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.