Prêmio Nobel de Física de 2017: detectores de ondulações no espaço-tempo

A Swedish Academy compensa o 'erro' de 2016, reconhece as 'contribuições decisivas dos Laureados para o detector Ligo e a observação das ondas gravitacionais' - uma justificativa da previsão de Einstein e a maior coisa na física desde a descoberta do bóson de Higgs.

Os físicos do California Institute of Technology Kip S. Thorne (R) e Barry C. Barish participam de uma coletiva de imprensa depois de ganhar o Prêmio Nobel de Física de 2017, que eles compartilham com Rainer Weiss do MIT, em Pasadena, Califórnia, EUA, 3 de outubro de 2017. ( Foto Reuters)

Quando Estocolmo ligou para Michael Rosbash na segunda-feira para dizer que ele havia ganhado o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina por descobrir a base física do relógio biológico, ele respondeu: Você está brincando comigo. Talvez ele tenha ficado surpreso porque o prêmio era assíncrono - seu trabalho crucial foi feito há muito tempo. No ano passado, também, a Fundação Nobel havia mostrado que estava defasado com o mundo ao homenagear trabalhos teóricos na topologia da matéria, ignorando o Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Ligo), que detectou ondas gravitacionais 12 meses antes do cerimônia. Vindicando uma previsão feita por Einstein há um século, seguindo a teoria da relatividade geral, foi a maior coisa da física desde a descoberta do bóson de Higgs. Para desgosto geral e alegria dos corretores de apostas, Ligo não ganhou o prêmio.

Em 2017, a Real Academia Sueca de Ciências fez as pazes honrando a liderança Ligo - Rainer Weiss, que projetou o instrumento mais sensível já feito pela raça humana, Kip S Thorne, que estreitou os sinais e frequências que foi projetado para buscar e Barry C Barish, que desenvolveu o projeto na prática.

Siga @ieexplained

O que exatamente Ligo viu - ou ouviu, para ser preciso, desde a assinatura da primeira onda gravitacional detectada em 15 de setembro de 2015, foi traduzida em um som que estava entre um chilrear e um ping?

Os laboratórios LIGO em Hanford, Washington (Cortesia Caltech / MIT / Laboratório LIGO)

Ele ouviu a colisão de dois enormes buracos negros que giraram em torno um do outro em velocidades maníacas e então colidiram 1,3 bilhão de anos atrás, quando a vida na Terra mal havia começado. O incidente cósmico não foi visível, uma vez que a luz não pode escapar do horizonte de eventos de um buraco negro, mas pode ser inferida por radiação nas proximidades do redemoinho de matéria e energia. Ele também espalhou ondas gravitacionais, ondulações que se propagam na velocidade da luz através da estrutura do espaço-tempo. Quando o primeiro Homo sapiens caminhou pelas planícies da África há milênios, as ondas estavam varrendo a Nuvem de Magalhães e atingiram a Terra em setembro de 2015, produzindo pequenos distúrbios nos interferômetros a laser de Ligo na Louisiana e no estado de Washington, além do instrumento de Virgo na Itália . Ele produziu um pequeno chiado que abalou o mundo da física quântica.

Leia também | Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2017: O que nos faz funcionar

Durante anos, até a descoberta do bóson de Higgs, houve uma crise na física. O método da ciência consiste em desenvolver a teoria e depois confirmá-la em laboratório. Sem a segunda etapa, a teoria permanece sem verificação. O bóson de Higgs era o último elemento do modelo padrão da física que não era observado na natureza. Portanto, a teoria foi construída sobre a teoria por anos a fio, e o laboratório foi deixado para trás. Talvez tudo estivesse sendo construído na areia?

Com a descoberta do bóson de Higgs, o laboratório foi atualizado e a teoria foi confirmada. No entanto, a previsão centenária das ondas gravitacionais não foi testada - na verdade, ela remonta ao postulado de Henri Poincaré de 1905. Agora, Ligo forneceu mais uma garantia da patência do modelo padrão. As ondas gravitacionais foram inferidas antes, e Russel A Hulse e Joseph H Taylor Jr ganharam um Nobel por isso em 1993. Mas Ligo fez a primeira observação direta de uma onda gravitacional, produzindo uma contração em um instrumento.

Olhando para o futuro, a astronomia de ondas gravitacionais dará à humanidade acesso a partes do espaço e do tempo que permaneceram invisíveis. Ao contrário da radiação eletromagnética como a luz, que atravessa o espaço-tempo, eles são ondulações dentro da própria estrutura do espaço-tempo. Eles não estão espalhados pela matéria e permitirão que os instrumentos perscrutem impossivelmente longe nos abismos do espaço - e correspondentemente bem no passado. Partes do universo que permaneceram escuras para os telescópios ópticos e de rádio agora se tornarão visíveis. Buracos negros e estrelas de nêutrons - corpos tão densos que uma colher de sua substância pesaria tanto quanto a Terra - irão revelar segredos nunca antes vistos.

Qualquer coisa com massa produz ondas gravitacionais quando acelera. Você produz inúmeras ondas gravitacionais toda vez que dança, mas elas não são fortes o suficiente para serem captadas por instrumentos. Mas qualquer coisa com uma massa gigantesca, como um buraco negro ou uma estrela de nêutrons, geraria ondas mensuráveis, tornando visíveis fenômenos até então ocultos. No passado, os telescópios foram enviados ao espaço para obter uma visão mais clara do universo, desimpedido pela poeira, nuvens e radiação de fundo da civilização. O mais conhecido é o telescópio Hubble, e um de seus pares até busca ondas gravitacionais - o LISA Pathfinder da Agência Espacial Européia. Mas, uma vez que as ondas gravitacionais não são espalhadas, pode-se logicamente enterrar um detector em uma mina de carvão e ele ainda verá a luz de estrelas distantes - em seu próprio espectro, não o da luz visível. Em um futuro incrivelmente próximo, esta forma de telescopia abrirá um novo olho no espaço e no tempo, e nos permitirá ver o universo como ele nunca foi visto antes, na miríade de cores invisíveis do arco-íris da gravidade.

Os laboratórios LIGO em Livingston, Louisiana. Os três ganhadores do Prêmio Nobel de Física de 2017 são descritos pelo LIGO como seus fundadores e seus maiores e mais antigos campeões. (Cortesia Caltech / MIT / Laboratório LIGO)

VENCEDORES DE 2016: Nos anos 1970, MICHAEL KOSTERLITZ E DAVID THOULESS derrubou a teoria atual de que a supercondutividade ou suprafluidez não poderia ocorrer em camadas finas. Eles demonstraram que a supercondutividade pode ocorrer em baixas temperaturas e também explicaram o mecanismo, a transição de fase, que faz a supercondutividade desaparecer em altas temperaturas. Na década de 80, DUNCAN HALDANE descobriram como conceitos topológicos podem explicar as propriedades de cadeias de pequenos ímãs encontrados em alguns materiais.

cantando valor líquido tatum

Compartilhe Com Os Seus Amigos: