Os astrofísicos que tentam detectar a presença de ondas gravitacionais de baixa frequência estão no caminho certo, e pode ser uma das maiores descobertas da história da humanidade.

Em colaboração de um lado ao outro da Terra, apareceu um sinal nos dados de um projeto que usa o ritmo do movimento das estrelas para detectar essas ondas intergalácticas verdadeiramente gigantescas, e os cientistas acham que pode ser a prova da onda gravitacional pano de fundo, uma descoberta mais importante do que qualquer coisa na história recente.

Os pesquisadores, vindos do Observatório Nanohertz de Ondas Gravitacionais da América do Norte (NANOGrav), são cautelosos, sabendo que os aspectos macro e micro de seus dados podem enganá-los.

Seu trabalho envolveu o monitoramento constante de 45 pulsares durante um período de 12 anos. Pulsares são estrelas superdensas que giram em velocidades incrivelmente rápidas, gerando um fluxo contínuo de luz, radiação e até mesmo som.

Sendo que eles estão tentando medir uma das maiores forças do universo, os pulsares trabalham para expandir o equipamento de monitoramento dos cientistas para grandes trechos da Via Láctea, ao invés de apenas um laboratório no Colorado.

Seu recente artigo revelou que o giro contínuo dos pulsares parecia ser interrompido por alguns nanossegundos de uma forma que era replicada em cada uma das 45 estrelas, exatamente o tipo de efeito que as ondas gravitacionais de baixa frequência que viajam pelo universo teriam. .

“É incrivelmente empolgante ver um sinal tão forte emergir dos dados”, disse Joseph Simon, da Universidade do Colorado, que liderou o estudo . “No entanto, como o sinal de onda gravitacional que procuramos abrange toda a duração de nossas observações, precisamos entender cuidadosamente o nosso ruído.

“Isso nos deixa em um lugar muito interessante, onde podemos excluir fortemente algumas fontes de ruído conhecidas, mas ainda não podemos dizer se o sinal é realmente de ondas gravitacionais. Para isso, precisaremos de mais dados ”.

Universo

Quando em 2015, pesquisadores que trabalhavam no Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) detectaram evidências de uma única onda gravitacional, uma ondulação no tecido do espaço-tempo causada pela colisão de dois buracos negros, ganharam o Prêmio Nobel de Física.

A onda detectada por sua matriz de laser era equivalente a uma batida de tarola – um evento de segundos de duração, após o qual o silêncio reinou novamente.

Em contraste, o projeto NANOGrav dos Estados Unidos e Canadá está tentando medir ondas gravitacionais que levam meses, ou até anos para passar sobre a Terra.

Essas ondas seriam geradas por uma força teórica conhecida como onda gravitacional de fundo (GWB), o equivalente ao zumbido baixo e contínuo de vozes em uma lanchonete ou festa, gerada por milhões de eventos cataclísmicos saturando o universo com ondulações no espaço-tempo .

Como muitas descobertas, especialmente aquelas relacionadas a partículas subatômicas ou matéria escura, o método de observação envolve o efeito, não o objeto real. Portanto, a sensibilidade do método detetive deve ser requintada, considerando que o objeto é invisível e tão lento e maciço que requer milhões de anos-luz de espaço de detetive e décadas de foco sem piscar para ver seu efeito no ambiente cósmico.

Portanto, NANOGrav está planejando adicionar mais pulsares às suas observações através da colaboração com o International Pulsar Timing Array, e estudá-los por ainda mais tempo.

“Os próximos anos serão realmente empolgantes para o NANOGrav, à medida que reunimos o próximo conjunto de dados e procuramos ondas gravitacionais”, disse Sarah Vigeland, professora assistente de física da Uni. de Wisconsin para sua editora universitária

Implicações do fundo da onda gravitacional

Tão universal quanto a força das marés aqui na Terra, tudo sobre a nossa compreensão do universo teria que estar de acordo com o GWB.

Seu poder é gerado pelos eventos mais cataclísmicos que existem, como uma colisão ou fusão entre dois buracos negros supermassivos, objetos bilhões de vezes maiores que o sol e que teoricamente estão no centro de muitas galáxias.

“Essas primeiras dicas atraentes de um fundo de onda gravitacional sugerem que buracos negros supermassivos provavelmente se fundem e que estamos flutuando em um mar de ondas gravitacionais ondulando de fusões de buracos negros supermassivos em galáxias em todo o universo”, disse Julie Comerford, professora associada de astrofísica e ciências planetárias em CU Boulder e membro da equipe NANOGrav.

O poder do GWB abriria novos campos de estudo, especialmente aqueles relacionados aos buracos negros supermassivos enigmáticos, e um dia se nos tornássemos um povo viajante do espaço, o GWB, como muitas outras forças da natureza que influenciam as viagens na Terra , fator nas viagens espaciais, uma vez que o poder das ondas de baixa frequência pode alterar as posições de planetas, estrelas e potencialmente até galáxias.

Adaptado de GNN / Créditos da imagem: Ilustração de ondas gravitacionais, Tonia Klein

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