Por: Maycol Szpunar

            Através de diversos experimentos mentais Einstein elaborava suas teorias e efetuava as construções matemáticas que descreviam estes experimentos. Muitos de seus experimentos e teorias só foram comprovadas posteriormente, como no caso da teoria da relatividade geral apresentada em 1915, onde devido a presença de uma massa em uma região do espaço, deforma essa região juntamente com o tempo, assim, atribuindo um novo sistema de coordenadas o espaço-tempo. Está teoria foi comprovada graças a um eclipse solar visto em dois lugares, um na África e outro aqui no Brasil em Sobral no estado do Ceará, graças ao eclipse, pode-se notar que a luz advinda de uma estrela muda sua trajetória na presença de uma massa nesse caminho, mas não é a massa que muda a trajetória da luz, pois a luz não possui massa, o que de fato faz este mudar de trajetória, é a distorção do espaço-tempo criada pela massa do astro que se encontra no caminho.

Curvatura do espaço-tempo alterando a trajetória da luz.

             As teorias de Einstein sobre a gravitação foram favoráveis para o entendimento do nosso universo. Einstein queria de fato unificar a gravitação com as demais forças, e trabalhou até seus últimos dias nisso. Uma das últimas teorias levantadas por ele, seria a existência de ondas gravitacionais, onde a malha do espaço tempo sofre perturbações pelo ciclo criado pela aproximação de duas massas, essas ondas só poderiam viajar numa velocidade limite, definida pela teoria da Relatividade Restrita, que seria a velocidade da luz, essa teoria surgiu a partir de um experimento mental, que seria: “Se o Sol sumisse repentinamente, o que ocorreria com a Terra? Bom se o sol sumisse, Einstein supôs que formaria um “vácuo” no espaço-tempo, tal como uma cavitação, e devido a essa cavitação ser repentinamente preenchida, formaria uma onda no espaço-tempo que se deslocaria na velocidade da luz, assim a Terra só sentiria a ausência do sol após 8 minutos e 16 segundos que é o tempo que a luz leva para chegar até nós.

                Com a elaboração da teoria da relatividade geral, e com as interpretações de Einstein para o que seria a gravidade e da possível formação de ondas gravitacionais, iniciou-se um projeto de construção de um super-interferômetro, o projeto LIGO (Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser, do inglês: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) que foi fundado em 1992  por Kip Thorne e Ronald Drever do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e Rainer Weiss do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). O projeto é patrocinado pela National Science Foundation (NSF), que teve custo de 365 milhões de dólares, sendo este o maior e mais ambicioso projeto da NSF, empregando mais de 900 cientistas de um grupo internacional contendo cerca de 40 instituições, onde desses cientistas 7 são brasileiros e 6 pertencem ao INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). O LIGO é formado por dois detectores, um localizado na Louisiana e outro em Washington, esses detectores só começaram a opera em 2002, mas só entrou realmente em funcionamento a partir de 2010 após passar por reformas e também por superar os problemas com investidores.

              O LIGO nada mais é que um super-interferômetro, onde um LASER é posicionado a um determinado ângulo do detector de interferência e espelhos são posicionados em distâncias iguais a partir desse ponto. O LASER é refletido em parte pelo espelho semitransparente e em parte atravessa o mesmo, devido a isso eles seguem em 90º por caminhos diferente, que são refletidos de volta pelos espelhos e retornam para o mesmo espelho semitransparente. O Laser ao atravessar o espelho semitransparente de volta forma uma figura característica de interferência com a onda eletromagnética do LASER que percorreu o outro caminho, se houver qualquer vibração ou mudança no espaço-tempo, será detectada na figura de interferência. O LIGO se baseia nesse princípio de interferência e foi construído com espelhos posicionados a 4 km de distância do espelho semitransparente.

A esquerda o observatório Louisiana e a direita o observatório em Washington

                Em 11 de fevereiro de 2016, o projeto LIGO anunciou a detecção de ondas gravitacionais a partir do sinal encontrado às 09h51 UTC de 14 de setembro de 2015 de dois buracos negros com cerca de 30 massas solares em processo de fusão, a 1,2 bilhão de anos-luz da Terra, a detecção demonstrou uma vibração incomum nas curvas de interferência, obtida nos dois detectores, e como no sistema é acoplado sismógrafos, descarta-se eventos sísmicos provando a detecção da variação do espaço-tempo criado pelo distúrbio gerado pelo processo de fusão dos buracos negros.

Espectro de detecção obtida nos detectores LIGO. Nota-se que o espectro é semelhante para os dois entre os tempos de 0,9 a 1,0 segundo.

           A detecção só foi possível justamente por se tratar de dois astros supermassivos, que por estarem em rotação um em direção do outro, gera perturbações elevadas no espaço-tempo. Em projetos futuros será levado o detector para o espaço, em que os espelhos serão posicionados a distâncias para além de 20 km, que tornará o detector mais sensível a variações do espaço-tempo e espera-se com esse detector medir também a curvatura do mesmo.

                Referências:

1. El País “Ciência confirma a teoria das ondas gravitacionais de Albert Einstein”<http://brasil.elpais.com/brasil/2016/02/11/ciencia/1455201194_750459.html> acessado em março de 2016.
2. Figura 2 e 3 retiradas de: Wired “LIGO Ain’t a Gravitational Wave Detector—It’s an Observatory”<http://www.wired.com/2016/02/ligo-aint-gravitational-wave-detector-observatory/> acessado em março de 2016.
3. The New York Time <http://www.nytimes.com/2016/02/12/science/ligo-gravitational-waves-black-holes-einstein.html?_r=0> acessado em março de 2016.
4. Figura 1 retira de: Prisma à luz da Física “Gravitação de Einstein” <http://cftc.cii.fc.ul.pt/PRISMA/capitulos/capitulo1/modulo4/topico3.php> acessado em março de 2016.
5. FísicaNet “O Eclipse de 1919: A Comprovação da Teoria da Relatividade Geral”<http://www.fisica.net/relatividade/o-eclipse-de-1919.php> acessado em março de 2016.