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Alguns séculos atrás, Isaac Newton assumiu que o puxão da gravidade foi instantâne; uma reivindicação mais tarde refutada por Albert Einstein através do raciocínio que a força da gravidade viajaria à velocidade da luz.
Segundo os cálculos de Einstein, o espaço não é apenas um palco vazio para a matéria atuar, mas sim um ator coadjuvante. A massa encurva o próprio tecido do espaço-tempo de tal forma que os objetos aceleram-se em direção ao outro. Esta aceleração é o que conhecemos como "força" da gravidade.
Da mesma forma que a velocidade de uma partícula de luz sem massa no vácuo é restringida pelo limite de velocidade superior do Universo, as distorções sem massa do espaço-tempo também teriam energia fechando ao longo de toda a velocidade.
Ou, para ser mais preciso, a gravidade se move a 299.792.458 metros por segundo, uma taxa podemos chamar c.
Claro que você seria um tolo em apostar contra o próprio Sr. da Relatividade Geral, mas uma boa ciência exige que até mesmo ideias de grandes gênios precisam ser verificadas.
E apesar de intimamente ligar os objetos no espaço e na Terra, a força da gravidade é meio difícil de medir.
"Até o advento da astronomia de ondas gravitacionais, não tínhamos como medir diretamente a velocidade da gravidade," disse Neil Cornish, um físico da Universidade Estadual de Montana, ao site Phys.org.
Os números são muito loucos.
Quando objetos dezenas de vezes mais massivos do que o nosso Sol orbitando um contra o outro, milhares de anos-luz de distância, eles perdem energia, fazendo ondulações no espaço. Este momento é equivalente a algo como 10 vezes a quantidade de energia que derrama de cada estrela no Universo.
Quando chega até nós, cada onda será dez mil vezes menor do que um próton e durarão apenas um quinto de segundo. Confiamos em uma rede de feixes de luz de 4 km (2,5 milhas) de comprimento, dispostos em ângulos retos, para detectar as distorções da assinatura.
Tudo o que pode parecer simples, na prática, mas a tecnologia por trás dos detectores - dignas de um Prémio Nobel - é quase tão vanguardista quanto possível.
A piscina crescente de dados coletados por esses detectores está abrindo o caminho para os cientistas em todos os lugares para investigar desde a existência de dimensões ocultas até propriedades básicas do espaço.
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"A velocidade de gravidade, como a velocidade da luz, é uma das constantes fundamentais do Universo", diz Cornish .
Ao comparar o momento exato das ondas gravitacionais em que atingiu diferentes observatórios em todo o mundo, os pesquisadores podem ter uma boa ideia da velocidade geral da onda.
A equipe de pesquisadores de Cornish combinaram as temporizações das três primeiras detecções para restringir a velocidade das ondas entre 55 e 142 por cento de c*.
Se os detectores suficientes ficam em estado de funcionamento superior, este método pode ser usado para calcular algo dentro de apenas um por cento de c, medindo apenas mais cinco ondas gravitacionais.
Antes de começar marcando os dias em seu calendário, outra equipe composta por um pequeno exército de físicos usou a explosão de raios gama capturadas de colisão estrela de nêutrons do mês passado para chegar a sua própria estimativa.
Seu método era um pouco mais preciso.
Ok, muito mais preciso.
Eles descobriram que a diferença entre o raio de luz do sinal de sincronismo de raios gama e a trovoada da onda gravitacional foi extremamente estreita - dentro -3 x 10^-15 e 7x10 ^-16 de c. Perto o suficiente para chamá-lo de um "empate com a luz", realmente.
Para ser justo, a equipe anterior não poderia ter previsto a colisão estrela de nêutrons. O uso de vários métodos que levam a conclusões semelhantes também nos dão confiança de que estamos no caminho certo na astronomia e na ciência no geral, e isso é muito muito legal.
Esta pesquisa foi publicada aqui e aqui.
Astrônomo amador Don Bruns está entre aqueles que desejam voltar a fazer o experimento. "Eu pensei nisso há dois anos. Eu pensei, e certamente, outras pessoas fizeram o mesmo", disse ele á Live Science. "Mas ninguém tinha feito isso desde 1973", disse Bruns, se referindo ao experimento feito por uma equipe da Universidade do Texas no eclipse solar em 30 de junho daquele ano, ocorrido na Mauritânia.
O grupo teve problemas técnicos e não pôde confirmar os resultados de Eddington com muita precisão. Outras tentativas - tais como as do eclipse em 25 de fevereiro de 1952, em Cartum feitas pela Sociedade National Geographic - se saíram um pouco melhor.
Em 1915, Einstein publicou sua teoria da relatividade geral, que afirma que a luz dobra em torno de objetos maciços porque o espaço em si torna-se curvo em torno de tais objetos. Uma oportunidade para testar a teoria veio alguns anos mais tarde, quando um eclipse solar total obscureceu o céu em 29 maio de 1919.
Para o eclipse de 1919, Eddington liderou uma expedição para medir a deflexão da luz de estrelas perto do sol no céu. Observando do Brasil e da África, simultaneamente, Eddington e seus colegas observaram que a posição das estrelas próximas ao disco solar desviaram por uma pequena quantidade de suas posições catalogadas normalmente, concordando com os 1,75 segundos de arco previstos (ou 0,00049 graus). O anúncio de que o experimento foi um sucesso fez Einstein famoso.
Mas análises posteriores de dados de Eddington pareciam sugerir que a confirmação do astrofísico não pode ter sido o "gol de placa" que ele pensou que era. Bruns disse que o debate em torno dos dados de Eddington é por que ele quer fazer a experiência novamente.
"Dentre todas estas experiências, a melhor que consegui foi talvez com 10 por cento de erro", disse ele. "Eu acho que posso conseguir 2 por cento." A instrumentação moderna, bem como medições mais precisas das posições das estrelas, deve ajudar a refinar as medidas necessárias para replicar a experiência de Eddington, desta vez, ele acrescentou.
Bruns está escolhendo um local de alta altitude em Wyoming, onde o céu é mais claro para observar o eclipse. E para certificar-se que seu telescópio seja tão preciso quanto possível, ele pretende estabilizar a montagem de seu telescópio através do estabelecimento de uma laje de concreto no dia anterior. "Nós colocamos um pouco de cimento de secagem rápida", disse ele. A laje também irá ajudar a garantir que sua montagem está absolutamente nivelada.
E Bruns não está sozinho. Richard Berry, o ex-editor-chefe da Astronomy Magazine, estará usando seu observatório construído em casa (conhecido como Alpaca Meadows Observatory) para replicar a experiência de Eddington de Lyons, Oregon.
"Estou trabalhando em coordenação com Toby Dittrich do Portland Community College e um grupo de quatro estudantes de física", disse ele ao LiveScience em um email. "Toby estará na costa do Oregon, e um dos estudantes estará na parte oriental, na Star Party Oregon. Uma vez que eu moro na linha central [o caminho da totalidade], precisarei apenas de um ou dois dos estudantes e tomarei imagens para o experimento."
Berry tomou imagens espectrográficas da coroa solar antes, mas esta experiência é mais difícil, porque envolve tomar uma imagem do campo de estrelas no qual Sol está localizado e outra quando o Sol não está lá, o que exige uma medição muito precisa das posições estelares quando o Sol estiver lá durante o eclipse.
Há também um elemento de divulgação para replicar a experiência, disse Rachel Freed, uma consultora científica na Universidade Estadual de Sonoma em Rohnert Park, Califórnia. "Tem havido um movimento maciço para aumentar a conscientização", disse ela, à luz do eclipse de Agosto, sendo visível através dos Estados Unidos. O departamento de Educação e Sensibilização do Público de Sonoma State tem um site que descreve como os astrônomos amadores podem participar no evento, e quais equipamentos eles devem usar para ver o eclipse.
Bradley Schaefer, professor de astronomia na Universidade Estadual de Louisiana, em Baton Rouge, detalhou o equipamento que os astrônomos amadores vão precisar fazer uma versão moderna da experiência de Eddington. No site da Schaefer, ele diz que é possível que os astrônomos amadores modernos usem o equipamento off-the-shelf e terem uma precisão muito melhor do que Eddington teve há quase um século atrás. De acordo com o site, seu objetivo é fazer com que muitas pessoas estejam envolvidas, porque mais medições significa melhor precisão e exatidão. Nesse sentido, os astrônomos amadores poderiam fazer algumas contribuições reais para a ciência durante o próximo eclipse solar.
Para os que não residem nos EUA, ainda vale a pena observar o eclipse, mesmo sem qualquer equipamento.
LEMBRE-SE: Olhando diretamente para o Sol, mesmo quando ele estiver parcialmente coberto pela lua, pode causar sérios danos aos olhos ou cegueira. NUNCA olhe para um eclipse solar parcial, sem a proteção adequada para os olhos. Aqui você pode ver algumas dicas de observação segura do eclipse.
Saiba mais sobre o eclipse parcial de 21 de agosto de 2017.
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Quando Albert Einstein estava mapeando sua famosa teoria da relatividade geral, ele imaginou que uma de suas previsões jamais seria observado diretamente - a luz de uma estrela distante sendo deformada e ampliada pela gravidade de um objeto em seu caminho.
Mas agora os astrônomos têm visto a predição de Einstein em tempo real, e usaram-na para resolver o mistério de massa de uma estrela anã branca, que anteriormente só era possível em teoria.
As novas descobertas marcam um novo caminho para a compreensão da evolução de galáxias, incluindo a nossa.
"A pesquisa fornece uma nova ferramenta para determinar as massas de objetos que por outros meios seria difícil de medir", explica Terry Oswalt, astrônomo da Embry-Riddle Aeronautical University, e autor de um artigo de perspectiva científica.
Uma previsão fundamental da teoria da relatividade geral de Einstein é lente gravitacional, que ocorre quando a luz se curva ao redor do campo gravitacional de uma outra massa, tal como uma estrela.
Neste predição, a luz é desviada por duas vezes a quantidade esperada por leis newtonianas clássicas da gravidade.
Esta deformação da luz proposta por Einstein foi colocada em teste pela primeira vez em 1919 durante um eclipse solar total, quando a luz do aglomerado de estrelas Híades, que estava atrás do Sol na linha de visão, pôde ser detectada na escuridão do eclipse.
As medições de luz estelar cruzando campo gravitacional do Sol durante o eclipse bateram com a previsão de Einstein, e representaram a primeira evidência de relatividade geral.
Dando um passo adiante em sua teoria, Einstein mais tarde sugeriu que a luz de uma estrela distante pareceria iluminar-se quando ela se curvasse ao redor do campo gravitacional de um objeto em seu caminho.
O espaço curvo em torno do objeto de grande massa se comportaria como uma lente de aumento gigante. Da Terra, quando uma estrela em primeiro plano passa exatamente entre nós e uma estrela no fundo, uma microlente gravitacional forma um anel de Einstein - um círculo perfeitamente em forma de luz.
Mas, como as estrelas estão tão distantes umas das outras, as chances de ver esse alinhamento perfeito são escassas. Einstein, como pessimista, afirmou que "não há esperança de observar este fenômeno diretamente", em um artigo de 1936 da Science.
Mais uma vez, Einstein estava correto, mesmo não sendo muito esperançoso. Enquanto os anéis parciais Einstein foram observados várias vezes nos 80 anos desde que o físico lendário publicou o seu artigo, ainda temos visto anéis perfeitamente formados no céu.
E, apesar dos avanços tecnológicos do século passado, nós também não temos sido capazes de ter um vislumbre do outro lado - um anel de Einstein assimétrico.
Isso ocorre quando dois objetos estão ligeiramente fora do alinhamento, criando a ilusão de que a posição da estrela de fundo mudou. Na predição de Einstein, o fenômeno é conhecido como lente astrométrica.
Mas, graças à resolução angular superior do Telescópio Espacial Hubble, pesquisadores do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial foram finalmente capazes de ver este fenômeno assimétrico em ação em uma outra estrela além do Sol.
"O anel e seu brilho eram pequenos demais para serem medidos, mas a sua assimetria fez com que a estrela distante parecesse fora do centro de sua verdadeira posição", diz Oswalt .
Kailash Chandra Sahu, principal autor e astrônomo do Instituto do Telescópio Espacial dos Estados Unidos, e sua equipe procurou através de mais de 5.000 estrelas para detectar o alinhamento assimétrico.
Eles focaram na estrela anã branca Stein 2051 B, que estava prevista para estar assimetricamente alinhada com uma estrela distante em março de 2014. Como a posição aparente da estrela de fundo mudou, os pesquisadores foram capazes de usar as medições para estimar a massa da estrela anã branca em aproximadamente 68 por cento dos nosso Sol.
Até agora, os cientistas não têm sido capazes de descobrir a massa e composição do Stein 2051 B. Por mais de um século, acreditava-se que a estrela - que é a sexta estrela anã branca mais próxima ao Sol - tinha uma composição incomum, baixa massa, e um núcleo de ferro.
Mas as novas descobertas mostram que a misteriosa Stein 2051 B realmente se assemelha a sua anã branca média, com uma massa relativamente alta e um núcleo de carbono-oxigênio.
Pensa-se que pelo menos 97 por cento das estrelas na galáxia são ou anãs brancas ou estão no caminho para se tornar uma. Eles representam o fim da estrada na jornada evolutiva de uma estrela, e oferecem um instantâneo para o passado e futuro do cosmos.
"Uma vez que elas são os fósseis de todas as gerações anteriores de estrelas, as anãs brancas são a chave para entender a história e evolução de galáxias como a nossa", escreve Oswalt .
E com algumas novas pesquisas surgindo, como o Grande Telescópio de Pesquisa Sinóptica, os astrônomos esperam captar mais desses eventos 'raros' usando lentes astrométricas.
Relativamente falando, Einstein estaria realmente orgulhoso.
A pesquisa foi publicada na Science.
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