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Portugueses ajudam a confirmar teoria da relatividade de Einstein no Observatório Europeu do Sul

«As novas medições revelam claramente um efeito chamado desvio para o vermelho gravitacional. A luz emitida pela estrela é “esticada” na direção dos maiores comprimentos de onda por efeito do campo gravitacional muito forte do buraco negro»

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A passagem de uma estrela nas “imediações” do buraco negro situado no centro da Via Láctea revelou-se providencial na confirmação de uma das mais famosas teorias da Física: uma equipa de investigadores que tem vindo a trabalhar no Telescópio Muito Grande (conhecido por Very Large Telescope ou VLT), do Observatório Europeu do Sul (ESO), confirmou os efeitos previstos pela teoria da relatividade geral, que foram formulados por Albert Einstein. Entre os investigadores que têm vindo a trabalhar os dados recolhidos no telescópio situado no Chile, figuram membros do Centro de Astrofísica e Gravitação (CENTRA), da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. O projeto é liderado pelo Instituto Max Planck, da Alemanha, e também contou com o apoio da Universidade de Colónia (também Alemanha), do Observatório de Paris e da Universidade de Grenoble-Alpes, de França.

O estudo iniciou-se sobre o tema já conta com mais de 26 anos, mas só agora o ESO admite que tem a tecnologia necessária para confirmar as teorias que Eisnstein formulou há mais de 100 anos. O feito agora anunciado teve por ponto de partida as comparações entre medições levadas a cabo pela passagem de uma estrela conhecida por S2 pelo buraco negro central da Via Láctea.

O comunicado do ESO descreve este buraco negro como supermassivo que tem mais de quatro milhões de vezes a massa solar e se situa a mais de 26 mil anos-luz (o correspondente a trilião de quilómetros) de distância da Terra. Por ser o ponto com campo gravitacional mais forte da nossa galáxia, o buraco negro da Via Láctea sempre foi apontado como o ponto privilegiado para testar a Teoria da Relatividade Geral de Einsitein, que em 1915 deu a conhecer os princípios que relacionam a gravidade com o tempo, o espaço, a energia e a radiação (dito de forma muito simplificada poderiam ser apontados como os princípios que ditam que a presença de um corpo distorce o tempo e o espaço).

As observações foram preparadas ao longo de vários anos, a fim de garantir que a estrela S2 era captada pelo VLT nos momentos certos. O que, de acordo com o ESO, correspondeu a menos de 20 mil milhões de quilómetros de distância, e uma velocidade de 25 milhões de Km/h que correspondem a três por centro da velocidade da luz.

«As novas medições revelam claramente um efeito chamado desvio para o vermelho gravitacional. A luz emitida pela estrela é “esticada” na direção dos maiores comprimentos de onda por efeito do campo gravitacional muito forte do buraco negro. E a variação do comprimento de onda da luz da S2 está precisamente de acordo com a variação prevista pela teoria da relatividade geral de Einstein. Trata-se da primeira vez que este tipo de desvio às previsões da teoria da gravidade newtoniana é observado no movimento de uma estrela em torno de um buraco negro supermassivo», informa o ESO em comunicado.

As medições foram levadas a cabo com base em três instrumentos: GRAVITY, SINFONI, e NACO. NACO tem funções de espectógrafo, capta imagens próximas dos infravermelhos e ajuda a detetar distorções causadas pela atmosfera terrestre nos feixes de luz mais longínquos, mas é no SINFONI e no GRAVITY que é centrada grande parte da atenção: «A equipa usou o SINFONI para medir a velocidade da S2 a aproximar-se e a afastar-se da Terra e o instrumento interferométrico GRAVITY para fazer medições extremamente precisas das variações de posição da S2 de modo a poder definir-se a forma da sua órbita».

Frank Eisenhauser (MPE), Investigador Principal do ESO que costuma trabalhar com o GRAVITY e do espectrógrafo SINFONI, descreve da seguinte forma a informação captada durante as observações da S2: «Durante a passagem próxima, pudemos inclusivamente detetar na maioria das imagens o brilho ténue da estrela a orbitar em torno do buraco negro, o que nos permitiu seguir a sua órbita de forma muito precisa e detectar assim o desvio para o vermelho gravitacional no espectro da S2».

Reinhard Genzel, investigador do Instituto Max Planck e líder dos testes que confirmaram a Teoria da Relatividade Geral, recorda que não é todos os dias que se podem fazer este tipo de observações: «Esta é a segunda vez que observamos a passagem da S2 próximo do buraco negro situado no nosso centro galáctico. No entanto, desta vez, devido à instrumentação disponível muito melhorada, fomos capazes de observar a estrela com uma resolução sem precedentes», refere Genzel, para depois concluir: «Estas observações foram preparadas arduamente durante vários anos, uma vez que queríamos tirar o máximo partido desta oportunidade única de observar os efeitos da relatividade geral».

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