Estudo da ‘Física de Ondas Gravitacionais’ Causadas Por Colisões Entre ‘Buracos Negros’, Ganha Modelo Mais Preciso
Olá leitores e leitoras do BS!
Segue abaixo uma notícia postada ontem (14/03)
no site ‘Canaltech’ destacando que o
estudo da ‘Física de Ondas
Gravitacionais’ causadas por colisões entre ‘Buracos Negros’ acaba de ganhar um modelo mais preciso. Saibam
mais sobre essa notícia pela matéria abaixo.
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Fusão Entre Buracos Negros Ganham Modelo de Ondas Gravitacionais Mais Preciso
Por Daniele Cavalcante
Editado por Patrícia Gnipper
14 de Março de 2023 às 17h38
Via: Web Site Canaltech - https://canaltech.com.br
Fonte: LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)
A física das ondas gravitacionais causadas por colisões
entre buracos negros acaba de ganhar uma atualização importante: as simulações
usadas para detectar esse tipo de evento agora contam com características que
ainda não haviam sido observadas.
Ondas gravitacionais são ondulações no próprio
espaço-tempo causadas por impactos entre objetos massivos no universo, como
buracos negros e estrelas de nêutrons, e fazem parte do conjunto de previsões
da Relatividade Geral de Albert Einstein.
Em 2015, a astronomia atingiu um grande marco com a primeira
detecção de ondas gravitacionais na história, por meio do instrumento LIGO
(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory). Desde então, dezenas de
eventos como esse foram registrados.
Para detectar e interpretar corretamente as ondas, os
cientistas criam simulações usando as teorias bem estabelecidas, como a própria
Relatividade Geral. Depois, ao comparar os dados coletados pelos instrumentos
com esses modelos, os pesquisadores podem fazer os ajustes necessários entre
teoria e observação.
A colaboração Simulated eXtreme Spacetimes (SXS) é uma
das mais importantes para os cientistas de ondas gravitacionais, já que foram
fundamentais para identificar as fusões de buracos negros detectados pelo LIGO.
Apesar disso, ainda havia uma limitação: as ondas gravitacionais simuladas eram
lineares.
(Imagem: Reprodução/Kip Thorne/BP Abbott et al./APS/Carin
Cain)
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| Acima, as etapas de uma fusão entre dois buracos negros; abaixo, um gráfico das ondas gravitacionais geradas, com um comportamento não-linear destacado em laranja. |
Usando a matemática linear para modelar o comportamento
das ondas, os cientistas do SXS presumem que elas não interagem umas com as
outras — mais ou menos como as ondulações concêntricas em um lago calmo quando
atiramos uma pedra. Em outras palavras, as cristas das ondas não tocam umas às
outras.
No entanto, há motivos para crer que as coisas são um
pouco mais complexas: uma análise recente sobre essas colisões revelou efeitos
não lineares no comportamento das ondas gravitacionais. Isso significa que os
eventos são tão turbulentos que as ondulações interagem e influenciam umas às
outras.
Isso já era esperado, mas os pesquisadores ainda não
tinham visto isso ocorrer nas simulações — até agora. “Novos métodos para
extrair as formas de onda de nossas simulações tornaram possível ver as não
linearidades”, disse Keefe Mitman, primeiro autor do estudo sobre o tema. Outro
artigo independente liderado por Mark Ho-Yeuk Cheung também demonstrou o
efeito.
O trabalho ajudará os pesquisadores a caracterizar melhor
as futuras colisões de buracos negros observadas pelo LIGO, além de melhorar
ainda mais os testes da teoria geral da relatividade de Einstein. Aliado às
atualizações de hardware do LIGO, este avanço pode significar uma nova e
empolgante fase da astronomia de ondas gravitacionais.
As duas pesquisas independentes foram publicadas na
revista Physical Review Letters.
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