Astronomia e Universo

Todo ano, centenas de milhares de pares de buracos negros se fundem em uma dança cósmica que emite ondas gravitacionais em todas as direções. Desde 2015, os grandes interferômetros localizados na Terra, como o LIGO, o VIRGO e o KAGRA detectam esses sinais, embora somente uma centena desses eventos, que é uma fração ínfima desses eventos, tem sido observado. LISA - Antena Espacial de Interferômetro a Laser. Crédito: Simon Barke - Universidade da Flórida A maior parte das ondas gravitacionais continuam sem ser detectadas, e que acabam fazendo parte de um sinal de fundo difuso que os cientistas deram um nome bonito para esse tipo de ruído, e chamam de Stochastic Gravitational Wave Background, ou (SGWB), ou algo como sinal de fundo estocástico de ondas gravitacionais.  Um novo trabalho recém-publicado, propõe usar uma constelação de 3 ou 4 interferômetros espaciais para mapear o sinal de fundo que é quase perfeitamente homogêneo, para tentar encontrar nesse sinal, ondas gravitacionais at

Ondas gravitacionais são fruto da colisão de corpos muito massivos, como buracos negros e estrelas de nêutrons, e oscilam através do espaço-tempo. "Albert Einstein, com as explicações da Teoria da Relatividade e do Efeito Fotoelétrico, em 1905, trouxe uma revolução para a Física, mostrando que o universo é extremamente complexo e esconde muitos mistérios.   As ondas gravitacionais são fruto da colisão entre corpos, como buracos negros, e propagam-se através do espaço-tempo   Uma das suposições desse célebre físico foi comprovada no início de fevereiro de 2016: as ondas gravitacionais foram finalmente detectadas. Esse fato pode nos trazer futuramente inúmeros benefícios, como novas tecnologias e uma compreensão mais exata de elementos cósmicos. Para compreendermos o que são as ondas gravitacionais, precisaremos entender algumas ideias, como a relatividade do espaço e do tempo e a ocorrência de eventos. Um evento é qualquer coisa que aconteça e que possa ser observada, permi

Para descrever o Universo que conhecemos, são necessárias duas classes fundamentais de teorias: de um lado, a Teoria Quântica de Campos, que descreve as interações do eletromagnetismo e das forças nucleares e explica o mundo microscópico das partículas; e do outro lado, a Relatividade Geral, que explica a relação entre matéria-energia e espaço-tempo, descrevendo o que entendemos como gravitação. Representação artística da produção de ondas gravitacionais por duas estrelas binárias. Fonte:  NASA A concepção contemporânea da gravidade foi apresentada pela primeira vez há pouco mais de 100 anos, em 1915, por Albert Einstein, que substituiu a velha concepção newtoniana em que dois objetos maciços se atraem, instantaneamente, com uma força que é proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. A Relatividade Geral, então – que veio complementar a Relatividade Restrita depois de quase 10 anos –, passou a tratar o espaço-tempo como um “tecido” q

Um novo modelo sugere como as ondas gravitacionais criadas pela colisão entre buracos negros se espalham e interagem dentro do tecido do espaço-tempo. Ilustração de dois buracos negros orbitando um ao outro, emitindo ondas gravitacionais. (Crédito da imagem: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images) Quando os buracos negros colidem e se fundem para formar buracos negros ainda mais massivos, esse processo violento envia ondulações surgindo através do próprio tecido do espaço. Um novo modelo indica como essas ondas gravitacionais interagem umas com as outras à medida que se espalham pelo espaço-tempo, a unificação do espaço e do tempo popularizada pela teoria da relatividade especial de Albert Einstein.   Ao apresentar uma imagem mais clara de como as colisões de buracos negros definem o "toque" espaço-temporal, o modelo poderia indicar como os cientistas na Terra podem aprender mais sobre os eventos que os lançam usando detectores de ondas gravitacionais, como o Obs

O zoológico cósmico contém objetos tão bizarros e extremos que geram ondas gravitacionais. Scorpius X-1 faz parte dessa estranha coleção.  O conceito de um artista de um par binário onde uma estrela menor está alimentando uma estrela de nêutrons. Perturbações na estrela de nêutrons podem estar enviando uma onda constante de ondas gravitacionais através do espaço. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) Na verdade, é um par binário: uma estrela de nêutrons orbitando com uma companheira estelar de baixa massa chamada V818 Scorpii. O par fornece um alvo principal para os cientistas que procuram as chamadas ondas gravitacionais “contínuas”. Essas ondas deveriam existir, embora nenhuma tenha sido detectada – ainda. “Scorpius X-1 é uma das fontes mais promissoras para detectar essas ondas gravitacionais contínuas”, disse o professor John Whelan, da Escola de Ciências Matemáticas do Rochester Institute of Technology. grupo de cientistas focado na detecção direta de ondas gravitacionais. LIGO

  Voltar no tempo com ondas gravitacionais A astronomia de ondas gravitacionais pode nos fornecer mais informações do que os astrônomos e astrofísicos mais entusiasmados previram quando as primeiras ondas gravitacionais foram detectadas em 2015.   Simulação numérica das estrelas de nêutrons se fundindo para formar um buraco negro, com seus discos de acreção interagindo para produzir ondas eletromagnéticas. [Imagem: L. Rezolla (AEI)/M. Koppitz (AEI/Zuse-Institut Berlin)]   Elas podem nos ajudar a voltar ao início de tudo o que conhecemos, fornecendo informações do cosmos logo após o Big Bang. O segredo está em compreender como essas ondulações no tecido do Universo fluem através dos planetas, das estrelas, das galáxias e até do rarefeito meio intergaláctico. "Não podemos ver o Universo primitivo diretamente, mas talvez possamos vê-lo indiretamente se observarmos como as ondas gravitacionais daquela época afetaram a matéria e a radiação que podemos observar hoje," propõem

Desde 2015, a Colaboração LIGO-Virgo-KAGRA detectou cerca de 85 pares de buracos negros colidindo entre si. Agora sabemos que Einstein estava certo: as ondas gravitacionais são geradas por esses sistemas à medida que se acumulam umas nas outras, distorcendo o espaço-tempo com suas massas colossais à medida que avançam. Impressão artística de uma coleção de buracos negros no núcleo de um aglomerado estelar. Crédito: ESA/Hubble, N. Bartmann   Também sabemos que essas colisões cósmicas acontecem com frequência: à medida que a sensibilidade do detector melhora, esperamos detectar esses eventos quase diariamente na próxima execução de observação, a partir de 2023. O que não sabemos – ainda – é o que causa esses colisões aconteçam.  Os buracos negros se formam quando estrelas massivas morrem. Normalmente, essa morte é violenta, uma explosão extrema de energia que destruiria ou afastaria objetos próximos. Portanto, é difícil formar dois buracos negros que estejam próximos o suficiente para

O que se esconde no centro de um buraco negro? Estudar as ondulações espaço-temporais de colisões de buracos negros poderia revelar uma resposta. Uma ilustração de dois buracos negros em fusão (Crédito da imagem: ESA) Os buracos negros são alguns dos objetos mais enigmáticos do universo. Isso ocorre em parte porque as equações da relatividade geral que usamos para entendê-las se quebram ao estudar os centros ultradensos dos buracos negros. No entanto, um novo artigo mostra como os astrônomos poderiam um dia superar esse desafio usando ondas gravitacionais para "ver" dentro de buracos negros em fusão e aprender do que eles realmente são feitos. Na teoria geral da relatividade de Einstein, os buracos negros são objetos que impedem a luz de escapar devido à sua gravidade extremamente forte. O limite de um buraco negro é conhecido como horizonte de eventos – se você passar além desse limiar, nunca conseguirá sair. A relatividade também prevê que os centros dos buracos negros sã

Crédito: Pixabay/CC0 Public Domain   Uma equipe de pesquisadores da Friedrich-Schiller-Universität Jena, Università di Torino e INFN sezione di Torino, encontrou evidências de que a colisão de buracos negros que levou a uma estranha detecção de ondas gravitacionais em 2019 se deveu a um conjunto único de circunstâncias. Em seu artigo publicado na revista Nature Astronomy, o grupo descreve a modelagem e simulação das condições que poderiam levar à assinatura única da onda gravitacional. O desenvolvimento de detectores de ondas gravitacionais levou a uma melhor compreensão do que acontece quando os buracos negros colidem. Na maioria dos casos, os dados mostraram, eles ocorrem devido a estrelas binárias explodindo e depois espiralando lentamente uma em direção à outra até se encontrarem em um centro gravitacional e se fundirem. Mas então, em 21 de maio de 2019, ondas gravitacionais foram detectadas a partir da fusão de dois buracos negros, mas os dados mostraram que nenhum dos buracos neg

  Ondas gravitacionais de dois buracos negros em fusão (mostrados em uma simulação), detectados em 2015, revelaram que a área total da superfície dos buracos negros não diminui quando eles se fundem. Crédito: Simulating Extreme Spacetimes Project. Apesar de sua natureza misteriosa, acredita-se que os buracos negros sigam certas regras simples. Agora, uma das mais famosas leis dos buracos negros, prevista pelo físico Stephen Hawking, foi confirmada através de ondas gravitacionais. De acordo com o teorema da área do buraco negro, desenvolvido por Hawking no início dos anos 1970, os buracos negros não podem diminuir sua área de superfície com o tempo. O teorema da área fascina os físicos porque reflete uma regra da física bem conhecida de que a desordem, ou entropia, não pode diminuir com o tempo. Em vez disso, a entropia aumenta consistentemente. Essa é “uma pista empolgante de que as áreas dos buracos negros são algo fundamental e importante”, disse o astrofísico Will Farr, da Unive

  Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA fizeram uma medição única que indica que um jato, atravessando o espaço a velocidades superiores a 99,97% da velocidade da luz, foi impulsionado pela colisão titânica entre duas estrelas de nêutrons. Esta é a impressão de um artista de duas estrelas de nêutrons colidindo. A quebra entre dois remanescentes estelares densos libera a energia de 1.000 explosões estelares padrão. Após a colisão, um jato de radiação é ejetado quase à velocidade da luz. O jato é dirigido ao longo de um feixe estreito confinado por poderosos campos magnéticos. O jato rugindo arado e varrido material no meio interestelar circundante. Créditos: Arte: Elizabeth Wheatley (STScI) O evento explosivo, chamado GW170817, foi observado em agosto de 2017. A explosão liberou a energia comparável à de uma explosão de supernova. Foi a primeira detecção combinada de ondas gravitacionais e radiação gama de uma fusão de estrelas de nêutrons binárias. Este foi um gra

  Ondas gravitacionais são ondulações no próprio tecido do espaço-tempo.Crédito: Shutterstock   COLUMBUS, Ohio - Um detector de ondas gravitacionais com 2,5 quilômetros de comprimento não é legal. Você sabe o que é legal? Um detector de ondas gravitacionais de 25 milhas de comprimento. Esse é o resultado de uma série de palestras feitas aqui no sábado (14 de abril) na reunião de abril da American Physical Society. A próxima geração de detectores de ondas gravitacionais irá espiar até a borda externa do universo observável, procurando ondulações no próprio tecido do espaço-tempo, que Einstein previu que ocorreria quando objetos maciços como buracos negros colidissem. Mas ainda existem alguns desafios significativos no caminho de sua construção, disseram os apresentadores ao público. "Os detectores atuais que você acha que são muito sensíveis", disse Matthew Evans, físico do MIT, à plateia. "E isso é verdade, mas eles também são os detectores menos sensíveis com os q