Teoria de Einstein passa por um grande teste

As leis físicas mais básicas que você aprendeu – aquelas elaboradas por Isaac Newton no século XVII – não funcionam para tudo. Quando você tenta aplicá-las a coisas muito rápidas que se movem quase à velocidade da luz ou coisas mais pesadas que as estrelas, elas começam a desmoronar. É aí que entra em cena a teoria expandida de Albert Einstein sobre o movimento e a gravidade, a teoria da relatividade geral.

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A relatividade geral funciona muito bem, e fez previsões que cientistas comprovaram cem anos depois. A questão então se torna: é possível quebrá-la?

Uma equipe de cientistas usou 20 anos de dados de vários telescópios para ver como três estrelas orbitavam o centro de nossa própria galáxia Via Láctea, Sagittarius A*. Eles criaram um teste de teoria da relatividade geral em um regime de massa que até hoje não foi bem testado. E a teoria foi verificada, mais uma vez… por enquanto.

“Neste momento, isso é basicamente um teste de consistência”, disse o autor do estudo Andreas Eckart ao Gizmodo. “Nós avaliamos os dados com o que esperávamos da relatividade”, e viram “indicações muito fortes que obtivemos a resposta esperada”.

Cientistas como Einstein elaboraram teorias para explicar algo que eles não entendem. Mas uma vez que a teoria existe, ele deve fazer previsões testáveis. Os cientistas devem continuar a testar a teoria de várias maneiras: provando que essas previsões realmente existem, como a descoberta de ondas gravitacionais anunciadas em 2016, ou tentando quebrar a teoria aplicando-a a casos mais extremos, como os pesquisadores estão fazendo aqui.

A equipe reuniu dados de vários artigos, assim como observações do Very Large Telescope do Chile em três estrelas, chamadas S2, S38 e S55/S0-102. Esses corpos orbitam Sgr A*, o presumido buraco negro supermassivo quatro milhões de vezes a massa de nosso próprio Sol no centro da Via Láctea. Os pesquisadores conseguiram comparar as órbitas das estrelas com os valores matemáticos que as leis de Einstein preveem. A equipe publicará seus resultados no Astrophysical Journal.

Mas isso está longe de estar terminado. Apesar de duas décadas de dados, os pesquisadores apenas olharam para três estrelas e viram uma grande incerteza quanto ao valor calculado. Ainda há espaço suficiente para provar que Einstein estava errado. “Para testar se há ou não uma violação, você precisa ter uma relação sinal/ruído muito melhor”, disse Eckart. Medições mais precisas podem ser feitas nessas estrelas usando outras experiências para fazer testes de relatividade muito mais precisos. “Se isso vai levar a uma modificação, não posso dizer”. O sinal pode ser fraco, mas ele espera que mais dados melhorem o resultado.

Mas outros acham que é um passo importante. “Da minha perspectiva, a coisa empolgante sobre este artigo é que ele melhora os testes de gravidade em um regime que não foi bem testado até o momento”, disse Tessa Baker, pesquisadora de pós-doutorado na Universidade de Oxford ao Gizmodo. Ela apontou que há uma grande quantidade de fatores de desordem e potenciais no centro da galáxia que podem nublar uma medida lá, mas “parece que eles fizeram um trabalho abrangente e cuidadoso de contabilizar eles”. Ela também Gostaria de ver como modificações na relatividade geral apareceriam em suas medidas.

Mas o que a equipe de Eckart fez no final das contas foi criar um sistema fácil de replicar com dados adicionais para cientistas que desejam repetir os testes.

“Todos os dados são publicados em tabelas”, disse Eckhart. “Usando o novo artigo, você poderia tirar os dados das tabelas e executá-los novamente “.

Imagem: Visão de um artista das três estrelas orbitando o Sgr A* (Imagem: ESO/M Parsa/L. Calçada)