As ondas gravitacionais e a ciência e tecnologia no Brasil

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A recente detecção de ondas gravitacionais provenientes da fusão de duas estrelas de nêutrons tornou possível compreender um pouco mais sobre o funcionamento do Universo, proporcionando um grande avanço para a ciência. As ondas gravitacionais foram previstas na Teoria Geral da Relatividade apresentada em 1915 por Albert Einstein, que se apoiou nos ombros de grandes cientistas como Maxwell, Hertz, Lorentz, Poincaré e outros. É importante falar dos gigantes que precederam Einstein, pois a grande maioria dos artigos que versam sobre ondas gravitacionais desconsideram a evolução científica como um trabalho coletivo e gradual. Einstein apresentou o espaço tridimensional e o tempo numa nova perspectiva: o espaço-tempo. Isso causou uma revolução na Física que até então, baseada na Teoria de Newton, considerava o espaço e tempo como variáveis absolutas.

Até o final de 2015 não se havia detectado de forma satisfatória nenhuma onda gravitacional. Foi nessa época que o projeto Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO, em inglês), fundado em 1992 e que conta com a colaboração de mais de mil cientistas, dentre os quais pesquisadores brasileiros do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), observou as distorções no espaço-tempo causadas pela fusão de dois buracos negros cujas massas eram 30 vezes maiores que a massa do nosso Sol.

A partir daí, os detectores de ondas gravitacionais espalhados pelo mundo (um deles instalado no Brasil chamado Detector Mario Schenberg – homenagem ao físico brasileiro) passaram a detectar outras explosões de ondas gravitacionais, mas somente a partir da fusão de buracos negros. O anúncio realizado no último dia 16 de outubro foi a primeira detecção a partir da fusão de duas estrelas de nêutrons. O fenômeno ocorreu a uma distância de 130 milhões de anos-luz da Terra, na constelação de Hidra (Galáxia NGC 4993) e, portanto, há 130 milhões de anos (o que me recorda versos de um amigo dos tempos de escola “as estrelas são nossos espelhos do passado”).

Depois que uma estrela queima todo o hidrogênio do seu núcleo, ela passa a queimar o hélio da sua periferia transformando-o em elementos mais pesados como o carbono. Esse processo é chamado de Nucleossíntese Estelar que causa o aumento da temperatura e da densidade da estrela e a sua explosão.  Nesse processo são formados outros elementos pesados, como o chumbo, ouro, platina e urânio. A seguir pode surgir uma supernova, explosão muito brilhante e fugaz, que dá origem às estrelas de nêutrons que podem ter até três massas solares distribuídas num diâmetro de 20 quilômetros. Esses corpos celestes são compostos por nêutrons – partículas subatômicas eletricamente neutras e com massa ligeiramente maior que a dos prótons. Quando duas estrelas de nêutrons e suas imensas forças gravitacionais se aproximam elas vão torcer e retorcer o espaço-tempo ao seu redor. Quando elas se fundem existe uma grande liberação de energia na forma de ondas gravitacionais.

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