Na última parte do século 17, o primeiro físico do mundo, Sir Issac Newton, expandiu o trabalho de Galileu, postulou que as ondas gravitacionais viajaram mais rápido do que qualquer outra coisa no universo. Mas em 1915, Einstein contestou este conceito da física newtoniana quando publicou a Teoria Geral da Relatividade e sugeriu que nada pode viajar mais rápido do que a velocidade da luz, até ondas gravitacionais.
TL; DR (muito longo; Não li)
A importância das ondas gravitacionais:
- Abre uma nova janela para o cosmos
- Prova a teoria da relatividade geral de Einstein
- Contesta a teoria de Newton de que os eventos gravitacionais ocorrem em todos os lugares ao mesmo tempo
- Levou à descoberta do espectro da onda gravitacional
- Pode levar a potenciais novos dispositivos e tecnologias
Um evento épico
Em 14 de setembro de 2015, quando as primeiras ondas gravitacionais mensuráveis alcançaram a Terra exatamente ao mesmo tempo que as ondas de luz da colisão de dois buracos negros perto da borda do universo 1,3 bilhões de anos atrás, a teoria da relatividade geral de Einstein provou correto. Medido pelo Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser nos EUA, o detector de Virgem na Europa e cerca de 70 telescópios e observatórios espaciais e terrestres, estes ondulações abriram uma janela para o espectro da onda gravitacional - uma banda de frequência totalmente nova - através da qual cientistas e astrofísicos agora olham ansiosamente para o tecido de espaço-tempo.
Como os cientistas medem as ondas gravitacionais
Nos EUA, os observatórios LIGO estão localizados em Livingston, Louisiana e Hanford, Washington. Os edifícios se assemelham a um L visto de cima com duas alas que se estendem por 2 1/2 milhas em direções perpendiculares, ancoradas em o ponto crucial de 90 graus pelos edifícios do observatório que abrigam um laser, o divisor de feixe, detector de luz e controle sala.
Com espelhos colocados no final de cada asa, um feixe de laser - dividido em duas - desce em cada braço para atingir o espelhos no final e salta de volta quase instantaneamente quando não detecta uma onda gravitacional. Mas quando uma onda gravitacional passa pelo observatório sem efeito na estrutura física, ela distorce o campo gravitacional e estica a estrutura do espaço-tempo ao longo de um braço do observatório e aperta-o no outro, fazendo com que um dos feixes de divisão retorne ao ponto crucial mais lentamente do que o outro, gerando um pequeno sinal que apenas um detector de luz pode medir.
Ambos os observatórios funcionam ao mesmo tempo, embora as ondas gravitacionais batam em levemente diferentes vezes, e fornecer aos cientistas dois pontos de dados no espaço para triangular e rastrear de volta ao evento localização.
Ondas gravitacionais ondulam o contínuo espaço-tempo
Newton acreditava que, quando uma grande massa se move no espaço, todo o campo gravitacional também se move instantaneamente e afeta todos os corpos gravitacionais do universo. Mas a Teoria Geral da Relatividade de Einstein sugeria que isso era falso. Ele afirmou que nenhuma informação de qualquer evento no espaço poderia viajar mais rápido do que a velocidade da luz - energia e informação - incluindo o movimento de grandes corpos no espaço. Em vez disso, sua teoria sugeria que as mudanças no campo gravitacional se moveriam na velocidade da luz. Como jogar uma pedra em um lago, quando dois buracos negros se fundem, por exemplo, seu movimento e combinação massa desencadeia um evento que se espalha através do continuum espaço-tempo, alongando o tecido da espaço-tempo.
Ondas de gravidade e os efeitos na Terra
No momento da publicação, um total de quatro eventos em que dois buracos negros se fundem como um em locais diferentes no universo forneceu aos cientistas múltiplas oportunidades para medir ondas de luz e gravitacionais em observatórios ao redor do mundo. Quando pelo menos três observatórios medem as ondas, dois eventos significativos ocorrem: primeiro, os cientistas podem localizar com mais precisão a origem do evento em os céus e, em segundo lugar, os cientistas podem observar os padrões de distorção do espaço causados pelas ondas e compará-los com o gravitacional conhecido teorias. Embora essas ondas distorçam a estrutura do espaço-tempo e dos campos gravitacionais, elas passam pela matéria e estruturas físicas com pouco ou nenhum efeito observável.
O que o futuro reserva
Este evento épico ocorreu pouco antes do 100º aniversário da apresentação de Einstein de sua teoria da relatividade geral à Real Academia Prussiana de Ciências em 25 de novembro de 1915. Quando os pesquisadores mediram as ondas gravitacionais e de luz em 2015, isso abriu um novo campo de estudo que continua a energizar astrofísicos, físicos quânticos, astrônomos e outros cientistas com seu desconhecido potenciais.
No passado, cada vez que os cientistas descobriram uma nova banda de frequência no espectro eletromagnético, por exemplo, eles e outros descobriram e criaram novas tecnologias que incluem tais dispositivos como máquinas de raio-X, aparelhos de rádio e televisão que transmitem do espectro de ondas de rádio junto com walkie-talkies, rádios amadoras, eventualmente telefones celulares e uma série de outros dispositivos. O que o espectro de ondas gravitacionais traz para a ciência ainda aguarda descoberta.
