Distncia Terra-Lua pode funcionar como detector de ondas gravitacionais

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Redação do Site Inovação Tecnológica – 28/03/2022

O Telescpio Einstein tambm vai procurar ondas gravitacionais que no so detectveis com os observatrios atuais.
[Imagem: ASPERA]

Observatrio natural

Uma caracterstica bsica dos observatrios de ondas gravitacionais que eles so enormes, com centenas de metros, o que necessrio para dar-lhes a preciso necessria para capturar as ondas.

Tipicamente eles tm formato de L, com um espelho em cada um dos cantos. No ngulo reto que forma o L, um feixe de laser dividido e disparado em direo aos dois outros cantos, sendo ento refletidos de volta ao ponto de origem, onde so comparados com o feixe original. Qualquer onda gravitacional que passar por um desses “braos de laser” ir torn-lo ligeiramente mais longo do que o outro, alterando assim o padro de interferncia entre os lasers – uma alterao mnima, mas mensurvel.

Dois fsicos da Espanha e da Inglaterra esto propondo levar as dimenses desses braos ao extremo.

A ideia usar as variaes de distncia entre a Terra e a Lua, que podem ser medidas com preciso inferior a um centmetro, como um novo detector de ondas gravitacionais.

E no se trata de nenhuma “ansiedade por preciso”: Ocorre que esse detector natural ser capaz de capturar ondas dentro de uma faixa de frequncia que os observatrios atuais no conseguem detectar, mais precisamente, ondas gravitacionais do Universo primitivo.

Detector de ondas gravitacionais

Os detectores de ondas gravitacionais varrem diferentes faixas de frequncia, semelhante a mover um mostrador para sintonizar uma estao de rdio. No entanto, existem frequncias impossveis de cobrir com os dispositivos atuais. Um exemplo particularmente interessante so as ondas gravitacionais de microhertz, que podem ter sido produzidas no incio do Universo – elas so praticamente invisveis at mesmo para as tecnologias mais avanadas disponveis hoje.

Foi a que Diego Blas (Universidade Autnoma de Barcelona) e Alexander Jenkins (Universidade College de Londres) tiveram a ideia de abandonar os projetos mirabolantes e usar a distncia entre a Lua e a Terra, que ligeiramente modificada quando uma onda gravitacional passa por estas bandas do Universo.

Embora essas variaes sejam minsculas, Blas e Jenkins lembram que a posio exata da Lua conhecida com um erro de no mximo um centmetro, graas ao uso de lasers enviados de diferentes observatrios, que so continuamente refletidos em espelhos deixados na superfcie da Lua pela misso espacial Apolo e outras.

Essa incrvel preciso – uma taxa de erro de um bilionsimo no mximo – permitir que uma pequena perturbao causada por antigas ondas gravitacionais seja detectada. Alm disso, a rbita da Lua dura aproximadamente 28 dias, o que se traduz em uma sensibilidade particularmente relevante quando se trata de microhertz, a faixa de frequncia que os pesquisadores esto interessados.

Observatrios csmicos

A dupla vislumbra que no necessrio nem mesmo ficar restrito ao sistema Terra-Lua. Por exemplo, existem sistemas binrios de pulsares distribudos por toda a galxia, sistemas nos quais o feixe de radiao do pulsar permite obter a rbita dessas estrelas com uma preciso incrvel – com preciso de um milionsimo.

Como essas rbitas duram aproximadamente 20 dias, elas so particularmente afetadas pela passagem de ondas gravitacionais na faixa de frequncia de microhertz. Blas e Jenkins concluem que esses sistemas tambm podem ser detectores desses tipos de ondas gravitacionais.

“O mais interessante talvez seja que este mtodo complementa futuras misses da ESA/NASA, como o LISA, e observatrios que participam do projeto SKA (Square Kilometer Array), para alcanar uma cobertura quase total das ondas gravitacionais do nanohertz (SKA) s faixas de frequncia centihertz (LIGO/VIRGO). Essa cobertura vital para obter uma imagem precisa da evoluo do Universo, bem como sua composio,” disse Blas.

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