Tremores no Universo, Ondas Gravitacionais

Simples assim, o tecido do universo não fica lá ‘paradão’ o tempo todo, por causa de alguns eventos astronômicos são criadas ondas gravitacionais. Estas ondas simplesmente “comunicam” para o resto do espaço algumas alterações gravitacionais bruscas que trariam efeitos interessantes.. como repentinamente aumentar ou diminuir a aceleração gravitacional ou modificar o tamanho das coisas. Não que seja possível perceber estas alterações com facilidade. Afinal, as ondas gravitacionais não são tão fortes assim. E até os eventos mais “catastroficos”, como as colisões de buracos-negros, criariam ondas cujo efeito poderia ser uma contração/esticamento de apenas 10^-18 metros! Mas por que as ondas gravitacionais são tão fracas? Detalhe, as ondas gravitacionais Nunca foram observadas diretamente. Um dos grupos de pesquisadores com objetivo de encontrá-las utiliza uma aparelho já bem conhecido, um interferômetro. A diferença para os antigos aparelhos é a sua imensa precisão. Este é o grupo do LIGO. O imenso interferômetro montado tem forma de L e seus dois braços tem uma extensão de 4km.

A idéia de ondas gravitacionais foi proposta por Einstein em 1915 como consequência da sua Teoria da Relatividade Geral. E, em fato, é um efeito intimamente ligado com o motivo de ter sido elaborada a TRG. Vejamos o porquê disto… Na elaboração da Teoria da Relatividade Especial (ou restrita) Einstein postula que a velocidade da luz é a maior velocidade possível na natureza. Ou seja, nada pode ser mais rápido do que a luz. (exceto um jegue que um colega meu viu em Tucano-BA, mas não entrarei neste assunto) Porém, esta visão era incompativel com um conceito dado como certa a mais de um século. A força da gravidade. Por que a incompatibilidade? Oras, segundo os conceitos da gravitação, a força de atração gravitacional aparece instantaneamente com o corpo que a gera. Veja agora o problema… Se repentinamente o sol sumisse, segundo a visão Newtoniana da gravidade, o efeito gravitacional cessaria imediatamente e a Terra assumiria um trajeto retilineo com velocidade uniforme. Situação demonstrada na sequência de imagens abaixo.

Porém, o brilho do sol demora 8 minutos para chegar à Terra, caso o efeito fosse instantaneo seria dizer que o efeito gravitacional foi transmitido mais rapidamente do que a luz. O que vai contra o postulado básico da TRE de que nada pode ser transmitido mais velozmente do que c, a velocidade da luz. A partir deste problema de incompatibilidade entre a gravitação e a relatividade restrista, Albert Einstein elaborou uma nova visão do universo. Surgiu a Teoria Geral da Relatividade, onde a gravidade não era mais algo que agia por motivos misteriosos mas sim uma consequência direta da curvatura do espaço-tempo. E este é um conceito dificil para mutias pessoas captarem: a curvatura do espaço-tempo. É simplesmente uma modificação no ‘tecido do universo’. As duas imagens a seguir devem ajudar a compreender a idéia:

A primeira figura mostra o espaço-tempo “tranquilo”, sem perturbações pois não há matéria. A segunda figura mostra a contração gerada no espaço tempo pela presença de matéria. A idéia é basicamente esta. Com este novo modelo Einstein descobriu (atraves de equações) que a velocidade de propagaçaõ das ondas gravitacionais seria igual à velocidade da luz. O que resolve o problema, entre TRE e gravidade, e “destroi” a mecânica newtoniana. Mas, o que as ondas gravitacionais tem haver com isso? Simples. Todas as mudanças no ‘tecido’ do espaço-tempo são comunicadas através de ondas gravitacionais, ao invés de serem instantaneas. Veja como ficaria então a situação meramente hipotetica do Sol desaparecer, utilizando do modelo einsteiniano

Por fim, deixo aos interessados uma pequena lista de reprodução (5 vídeos sobre ondas gravitacionais, todos em inglês)

originalmente postado no Ciência de 1 a 5, por mim mesmo.

Fotos de Amador Impressionam a NASA

BBC

Vídeo no Youtube: http://www.youtube.com/watch?v=SKTaOP1HMf4

O cientista amador britânico Robert Harrison tirou fotografias da curvatura da Terra que impressionaram até os técnicos da Nasa (agência espacial americana).

Harrison usou uma câmera barata, que lançou ao céu dentro de uma caixa de isopor amarrada a um balão. Um dispositivo eletrônico ajudou o entusiasta de astronomia a localizar a câmera.

Com a altitude, o balão estourou e Harrison recuperou a câmera e as fotos.

Ele disse que o projeto custou o equivalente a US$ 700.

Mais informações no artigo da BBC em inglês: Yorkshire space enthusiast records Earth using ballon

Sobre a Teoria Final…

Recentemente Marcelo Gleiser lançou um novo livro (A Criação Imperfeita), cujo tema vai de encontro com toda uma idéia quase mítica que envolve a ciência, particularmente a física.

Gleiser trás a tona a pergunta de se é realmente necessária uma teoria final, uma teoria do tudo, uma teoria única e perfeita que explique todo o universo.

A busca por uma perfeição no modo como se explica as coisas vêm desde os pitagoricos com seus sagrados números inteiros e figuras geometricas perfeitas. A busca por perfeição e ordem esteve sumariamente relacionada com grandes cientistas no decorrer da história. A idéia de que o círculo era a trajetória perfeita, a suposição de que as esferas celestes se comportariam harmoniozamente formando uma música das estrelas, … e então a busca assume uma forma um pouco mais definida quando Einstein começa a tentar criar uma última teoria, que seria a magna opus. Ele a chamava de Teoria do Tudo, deveria ser uma teoria que pudesse explicar tudo o que existia universo. Como se sabe, ele não conseguiu.

Mas esta primeira faísca da busca pela teoria final não ficou apenas como uma faísca. Cientistas começaram a ter idéias diferentes sobre o modo de entender o tudo, de modo que surgiu aos poucos a chamada Teoria das Supercordas, ou somente Teoria das Cordas. Muito foi desenvolvido sobre o assunto, muitos se interessaram pelo assunto. E então a busca pela perfeição, que acompanhou a humanidade por tanto tempo, parecia ser de alcançar. Em fato, ainda parece, apenas a teoria sofreu grandes alterações de modo a agora ser conhecida como Teoria-M. Não abordarei sobre estas teorias aqui, mas basta pesquisar na internet para ter boas noções.

O importante é que agora, em meio à busca quase alucinante, é publicado um livro que oferece um outro ponto de vista. Gleiser parece afirmar que talvez as coisas não sejam tão perfeitas como queremos acreditar. Que a imperfeição do universo não é algo ruim.

Isto me lembra os pensamentos orientais. Afinal, fomos ‘nós’ ocidentais que criamos está idéia de que deve existir uma perfeição, uma beleza, uma regularidade no tudo. E, ainda assim, a perfeição e beleza são conceitos inexatos; como classificar o que é perfeito e o que é belo? Parece algo muito pessoal, mas no caso cultural grande parte acreditaria que o belo é o regular. Tal como o pitagóricos, a nossa sociedade crê que o perfeito e belo deveria ter propriedades como a simetria, a regularidade, coisas do tipo. Os orientais, de outro modo, não se preocupavam muito com esta idéia. Tanto que os antigos chineses renovavam constantemente sua matemática por não acharem que ela pudesse demonstrar com exatidão toda a extensão da realidade tal como ela realmente era.

Gleiser parece trazer uma idéia similar. Não com o objetivo de remover o incentivo dos que buscam a teoria do tudo, mas com o objetivo de abrir as mentes para o detalhe de que as coisas não precisam ser perfeitamente perfeitas.