As ondas gravitacionais foram detectadas pela primeira vez há dez anos e, recentemente, os cientistas capturaram o sinal de onda gravitacional mais claro até agora, confirmando a famosa previsão de Stephen Hawking. Com a ajuda do LIGO atualizado e de outros detectores, os investigadores observaram a colisão de dois buracos negros a mais de mil milhões de anos-luz de distância. As ondulações no espaço-tempo produzidas por este violento evento cósmico foram tão precisas que os cientistas se descreveram como “ouvindo” o buraco negro vibrando como um sino cósmico.
Em 14 de setembro de 2015, os cientistas confirmaram pela primeira vez o sinal fraco da onda gravitacional proveniente da fusão de dois buracos negros a 130 milhões de anos-luz de distância. O sinal viajou pelo universo durante 1,3 bilhão de anos antes de chegar à Terra. As ondas gravitacionais foram uma previsão teórica apresentada por Einstein há cem anos, mas foi só nesse dia que os humanos registaram ondas gravitacionais reais usando os detectores duplos do LIGO. Foi anunciado em 2016 que ganhou o Prêmio Nobel de Física de 2017.
Hoje, os observatórios LIGO em Hanford e Louisiana, nos Estados Unidos, unem forças com o detector italiano Virgo e o japonês KAGRA para formar a rede global de detecção de ondas gravitacionais LVK. Até agora, a rede descobriu mais de 300 eventos de fusão de buracos negros e estrelas de nêutrons, e há até 230 eventos candidatos apenas para o período de observação de 2025, o que é uma conquista impressionante. Todos estes avanços devem-se a instrumentos de precisão quântica mais avançados, permitindo ao LIGO e ao Virgo detectar perturbações espaciais 700 biliões de vezes mais finas que um fio de cabelo.
O sinal mais claro desta vez vem do evento de fusão do buraco negro GW250114 em 14 de janeiro de 2025. É semelhante ao primeiro evento GW150914. Ambos os buracos negros têm uma massa de 30 a 40 vezes a do Sol e estão a cerca de 1,3 mil milhões de anos-luz de distância da Terra. No entanto, após dez anos de progresso tecnológico, o sinal GW250114 aparece de forma particularmente clara depois que o ruído do instrumento é bastante reduzido.
Este sinal fornece a melhor evidência observacional até o momento para testar o "teorema da área do buraco negro" proposto por Hawking em 1971. Este teorema afirma que a área total da superfície de um buraco negro nunca diminui. Após a fusão de dois buracos negros, a área da superfície deverá aumentar, embora ligeiramente devido à perda de energia na forma de ondas gravitacionais, mas a área total deverá aumentar. Este estudo descobriu que a área total inicial do buraco negro era de cerca de 240.000 quilómetros quadrados, que aumentou para cerca de 400.000 quilómetros quadrados após a fusão, confirmando claramente a teoria de Hawking.
Quando o processo de fusão entra no que é conhecido como fase de “reverberação”, o novo buraco negro vibra como um sino sendo tocado. Pela primeira vez, os investigadores mediram claramente esta fase. Ao analisar diferentes padrões de frequência de ondas gravitacionais, eles podem calcular com precisão a massa e rotação finais do buraco negro e, assim, calcular a mudança de área. Análises adicionais também forneceram um teste extremamente rigoroso do modelo da relatividade geral.
A rede LVK também descobriu vários eventos de fusão cósmica nos últimos dez anos, incluindo colisões de estrelas de nêutrons (como o famoso evento de erupção do ouro em 2017), a primeira colisão entre buraco negro e estrela de nêutrons, fusões de massa assimétricas e a colisão de buraco negro mais massiva já descoberta, etc., atualizando constantemente os limites da compreensão humana do universo.
No futuro, os cientistas esperam usar a nova geração do "Telescópio Einstein" europeu e do "Explorador Cósmico" americano e outros detectores de maior escala para empurrar os "ecos" da humanidade sobre a fusão de buracos negros no universo primitivo e até mesmo sobre a origem do universo ainda mais nas profundezas do espaço e do tempo.
“Hoje é a era de ouro da investigação das ondas gravitacionais e a cooperação global permitiu-nos explorar os mistérios do universo escuro.” O professor Massimo Carpinelli, chefe do Observatório Gravitacional Europeu, disse: “Novos detectores maiores já estão em preparação e estamos confiantes em enfrentar os desafios do futuro”.
Compilado de /ScitechDaily