Telescópio da Nasa pode ter detectado sinal de luz vindo da fonte de ondas gravitacionais

Um telescópio espacial de raios gama da Nasa parece ter detectado um sinal proveniente do ponto de origem das ondas gravitacionais que surpreenderam a comunidade astronômica mundial no último dia 11.

A afirmação é de Abraham Loeb, pesquisador do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, nos Estados Unidos. Em artigo aceito para publicação no “Astrophysical Journal Letters”, o astrônomo reporta a detecção de um pulso de raios gama pelo telescópio espacial Fermi no dia 14 de setembro de 2015, gerado apenas 0,4 segundo depois do sinal de ondas gravitacionais detectado pelo LIGO. O pulso teria vindo de uma região do céu consistente com a determinada pelos pesquisadores da colaboração internacional envolvida na histórica descoberta.

O padrão das ondas gravitacionais detectadas sugere que sua origem tenha sido a colisão de dois avantajados buracos negros, um com 29 vezes a massa do Sol e o outro com 36 massas solares. “Uma fusão de dois buracos negros no vácuo não deveria ter nenhuma contraparte eletromagnética”, escreve Loeb em seu artigo. “Mas a natureza algumas vezes é mais imaginativa do que nós.”

Portanto, prepare-se. Se esses raios gama realmente tiveram a mesma origem das ondas gravitacionais, eles nos contam uma história muito louca sobre essa colisão de buracos negros.

UM ENORME PARÊNTESE EXPLICATIVO
Antes, contudo, vamos falar um pouco de ondas gravitacionais, raios gama e buracos negros.

Ondas gravitacionais são uma das predições mais fascinantes da teoria da relatividade. Einstein sugeriu que o espaço é maleável, ele pode se comprimir e se esticar, e que objetos com muita massa que se movem muito depressa, como por exemplo dois buracos negros espiralando um em torno do outro, geram um padrão de ondas no próprio espaço. É como se o espaço fosse a superfície de um lago, e esses objetos imensos fossem uma pedra atirada nele. Ao tocar o espaço, a pedra gera um padrão de ondas, que pode ser detectado à distância, se você tiver, por exemplo, uma boia na beira do lago para medir a flutuação da água. (No nosso caso, a boia seriam as instalações gêmeas do LIGO, capazes de medir pequenas variações no próprio espaço! Para um pouco mais sobre isso, veja o vídeo na sequência.)

Quanto aos raios gama, eles são, em essência, luz. Mas é um tipo de luz que não podemos enxergar, muito mais energético do que os que os nossos olhos podem perceber. Em cientifiquês, luz pode ser descrita como “radiação eletromagnética” e, dependendo da quantidade de energia contida nas partículas de luz (ou o comprimento de onda, se você preferir tratá-la como uma onda, em vez de partícula), ela ganha um nome. As menos energéticas são as micro-ondas e o rádio. Em seguida vem o infravermelho, que não podemos ver, mas sentimos como calor. Depois vêm as cores que enxergamos, do vermelho ao violeta. Aí a coisa começa a ficar mais radical, com o ultravioleta (que, se você tomar demais, pode te dar câncer de pele), seguido pelos raios X (o que explica aqueles coletes de chumbo na hora de fazer uma chapa, para não tomar radiação potencialmente cancerígena onde ela não é necessária). E o limite superior, onde a luz tem mais energia, é a faixa dos raios gama. Como você pode imaginar, tomar banho de raios gama não é gostoso (e, a despeito do que você pode ter lido nos quadrinhos, não irá te transformar no Incrível Hulk).

Agora que já estamos na mesma página com relação aos raios gama, vamos falar um cadinho de buracos negros, bem ao estilo “Globo Repórter”: Quem são? Onde vivem? O que fazem?

Um buraco negro é um objeto em que a matéria está tão comprimida, mas tão comprimida, que a gravidade se torna invencível. Então, imagine a Terra, com seus pouco mais de 12 mil quilômetros de diâmetro. Se você esmagar tudo que compõe o nosso planeta até ele caber num espaço equivalente à cabeça de um alfinete, teríamos aí um buraco negro. Isso significa que aquele pequeno pontinho teria tanta gravidade, atraindo tanto o que existe imediatamente ao seu redor, que nada poderia escapar desse puxão gravitacional. Nem mesmo a luz, que viaja na velocidade máxima permitida no Universo: 300 mil km/s. Por isso ele é negro. Se a luz não pode sair dele, você não tem como vê-lo. E por isso também ninguém esperava que a colisão de dois buracos negros no vácuo fosse emitir qualquer tipo de luz. Ela simplesmente não teria como escapar para contar a história.

Certo, não existe nenhum meio conhecido de comprimir a Terra ao tamanho da cabeça de um alfinete. E durante algum tempo depois que os buracos negros foram previstos como uma possibilidade teórica (adivinhe só, por meio da teoria da relatividade geral, a mesma que levou à previsão da existência de ondas gravitacionais), ninguém imaginava que qualquer processo natural fosse capaz de gerá-los. Até que aprendemos como as estrelas funcionam.

Estrelas são basicamente imensas bolas de gás em que duas forças estão num constante duelo. Uma delas tenta comprimi-la com tudo — é a gravidade. E a outra é o processo de fusão nuclear que acontece em seu interior. A pressão no coração da estrela é tão grande que os núcleos atômicos começam a colar uns nos outros, com isso gerando energia que “sopra” a estrela de dentro para fora. Conforme essas duas forças se compensam mutuamente, a estrela permanece estável.

Só que chega uma hora em que não há mais núcleos atômicos que possam ser fundidos. Fundi-los gastaria mais energia do que o processo de fusão gera. Ou seja, acaba a gasolina da estrela. E aí só resta uma força em operação: a gravidade. E o que ela faz? Comprime radicalmente a matéria da estrela.

Se for uma estrela nanica, tipo o Sol, essa compressão para quando a matéria está bem compactada, e o que temos é uma anã branca. Um cadáver de estrela meio estragado (fala-se em matéria degenerada), esfriando lentamente. Se a estrela for um pouco maior, ela pode seguir adiante no processo de compactação e vencer até mesmo as forças eletromagnéticas que mantêm elétrons e prótons separados. Quando isso acontece, temos como resultado uma estrela de nêutrons.

Agora, se a estrela for maior ainda, a gravidade vencerá até mesmo esse limite. Ela pode acabar levando a uma estrela de quarks (os componentes dos nêutrons). E se a situação for ainda mais dramática, não há força conhecida capaz de impedir o colapso completo — é aí que temos um buraco negro. Nada pode impedir a gravidade de levar a termo seu objetivo nefasto: comprimir toda a massa num pontinho muito pequeno. Esse pontinho absurdamente minúsculo, por sua vez, está envolto numa fronteira matemática que marca o ponto de não-retorno — se você cruza essa fronteira, não há mais como escapar da gravidade do buraco negro. Nem se você for a luz. Esse é o chamado horizonte dos eventos.

FIM DO ENORME PARÊNTESE EXPLICATIVO
O que Abraham Loeb está sugerindo é que os dois buracos negros que colidiram nasceram de uma única estrela de altíssima massa. “É o equivalente cósmico de uma mulher grávida carregando gêmeos em sua barriga”, disse Loeb, em nota.

Em circunstâncias normais, uma estrela de alta massa que colapsa produz um único buraco negro (seguindo a receitinha descrita no enorme parêntese explicativo). Mas e se essa estrela imensa tiver sido o produto da colisão anterior de duas estrelas menores? Conforme elas estivessem espiralando para sua colisão, a velocidade de rotação delas iria aumentar brutalmente, gerando uma estrela-grotescamente-grande-que-gira-feito-louca (TM).

E o que aconteceria a essa estrela uma vez que acabasse o combustível para a fusão nuclear? Loeb sugere que é possível que o processo de colapso, por conta da superrotação, daria à estrela a forma de um haltere, com dois grandes blocos. E aí cada um desses blocos colapsaria num buraco negro e, por fim, os dois buracos negros espiralariam e colidiriam, formando um só — e produzindo o sinal de ondas gravitacionais detectado pelo LIGO.

E como um colapso desse tipo teria pelo menos parte da matéria original da megaestrela do lado de fora dos buracos negros colapsados (ou seja, além do horizonte dos eventos), a gravidade poderia acelerá-la e fazê-la emitir um sinal de raios gama — que ainda assim teria trabalho para atravessar a matéria circundante que estivesse mais para fora, talvez explicando a diferença de 0,4 segundo entre a detecção das ondas gravitacionais e a do pulso eletromagnético (segundo a teoria, ambos viajam à velocidade da luz).

Incrível, não? Até o último dia 11, ninguém — exceto os participantes da colaboração LIGO — podia sequer afirmar qualquer coisa sobre um evento desses, e agora os cientistas estão nesse frenesi para entender o que rolou. Esse é o nível de empolgação em torno das ondas gravitacionais. É um novo campo da astronomia que se abre.

Agora, uma coisa incomoda nessa história em particular. O sinal de raios gama captado pelo Fermi, da Nasa, não foi detectado pelo Integral, satélite similar, mas da ESA. Sem essa confirmação, não se pode descartar a hipótese de que a detecção do Fermi não teria passado de um falso positivo, a despeito da coincidência no tempo de 0,4 segundo de diferença. Ou seja, talvez nada disso que acabamos de falar tenha acontecido.

Como diria Silvio Luiz, "e aí, telescópio espacial Fermi, o que é que só você viu?" (Crédito: Nasa)
Como diria Silvio Luiz, “e aí, telescópio espacial Fermi, o que é que só você viu?” (Crédito: Nasa)

Mas é exatamente assim que a ciência funciona. Observamos um fenômeno, formulamos hipóteses, voltamos a observar para ver se a hipótese é capaz de prever novos desdobramentos, que nos permitirão formular novas hipóteses e reavaliar as antigas, e assim por diante. (Algumas pessoas confundem esse processo de ir refinando hipóteses e aprendendo mais ao longo do caminho com “achômetro”. Mas, se fosse só achômetro, essas pessoas nem teriam computadores para poder externar essa opinião.)

“Mesmo que a detecção do Fermi seja um alarme falso, eventos futuros [detectados pelo] LIGO deveriam ser monitorados para luz independentemente de se eles se originaram da fusão de buracos negros. A natureza sempre pode nos surpreender”, diz Loeb.

E O QUICO?
Ainda que você não tenha uma tara por física de buracos negros, essa história toda oferece uma perspectiva muito interessante. A principal técnica usada para medir distâncias enormes no espaço (na escala de bilhões de anos-luz) é o chamado desvio para o vermelho (redshift) das ondas de luz. É o fato de que a luz, viajando pelo espaço que está em expansão, tem seu comprimento de onda esticado, de forma que ela vai se “avermelhando” pelo caminho (lembre-se do imenso parêntese explicativo: vermelho tem menos energia, ou maior comprimento de onda, que as outras cores visíveis). Quanto mais a luz viaja, mais expansão cósmica ela pega, e mais avermelhada ela fica.

As ondas gravitacionais, por sua vez, permitem fazer uma outra estimativa de distância, com base na teoria da relatividade: ao modelar o evento que gerou as ondas, podemos estimar a massa dos objetos que as produziram e também seu afastamento de nós. Ou seja, se tivéssemos luz e ondas gravitacionais ao mesmo tempo, teríamos dois parâmetros independentes, de um mesmo evento, para estimar a distância. E com isso poderíamos calibrar nossas outras medidas, baseadas apenas no desvio para o vermelho, e ter uma régua mais precisa para medir a expansão do Universo ao longo do tempo. Ou seja, esses estudos podem nos ajudar a recontar com precisão ainda maior a história e a evolução do cosmos nos últimos 13,8 bilhões de anos.

Acompanhe o Mensageiro Sideral no Facebook, no Twitter e no YouTube

Comentários

  1. Cientista Brasileiro Refuta Detecção de Ondas Gravitacionais:

    Policarpo Ulianov, cientista brasileiro, faz o papel de “advogado do diabo” nesse interessante artigo publicado na revista GPC:

    Light fields are also affected by gravitational waves!
    Presenting strong evidence that LIGO did not detect gravitational waves in the GW150914 event

    Abstract

    According to General Relativity, a passing gravitational wave can “shrink” objects and change their lengths. On this basis,
    the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatorys (LIGO) designers used a modified Michelson interferometer,
    thinking that gravitational waves could be recorded by using laser beam interference to observe the interferometer‟s arm
    variations.

    However, LIGO’s detectors have a basic problem: Light fields are also affected by passing gravitational waves.
    When one gravitational wave “hits” LIGO’s interferometers, it does not only “shrink” the interferometer‟s arms, but in fact,
    distorts its own space-time fabric, also “shrinking” the light beams. This means that no phase difference can be observed
    in the output of Michelson’s interferometer, thus, gravitational waves cannot be recorded using this kind of equipment.
    Considering this problem, this author believes that LIGO’s detectors are not able to detect gravitational waves. However,
    after more than a decade in operation, without showing any results, in February 2016 the LIGO team announced the first
    detection of a gravitational wave in the GW150914 event, supposedly to be related to the collision of two black holes .
    Despite the fact that more than 400 physicists say that LIGO’s detection is true, for this author, Einstein’ equivalence
    principle presents a barrier for the operation of LIGO’s system, therefore, preventing it from detecting gravitational waves .

    This author has accessed the data from the GW150914 event and, by playing “devil’s advocate”, has gone beyond the
    LIGO team‟s basic analysis.

    The results of the analysis, presented in this article, point to the fact that the signals recorded by LIGO at the GW150914
    event, cannot originate from the collision of two black holes, instead probably being the result of random noise sources
    picked up by the detectors.

    http://gpcpublishing.com/index.php?journal=gjp&page=article&op=view&path%5B%5D=461

    Full Text

    http://gpcpublishing.com/index.php?journal=gjp&page=article&op=view&path%5B%5D=461&path%5B%5D=pdf_34

  2. vo te da um exemplo atraz desse buraco negro tem um planeta e na frente tem o planeta terra ce o planeta la mandar uma mensagem de radio e consiguir passar pelo buraco negro. ele vai chegar aki na terra no futuro ?

  3. Salva.Tudo bem?Quanto tempo levou todo o processo,entre a mesclagem das 2 estrelas, a formacao dos 2 buracos negros e a colisao?

    E se por exemplo daqui a milhoes de anos detectarmos as mesmas ondas gravitacionais vindo exatamente do mesmo local nao significaria que o universo nao é infinito?
    Abraços

    1. Boa pergunta. Sei que o tempo das ondas gravitacionais detectáveis foi uma fração de segundo. Mas com essa complicação adicional, não sei quanto tempo.

      Quanto a ver as ondas “dando a volta” no Universo, o tempo necessário seria absurdamente maior que milhões de anos, porque sabemos que, pelo menos na escala do Universo observável, ele parece ser infinito, plano. Então, se ele tiver curvatura fechada (for finito), é numa escala tão grande que parece plano, sem curvatura, no horizonte observável: uma bolha de 100 bilhões de anos-luz de diâmetro!

  4. Salvador,

    Venho todos os dias ao seu blog para ver se há novidades e, além dos posts, leio as suas respostas ao comentários para esclarecimentos complementares, por assim dizer.

    Não tenho qualquer conhecimento científico relevante, mas esse texto tocou num ponto em que me peguei pensando dias atrás. Sabe-se que a colisão entre os buracos negros gerou uma tremenda energia – o que pergunto é: para um planeta suficientemente perto, qual seria a manifestação física dessa colisão já que ela nem sequer gerou luz? De maneira mais simples: como ela seria, se não vista, percebida?

    1. Bem, se houvesse um planeta perto, realmente perto, ele estaria em órbita dos buracos negros, e eles saberiam — mas não sei dizer se as ondas gravitacionais zoariam o planeta de algum modo. Se estivesse relativamente perto, algumas dezenas ou centenas de anos-luz, as ondas gravitacionais seriam muito mais fortes e, portanto, mais fáceis de detectar, mas fora isso (caso não houvesse sinal eletromagnético), não haveria grande consequência.

  5. – Pelo que lí neste seu artigo e nos comentários, a velocidade de propagação das ondas gravitacionais também é constante e igual à da Luz?
    – Então, estas ondas gravitacionais NÃO TÊM NADA A VER com a expansão acelerada do espaço(-tempo?) do universo? Nada a ver com esta velocidade de expansão acelerada? Que pode ser inclusive acima e até mesmo bem acima da velocidade da luz?
    – Sugiro um artigo à parte e detalhado, sobre estas dúvidas.
    Grato, Elza

    1. Elza, exato, as ondas gravitacionais viajam à velocidade da luz e não têm nada a ver com a expansão cósmica. 😉

    2. Elza, imagine que o espaço estivesse se expandindo 1 metro por quilômetro a cada segundo.
      Então, a cada quilômetro, a velocidade de expansão do espaço seria 1 m/s.

      Mas e se considerarmos um espaço maior, digamos mil quilômetros? a cada segundo o espaço se expandiria mil metros, ou seja 1 quilômetro, o que daria uma expansão na velocidade relativa de 1 km/s.

      Agora vamos exagerar, considerando um espaço de 300 milhões de quilômetros (quase duas vezes a distância da Terra para o Sol). Fazendo as contas, a expansão do universo teria nessa escala a velocidade de 300 mil km/s, que é a velocidade da luz. Ou seja, para distâncias maiores do que essa, o espaço estaria se expandindo numa velocidade maior do que a luz. Nosso “universo observável” ficaria limitado a esses 300 milhões de quilômetros de distância.

      Então veja: a velocidade de expansão do universo é relativa, dependendo apenas da distância de você do ponto que está medindo. Se estiver muito perto a gente não percebe a expansão. Se estiver muito longe a luz nunca chega até nós.

      No universo real, essa taxa de expansão é imperceptível para qualquer coisa dentro da nossa galáxia. Somente quando as distâncias começam a atingir uma escala “cósmica” é que conseguimos perceber essa expansão (pesquise por “redshift cosmológico”).

      Finalmente, respondendo a sua ultima pergunta (ufa!): a expansão do universo ocorre numa velocidade bem acima da luz se você considerar uma distância suficientemente grande para isso.

      1. Parabéns Bruno…
        Esta sua explicação está tão brilhante quanto o “UM ENORME PARÊNTESE EXPLICATIVO” do texto do Salvador.
        Pelo jeito este “Post” vai ficar para a história do Blog.

  6. Salvador, vi que já respondeu muitas perguntas, mas peço uma luz na duvida abaixo:

    Entendo que ondas gravitacionais são dobras” no tecido espaço-tempo… isto é, não são uma entidade que se deslocam no espaço-tempo, mas é o próprio tecido que se dobra.

    A dúvida é: a velocidade da onda gravitacional pode variar em função da velocidade de rotação do objeto que a gerou?

    Grato.

  7. Só dois comentários depois desse excelente texto.

    – “não existe nenhum meio conhecido de comprimir a Terra ao tamanho da cabeça de um alfinete”: claro que existe, e os buracos negros estão aí para provar isso. A gravidade é esse meio. Não é um meio humano, claro, mas é o meio que o universo tem para compactar massas inclusive muito maiores que a da Terra em muitas “cabeças de alfinete”.

    – “Algumas pessoas confundem esse processo de ir refinando hipóteses e aprendendo mais ao longo do caminho com “achômetro””: se você elabora uma hipótese que te entrega 10 verdades incontestáveis e um engano, você vai precisar de uma nova hipótese — mas as 10 verdades continuam sendo verdadeiras. Não tem “achômetro” nenhum envolvido, como você bem disse. Daí você elabora nova hipótese, ela resolve o engano, te dá mais 20 verdades e outro engano. Apesar do engano, as 20 verdades encontradas te permitem construir computadores, celulares, equipamentos médicos, televisões fininhas, aviões mais seguros e tudo mais. Quem vai ser estúpido de dizer que isso é “achômetro”, não é?

    1. Sobre seu primeiro comentário, a gravidade é incapaz de fazer isso na Terra porque ela é muito fraca. Você precisa de muito mais massa do que na Terra para que a gravidade possa induzir ao completo colapso das forças que mantêm a matéria estável. Logo, não há meio — natural ou artificial — de transformar a Terra num buraco negro. Falta gravidade nela para isso.

      Sobre seu segundo comentário, de vez em quando aparecem uns estúpidos aqui nos comentários para dizer que é achômetro. Fique por aí que você tropeça neles. rs

      1. Ah, sim. Eu não falava especificamente da Terra. A massa aqui é muito pequena para isso, claro. Minha ênfase era no meio utilizado, que é a gravidade que comprime as massas gigantescas e tal. Da forma como está no texto — “não existe meio conhecido” — o meio é conhecido. A massa da Terra é que não colaboraria.

        1. Dan, a frase é: “não existe nenhum meio conhecido de comprimir a Terra”. O Salvador esta falando especificamente da Terra. A frase esta correta e o sentido muito claro.
          Além do mais sua interpretação esta incompleta, pois a gravidade é uma força capaz de gerar um buraco negro, se e somente se, o objeto tiver massa suficiente para tal. O “meio” é um conjunto e não apenas uma das partes, na falta de uma delas o “meio” não existe.

  8. Desde manhã cedo quando li o matéria comecei a me fazer várias perguntas sobre o tema das ondas gravitacionais. Mas só agora a noite tive um tempinho para sentar e formulá-las com calma. Quem puder trazer alguma luz para as perguntas que fiz a seguir, sinta-se livre para responder. Desde já, me desculpe se eu falei ou ponderei alguma bobagem, sou apenas um leigo.

    01) A estrela de Quarks ainda não foi encontrada, certo? Ela ainda é apenas uma hipótese, não?

    02) Se a degeneração dos neutrons pela ação da força gravidade de uma estrela gigante moribunda pode levar a uma estrela de quarks, isso pode acontecer com os quarks também dentro de um buraco negro? Ou seja, é possível que dentro do buraco negro até os quarks se degenerem em partículas elementares ainda menores que se unem pela ação gravidade num espaço ainda menor que um quark? E partículas seriam essas?

    03) As ondas gravitacionais poderiam nos ajudar a revelar o interior dos buracos negros? A luz não escapa do buraco negro, mas as ondas gravitacionais sim. Ou estou errado?

    04) Todavia se ondas gravitacionais se propagam a velocidade da luz, como elas conseguem escapar do buraco negro? Pelo que sei a velocidade de escape de dentro do buraco negro é maior do que a velocidade da luz, certo?

    05) E os grávitons como ficam? A física quântica postula a existência dos grávitons, as ondas gravitacionais corroboram com a ideia de que a gravidade possuiria uma partícula elementar? A gravidade poderia ter uma natureza dual como a luz, onda/partícula?

    06) Quando Stan Lee criou surfista prateado ele já surfava nas ondas gravitacionais? hehe 😛

    1. 1. Sim, só hipótese no momento.
      2. Sim, mas não sabemos o que acontece no buraco negro. Em tese, nenhuma força é capaz de deter o colapso, e temos uma singularidade — um ponto infinitamente denso e pequeno. De toda forma, há modelos para partículas ainda menores que comporiam os quarks, e seria possível degenerá-los. O que não temos é evidência de que os quarks não sejam fundamentais.
      3. Um buraco negro gera ondas gravitacionais, mas elas são geradas no espaço-tempo normal, fora dele. A região de dentro do buraco negro é como se fosse um espaço-tempo à parte. Não há como saber o que há dentro, nem pelas ondas gravitacionais (até onde eu sei).
      4. Vide 3. As ondas são geradas além do horizonte dos eventos.
      5. Os grávitons são a partícula que portaria a gravidade. É uma forma diferente de interpretar a gravidade, que não é a relativística clássica. As ondas gravitacionais nem corroboram nem anulam a hipótese de uma partícula portadora da gravidade.
      6. Não sei. Pergunte ao Galactus. rs

      1. Salvador, aproveitando as perguntas.

        Seria bem interessante fazer um artigo sobre Estrelas de Quarks. É um assunto difícil de encontrar matéria a respeito.

        O que acha?

        1. É uma boa. Mas é um assunto pouco abordado justamente porque é só uma suposição teórica. Não há evidência de que exista.

      2. Uma dúvida supondo que a detecção dos raios gama pela NASA seja de fato desta colisão de buracos negros: Se raios gama são um tipo de luz, e luz não escapa de buraco negro, o que ocorreu? Algo exterior à colisão teria gerado os raios gama? A colisão teria uma força desconhecida que repeliu/expulsou tais raios?

        1. Foi isso que eu tentei explicar no post. Seria matéria do colapso da estrela original em dois buracos negros, acelerada pela gravidade (e assim emitindo radiação).

  9. Caro Salvador,

    Veja os meus comentários no seu post do facebook na matéria da detecção das ondas gravitacionais, dia 19fev2016:
    https://www.facebook.com/mensageirosideral/posts/760558220755232?comment_id=760735800737474
    Idelfonso Moreira No momento da colisão dos buracos negros não deveria ter escapado dos seus horizontes de eventos uma certa dose de energia eletromagnética? Essa energia não deveria ter chegado aqui no mesmo instante da onda gravitacional? Isso corroboraria a detecção dos buracos negros através da onda gravitacional.
    Curtir · Responder · 17 de fevereiro às 23:30
    Victor Ferreira
    Victor Ferreira Como um buraco negro vai emitir radiação eletromagnética se nem a luz escapa dele?
    Curtir · Responder · 19 de fevereiro às 00:26
    Idelfonso Moreira
    Idelfonso Moreira Não escapa a luz de dentro do buraco negro. Na sua periferia (horizonte de eventos) a matéria em colapso emite radiação. Por isso que eu perguntei. Mas os fodões aí do site sequer tomaram conhecimento. Pelo menos você me deu atenção. Muito obrigado!
    Curtir · Responder · 19 de fevereiro às 19:42
    Idelfonso Moreira
    Idelfonso Moreira Eu sou muito cético em relação a essas descobertas bombásticas. Continuo acreditando que se a tal onda gravitacional veio mesmo da colisão de buracos negros, deveria ter chegado uma certa quantidade de radiação eletromagnética no mesmo momento.
    Curtir · Responder · 19 de fevereiro às 19:45

    1. Então, é o tal negócio. Não havia razão para esperar que houvesse emissão eletromagnética, mas mesmo assim vários telescópios procuraram por ela. Como você expressou com razão, não podemos presumir que sabemos e descartar uma possibilidade. Talvez role mesmo emissão de luz em algumas dessas colisões, e talvez essa tenha sido uma delas! Boa aposta a sua! 🙂

  10. Sensacional o post, Salvador, mas perdoe a ousadia de um meio-leigo, tem uma frase sua no texto que me causou coceiras…

    “Se a estrela for um pouco maior, ela pode seguir adiante no processo de compactação e vencer até mesmo as forças eletromagnéticas que mantêm elétrons e prótons separados. ”

    Lembrei que elétrons e prótons se atraem e seria natural, pensando apenas em forças eletromagnéticas, que os elétrons caíssem no núcleo do átomo…

    Procurando no Google, achei uma resposta simplificada do que impede que o elétron caia no núcleo (não é simplesmente sua velocidade orbital), mas que mostra quão complexa é a questão:

    http://www.ensinandoeaprendendo.com.br/quimica-2/por-que-o-eletron-nao-se-choca-com-o-nucleo/

    Esse site não explica o caso das estrelas de nêutrons, no entanto. Acredito que aí, a pressão do colapso é tão grande que supera quaisquer efeitos que impedem o elétron de cair no núcleo…

    1. É isso aí, você está na trilha certa. O elétron em geral não cai no próton por um impedimento quântico — não haveria orbital para ele lá dentro. Isso pode ser descrito como uma pressa que impede a compressão de matéria. Se a gravidade vence essa pressão (chamada de pressão de degeneração do elétron), os elétrons finalmente caem nos prótons e produzem com isso nêutrons.

      Quando falo em força eletromagnética, estou falando dela em termos quânticos.

  11. Salvador, considerando que falta MUITO ainda para chegar sequer perto, mas se um dia dominarmos as ondas gravitacionais, seria possível finalmente manipular o espaço a ponto de conseguirmos as viagens de longa distância ? Parabéns pelo blog !

  12. Salvador, parabéns pelo excelente e didático texto, muito obrigado!
    Fiquei com uma dúvida apenas em uma passagem de importância menor:

    “Então, imagine a Terra, com seus pouco mais de 12 mil quilômetros de diâmetro. Se você esmagar tudo que compõe o nosso planeta até ele caber num espaço equivalente à cabeça de um alfinete, teríamos aí um buraco negro”

    Essa suposição não seria apenas para ilustrar a densidade de um buraco negro? Não existe uma massa mínima para um corpo se tornar um buraco negro? O simples fato de comprimir uma massa em um espaço muito pequeno gera um buraco negro?

    Obrigado e grande abraço.

    1. É isso. Se você esmagar a cabeça de um alfinete num espaço menor que um próton, ganha totalmente de grátis um buraco negro também. rs

  13. Agora, uma coisa incomoda…, pode ser que nada disto tenha acontecido. Mas dado, as explicações e a dinâmica, que parece, parece.

  14. Salvador, parabéns pelo texto! Essa é realmente uma nova forma de ver o Universo, como foi o telescópio de Galileu ou a espectrometria, o entendimento das ondas gravitacionais nos permitirá descobrir cada vez mais sobre o Universo.
    Particularmente gostei da parte em que difere a evolução das hipóteses com ‘achômetros’ e também onde confrontou a pergunta que muitos se fizeram: “E o quico?”. É bom vermos que tudo isso gera implicações para todos, afinal o conhecimento é (ou deveria ser) um bem da humanidade.

    Excelente!

  15. Salvador,
    2 duvidas sobre estelas e buracos negros ainda do parentese explicativo:
    1. Entre todas as explicacoes do que pode acontecer com as estrelas, dependendo do tamanho, onde se encaixam as supernovas?
    2. Uma estrela grande e com massa suficientes para se tornar um buraco negro, enquanto ainda esta “acesa” nao teria uma forca gravitacional igual a do buraco? Afinal, a massa eh a mesma, apenas ainda nao esta comprimida?
    Obrigado e abs

    1. 1. Supernovas em geral são produzidas no colapso de estrelas de alta massa, ou seja, naquelas que produzem estrelas de nêutrons e buracos negros. Há também a categoria das supernovas superluminosas, que seriam as mais poderosas dessas detonações, e há alguns modelos de colapso que nem envolvem uma supernova — o troço é tão grande que colapsa em buraco negro sem ter tempo de explodir antes. Mas não sabemos se eles se realizam mesmo e como (sem dúvida as ondas gravitacionais poderão ajudar a estudar esses fenômenos que não envolvem grandes explosões).

      2. Teria. Mas como tem uma força de fora pra dentro (ela está “acesa”) para compensar, ela não se comprime. O que quer dizer basicamente que você estar a 100 milhões de km de uma estrela de alta massa e a 100 milhões de km de um buraco negro com massa equivalente é exatamente a mesma coisa. Temos essa imagem do buraco negro como um ralo, mas ele só é um ralo se você chegar perto o suficiente dele. A rigor, a gravidade que ele exerce é a mesma de uma estrela com a mesma massa.

      1. Obrigado pela resposta.
        Entendo o conceito das forcas opostas impedindo a compressao. O que ainda me escapa eh pq uma vez supercomprimida a massa a luz nao escapa. Pq quando um objeto de massa igual eh infinitamente maior a luz escapa na boa?
        Nos dois casos nao deveria haver um Event Horizon? Afinal, como vc citou, a 100 milhoes de km, a atracao dos 2 objetos eh a mesma…

    1. Não. E já explicaram a anomalia da Pioneer é uma coisa bem provinciana. É causada pelo esfriamento da fonte radioativa interna que a alimentava com energia. Nada a ver com a gravidade, que continua se comportando exatamente como queria Einstein. 😉

  16. Salvador
    Estas duas eventuais estrelas antes de gerar os dois BNs, explodiram com supernovas, talvez daí tenha vindo a luz detectada
    Abraço, parabéns pela coluna

    1. Pedro, é um pouco mais complicado. As duas estrelas se fundiram numa só, e aí a estrelona resultante fissionou durante o colapso (talvez sem uma supernova associada, talvez com, mas gerando um pulso de raios gama) e produziu dois buracos negros, que aí espiralaram e se fundiram, produzindo as ondas gravitacionais. Abraço!

  17. passou uma coisa pela minha cabeça, será que essas ondas gravitacionais conseguiram ser detectadas só porque o evento que deu origem foi extraordinariamente violento e as instalações ainda não teriam sensibilidade suficiente para captar as mais comuns?

    1. Mauricio, essa de fato foi uma colisão mais violenta do que eles esperavam. Tanto que ela estava já no limite de detecção do estágio anterior do detector, antes do update de 2015. Mas o detector deve fazer outras descobertas nesse ano. Há rumores até de que eles já tenham um segundo sinal, apenas não publicado ainda.

  18. AGORANOS TEM QUE SE POLITICAMENTE CORETO NESSE PAIZGOVERNADO PELO PETE NAO E BURACO NEGO E BURACO AFRODECENDETNE!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

  19. “não existe nenhum meio conhecido de comprimir a Terra ao tamanho da cabeça de um alfinete.” – evidente que não da pra compactar toda a matéria na cabeça de um alfinete mas é possível e com muita folga colocar toda informação de como é a terra nesse minusculo espaço. Essa cabeça de alfinete seria então o dna da terra. Talvez desta maneira seja possível explicar porque todo o universo estava concentrado num espaço do tamanho de uma bola de ping pong antes de iniciar o big bang pois Ali só havia informação.

  20. Parabéns pelo post Salva! Beem longo diga-se de passagem mas com qualidade de sempre, obrigado! Fantástica leitura e leveza nos assuntos abordados e pra resumir toda essa nova possibilidade da natureza me lembrei de uma frase que extrai de um livro que li há um tempo e que me faz refletir muito: “A imaginação da natureza é muito, muito maior que a imaginação do homem. Todos que não tiverem ao menos uma ideia vaga dessa observação não poderão nem imaginar quão maravilhosa a natureza é”. – Richard Feynman

  21. Fantástico! Ate quem não tem interesse, acaba tendo. Salvador, já passou da hora de um livro seu sobre questões gerais do funcionamento do universos, para leigos.

  22. Vi um documentário sobre esse experimento para medir ondas gravitacionais, esse aparelho está em funcionamento há bastante tempo e só agora conseguiu detectar algo. Com certeza deve ser um evento muito raro ou o resultado é um falso positivo.
    Uma dúvida, as ondas gravitacionais se dissipam até desaparecerem ou percorrem por todo o infinito?

    1. Na verdade, os detectores foram atualizados em 2015 e, com maior sensibilidade, precisaram de duas semanas para a detecção. Esperam-se pelo menos cinco eventos por ano.

    2. Levaram 4 meses analisando cuidadosamente os dados, correlacionando com outras possibilidades… Não foi um falso positivo. Outros dois casos, anteriores, não foram aprovados após as mesmas análises.

  23. Salvador, a maneira didática, simples e clara como você explica as coisas é sensacional. Toda vez que venho aqui aprendo algo novo. Parabéns pelo trabalho! Para mim, sua página é a melhor em língua portuguesa a tratar da astronomia.

  24. Ola Salvador,

    Pensei que eu tinha entendido o mecanismo dos detectores de ondas gravitacionais, mas infelizmente ainda tenho duvidas. Voce havia me dito que usaram dois detectores, colocados em pontos distantes. Entao o primeiro instrumento detecta uma onda e apos um determinado tempo o segundo detecta a mesma onda, donde se pode identificar a direcao da fonte destas ondas.
    No meu entender, e posso estar enganado, isso só seria possivel, para a primeira onda que chegasse até nós. Depois da primeira, as demais ficariam reverberando até que a fonte parasse de produzi-las. Como todas as ondas vindas da mesma fonte sao identicas, como possivel identificar uma onda especifica? Sempre que se ligar os intrumentos as mesmas ondas serao detectadas, podendo vir de qualquer direcao.

    1. As ondas não são idênticas. E você tem apenas um punhado de picos e vales, representando o espiralar dos buracos negros até a colisão.

  25. Salvador, parabéns pelo artigo. Como um entusiasta do assunto, mas dentro da minha enorme limitação técnica, podemos afirmar que a expansão do universo, ou seja as galáxias com suas estrelas e planetas estão se afastando uns dos outros tem haver com essas ondas gravitacionais? Ou seja, seria como se o universo fosse um oceano revolto de ondas que jogam todos os objetos nas mais diferentes direções? Imagine estrelas mais próximas desse evento de colisão de dois buracos negros, elas devem sofrer um impacto maior dessas ondas gravitacionais, podendo até alterar suas posições.

  26. Bom dia, Salvador!
    Chegou a dar um nó nos neurônios! Tive que reler para imaginar o haltere-que-na-verdade-são-dois-buracos-negros.
    Mas agora, a dúvida: Esse telescópio da Nasa que mede raios gama estava apontado coincidentemente para essa região do espaço, ou ele detectaria qualquer fonte de raios gama onde quer que esteja? Ou ainda, os cientistas já previam esse evento e portanto apontaram as câmeras pra lá?
    Muito bom seu texto, como sempre!
    abs,

  27. Salvador, tenho 50 anos e leio textos sobre Astronomia desde os meus 10 anos. Estou escrevendo para lhe dizer que este foi o melhor texto que li em minha vida. Para guardar. Muito obrigado. Roberto Carta.

      1. Esse elogio deve ajudar a superar (suportar?) muitos dos comentários menos elogiosos que aparecem…rs.
        Mas também me junto ao coro dos admiradores para dizer Valeu!

        1. Sinceramente, comparando com a média dos comentários de matérias na internet, eu considero esse espaço um dos mais enaltecedores!

  28. Ola Salvador,

    Excelente matéria! Muito didática!

    O satélite Integral da ESA teria um detector tridimensional de raios gama? Pergunto isso pois, se não for 3D, ele teria que estar “por acaso” apontado para a região do espaço onde ocorreu o evento dos choques dos buracos negros, coincidindo com a orientação espacial do telescópio espacial da NASA?

  29. Bom dia Salvador!

    Lendo mais este interessante material gostaria de fazer duas perguntas: se, o espaço se expande continuamente como podemos mensura-la já que os objetos de mensuração “vão” para um lado e você observador também está seguindo em outra direção ou quem sabe na mesma direção? A outra pergunta é se a física explica o por quê das matérias tenderem ou necessitarem de contração como ocorrem com os buracos negros ou as mortes das estrelas; em alguns bilhões e mais bilhões de anos o Universo poderia sofrer um evento inverso do Big Bang e voltar a se contrair ao tamanho de uma bola de pingue-pongue? Delírios de uma noite de verão.

    1. O Curso de Cosmologia do Observatório Nacional discute o futuro do Universo no seu último módulo e ensina que o “Big Crunch” é uma das hipóteses, dependendo de ele ter uma “massa crítica” suficiente para causar essa reversão (calculada em 3 átomos por metro cúbico). Menos que isso, a expansão será eterna, mais, em algum momento ele vai se contrair.

      O problema é que não se sabe a real massa do Universo, existe a matéria escura, além da matéria que conhecemos. O que sabemos é que ainda estamos em expansão.

  30. salvador estou chocado! Quer dizer então que os raios gama não criaram o hulk?? Como assim!?!?

    brincadeiras à parte, linda matéria e obrigado por jogar luz em um assunto tão complexo… E obscuro! Abraço

  31. Salvador, parece que a explicação é convincente. Estou começando a entender a mecânica do Universo e vislumbrando que tudo isso não é “achômetro”. Mas convenhamos, que parece, parece.

    1. Tô num misto de confusão e espanto ao ler esse comentário acima. Tô confuso pensando se nele houve ironia e espantado com a possibilidade de não haver. De todo modo, vou concordar que muito de nossa ciência parece mesmo achômetro, pois frequentemente ela parte de pressupostos contraintuitivos e chega a conclusões mais malucas ainda, a exemplo da luz fazendo drift em objetos massivos, onde o tempo tem preguiça de correr.

  32. Dr. Salva, bom dia.
    Você é, de fato, “o cara”.
    Explicação melhor, para as “ondas” e para “buracos negros”, não há. Sensacional o “parêntesão”.

  33. Olá Salvador!

    Certa fez eu vi em um programa que a primeira sugestão da idade do Universo foi feita pelo Hubble em seu telescópio (se me lembro bem), ele chegou a 2,8 bilhões de anos, ou algo assim. Ele sabia que estava errado, haja vista que já se sabia que a terra tinha pelo menos 4 bilhões na época.

    Bem, as medições foram melhorando e o valor foi mudando. Você acha que essa idade pode voltar a variar com essas novas descobertas?

    1. Pode sim, mas teríamos de ter uma revolução em nossa compreensão, o que aa essa altura pouco proável.

  34. Essa é a magia da ciência, testar, testar, testar e testar até consolidar uma hipótese. Parabéns Salvador mais uma vez pela coluna. Ótima matéria.

  35. Excelente o texto, didático e esclarecedor . Ah , divertido também, característico do Salvador, principalmente o puxão de orelha aos céticos e incrédulos que confundem uma hipótese científica ao achismo , geralmente porque quem não tem bagagem e instrumentos científicos, qualquer que seja, para contestar nada.

  36. Não pense que iria passar despercebido. Eu vi a indireta para o vadinho (generalizada, mas usando os termos dele) ali no meio do texto. “Gosti”! Hehehe!

  37. Olá Salvador Nogueira!
    Obrigado por mais um artigo bastante elucidativo e de linguagem clara que raramente vemos em outros artigos de divulgação científica.
    Particularmente em minha ignorância científica acreditava que utilizar a interferência em sistemas como o LIGO não detectariam as ondas gravitacionais, pois achava que a luz também seria deformada junto com o espaço na passagem das ondas gravitacionais de forma que no final os efeitos se perderiam e não ocorreria a interferência esperada.
    Que continuemos a ser brindados por teus ótimos artigos e comentários.
    Paschoal

  38. Salvador, esse seu texto está muito bom, de verdade. Explicação perfeita para leigos como eu que, se Deus quiser, partirei para essa área. Mandou bem demais! te acompanho tanto por aqui quanto pelo youtube.

    Obrigado e continue sempre nos deixando por dentro.

Comments are closed.