Gravidade - Um dos Maiores Mistérios do Universo

A gravidade é aquela coisa que todos conhecemos e achamos que entendemos. Ela deixa nossos pés no chão e o mundo girando em torno do sol. Ela é uma das quatro forças fundamentais, juntamente com as forças eletromagnética, forte e fraca. Mas, se você começar a pensar, as certezas sobre a gravidade começam a flutuar. De todas as forças do universo, a gravidade é a que se estuda há mais tempo e, paradoxalmente, a menos conhecida.  

Um longo caminho de estudo à muito procura entender esta estranha força. Sir Isaac Newton foi o físico que desenvolveu a Teoria da Gravitação Universal, na década de 1680. Ele descobriu que a gravidade atua sobre toda a matéria e é uma função de massa e distância. As ideias de Newton reinaram como a melhor explicação até que Albert Einstein veio com a sua Teoria Geral da Relatividade, em 1915.

Na teoria de Einstein, a gravidade não é uma força, mas sim a consequência do fato de que deforma o espaço-tempo da matéria. Uma previsão da relatividade geral é que a luz se desvia em torno de objetos maciços. Com sua brilhante ideia de que tempo e espaço são relativos e estão profundamente entrelaçados, Einstein acabou redefinindo a teoria de Newton, ligando massa e gravidade ao espaço-tempo.

A teoria da relatividade fez com que a gravidade se tornasse uma propriedade inerente ao universo, e não aos corpos. Contudo, até hoje não se sabe qual das duas teorias é mais corretas: a teoria Newtoniana já foi utilizada para lançamentos de foguetes até a lua com sucesso, por exemplo, e a de Einstein também foi usada com sucesso, mas ainda não se sabe como as propriedades quânticas da massa, energia e do espaço-tempo criam o fenômeno da gravidade.

- Como Ela é, Realmente?

Apesar de seu alcance infinito, no entanto, gravidade é a força mais fraca do universo. E essa brandeza também a torna muito misteriosa, pois cientistas não podem medi-la em laboratório tão facilmente como podem detectar seus efeitos em planetas e estrelas. 

Os números podem não ajudar, mas físicos tem uma idéia sobre algumas partículas ainda não vistos da gravidade: Minúsculas partículas sem massa chamadas grávitons que emanam campos gravitacionais. Cada hipotético pedacinho uniria todo tipo de matéria no universo, tão rápido quanto a velocidade da luz permite.

Existem grandes dificuldades para comprovar a existência dos grávitons. Uma delas é que fenômenos gravitacionais de grande escala são difíceis de reproduzir em laboratório por exigirem altos níveis de energia. A outra dificuldade é que a gravidade é a força fundamental que possui menor intensidade. Seus efeitos são percebidos apenas em grandes aglomerações de massa (como os planetas e estrelas).

Um fenômeno astronômico que pode ajudar a compreender a força gravitacional são as ondas gravitacionais.

- As Ondas Gravitacionais:

Em fevereiro deste ano, o LIGO -Observatório Gravitacional de Interferometria Laser - causou comoção na comunidade científica ao anunciar a 1º a detecção de ondas gravitacionais resultantes de uma fusão de buracos negros.

Os buracos negros tinham 150 quilômetros de diâmetro, que é praticamente o tamanho da região metropolitana de Washinton D.C., mas com a massa 30 vezes maior que a do sol e com a metade da velocidade da luz. Antes da fusão, os buracos se moviam em espiral um ao redor do outro, fazendo com que as estrelas ao redor se movessem por conta da enorme gravidade. Quando dois buracos negros se unem, uma onda é liberada, e viaja pelo universo, causando alterações no tempo-espaço, fazendo com que o tempo fique mais rápido e mais lento.

Essa comprovação é uma das maiores descobertas da ciência do nosso tempo porque, além de confirmar as ideias de Einstein, abre as portas para maneiras totalmente novas de se investigar o Universo.

- Para Quê Servem as Ondas Gravitacionais?

O que dá para dizer é que elas são uma nova luz. Na forma real. Até fevereiro de 2016, quando um grupo de cientistas anunciou a primeira detecção de ondas gravitacionais da história, só existia um jeito de perscrutar o espaço: detectando a luz dos astros, além de outros tipos de onda eletromagnética, como raios gama e infravermelho. Mas era pouco. A verdade é que a maior parte do cosmos não emite nem reflete luz - a começar pelos buracos negros; a terminar, pela matéria escura, que não interage nem com a força eletromagnética.

Sendo assim, a única forma de estudar objetos como buracos negros e matéria escura é "observar" as ondas gravitacionais que eles emitem. Nisso, elas devem descortinar uma nova realidade se para a astrofísica.

- Por Que a Gravidade é Tão Fraca?

A gravidade é a mais fraca de todas as forças fundamentais (eletromagnética, a nuclear fraca e a nuclear forte). Pense no esforço que você faz para dar um pulo. É pouco, certo? E a força exercida pela gravidade, portanto, também é fraca. O que faz com que ela seja tão diferente?

De acordo com a teoria das cordas, que tem ganhado grande aceitação e influência na comunidade científica, a gravidade poderia ser fraca porque o universo teria mais que as três dimensões conhecidas, e essa força “vazaria” para outras dimensões, fazendo com que só conseguíssemos sentir uma parte de sua força total.

Ou seja, a fragilidade da gravidade perante as demais forças fundamentais é o resultado de sua “diluição” por todas as dimensões extras que não podemos ver ou talvez que não estejam nesse universo, podendo inclusive ser a responsável pela atração de massa em outros Universos e suas consequentes colisões.

Evidentemente esta é uma teoria proposta, porém ainda não dispomos de métodos e tecnologia suficiente para testá-la, visto que necessitaríamos comprovar a existência de outros Universos e interagir ativamente entre eles.

- Matéria Escura:

Um grupo de físicos do Departamento Henry A. Rowland de Física e Astronomia, da Universidade Johns Hopkins, se debruçou sobre uma hipótese muito interessante: a de que estes buracos negros seriam uma assinatura da elusiva matéria escura.

Os buracos negros primordiais, ou PBH na sigla em inglês, seriam buracos negros com origem diferente.

Os buracos negros estelares se originam de uma supernova, que explode e deixa para trás uma nebulosa planetária em expansão e um buraco negro com massa entre três massas solares e algumas dezenas de massas solares. O outro tipo de buraco negro, os super massivos, ainda não tiveram sua origem desvendada completamente, mas são conhecidos por terem massa variando entre algumas centenas a alguns milhões de massas solares, e estão no centro de galáxias.

O buraco negro primordial seria formado em uma época em que o universo ainda era muito denso. Nuvens de gás teriam sido compactadas a ponto de criar estes buracos negros imensos, com massa equivalente a algumas dezenas de massas solares, pelo menos.

Os buracos negros da primeira detecção, com massas de 36 e 29 massas solares (valores atípicos para buracos negros estelares) seriam candidatos ideais para a matéria escura, que faz 85% de toda matéria do universo.

Serão necessárias mais observações do LIGO e outras evidências para dar força a esta hipótese, incluindo mais detecções. Entretanto tal descoberta de que as ondas gravitacionais podem estar conectadas à matéria escura está criando muita agitação entre os astrofísicos.

- Manipulando a Gravidade:

A geração de gravidade artificial em naves espaciais é recorrente em filmes de ficção científica. Porém, recentemente foi aceito para publicação na Physical Review D um trabalho do professor André Füzfa, da Universidade de Namur, Bélgica, que sugere que temos tecnologia suficiente para gerar gravidade.

A ideia não é utilizar da tecnologia para desligar a gravidade terrestre e sair voando por aí, pelo contrário. À princípio o plano é tentar aumentar a gravidade em um local controlado. A alteração seria ínfima, mas o suficiente para que conseguíssemos estudar a força gravitacional e colocar em xeque a teoria da relatividade, proposta por Einstein.

Isso seria possível porque o famoso físico afirma que tanto as energias quando as massas são afetadas de maneira igual pelo campo gravitacional, de maneira que curvas seriam produzidas por campos eletromagnéticos. O ponto é que os campos produzidos na Terra são muito fracos, e não conseguimos medi-los. Porém, com o aumento da gravidade em determinados pontos, a visualização seria facilitada.

Se funcionar, a tecnologia também traria efeitos práticos. As ondas gravitacionais poderiam substituir as transmissões que hoje são feitas por satélite. "Até agora, um avanço científico desse porte era um sonho, mas isso poderia abrir caminho para muitas novas ferramentas, como telecomunicações usando ondas gravitacionais, por exemplo" afirmou a universidade em comunicado. 

O problema é testar esta hipótese, visto que para fazer o aparato que é sugerido pelo trabalho, é preciso muito investimento. De qualquer forma, o trabalho do professor vai lançar novas luzes sobre o relacionamento entre eletromagnetismo e gravidade, e aumentar nosso entendimento sobre a gravidade. 

  

Tais descobertas e novas formas de pensar as leis do Universo são uma revolução no conhecimento. São avanços que podem mudar radicalmente a forma como enxergamos o mundo, e até a ficção científica. Agora, com a confirmação definitiva das ondas gravitacionais, estamos mais perto dessa maravilha do que jamais estivemos e de galgarmos finalmente os derradeiros degraus que ascenderia nossa espécie a categoria de "Filhos das Estrelas".

E como diria o célebre Carl Sagan: "Em algum lugar, alguma coisa incrível está esperando para ser conhecida".

  

Henrique Guilherme

Escritor e estudioso.

Curioso a cerca dos grandes mistérios das antigas civilizações

http://www.facebook.com/henrique.aborigine