Ondas gravitacionais

No entanto, considerava o efeito tão insignificante que, com certeza, nunca seria possível comprová-lo. Um erro. Uma viagem por cem anos de investigação até ao maior feito da física deste milénio.

1916

Existência das ondas gravitacionais

Albert Einstein publica um artigo intitulado «Integração aproximada das equações de campo da gravitação». Nele, prevê pela primeira vez a existência das ondas gravitacionais. Deduz-as a partir das equações da sua Teoria Geral da Relatividade, que tinha publicado em 1915.

1918

Novas fórmulas

Albert Einstein formulou uma equação para a emissão de ondas gravitacionais que, até hoje, é considerada válida pela comunidade científica, praticamente sem alterações.

1936

As ondas gravitacionais existem ou não?

Einstein começa a ter dúvidas quanto à validade da sua teoria. Escreve, em colaboração com o seu colega Nathan Rosen, um artigo no qual afirmam refutar a existência das ondas gravitacionais. Um revisor detecta um erro na argumentação; o artigo acaba por ser publicado com conclusões totalmente diferentes. Permanecem as dúvidas sobre se as ondas gravitacionais existem ou não.

Einstein começa a ter dúvidas quanto à validade da sua teoria. Escreve, em colaboração com o seu colega Nathan Rosen, um artigo no qual afirmam refutar a existência das ondas gravitacionais. Um revisor detecta um erro na argumentação; o artigo acaba por ser publicado com conclusões totalmente diferentes. Permanecem as dúvidas sobre se as ondas gravitacionais existem ou não.

1957

«Sticky Bead» — Experiência mental

Em Chapel Hill, na Carolina do Norte, está a decorrer uma conferência internacional sobre a Teoria da Relatividade de Einstein. No centro das atenções está o famoso experimento mental «Sticky Bead» de Richard Feynman. Nele, o físico descreve o efeito de uma onda gravitacional sobre uma bolinha que se move para cima e para baixo numa vara, gerando calor por atrito. Os investigadores chegam à conclusão de que as ondas gravitacionais devem existir.

1960

O físico Joseph Weber realiza as primeiras experiências para detectar os efeitos minúsculos das ondas gravitacionais.

1969

A comprovação foi bem-sucedida?

Weber anuncia que conseguiu detectar ondas gravitacionais. A notícia causa grande sensação e incentiva cientistas de todo o mundo a realizarem experiências semelhantes. No entanto, nenhuma dessas experiências conseguiu confirmar a descoberta de Weber.

1974

Detecção indireta

Os dois astrónomos norte-americanos Joseph Taylor e Russel Hulse conseguem obter uma prova indireta da existência de ondas gravitacionais: eles notam que o período orbital de duas estrelas está a diminuir de forma extremamente lenta, mas constante. O sistema está, portanto, evidentemente a perder energia. A única explicação que os investigadores encontram para este fenómeno é a emissão de ondas gravitacionais.

1992

Nos EUA, os investigadores colocam em funcionamento o Observatório LIGO (Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser). A nova tecnologia é quatro vezes mais sensível do que os sistemas anteriores. No entanto, as primeiras tentativas de detetar ondas gravitacionais fracassam.

1993

Os astrónomos norte-americanos Taylor e Hulse receberam o Prémio Nobel da Física pela sua deteção indireta de ondas gravitacionais.

2015

Os detetores LIGO detetam ondas gravitacionais

A 14 de setembro de 2015, os investigadores captaram, com os seus instrumentos de medição no Observatório LIGO, o sinal decisivo proveniente do espaço, com 1,3 mil milhões de anos. Dois buracos negros fundiram-se. Na fase final, com duração inferior a um segundo, o gigantesco buraco negro emitiu ondas gravitacionais tão intensas que os detetores do LIGO conseguiram detetá-las na Terra. Os cientistas começam a analisar os dados.

2016

Uma sensação científica

Os cientistas concluíram a análise dos dados. Agora têm a certeza: o sinal que receberam em 2015 através dos detetores LIGO provém, em 99,99999 por cento, de ondas gravitacionais. Uma sensação científica.

2019

Sinais provenientes de 520 milhões de anos-luz

A rede internacional de detetores de ondas gravitacionais observou o seu segundo sinal proveniente da fusão de estrelas de neutrões. Os detetores LIGO-Livingston e Virgo identificaram o sinal, designado GW190425, em 25 de abril de 2019, como um «evento altamente significativo». O sinal provém de uma distância de cerca de 520 milhões de anos-luz, quatro vezes mais longe do que a primeira onda gravitacional proveniente da fusão de uma estrela de neutrões em agosto de 2017. Investigadores do Instituto Albert Einstein, em Hanôver, contribuíram para esta descoberta com métodos de deteção e análise do sinal. Criaram modelos das ondas gravitacionais esperadas de estrelas de neutrões em fusão.

2020

Um sinal sem precedentes

As expectativas dos investigadores de ondas gravitacionais concretizaram-se: a deteção de ondas gravitacionais faz agora parte do seu trabalho quotidiano. Mas agora publicaram um sinal como nunca tinham visto antes: o GW190412 mostra, pela primeira vez, como dois buracos negros com massas muito diferentes se fundem – um buraco negro mais pequeno, com cerca de oito vezes a massa do nosso Sol, é engolido por um buraco negro grande, com cerca de 30 vezes a massa solar. Esta observação não só permite medições mais precisas das propriedades astrofísicas do sistema, como também permite aos cientistas do LIGO-Virgo confirmar uma previsão da Teoria da Relatividade Geral de Einstein que ainda não tinha sido testada.