Para quê servem as ondas gravitacionais

Se ainda havia alguma dúvida sobre as existência de ondas gravitacionais, elas acabaram na última quarta-feira, dia 15. Anunciaram nos EUA a segunda detecção dessas ondas furtivas – produzidas novamente pelo nascimento de um buraco negro gigante (filhote da colisão enter dois buracos menores). Mas para quê servem as ondas gravitacionais? O que dá para dizer é que elas são uma nova luz. Não na forma figurada, na forma real mesmo. 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, provavelmente a coisa mais misteriosa já testemunhada pela humanidade, e que também teima em não interagir com a força eletromagnética.

Isso significa o seguinte: se você chutar uma bola de futebol feita de matéria escura, seus pés atravessarão a bola como se ela fosse um fantasma – o que possibilita um chute é a força de repulsão eletromagnética entre os átomos do seu pé e os da bola; sem força eletromanégtica, não tem repulsão; sem repulsão, não tem chute. O engraçado é que essa “bola fantasma”, feita de matéria escura, teria peso. É que ela produz gravidade, e está sujeita à gravidade, tal como qualquer outra coisa com massa – o Sol, a Terra, o seu corpo. E qualquer coisa que produz gravidade emite ondas gravitacionais.

Bom, a única forma de estudar objetos como buracos negros e matéria escura é “observar” as ondas gravitacionais que eles emitem. Para observar outra pessoa, por exemplo, você detecta com o nervo óptico as ondas eletromagnéticas de luz visível que ela reflete. A partir daí coleta informações sobre o outro indivíduo: fica sabendo o tamanho, o sexo, a cor do cabelo, a simetria facial… Com as ondas gravitacionais é parecido: elas também carregam toda a sorte de informação sobre o objeto que as emitiu – a coemçar pela massa e pela forma dele. Nisso, elas devem descortinar uma nova realidade se para a astrofísica. Mais especificamente, nestas áreas aqui:

1. No estudo de Buracos negros

Buracos negros fazem com a luz tal qual Caetano a Leonardo DiCaprio – devoram. Logo, são 100% invisíveis. Só sabemos que eles existem por referências indiretas – basicamente pela torrente de energia que astros em agonia jorram antes de serem engolidos. Mas ondas gravitacionais eles emitem. Ou seja: agora, vai dar para pesquisá-los melhor.

2. Nas pesquisas sobre o Big bang

Informação A: O evento que mais produziu ondas gravitacionais em todos os tempos foi justamente… o início dos tempos. O Big Bang. Informação B: “Agências financiadoras investirão em novos projetos para observar essas ondas”, diz o astrofísico César Costa, do Inpe. Junte A com B e temos a perspectiva de desvendar mais sobre o Big Bang.

3. Na busca pela matéria escura

Oito em cada dez pedaços de matéria que existem no Universo afora não são feitos de átomos, mas de algum material misterioso que não interage com a luz, só emite ondas gravitacionais. Uma das hipóteses é de que a matéria escura nem exista – e seja só ondas gravitacionais vindas de universos paralelos. Viagem? Talvez, mas a resposta está nas ondas.

4. Na unificação da física 

A Teoria da Relatividade Geral explica a força gravidade. A Física Quântica, as outras três forças da natureza: a eletromagnética, que mantém os elétrons orbitando os núcleos dos átomos, a força nuclear fraca, envolvida nos processos de radiação, que é quando o núcleo atômico “se despedaça”devagar, e a força nuclear forte, que mantém os quarks unidos para formar os prótons e nêutrons dos núcleos. Essas três forças dos domínios da Física Quântica são todas transmitidas por meio de partículas: a eletromagnética pelos fótons; a força nuclear forte pelos glúons; e a força nuclear fraca pelos pelos chamados  bósons W e Z”. A gravidade, porém, não tem uma partícula associada a ela (a Relatividade Geral explica a gravidade como uma distorção do espaço e do tempo, e pronto). Por outro lado, a mera existência de ondas gravitacionais é um indício poderoso de que, sim, existe uma partícula “transmissora” de gravidade. Se descobrirem mesmo essa partícula (que os teóricos batizaram de “gráviton”), isso ajudaria a “unificar a física”. É que a Relatividade Geral e a Física Quântica são dois ramos da ciência que não se bicam, por mais que ambos estejam corretos. A eventual descoberta do gráviton faria da gravidade a primeira das quatro forças da natureza a ser explicada ao mesmo tempo pela Relatividade Geral e pela Física Quântica – de forma não-excludente, ou seja, as duas explicações se manteriam válidas. Isso seria uma revolução no conhecimento. E agora, com a confirmação definitiva das ondas gravitacionais, estamos mais perto dessa maravilha do que jamais estivemos.