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Detecção de ondas gravitacionais surpreenderia Einstein

Especialista avalia as evidências recentes de perturbações no universo primitivo 

 

 

Copyright BICEP2 Collaboration 2014
 

Por Carsten Koenneker e Spektrum

Físicos ficaram emocionados com notícias sobre fortes evidências de ondas gravitacionais, perturbações do universo primitivo que confirmam sua expansão rápida após o Big Bang durante um período chamado de inflação.

Para obter uma perspectiva diferente sobre essas descobertas, Carten Koenneker da edição alemã de Scientific American, chamada Spektrum, entrevistou Bruce Allen, diretor do Instituto Max Planck de Física Gravitacional, sobre o experimento BICEP2 que detectou essas ondas tão procuradas.

O senhor estuda ondas gravitacionais. Qual é a importância das novas descobertas do BICEP2 para a física?

Essas descobertas são muito importantes, já que fornecem “evidências que faltavam” sobre a fase inflacionária do universo primitivo. Além disso, essas evidências de ondas gravitacionais são mais fortes que muitos de nós, inclusive eu, esperávamos. Elas demonstram como ondas gravitacionais nos permitem “observar” coisas que não conseguiríamos ver de outra forma.

Por que nós demoramos 100 anos para detectar um sinal tão forte dessas ondas, que foram previstas há tanto tempo por Einstein em sua teoria da relatividade geral?

Os resultados do BICEP são evidências indiretas da existência de ondas gravitacionais. Existem outras evidências indiretas, como o decaimento da órbita do pulsar binário PSR 1913+16, ou do pulsar duplo PSR J0737-3039. Nos próximos anos nós esperamos fazer as primeiras observações diretas com os experimentos LIGO, VIRGO, GEO600 e KAGRA. Isso só é possível porque durante esses 98 anos desde a previsão de Einstein, feita em 1916, tivemos um grande progresso tecnológico em lasers, ótica de precisão, sistemas de controle eletrônicos, computadores e análises de dados. Einstein não poderia ter imaginado tudo isso há 100 anos!

Alguns comentaristas comparam esse resultado à descoberta do bóson de Higgs. O senhor concorda?

Não muito. Para mim o importante não é a confirmação da existência de ondas gravitacionais. O importante é que essas são fortes evidências de um universo primitivo inflacionário. Se esse fundo de ondas gravitacionais não tivesse sido encontrado, seria o mesmo que não encontrar o bóson de Higgs: nós seríamos obrigados a reconsiderar um modelo muito bem estudado do universo primitivo.

Qual será o efeito da confirmação das evidências [registradas pelo BICEP] sobre a física teórica?

Existe uma quantidade imensa de modelos inflacionários diferentes. Se esses resultados forem confirmados, poderemos descartar muitos deles. Isso é muito saudável para a física teória!

O senhor conduz ondas gravitacionais com o experimento GEO600 em Hannover, junto com colegas de Glasgow e Cardiff. Quais são as diferenças entre seu trabalho e o do BICEP2?

Os experimentos LIGO, VIRGO e GEO600 procuram ondas gravitacionais que passam pela Terra neste momento. Essas ondas vêm de estrelas de nêutrons e buracos negros que existem em nosso universo agora – hoje. O experimento BICEP está observando os efeitos de ondas gravitacionais produzidas há quase 14 bilhões de anos, antes mesmo da formação de estrelas e planetas. O BICEP está procurando ondas gravitacionais de frequência muito baixa (80 ciclos em 14 bilhões de anos). Os experimentos LIGO, VIRGO e GEO600 estão procurando ondas gravitacionais com centenas de hertz. As fontes são muito diferentes!

O senhor acredita     que é possível confirmar diretamente a existência de ondas gravitacionais com o GEO600 independentemente do BICEP2?

Sim. Nos próximos anos, espera-se que o LIGO, o VIRGO e o GEO façam detecções diretas de ondas gravitacionais enquanto elas passam pela Terra. Isso é diferente das detecções indiretas (os sinais das ondas gravitacionais) realizadas pelo BICEP2 na radiação cósmica de fundo.

 

Este artigo foi reproduzido com permissão da revista Spektrum. O artigo foi publicado pela primeira vez em 18 de março de 2014.

 25mar2014