NASA anuncia resultados do EPIC SPACE-TIME EXPERIMET
Tradução: lhas3126@yahoo.com.br
4 de maio de 2011: Einstein estava certo novamente. Existe um Vórtex de espaço-tempo ao redor da Terra, e sua forma corresponde precisamente as previsões da teoria da gravidade de Einstein.
Os investigadores confirmaram estes pontos em uma conferência de imprensa hoje na sede da NASA em que anunciaram os resultados há muito aguardados da sonda Gravity Probe B (GP-B). "O Vortéx de espaço-tempo ao redor da Terra parece estar distorcido, assim como a Teoria da Relatividade Geral prediz", diz o físico da Universidade de Stanford, Francis Everitt, investigador principal da missão Gravity Probe B.
"Este é um resultado épico", acrescenta Clifford Will, da Universidade Washington em St. Louis. Um especialista em teorias de Einstein, Will ocupa uma cadeira de um painel independente do Conselho Nacional de Pesquisa criado pela NASA em 1998 para acompanhar e analisar os resultados da Gravity Probe B. "Um dia", diz ele, "isso vai ser escrito em livros didáticos como um dos experimentos clássicos na história da física. "
Tempo e espaço, de acordo com as teorias da relatividade de Einstein, se entrelaçam, formando um tecido quadridimensional chamado "espaço-tempo." A massa da Terra faz um sulco/ondulação neste tecido, como uma pessoa pesada sentada no meio de um trampolim. A gravidade, diz Einstein, é simplesmente o movimento de objetos seguindo as linhas curvas da ondulação.
Se a Terra tivesse parado, isso seria o fim da história. Mas a Terra não está parada. Nosso planeta gira, e o giro deve retorcer a ondulação um pouco, puxando-a em um redemoinho quadridimensional. Este efeito é do porque o GP-B foi para o espaço em 2004 para verificar.
A idéia por trás do experimento é simples:
Coloque um giroscópio em órbita ao redor da Terra, com o eixo de rotação apontado para uma estrela distante como um ponto de referência fixo. Livre de forças externas, o eixo do giroscópio deve continuar apontando para a estrela - para sempre. Mas se o espaço é retorcido, a direção do eixo do giroscópio deverá derivar ao longo do tempo. Ao observar esta mudança de rumo em relação à estrela, as torções do espaço-tempo podem ser medidas.
Na prática, o experimento é tremendamente difícil.
Os quatro giroscópios da GP-B são as esferas mais perfeitas já feitas por seres humanos. Estas bolas tamanho de ping-pong de quartzo e silício tem 1,5 centímetros de diâmetro e nunca variam de uma esfera perfeita por mais de 40 camadas atômicas. Se os giroscópios não fossem tão esféricos, seus eixos de rotação vacilariam mesmo sem os efeitos da relatividade.
Segundo os cálculos, a torção do espaço-tempo ao redor da Terra deve fazer com que os eixos dos giroscópios à deriva apenas 0,041 segundos de arco durante um ano. Um segundo de arco é 1/3600th de um grau. Para medir este ângulo razoavelmente bem, a GP-B precisava de uma precisão fantástica de 0,0005 segundos de arco. É como medir a espessura de uma folha de papel à distância de 100 quilômetros.
"Os pesquisadores da GP-B tiveram que inventar toda uma nova tecnologia para tornar isso possível", observa Will.
Eles desenvolveram uma "drag livre" de satélite que poderia roçar as camadas exteriores da atmosfera terrestre, sem perturbar os giroscópios. Eles descobriram como manter o campo magnético da Terra impedido de penetrar a nave espacial. E eles criaram um dispositivo para medir a rotação de um giroscópio - sem tocar o giroscópio . Mais informações sobre estas tecnologias podem ser encontradas na história @ NASA Science " A Pocket of Near-Perfection. "
Retirar resultados do experimento foi um desafio excepcional. Mas depois de um ano de dados e tomada de quase cinco anos de análise, os cientistas da GP-B parecem ter feito isso. "Nós medimos uma precessão geodésica de 6,600 mais ou menos 0,017 segundos de arco e um efeito de quadro de arrasto de 0.039 mais ou menos 0,007 segundos de arco", diz Everitt.
Para os leitores que não são especialistas na relatividade: a precessão geodésica é a quantidade de oscilação causada pela massa estática da Terra (o sulco no espaço-tempo) e os efeitos de quadros se arrastando é a quantidade de oscilação causada pela rotação da Terra (a torção na "malha" espaço-tempo). Ambos os valores estão de acordo com a precisão das previsões de Einstein.
"Na opinião da comissão que eu presido, esse esforço foi verdadeiramente heróico. Nós ficamos impressionados", disse Will.
Um conceito artístico do espaço-tempo torcido em torno de um buraco negro. Crédito: Joe Bergeron da revista Sky & Telescope.
Os resultados da Gravity Probe B dão aos físicos renovada confiança de que as previsões da estranha teoria de Einstein são de fato corretas, e que estas previsões podem ser aplicadas noutros locais. O tipo de vórtice do espaço-tempo que existe em torno da Terra é repetido e ampliado em outros lugares do cosmos - em torno de estrelas de nêutrons massivas, os buracos negros, e núcleos galácticos ativos.
"Se você tentou girar um giroscópio no severamente torcido espaço-tempo ao redor de um buraco negro", diz Will, "não seria apenas suavemente precessionado por uma fração de um grau. Seria oscilar loucamente e possivelmente até mesmo virar."
Em sistemas binários de buracos negros - ou seja, onde um buraco negro orbita um buraco negro - os buracos negros estão girando-se e, assim, se comportam como giroscópios.Imagine um sistema de órbita, girando, balançando, sacudindo os buracos negros! Esse é o tipo de coisa que a relatividade geral prediz e que a GP-B agora nos diz que pode ser verdade.
O legado científico da GP-B não é limitado a relatividade geral. O projeto também tocou as vidas de centenas de jovens cientistas:
"Como ele foi baseado em uma universidade muitos estudantes foram capazes de trabalhar no projeto", diz Everitt. "Mais de 86 teses de doutorado em Stanford, além de mais 14 em outras universidades foram concedidas a estudantes que trabalham no Projeto GP-B. Várias centenas de alunos de graduação e 55 alunos do ensino médio também participaram, incluindo as do astronauta Sally Ride e eventual prêmio Nobel Eric Cornell."
O financiamento para Gravity Probe B da NASA começou no outono de 1963. Isso significa que Everitt e alguns colegas foram planejando, promovendo, construindo, operaando e na análise de dados a partir da experiência de mais de 47 anos, realmente, foi um esforço épico.
Qual é o próximo?
Everitt lembra alguns conselhos que lhe foi dado pelo seu orientador de tese e Prémio Nobel Patrick M.S. Blackett: "Se você não pode pensar o que a física vai fazer, invente alguma nova tecnologia, e isso vai levar a nova física".
"Bem", diz Everitt, "nós inventamos 13 novas tecnologias para a Gravity Probe B. Quem sabe onde vão nos levar?"
Este épico pode estar apenas começando, afinal de contas ....
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| Gravity Probe B - home page Um bolso de quase-perfeição - (Science @ NASA) Em busca de gravitomagnetismo - (Science @ NASA) |
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