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Na crista da onda

A detecção de deformações no espaço-tempo causadas pela força da gravidade de dois buracos negros, há 1,3 bilhão de anos, rendeu o Nobel a três cientistas

O Nobel de Física de 2017 premiou uma história de 100 anos — ou, para ser mais preciso, de 1,3 bilhão de anos. Não, não se trata de um exagero. O inconcebível tempo de 1,3 bilhão de anos foi o necessário para que ondas gravitacionais — na forma de ruídos gerados pelo encontro entre dois buracos negros, que colidiram e se fundiram — chegassem até os laboratórios do Ligo (Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria Laser, na sigla em inglês), nos Estados Unidos, e ali fossem detectados em 2015. Dois físicos americanos, Barry Barish e Kip Thorne, ambos do Instituto de Tecnologia da Califórnia, e um alemão, Rainer Weiss, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, pilotaram décadas de pesquisa que culminaram na detecção das ondas, há dois anos.
Já os 100 anos mencionados acima referem-se ao período decorrido entre 1915, quando o fenômeno das ondas gravitacionais foi previsto, e 2015, quando foi comprovado. A ideia das ondas gravitacionais saiu da mente de Albert Einstein (1879-1955), em sua Teoria Geral da Relatividade. Segundo Einstein, tais ondas, como o nome sugere, são geradas pela força da gravidade e formam um campo que deforma tudo no seu caminho, enrugando o espaço na direção em que viajam. Na abstração de Einstein, espaço e tempo são intimamente ligados, de modo que um tem efeito direto sobre o outro. A identificação do fenômeno pelo trio do Ligo provou que — de novo — o gênio alemão estava certo. Não por acaso, Barry Barish disse que o prêmio era “uma vitória para Einstein”.

Em entrevista a VEJA logo depois do anúncio sueco, Barish destacou como a comprovação das ondas gravitacionais contribui para o progresso da ciência e, dessa maneira, para a vida de cada um de nós: “As teorias de Einstein permitiram inovações como o GPS, tão utilizado hoje em dia. Agora, é com a aplicação de equipamentos derivados dessas mesmas inovações que podemos, enfim, comprovar teses da física e abrir portas para novos avanços”.

Uma onda gravitacional é como o efeito de uma pedra que cai em um lago de águas paradas, produzindo círculos concêntricos. Os buracos negros do estudo do Ligo moviam-se também em círculos, atraídos pela força da gravidade. A cada rotação, criavam uma espiral no espaço-tempo, que se propagou na forma de ondas. Com a dispersão de energia, os corpos foram se aproximando. O movimento durou milhares de anos, até que o mínimo contato entre eles, numa pancada feroz, fez com que se tornassem um só. A intensidade da fusão criou ondas gravitacionais ainda mais fortes. Passado 1,3 bilhão de anos do colossal evento, resquícios desse maremoto cósmico foram interceptados pelo detector mais sensível do planeta, o Ligo.

Para interpretar os sinais originados pela força da fusão dos buracos negros, os cientistas registram as ondas num arquivo sonoro. Ouvi-lo é como escutar o “barulho” provocado pelos campos gravitacionais universo afora: num primeiro momento, há um pulsar, como a batida de um coração; na sequência, um som similar ao de uma gota de água que cai em uma poça. Esse mesmo padrão de sinal foi detectado por dois interferômetros. Havia informações suficientes para determinar a massa e a velocidade dos buracos negros em fusão e a quantidade de energia radiada por eles em forma de ondas gravitacionais. As equipes rechecaram os dados, na tentativa de encontrar explicações alternativas, antes de revelar a descoberta.

Espera-se agora que evoluções da tecnologia do Ligo possam permitir que se flagrem outros fenômenos do universo, resultando daí explicações de como se comporta a gravidade, a força mais enigmática da natureza. Para além disso, e do cerca de 1 milhão de dólares que ele e seus dois companheiros receberão pelo prêmio, Barry Barish enxerga outro valor na láurea que lhes foi dada: “Uma vez ao ano, com o Nobel, os belos feitos da ciência dão esperança a um mundo tomado de notícias ruins”.

Publicado em VEJA de 11 de outubro de 2017, edição nº 2551