Ondas gravitacionais fornecem dose de realidade sobre dimensões extras

Em um novo estudo, os astrônomos da UChicago não encontraram evidências de dimensões espaciais extras para o universo baseado em dados de ondas gravitacionais. Crédito: Cortesia de Goddard Space Flight Center CI Lab da NASA

Embora a descoberta de ondas gravitacionais no ano passado pela colisão de estrelas de nêutrons tenha causado tremores de terra, ela não adicionará dimensões extras à nossa compreensão do universo - e não às literais, pelo menos. 

Os astrônomos da Universidade de Chicago não encontraram evidências de dimensões espaciais extras para o universo com base nos dados da onda gravitacional. Sua pesquisa, publicada no Journal of Cosmology e no Astroparticle Physics, é um dos muitos trabalhos que se seguiram ao anúncio extraordinário do ano passado de que o LIGO havia detectado uma colisão de estrelas de nêutrons .

A primeira detecção de ondas gravitacionais em 2015, pela qual três físicos ganharam o Prêmio Nobel no ano passado, foi o resultado de dois buracos negros batendo juntos. No ano passado, os cientistas observaram que duas estrelas de nêutrons colidem. A principal diferença entre os dois é que os astrônomos puderam ver as conseqüências da colisão de estrelas de nêutrons com um telescópio convencional, produzindo duas leituras que podem ser comparadas: uma em gravidade e outra em ondas eletromagnéticas (leves).

"Esta é a primeira vez que conseguimos detectar fontes simultaneamente em ondas gravitacionais e de luz", disse o professor Daniel Holz. "Isso fornece uma investigação totalmente nova e excitante, e estamos aprendendo todo tipo de coisas interessantes sobre o universo."

A teoria da relatividade geral de Einstein explica muito bem o sistema solar, mas, à medida que os cientistas aprenderam mais sobre o universo, começaram a surgir grandes buracos em nossa compreensão. Dois deles são matéria escura, um dos ingredientes básicos do universo; e energia escura , a força misteriosa que está fazendo o universo se expandir mais rápido ao longo do tempo.

Os cientistas propuseram todos os tipos de teorias para explicar a matéria escura e a energia escura, e "muitas teorias alternativas à relatividade geral começam adicionando uma dimensão extra", disse a estudante de pós-graduação Maya Fishbach, co-autora do artigo. Uma teoria é que, em longas distâncias, a gravidade "vazaria" para as dimensões adicionais. Isso faria com que a gravidade parecesse mais fraca e poderia explicar as inconsistências.

O duplo golpe de ondas gravitacionais e a luz da colisão de estrelas de nêutrons detectada no ano passado ofereceram um meio para que Holz e Fishbach testassem essa teoria. As ondas gravitacionais da colisão reverberaram no LIGO na manhã de 17 de agosto de 2017, seguidas por detecções de raios gama, raios-X, ondas de rádio e luz óptica e infravermelha. Se a gravidade estivesse vazando para outras dimensões ao longo do caminho, então o sinal que eles mediram nos detectores de ondas gravitacionais teria sido mais fraco do que o esperado. Mas não foi.

Por enquanto, parece que o universo tem as mesmas dimensões familiares - três no espaço e uma no tempo - mesmo em escalas de cem milhões de anos-luz. Mas este é apenas o começo, disseram os cientistas. "Há tantas teorias que até agora não tínhamos maneiras concretas de testar", disse Fishbach. "Isso muda a forma como muitas pessoas podem fazer sua astronomia. Estamos ansiosos para ver o que a onda gravitacional surpreende que o universo possa ter reservado para nós", disse Holz.

Fonte: phys.org