{"id":315,"date":"2017-05-04T11:51:33","date_gmt":"2017-05-04T14:51:33","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/?p=315"},"modified":"2017-05-20T02:57:21","modified_gmt":"2017-05-20T05:57:21","slug":"ondas-gravitacionais-parte-1-uma-introducao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/2017\/05\/04\/ondas-gravitacionais-parte-1-uma-introducao\/","title":{"rendered":"Ondas gravitacionais (parte 1): Uma introdu\u00e7\u00e3o. (V. 3, N. 5, 2017)"},"content":{"rendered":"

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Ondas gravitacionais foram uma das maiores fontes de dor de cabe\u00e7a para jornalistas mundo afora em 2016, afinal, como reportar algo que voc\u00ea n\u00e3o entende? E como n\u00e3o reportar, sendo que f\u00edsicos receberam a not\u00edcia como quem ouve que descobriram a cura pro c\u00e2ncer? Esta postagem \u00e9 mais uma tentativa de explicar porque ondas gravitacionais importam.<\/p>\n

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Anima\u00e7\u00e3o da concep\u00e7\u00e3o art\u00edstica de ondas gravitacionais em um sistema bin\u00e1rio.
Video por: R. Hurt – Caltech \/ JPL<\/figcaption><\/figure>\n

Lembro claramente dos rumores que se ouviam pelos corredores do instituto de f\u00edsica na semana anterior ao an\u00fancio do LIGO (Observat\u00f3rio de Ondas Gravitacionais por Interfer\u00f4metro de Laser), quando este convocou uma coletiva. Os rumores foram confirmados na primeira frase de David Reitze (Diretor executivo do LIGO): \u201cDamas e cavalheiros, n\u00f3s detectamos ondas gravitacionais! N\u00f3s conseguimos!\u201d1<\/a>\u00a0\u00a0<\/sup>(v\u00eddeo em ingl\u00eas<\/a>)<\/p>\n

Para entender o impacto dessas palavras, vamos pensar em algo mais intuitivo para n\u00f3s: ondas eletromagn\u00e9ticas. Voc\u00ea se impressionaria se algu\u00e9m dissesse que detectou ondas eletromagn\u00e9ticas? Provavelmente n\u00e3o, pois a humanidade domina o eletromagnetismo h\u00e1 muito tempo, exemplos de detectores de ondas eletromagn\u00e9ticas s\u00e3o o seu olho e antenas de r\u00e1dio.<\/p>\n

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Espectro eletromagn\u00e9tico.
Figura por: Philip Ronan. Tradu\u00e7\u00e3o por: Ruryk.<\/figcaption><\/figure>\n

Perceba que estas ondas s\u00e3o caracterizadas pela sua frequ\u00eancia<\/strong>, e que um detector n\u00e3o pode ser usado para detectar ondas de todas as faixas de frequ\u00eancia<\/strong>. Assim seu olho n\u00e3o enxerga luz infravermelha ou ultravioleta e sua antena de r\u00e1dio n\u00e3o detecta micro-ondas.<\/p>\n

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Retrato de Isaac Newton pintado por Sir Godfrey Kneller.<\/figcaption><\/figure>\n

A compara\u00e7\u00e3o entre ondas gravitacionais e eletromagn\u00e9ticas n\u00e3o foi atoa, quando estudamos a lei da gravita\u00e7\u00e3o universal de Newton e a teoria eletromagn\u00e9tica de Maxwell percebemos que as equa\u00e7\u00f5es que as descrevem s\u00e3o muito parecidas<\/strong>, de forma que a massa de um corpo faz um papel an\u00e1logo ao da carga el\u00e9trica e que ambas as for\u00e7as produzidas caem com o quadrado da dist\u00e2ncia, isto \u00e9, se dobramos a dist\u00e2ncia entre dois corpos, a for\u00e7a que um exerce no outro diminui por um fator quatro e assim por diante.<\/p>\n

Apesar das semelhan\u00e7as existem algumas diferen\u00e7as fundamentais: A primeira e mais aparente \u00e9 o fato de n\u00e3o existirem corpos com massas negativas<\/strong>, logo as for\u00e7as gravitacionais sempre ter\u00e3o um car\u00e1ter atrativo e isso possui implica\u00e7\u00f5es em cosmologia.<\/p>\n

A segunda \u00e9 a diferen\u00e7a de intensidade<\/strong> entre as duas; Segure seu<\/p>\n

celular (ou qualquer outro objeto) na sua m\u00e3o. Voc\u00ea j\u00e1 notou que a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica produzida pela sua m\u00e3o consegue facilmente contrabalancear a for\u00e7a gravitacional que o planeta inteiro exerce neste mesmo objeto?<\/strong> Notamos aqui que intera\u00e7\u00f5es gravitacionais s\u00e3o sutis, e que precisamos de objetos astron\u00f4micos para estud\u00e1-las.<\/p>\n

A terceira \u00e9 o fato da gravita\u00e7\u00e3o newtoniana n\u00e3o ser compat\u00edvel com a relatividade<\/strong><\/p>\n

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J.C. Maxwell. Foto por: Fergus of Greenock<\/figcaption><\/figure>\n

especial<\/strong>, diferente do eletromagnetismo que \u00e9 uma teoria essencialmente relativ\u00edstica. Como a teoria de Newton n\u00e3o possui uma velocidade limite<\/strong>, acaba por prever que as intera\u00e7\u00f5es acontecem de maneira instant\u00e2nea e por isso n\u00e3o prev\u00ea ondas.<\/p>\n

As equa\u00e7\u00f5es de Maxwell tem uma solu\u00e7\u00e3o que se comporta como onda e se propaga na velocidade da luz<\/strong>. Este foi um dos primeiros ind\u00edcios de que a luz era uma onda eletromagn\u00e9tica, um grande salto no nosso entendimento da f\u00edsica. N\u00e3o \u00e9 espantoso pensar que ao tornar a teoria da gravita\u00e7\u00e3o compat\u00edvel com a relatividade, atrav\u00e9s da relatividade geral, prevemos ondas de origem gravitacional.<\/p>\n

Mas afinal, qual a grande vantagem da detec\u00e7\u00e3o de ondas gravitacionais? V\u00e1rios textos e v\u00eddeos ressaltam que esta \u00e9 mais uma comprova\u00e7\u00e3o da teoria da relatividade geral<\/strong>, o que de fato \u00e9 verdade. Por\u00e9m, mais do que isso, a possibilidade de detectar ondas gravitacionais cria um novo ramo de astrof\u00edsica!<\/strong><\/p>\n

A astrof\u00edsica \u00e9 uma ci\u00eancia sem igual, atrav\u00e9s dela entendemos a evolu\u00e7\u00e3o das estrelas, a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica dos astros, conclu\u00edmos que o universo est\u00e1 em expans\u00e3o, detectamos a exist\u00eancia de mat\u00e9ria escura, entre outros grandes feitos. E quase todas as conclus\u00f5es feitas pela astrof\u00edsica foram feitas observando ondas eletromagn\u00e9ticas<\/strong> 2<\/sup><\/a>!<\/p>\n

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Mapa da temperatura do universo atrav\u00e9s da detec\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o c\u00f3smica de fundo (uma onda eletromagn\u00e9tica emitida 200000 anos ap\u00f3s o big bang), cores representam flutua\u00e7\u00f5es da temperatura m\u00e9dia 2.725K. Figura por: NASA\/WMAP.<\/figcaption><\/figure>\n

Agora temos uma nova fonte de dados para estudar astronomia<\/strong>! Por exemplo, um buraco negro por defini\u00e7\u00e3o n\u00e3o emite luz3<\/sup><\/a>, ent\u00e3o para estud\u00e1-los usamos efeitos indiretos devido a sua forte influ\u00eancia gravitacional, como a altera\u00e7\u00e3o das trajet\u00f3rias da luz emitida por outra fonte ou mesmo pela influ\u00eancia na \u00f3rbita de outros astros. Com ondas gravitacionais temos a possibilidade de observar diretamente buracos negros, como feito pelo LIGO, que viu ondas produzidas durante a fus\u00e3o de dois buracos negros h\u00e1 aproximadamente 1.3 bilh\u00f5es de anos.<\/strong><\/p>\n

E se voc\u00ea \u00e9 uma pessoa extremamente pragm\u00e1tica que n\u00e3o se importa com astronomia, saiba que o LIGO \u00e9 a r\u00e9gua mais precisa do mundo<\/strong>! Lembra quando eu disse que efeitos gravitacionais s\u00e3o sutis? Ondas gravitacionais s\u00e3o caracterizadas pelo que chamamos efeito de mar\u00e9, quando uma onda gravitacional passa por uma regi\u00e3o, esta \u00e9 comprimida em uma dire\u00e7\u00e3o e esticada na dire\u00e7\u00e3o perpendicular. Efetivamente no LIGO isto produz uma diferen\u00e7a de comprimento de aproximadamente 10-18 <\/sup>metros! Essa medida \u00e9 quase 1000 vezes menor que o raio de um pr\u00f3ton!<\/p>\n

Para a constru\u00e7\u00e3o do LIGO foram gastos mais de 620 milh\u00f5es de d\u00f3lares<\/strong> e podemos dizer que o gasto valeu apena! J\u00e1 existem planos de construir outros observat\u00f3rios como o KAGRA no jap\u00e3o e o IndIGO na \u00cdndia.<\/p>\n

E quem sabe o que mais pode vir da pesquisa em ondas gravitacionais? Dizem que Michael Faraday, um dos mais importantes f\u00edsicos experimentais da hist\u00f3ria e respons\u00e1vel por boa parte do nosso atual entendimento de eletricidade e magnetismo, foi perguntado por um pol\u00edtico sobre suas inven\u00e7\u00f5es: \u201cPra que serve isso?\u201d, e este respondeu: \u201cPra que serve um rec\u00e9m-nascido?\u201d.<\/strong><\/p>\n

Bom pessoal, por enquanto \u00e9 isso! Este \u00e9 o primeiro texto de uma s\u00e9rie de postagens sobre ondas gravitacionais, no pr\u00f3ximo pretendo explicar como \u00e9 poss\u00edvel detectar uma onda gravitacional, visto que seu efeito \u00e9 t\u00e3o pequeno. At\u00e9 mais!<\/p>\n

(Parte 2<\/a>)<\/p>\n

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1<\/a>\u00a0Tradu\u00e7\u00e3o-livre de: \u201cLadies and gentlemen, we have detected gravitational waves! We did it! \u201d<\/p>\n<\/div>\n

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2<\/a>\u00a0Outras fontes de observa\u00e7\u00f5es astron\u00f4micas s\u00e3o raios c\u00f3smicos e neutrinos, por\u00e9m nosso entendimento dessas observa\u00e7\u00f5es ainda n\u00e3o s\u00e3o compar\u00e1veis com as feitas com radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica.<\/p>\n<\/div>\n

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3<\/a>\u00a0Estou ignorando radia\u00e7\u00e3o Hawking.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ondas gravitacionais foram uma das maiores fontes de dor de cabe\u00e7a para jornalistas mundo afora em 2016, afinal, como reportar algo que voc\u00ea n\u00e3o entende? E como n\u00e3o reportar, sendo que f\u00edsicos receberam a not\u00edcia como quem ouve que descobriram a cura pro c\u00e2ncer? Esta postagem \u00e9 mais uma tentativa de explicar porque ondas gravitacionais […]<\/p>\n","protected":false},"author":252,"featured_media":337,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"pgc_sgb_lightbox_settings":"","_vp_format_video_url":"","_vp_image_focal_point":[],"footnotes":""},"categories":[18],"tags":[15,28,27],"class_list":["post-315","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-divulgacao-cientifica","tag-fisica","tag-ligo","tag-ondas-gravitacionais"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-content\/uploads\/sites\/136\/2017\/05\/Gravity_Waves_StillImage.jpg","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/315","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/users\/252"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=315"}],"version-history":[{"count":29,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/315\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":378,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/315\/revisions\/378"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/media\/337"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=315"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=315"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/tortaprimordial\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=315"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}