe é interpretar as informações e checar a correção das observações feitas.

Teorias confirmadas

O objetivo da sonda de gravidade B era confirmar duas importantes consequências da Teoria da Relatividade Geral, publicada por Einstein em 1915. As previsões descrevem a forma como o tempo e o espaço são distorcidos pela presença de enormes objetos como planetas e estrelas. Uma delas é o efeito geodético - que trata da forma como a Terra curva o espaço-tempo - e a outra, o efeito de arrasto - sobre como a rotação da Terra distorce o espaço-tempo ao seu redor ao girar.

 

A sonda GP-B verificou ambos os efeitos medindo movimentos mínimos nos eixos de rotação de quatro giroscópios em relação à posição de uma estrela chamada IM Pegasi (HR 8703).

Curvatura do espaço-tempo

Para garantir a precisão do experimento, as esferas tinham de ser resfriadas até quase o "zero absoluto" (-273ºC) e então colocadas para flutuar dentro de um recipiente a vácuo gigante, contendo hélio superfluido. Esta e outras medidas isolavam as esferas de qualquer distúrbio externo.

 

Se Einstein estivesse errado, os giroscópios deveriam ter girado sem a influência de forças externas (pressão, calor, campo magnético, gravidade e carga elétrica).

 

Mas como o físico alemão concluiu que o espaço-tempo ao redor da Terra é curvo e distorcido pelo movimento do planeta, os cientistas esperavam um desvio, apesar das grandes dificuldades em medi-lo. Ao longo de um ano, o desvio previsto no eixo das esferas devido ao efeito geodético foi calculado na escala de apenas alguns milhares de miliarcossegundos.  O efeito de arrasto deverá ser ainda menor.

"Um miliarcossegundo representa a largura de um fio de cabelo humano visto a uma distância de 16 quilômetros. É um ângulo extremamente pequeno e este é o grau de precisão que a sonda de gravidade B tinha de alcançar", explicou Everitt.

Tecnologia

A missão foi proposta inicialmente em 1959, mas teve de esperar vários anos para que a tecnologia necessária fosse inventada. "A GP-B, apesar de simples conceitualmente, é um experimento extremamente complexo tecnologicamente", disse um ex-gerente de programas na GP-B, Rex Geveden. "A ideia surgiu cerca de três ou quatro décadas antes que a tecnologia estivesse disponível para testes. Treze novas tecnologias foram criadas para a GP-B." As inovações criadas para a missão levaram diretamente à melhoria do GPS (Global Positioning System) e ao sucesso de outras missões espaciais da Nasa.

 Observatório Nacional - RJ

Postado por http://www.on.br

BBC - 05/05/2011 

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BURACOS NEGROS - REFLEXÃO E AVANÇOS

João Steiner, professor do IAG-USP, faz uma reflexão sobre os avanços da pesquisa científica na astrofísica de buracos negros 

Entrevistas

O fator buraco negro

11/05/2011

Por Mônica Pileggi

Agência FAPESP – O que surgiu primeiro, os buracos negros ou as galáxias? Esta é a pergunta que João Evangelista Steiner, professor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (USP) procurou responder na palestra “Buracos negros: sementes ou cemitérios de galáxias?”.

No encontro realizado no dia 5, o coordenador do Instituto Nacional Avançado de Astrofísica – um dos INCTs apoiados em São Paulo pela FAPESP e pelo CNPq –, destacou os avanços nos últimos dez anos na área, como a confirmação da existência de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, a medida do momento angular dos buracos negros estelares e supermassivos e o paradigma da coevolução entre galáxias e buracos negros.

De modo geral, buracos negros são objetos espaciais compactados cuja superfície possui aceleração infinita, tornando-a irresistível.

Devido a esse fenômeno, toda matéria próxima a um buraco negro é capturada.

“Até mesmo a luz próxima é capturada. O espectador não enxerga nada, pois a matéria (gás) ou qualquer outro tipo de informação produzida dentro dele não consegue escapar à superfície de singularidade de aceleração. Para quem o vê de fora, o objeto é um buraco negro, onde tudo entra e nada sai”, exemplificou Steiner.

Atualmente, os buracos negros são divididos em duas categorias: estelares e supermassivos. Na primeira, são alimentados por uma estrela vizinha. “Como esses fenômenos galácticos não emitem qualquer tipo de luz, a medição do espectro só é possível quando se encontra em um sistema binário, isto é, quando há uma estrela companheira. Nesse caso, o buraco negro suga a matéria dela”, disse à Agência FAPESP. 

O primeiro objeto encontrado na Via Láctea com essa característica foi uma fonte, confirmada em 1973, de raios X denominada Cygnus X-1. “Ela se mostrou tão densa que ou poderia ser um uma estrela de nêutrons – aquelas cuja densidade pode chegar a 10 trilhões de vezes a da água [que tem 1g/cm3] e estão associadas a explosões de supernovas – ou um buraco negro. Mas, ao medir sua massa, os cientistas observaram que era algo muito maior do que uma estrela de nêutrons”, contou.

Os buracos negros estelares têm entre 5 e 20 vezes a massa do Sol e são originados pela explosão de uma estrela. Estima-se que a temperatura atinja em torno de 100 milhões a 1 bilhão de graus Kelvin, devido ao processo de transformação de energia potencial gravitacional em térmica e, finalmente, luminosa.

Dos bilhões de estrelas na Via Láctea, calcula-se que existam cerca de 10 milhões de buracos negros estelares. Até agora, os cientistas conseguiram identificar apenas 20. “Se eles não estiverem em sistema binário, não teremos nem como observá-los”, disse Steiner.

Evidências da outra categoria, os supermassivos, surgiram na mesma época dos estelares. Os buracos negros supermassivos podem chegar a 4 bilhões de vezes a massa do Sol e estão sempre localizados no centro de galáxias devido à gravidade.

“A ideia dos supermassivos surgiu com a descoberta dos quasares, objetos extremamente luminosos e compactos, capazes de brilhar mais que uma galáxia inteira, mas com o volume de um sistema solar”, pontuou Steiner. Já foram identificadas e calculadas as massas de 50 buracos negros desse tipo.

Entre os avanços da década na astrofísica dos buracos negros citados por Steiner, o mais recente é a medição do momento angular, ou seja, o quanto ele gira em torno do próprio eixo. “Medir o momento angular é ainda mais difícil do que calcular a massa desses fenômenos galácticos”, disse.

De todos os buracos negros conhecidos, de ambas as categorias, sabe-se o momento angular de apenas 13 deles, sendo oito estelares e cinco supermassivos. “Quase todos giram com velocidade máxima, ou seja, têm o momento angular próximo de 1. Apenas um deles apresentou resultado inferior a 0,5”, disse.

Quasar adormecido e coevolução

De acordo com o professor do IAG-USP, há anos se especulava sobre a existência de um buraco negro supermassivo desativado no centro da Via Láctea. “Se ela tivesse um buraco negro capturando gás, seria facilmente visível, pois ele estaria produzindo uma grande quantidade de energia que poderia ser observada. Mas isso não ocorre”, destacou.

Para Steiner, essa característica física se configura num quasar morto e que justifica o motivo pelo qual outros buracos negros supermassivos ainda não foram identificados.

A confirmação desse objeto desativado veio em 2002 com a publicação de um estudo da órbita de uma estrela vizinha. O objeto escuro, que possui 4 milhões de massas solares, foi observado por um grupo de cientistas durante 15 anos. “Cedo ou tarde, uma das estrelas que giram em torno desse objeto irá colidir e liberar gás suficiente para libertar o quasar”, disse.

Outra descoberta recente da astrofísica dos buracos negros é o paradigma sobre a evolução desses fenômenos, que explica por que todas as galáxias têm um buraco negro em seu centro.

Steiner explicou que existe uma correlação entre a massa do buraco negro e a massa da galáxia que o hospeda. A galáxia sempre tem 500 vezes mais massa do que seu buraco negro. “Essa é a regra. O buraco negro determina a evolução da galáxia e vice-versa. Ambos coevoluiram desde o Big Bang”, disse.

O astrofísico destacou que se não existissem os buracos negros as galáxias não existiriam ou elas não teriam as configurações que conhecemos hoje. “Para compreender o Universo, temos que levar em consideração o fator buraco negro. Ele tem um papel fundamental e é esse o paradigma da coevolução”, disse.

Senhora "disse" Mônica Pileggi

Nasa e divulgação

 URL: agencia.fapesp.br/13861

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