ARLA/CLUSTER: E vão dois a favor de Einstein....

[João Costa > CT1FBF]

*LIGO DETETA ONDAS GRAVITACIONAIS PELA SEGUNDA VEZ*

Pela segunda vez, cientistas detetaram diretamente ondas gravitacionais -
ondulações através do tecido do espaço-tempo, criadas por eventos
cataclísmicos extremos no Universo distante. A equipa determinou que a
incrivelmente fraca ondulação que eventualmente chegou à Terra foi
produzida por dois buracos negros que colidiram a metade da velocidade da
luz, a 1,4 mil milhões de anos-luz de distância.

Os cientistas detetaram as ondas gravitacionais usando os interferómetros
gémeos LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory),
localizados em Livingston, Louisiana, e em Hanford, Washington, no dia 26
de dezembro de 2015 Ã s 03:38 UTC. Ambos os detetores, separados por mais de
3000 km, detetaram um sinal muito fraco por entre o ruído ambiente.

Embora a primeira deteção do LIGO, divulgada no dia 11 de fevereiro, tenha
produzido um pico claro nos dados, este segundo sinal foi bastante mais
subtil e menos profundo, quase totalmente enterrado nos dados. Usando
técnicas avançadas de análise de dados, a equipa determinou que, de facto,
sinalizava uma onda gravitacional.

<http://news.mit.edu/sites/mit.edu.newsoffice/files/images/2016/MIT-LIGO-II_0.jpg>Esta
ilustração mostra a fusão de dois buracos negros e as ondas gravitacionais
que ondulam para fora enquanto os buracos negros espiralam na direção um do
outro. Os buracos negros - que representam aqueles detetados pelo LIGO no
dia 26 de dezembro de 2015 - tinham 14 e 8 vezes a massa do Sol, até que se
fundiram, formando um único buraco negro com 21 vezes a massa do Sol. Na
realidade, a área perto dos buracos negros apareceria altamente perturbada,
e as ondas gravitacionais seriam demasiado pequenas para se ver.
Crédito: T. Pyle/LIGO
(clique na imagem para ver versão maior)

Os investigadores calcularam que a onda gravitacional surgiu da colisão de
dois buracos negros, com 14,2 e 7,5 vezes a massa do Sol. O sinal captado
pelos detetores LIGO engloba os momentos finais antes da fusão dos buracos
negros: para aproximadamente o segundo final, enquanto o sinal foi
detetável, os buracos negros giraram um em torno do outro 55 vezes,
aproximando-se de metade da velocidade da luz, antes de se fundirem numa
colisão que libertou uma quantidade incrível de energia sob a forma de
ondas gravitacionais, equivalente à massa do Sol. Este cataclismo, que
ocorreu há 1,4 mil milhões de anos atrás, produziu um buraco negro mais
massivo com 20,8 vezes a massa do Sol.

Esta segunda deteção de ondas gravitacionais, que mais uma vez confirma a
teoria da relatividade geral de Einstein, testou com sucesso a capacidade
do LIGO em detetar sinais gravitacionais extremamente subtis.

"Fizemo-lo novamente," afirma Salvatore Vitale, cientista do Instituto
Kavli para Astrofísica e Investigação Espacial do MIT (Massachusetts
Institute of Technology) e membro da equipa LIGO. "O primeiro evento foi
tão bonito que quase nem acreditámos. Agora, o facto de termos visto outra
onda gravitacional prova que, realmente, estamos a observar uma população
de buracos negros binários no Universo. Sabemos que vamos ver muitos destes
com frequência suficiente para realizar ciência interessante."

Os cientistas, como parte da Colaboração Científica LIGO e da Colaboração
Virgo, publicaram os seus resultados anteontem na revista Physical Review
Letters.

*Encontrando uma correspondência*

Os dois interferómetros LIGO, cada com 4 quilómetros de comprimento, estão
concebidos de tal forma que cada detetor deve esticar-se por uma quantidade
ínfima caso uma onda gravitacional os atravesse. No dia 14 de setembro de
2015, os detetores captaram o primeiro sinal de uma onda gravitacional, que
esticou cada um por tão pouco quanto uma fração do diâmetro de um protão.
Apenas quatro meses depois, no dia 26 de dezembro, o LIGO registou um
segundo sinal, que esticou os detetores por um valor ainda menor.

"Quando detetámos o primeiro sinal, era tão curto e ruidoso que podíamos
ver nos dados esta bonita faixa," comenta Vitale. "Com este novo evento, é
totalmente diferente. Não foi fácil de ver. Está totalmente enterrado
dentro do ruído."

<http://www.space.com/images/i/000/056/218/original/Signal-Frequency-Over-Time-Chart.jpg?1466002509?interpolation=lanczos-none&downsize=*:1400>Este
gráfico mostra a onda gravitacional detetada pelo LIGO no passado mês de
dezembro de 2015.
Crédito: LIGO
(clique na imagem para ver versão maior)

Para desembaraçar o sinal e determinar se era de facto uma onda
gravitacional ou se era simplesmente ruído dos próprios detetores, os
cientistas utilizaram filtros, uma técnica de processamento de sinal que
permite com que os cientistas "vasculhem" o ruído LIGO à procura de sinais
com ondulações ou padrões conhecidos.

Neste caso, a equipa reuniu um banco com centenas de milhares de ondulações
conhecidas, cada uma correspondendo a diferentes massas e rotações de
buracos negros. Em seguida, os cientistas compararam os dados LIGO com cada
das ondulações no banco, à procura de correspondências.

Com alguma análise adicional, chamada estimativa de parâmetros, descobriram
que o mesmo sinal, detetado em ambos os interferómetros, correspondia a um
único cenário: a fusão de dois buracos negros com 14,2 e 7,5 massas
solares, respetivamente, colidindo a 1,4 mil milhões de anos-luz de
distância. Os buracos negros em colisão são menos massivos que aqueles que
produziram o primeiro sinal de onda gravitacional. As massas dos
recém-detetados buracos negros são também mais representativas dos buracos
negros que os astrónomos observam no Universo.

"De certa forma, isto é agradável e reconfortante - significa que podemos
estudar a mesma população que observamos na astronomia tradicional,"
explica Lisa Barsotti, investigadora do Kavli do MIT e membro da equipa
LIGO. "Esta é uma nova era da astronomia, e agora nós podemos realmente
estudar o Universo de formas que nunca imaginámos poder fazer antes."

*Alcançando o passado*

Nos seus primeiros quatros meses, os detetores LIGO detetaram dois sinais
de ondas gravitacionais, produzidas pela colisão de dois pares de buracos
negros muito diferentes. David Shoemaker, que liderou a equipa que
construiu os detetores, nota que "o observatório está atualmente offline e
a sofrer atualizações para melhorar a sua sensibilidade, e espera-se que
comece a sua próxima campanha de observações no outono," quando os
cientistas antecipam detetar ainda mais ondas gravitacionais e eventos
astrofísicos extremos.

"Estamos a transitar muito rapidamente de um evento a cada poucos meses,
para vários por mês," acrescenta Vitale. "Seremos também capazes de ver
objetos ainda mais distantes no espaço e no tempo."

<http://www.space.com/images/i/000/038/426/original/HiResLivingston_6.jpg>Vista
aérea do LIGO em Livingston, no estado americano do Louisiana.
Crédito: Caltech/Laboratório LIGO
(clique na imagem para ver versão maior)

Com mais deteções, a equipa espera responder a uma questão central: como é
que os buracos negros se fundem? Os astrónomos têm duas hipóteses
possíveis. À medida que os buracos negros "nascem" a partir da explosão de
estrelas, uma postula que duas dessas estrelas podem ter orbitado uma em
redor da outra anteriormente, antes de colapsarem para buracos negros que
permaneceram juntos, orbitando cada vez mais perto antes de finalmente se
fundirem. A outra hipótese sugere que dois buracos negros independentes,
que habitam uma população densa de buracos negros, podem tornar-se
gravitacionalmente ligados e eventualmente fundir-se.

"Estes cenários são extremamente diferentes e uma coisa que queremos fazer
no futuro é saber o que acontece mais frequentemente," afirma Vitale. "Nós
vamos ter que esperar por mais deteções para começar a fazer estas
descobertas astrofísicas interessantes."

No outono, quando o LIGO voltar a funcionar, terá ajuda adicional do Virgo,
um terceiro interferómetro localizado perto de Pisa, Itália, que irá
detetar ondas gravitacionais com um detetor de 3 km de comprimento. Os
cientistas do LIGO, incluindo Barsotti, estão também a trabalhar num
projeto que é ainda mais sensível que o LIGO, na esperança de observar os
primeiros eventos do Universo.

"As ondas gravitacionais são a única maneira que conhecemos, atualmente, de
o fazer," realça. "Porque o Universo é muito opaco à luz para os seus
primeiros 380.000 anos. Mas as ondas gravitacionais podem passar, e são a
nossa única potencial ferramenta para realmente investigar o início do
tempo."

"Como pode imaginar, para a maioria de nós, estas deteções têm um impacto
muito forte nas nossas vidas, porque há muito tempo que esperávamos por
elas. Estes últimos meses têm sido incríveis," conclui Barsotti.

*Links:*

*Núcleo de Astronomia do CCVAlg:*
12/02/2016 - Detetadas ondas gravitacionais 100 anos após a previsão de
Einstein
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2016/02/12_ondas_gravitacionais.htm>

*Notícias relacionadas:*
LIGO Caltech (comunicado de imprensa)
<https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20160615>
LSC/Virgo (sumário)
<http://www.ligo.org/science/Publication-GW151226/index.php>
MIT News (comunicado de imprensa)
<http://news.mit.edu/2016/second-time-ligo-detects-gravitational-waves-0615>
Stanford News (comunicado de imprensa)
<http://news.stanford.edu/2016/06/15/stanford-researchers-celebrate-second-sighting-gravitational-waves/>
Instituto de Tecnologia de Rochester (comunicado de imprensa)
<http://www.rit.edu/news/story.php?id=55969>
Artigo científico (Physical Review Letters)
<http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.241103>
Vídeo da conferência de imprensa sobre a descoberta (AAS)
<https://aas.org/media-press/archived-aas-press-conference-webcasts>
Conversão áudio das deteções LIGO (mp3)
<https://www.ligo.caltech.edu/system/media_files/binaries/337/original/LIGO_Dec_2015.mp3?1466014968>
Os sinais de ondas gravitacionais convertidos para som (YouTube)
<https://www.youtube.com/watch?v=JKBBVgR991s>
LIGO deteta novamente ondas gravitacionais (YouTube)
<https://www.youtube.com/watch?v=biwlfcljx9Q>
Science
<http://www.sciencemag.org/news/2016/06/ligo-detects-another-black-hole-crash>
SPACE.com
<http://www.space.com/33176-gravitational-waves-from-second-black-hole-collision.html>
Astronomy
<http://astronomy.com/news/2016/06/ligo-detects-a-second-set-of-gravitational-waves>
COSMOS
<https://cosmosmagazine.com/physics/gravitational-waves-detected-again>
Universe Today
<http://www.universetoday.com/129451/second-gravitational-wave-source-found-ligo/>
POPULAR SCIENCE
<http://www.popsci.com/ligo-hears-second-set-gravitational-waves>
Scientific American
<http://www.scientificamerican.com/article/gravitational-wave-observatory-finds-more-colliding-black-holes/>
(e) Science News
<http://esciencenews.com/articles/2016/06/15/new.gravitational.wave.observed.second.pair.black.holes>
Astronomy Now
<https://astronomynow.com/2016/06/15/gravitational-waves-detected-from-second-pair-of-coalescing-black-holes/>
ScienceDaily
<https://www.sciencedaily.com/releases/2016/06/160615134951.htm>
redOrbit
<http://www.redorbit.com/news/science/1113414559/gravitational-waves-detected-second-time-061516/>
Space Daily
<http://www.spacedaily.com/reports/New_Gravitational_Wave_Finder_Scores_Again_999.html>
Popular Mechanics
<http://www.popularmechanics.com/science/a21352/second-gravitational-wave-discovery/>
Science alert
<http://www.sciencealert.com/physicists-just-detected-gravitational-waves-for-a-second-time-ever>
New Scientist
<https://www.newscientist.com/article/mg23030783-800-ligo-sees-new-gravitational-wave-from-more-doomed-black-holes/>
PHYSORG
<http://phys.org/news/2016-06-gravitational-pair-colliding-black-holes.html>
National Geographic
<http://news.nationalgeographic.com/2016/06/gravitational-waves-ripples-space-time-ligo/>
BBC News <http://www.bbc.com/news/science-environment-36540254>
Forbes
<http://www.forbes.com/sites/startswithabang/2016/06/15/ligos-second-black-hole-merger-leaves-no-doubt-einstein-was-right/#5081fe3d2095>
UPI
<http://www.upi.com/Science_News/2016/06/15/For-second-time-astronomers-detect-gravitational-waves/4631466012713/>
engadget
<https://www.engadget.com/2016/06/15/second-gravitational-wave-confirmation/>
Wired
<http://www.wired.com/2016/06/ligo-announces-new-gravitational-wave-observation/>
Gizmodo
<http://gizmodo.com/scientists-have-detected-gravitational-waves-again-1782024611>
ars technica
<http://arstechnica.com/science/2016/06/ligo-data-includes-at-least-one-more-black-hole-merger/>
The Verge
<http://www.theverge.com/2016/6/15/11932652/ligo-gravitational-waves-second-detection-two-black-holes>
Jornal de Notícias
<http://www.jn.pt/mundo/interior/ondas-gravitacionais-detetadas-diretamente-pela-segunda-vez-5230142.html?page=-1>
SAPO24
<http://24.sapo.pt/article/lusa-sapo-pt_2016_06_15_1852578766_ondas-gravitacionais-detetadas-diretamente-pela-segunda-vez>
tvi24
<http://www.tvi24.iol.pt/tecnologia/albert-einstein/cientistas-detetam-ondas-gravitacionais-pela-segunda-vez>
Observador
<http://observador.pt/2016/06/15/ondas-gravitacionais-detetadas-diretamente-pela-segunda-vez/>
AstroPT
<http://www.astropt.org/2016/06/16/ligo-e-virgo-anunciam-nova-deteccao-de-colisao-entre-buracos-negros/>

*Ondas gravitacionais:*
Wikipedia <https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave>
Deteção do LIGO - Wikipedia
<https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave_detection>
Ondas gravitacionais: como distorcem o espaço - Universe Today
<http://www.universetoday.com/127255/gravitational-waves-101/>
Detetores: como funcionam - Universe Today
<http://www.universetoday.com/127286/gravitational-wave-detectors-how-they-work/>
As fontes de ondas gravitacionais - Universe Today
<http://www.universetoday.com/127329/gravitational-wave-sources/>
A primeira deteção das ondas gravitacionais (YouTube)
<https://www.youtube.com/watch?v=Lcxt097G4Ps>
O que é uma onda gravitacional (YouTube)
<https://www.youtube.com/watch?v=4GbWfNHtHRg>

*LIGO:*
Página oficial <http://ligo.org/>
Caltech <https://www.ligo.caltech.edu/>
Advanced LIGO <https://www.advancedligo.mit.edu/>
Wikipedia <https://en.wikipedia.org/wiki/LIGO>

Fonte: Centro de Astronomia Ciência Viva do Algarve
-------------- próxima parte ----------
Um anexo em HTML foi limpo...
URL: http://radio-amador.net/pipermail/cluster/attachments/20160617/3373545e/attachment.html