O conceito de um artista de espaço-tempo distorcido ao redor da Terra. Crédito de imagem: NASA. Clique para ampliar
A Terra está em um turbilhão de espaço-tempo?
Em breve saberemos a resposta: um experimento de física da NASA / Stanford chamado Gravity Probe B (GP-B) terminou recentemente um ano de coleta de dados científicos na órbita da Terra. Os resultados, que levarão mais um ano para serem analisados, devem revelar a forma do espaço-tempo ao redor da Terra - e, possivelmente, o vórtice.
O tempo e o espaço, de acordo com as teorias da relatividade de Einstein, são entrelaçados, formando um tecido quadridimensional chamado "espaço-tempo". A tremenda massa da Terra obscurece esse tecido, como uma pessoa pesada sentada no meio de um trampolim. A gravidade, diz Einstein, é simplesmente o movimento de objetos seguindo as linhas curvilíneas da covinha.
Se a Terra estivesse estacionária, seria o fim da história. Mas a Terra não é estacionária. Nosso planeta gira, e a rotação deve torcer ligeiramente a covinha, puxando-a para um redemoinho quadridimensional. Isto é o que o GP-B foi ao espaço para verificar
A ideia por trás do experimento é simples:
Coloque um giroscópio giratório em órbita ao redor da Terra, com o eixo de rotação apontado para uma estrela distante como um ponto de referência fixo. Livre de forças externas, o eixo do giroscópio deve continuar apontando para a estrela - para sempre. Porém, se o espaço for torcido, a direção do eixo do giroscópio deverá mudar ao longo do tempo. Ao observar essa mudança de direção em relação à estrela, as torções do espaço-tempo podem ser medidas.
Na prática, o experimento é tremendamente difícil.
Os quatro giroscópios no GP-B são as esferas mais perfeitas já feitas pelos seres humanos. Essas bolas de quartzo e silício do tamanho de pingue-pongue têm 1,5 cm de diâmetro e nunca variam de uma esfera perfeita em mais de 40 camadas atômicas. Se os giroscópios não fossem tão esféricos, seus eixos de rotação oscilariam mesmo sem os efeitos da relatividade.
De acordo com os cálculos, o espaço-tempo distorcido ao redor da Terra deve fazer com que os eixos dos giroscópios desviem apenas 0,041 arco-segundos ao longo de um ano. Um segundo de arco é 1/3600 de um grau. Para medir esse ângulo razoavelmente bem, o GP-B precisava de uma precisão fantástica de 0,0005 segundos de arco. É como medir a espessura de uma folha de papel mantida na borda a 160 quilômetros de distância.
Os pesquisadores do GP-B inventaram novas tecnologias para tornar isso possível. Eles desenvolveram um satélite "livre de arrasto" que poderia roçar contra as camadas externas da atmosfera da Terra sem perturbar os giroscópios. Eles descobriram como manter o campo magnético penetrante da Terra fora da espaçonave. E inventaram um dispositivo para medir o giro de um giroscópio - sem tocar no giroscópio.
Realizar o experimento foi um desafio excepcional. Muito tempo e dinheiro estavam em jogo, mas os cientistas do GP-B parecem ter feito isso.
"Não houve grandes surpresas" no desempenho do experimento, diz o professor de física Francis Everitt, pesquisador principal do GP-B na Universidade de Stanford. Agora que a coleta de dados está completa, ele diz que o clima entre os cientistas do GP-B é "muito entusiasmo e também uma percepção de que muito trabalho árduo está à nossa frente".
Uma análise cuidadosa e completa dos dados está em andamento. Os cientistas farão isso em três etapas, explica Everitt. Primeiro, eles analisam os dados de cada dia do experimento de um ano, verificando irregularidades. Em seguida, eles dividem os dados em pedaços de aproximadamente um mês e, finalmente, analisam o ano inteiro. Fazendo dessa maneira, os cientistas devem ser capazes de encontrar quaisquer problemas que uma análise mais simples possa perder.
Eventualmente, cientistas de todo o mundo examinarão os dados. Everitt diz: "queremos que nossos críticos mais severos sejam nós".
As apostas são altas. Se eles detectam o vórtice, exatamente como esperado, significa simplesmente que Einstein estava certo, novamente. Mas e se não o fizerem? Pode haver uma falha na teoria de Einstein, uma pequena discrepância que anuncia uma revolução na física.
Primeiro, porém, existem muitos dados para analisar. Fique ligado.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
