O investigador Vasco Gonçalves deu um passo importante para compreender um fenómeno conhecido como memória gravitacional, um desafio teórico que fascina físicos de todo o mundo
O Universo tem memória e guarda marcas permanentes, ainda que subtis, provocadas por eventos violentos como a fusão de buracos negros. Colisões destes misteriosos objetos cósmicos geram ondas gravitacionais e um efeito conhecido como memória gravitacional. O desafio? Calcular esta memória com rigor e, assim, ajudar a compreender este fenómeno.
Foi precisamente este problema da física teórica que motivou Vasco Gonçalves, investigador da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, a juntar-se a colegas do Reino Unido e de França, numa colaboração que, curiosamente, começou de forma informal, durante um intervalo da conferência Iberian Strings, realizada no Porto.
“Os métodos tradicionais assumiam velocidades muito pequenas dos objetos, o que limitava os cálculos”, explica.
A solução passou por cruzar áreas da física: a equipa aplicou técnicas típicas da física de partículas, a área de investigação de Vasco Gonçalves, ao estudo da gravidade.
Representação artística da fusão de dois buracos negros, gerando ondas gravitacionais que se propagam pelo tecido do espaço-tempo.
Como resultado final, surgiu um método mais poderoso, capaz de descrever a chamada memória gravitacional não-linear — um efeito ainda mais complexo em que as próprias ondas gravitacionais geram gravidade e provocam um efeito secundário no espaço. Há um maior rigor neste cálculo teórico, que inclui efeitos a todas as velocidades. “Quando os cálculos são rigorosos há menor margem de erro e é maior a probabilidade de se descobrir algo novo”, salienta o investigador.
Porque é que tão importante? É que este avanço não é apenas teórico. Assim como os cálculos teóricos desta área servem de comparação, por exemplo, em experiências no acelerador de partículas do CERN, o mesmo é feito para medir as ondas gravitacionais e os seus efeitos, comparando-os com dados reais, como os obtidos por detetores de ondas gravitacionais como o LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Os resultados poderão ser aplicados também, no futuro, no âmbito da missão espacial LISA da Agência Espacial Europeia, que terá uma sensibilidade sem precedentes para detetar estas “memórias” do espaço-tempo.
Publicado na prestigiada revista Physical Review Letters , este estudo conta com a participação de físicos da Queen Mary University of London e dos institutos IPhT (CEA/CNRS) e IHES, em França. Um passo fundamental para continuar a estudar os efeitos das ondas gravitacionais e explorar os mistérios do Universo.