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As Sereias Escuras e a expansão do Universo

Matéria publicada em 13 de abril de 2021, 17:23 horas

 


Detectores de gravidade ajudarão a medir o tamanho do Cosmos

Cefeida: A RS Pupis é um dos marcos de quilometragem do universo

A descoberta de que o Universo está se expandindo foi uma das maiores revoluções na história do conhecimento humano. E não faz tanto tempo assim. Foi na década de 1920 quando o astrônomo Edwin Hubble percebeu um desvio para o vermelho no espectro de galáxias e estrelas distantes. A partir da descoberta de Hubble, os cientistas perceberam que uma grande explosão, o Big Bang, tinha espalhado a matéria do Universo em todas as direções. E que os fragmentos desta granada cósmica continuavam se afastando uns dos outros.

A velocidade com que o universo se expande é chamada de Constante de Hubble. E medi-la não é uma coisa muito fácil. Existe uma relação simples, na qual, quanto mais distante estiver uma galáxia, mas avermelhado será seu espectro. É o que os astrônomos chamam de efeito Doppler. Mas esse “desvio para o vermelho” não permite medições muito precisas. Para números mais exatos usa-se a luz de estrelas variáveis, chamadas Cefeidas.

Eu já comentei aqui nesta coluna sobre o método do paralaxe, que os astrônomos usam para medir as distancias das estrelas mais próximas. Como Alfa do Centauro ou Sirius, na constelação do Grande Cão. O paralaxe mede os ângulos formados entre a Terra e a estrela em dois pontos opostos da órbita do nosso planeta em torno do Sol. Esse método é bem preciso mas só funciona no caso de estrelas relativamente próximas. Para distancias mais longas, Hubble e seus colaboradores usaram o brilho de um tipo curioso de estrelas variáveis, as Cefeidas, que recebem esse nome porque a primeira a ser descoberta foi a Delta, na constelação de Cefeu.

As cefeidas são estrelas pulsantes, cujo brilho oscila em períodos que vão de dias a meses. E quanto mais longo for o período, mais brilhantes elas ficam. Essa característica das cefeidas foi observada em 1908, pela grande astrônoma Henrietta Levitt. Levitt estudou o brilho das cefeidas em duas galáxias satélites da Via Láctea, as Nuvens de Magalhães. Elas tem esse nome porque foram observadas, pela primeira vez, pelo navegador Fernão de Magalhães, o primeiro homem que deu a volta ao redor do mundo. Comparando o brilho das cefeidas distantes com o das próximas os astrônomos podem medir a distancia da Terra até as galáxias mais distantes, e a partir daí calcular a constante de Hubble e o tamanho e a velocidade de expansão do Universo.

Todavia, uma descoberta feita na década de 1960, complicou um pouquinho essa história. Os radioastrônomos, que estudam o céu a partir das ondas de rádio emitidas por estrelas e galáxias, descobriram a radiação cósmica de fundo. Um ruído de micro-ondas produzido pelo Big Bang, a grande explosão que começou com essa história toda. A radiação cósmica de fundo também tem sido usada para medir a constante de Hubble, mas seus resultados não coincidem com as medições feitas através das cefeidas. E para resolver de vez essa questão complicada os astrônomos estão bolando um terceiro método, que usa um fenômeno recém-descoberto, conhecido como “as sereias escuras”.

Em 2017 os observatórios que usam interferometria de raios laser, para detectar ondas gravitacionais, registraram uma colisão de estrelas de nêutrons. Que produziu também um sinal luminoso. Os físicos concluíram que essas colisões permitiriam medir com precisão a constante de Hubble. O problema é que será preciso observar uns 50 choques desse tipo para ter uma base. E eles são raros.

Todavia, o LIGO e outros observatórios de ondas gravitacionais tem observado dezenas de colisões, que produzem ondas de gravidade mas não produzem luz. Essas colisões receberam o apelido de “sereias escuras”. E este mês o físico Ssohrab Borhanian, da universidade da Pensilvania apresentou uma proposta para usar essas sereias escuras para medir a constante de Hubble e a expansão do universo. Além do LIGO americano e do Virgo europeu, dois novos detectores de ondas gravitacionais devem entrar em operação nos próximos anos. O Kamioka do Japão e o detetor indiano. E então teremos medidas mais precisas da expansão do Universo.

 

Jorge Luiz Calife

 

 


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