A teoria geral da relatividade de Einstein resiste ao teste do tempo ou essa famosa descrição da gravidade oscila quando testada ao extremo? Uma equipe de astrônomos usou um par de remanescentes estelares ultradensos para testar a teoria.
Em 1919, cientistas viajaram para o Brasil e São Tomé e Príncipe para testemunhar um eclipse solar e medir a sutil curvatura da luz das estrelas causada pela massa do Sol. Este experimento foi um dos primeiros de uma série altamente divulgada de testes da teoria geral da relatividade, que governa a deformação do espaço-tempo por matéria e energia. A teoria resistiu a teste após teste, mas isso não impediu os astrônomos de tentar confundi-la.
À medida que nossa compreensão do universo e das ferramentas à nossa disposição se tornaram mais sofisticadas, nossos testes também se tornaram; agora, uma equipe liderada por Hao Ding (Universidade de Tecnologia de Swinburne e Centro de Excelência ARC para Descoberta de Ondas Gravitacionais, Austrália) se juntou à busca para investigar a teoria centenária da gravitação usando um tipo de objeto ainda não conhecido no mundo quando Einstein escreveu a teoria em 1915 — os pulsares.
Os pulsares são remanescentes estelares altamente magnetizados e extremamente densos que emitem feixes de radiação. Em casos raros, as duas estrelas em um sistema binário podem evoluir para pulsares; a descoberta de um pulsar em um sistema binário em 1974 e sua importância como banco de testes para teorias da gravitação rendeu a Russell Hulse e Joseph Taylor um Prêmio Nobel.
Os astrônomos usam pulsares binários para testar as previsões da relatividade geral, medindo a taxa na qual suas órbitas decaem à medida que perdem energia na forma de ondas gravitacionais. Medições anteriores da taxa de decaimento orbital para um dos 16 binários de pulsar confirmados, PSR J1537 + 1155, discordaram das previsões da relatividade em 9% – uma discrepância muito maior do que a encontrada para outros sistemas.
Uma grande dificuldade de realizar este teste está em determinar a distância até o PSR J1537+1155, que se move pelo céu em um ritmo incomumente rápido; infelizmente, a melhor maneira de medir a distância de um par de pulsares usa as previsões da relatividade geral – portanto, não pode ser usada em um teste da teoria. Agora, Ding e colaboradores determinaram uma nova distância para PSR J1537+1155 à moda antiga: medindo o movimento aparente do sistema em relação às estrelas de fundo enquanto a Terra se move ao redor do Sol.
Para sua medição de distância atualizada, Ding e colaboradores usaram dados do Very Long Baseline Array (VLBA) – uma rede de radiotelescópios espalhados pelo mundo com o poder de resolução de uma única antena de rádio de 5.351 milhas de largura. A equipe combinou cuidadosamente as medições feitas ao longo de um período de seis anos para obter a distância mais precisa para um sistema pulsar binário já obtido sem assumir a relatividade como correta: 0,94 kiloparsec (3.066 anos-luz).
Com esta nova medição, a discordância entre as observações e as previsões da relatividade diminui para apenas 2,3%. Olhando para o futuro, Ding e colaboradores antecipam que as medições de interferometria de linha de base muito longas de alta sensibilidade refinarão ainda mais nossa estimativa da distância para PSR J1537 + 1155 e potencialmente resolverão a tensão restante entre observações e teoria.
Fonte:
https://aasnova.org/2022/02/02/testing-general-relativity-with-pulsars/
