20/01/2023 - 15:49
Cientistas avançaram na descoberta de como usar ondulações no espaço-tempo, conhecidas como ondas gravitacionais, para voltar ao início de tudo o que conhecemos. Em artigo sobre suas conclusões publicado na revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, os pesquisadores dizem que podem entender melhor o estado do cosmos logo após o Big Bang, aprendendo como essas ondulações no tecido do universo fluem através dos planetas e do gás entre as galáxias.
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“Não podemos ver o universo primitivo diretamente, mas talvez possamos vê-lo indiretamente se observarmos como as ondas gravitacionais daquela época afetaram a matéria e a radiação que podemos observar hoje”, disse Deepen Garg, autor principal do artigo. Garg é pós-graduando no Programa de Princeton em Física de Plasma, baseado no Laboratório de Física de Plasma da Universidade de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE).
Energia de fusão
Garg e seu orientador Ilya Dodin, que é afiliado à Universidade de Princeton e ao PPPL, adaptaram essa técnica de suas pesquisas sobre energia de fusão, o processo que alimenta o Sol e as estrelas que os cientistas estão desenvolvendo para criar eletricidade na Terra sem emitir gases de efeito estufa ou produzir resíduos radiativos de vida longa. Os cientistas de fusão calculam como as ondas eletromagnéticas se movem através do plasma, a sopa de elétrons e núcleos atômicos que alimenta as instalações de fusão conhecidas como tokamaks e stellarators.
Acontece que esse processo se assemelha ao movimento das ondas gravitacionais através da matéria. “Basicamente, colocamos máquinas de ondas de plasma para trabalhar em um problema de onda gravitacional”, disse Garg.
As ondas gravitacionais, previstas pela primeira vez por Albert Einstein em 1916 como consequência de sua teoria da relatividade, são distúrbios no espaço-tempo causados pelo movimento de objetos muito densos. Eles viajam na velocidade da luz e foram detectados pela primeira vez em 2015 pelo Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) por meio de detectores no estado de Washington e na Louisiana.
Garg e Dodin criaram fórmulas que teoricamente poderiam levar ondas gravitacionais a revelar propriedades ocultas sobre corpos celestes, como estrelas que estão a muitos anos-luz de distância. À medida que as ondas fluem através da matéria, elas criam luz cujas características dependem da densidade da matéria.
Projeto inicialmente pequeno
Um físico poderia analisar essa luz e descobrir propriedades sobre uma estrela a milhões de anos-luz de distância. Essa técnica também pode levar a descobertas sobre a colisão de estrelas de nêutrons e buracos negros, remanescentes ultradensos de estrelas mortas. Eles poderiam até revelar informações sobre o que estava acontecendo durante o Big Bang e os primeiros momentos do nosso universo.
A pesquisa começou sem qualquer noção de quão importante poderia se tornar. “Achei que seria um projeto pequeno de seis meses para um aluno de pós-graduação que envolveria a resolução de algo simples”, disse Dodin. “Mas quando começamos a nos aprofundar no assunto, percebemos que muito pouco era entendido sobre o problema e poderíamos fazer um trabalho teórico básico aqui.”
Os cientistas agora planejam usar a técnica para analisar dados em um futuro próximo. “Temos algumas fórmulas agora, mas obter resultados significativos exigirá mais trabalho”, disse Garg.
