Super pulsar comprova teorias de Einstein

Super pulsar comprova teorias de Einstein
Com informações do ESO - 26/04/2013


O binário exótico emite "radiação gravitacional", ondas no espaçotempo. Embora estas ondas gravitacionais (apresentadas como a grade na imagem) não possam ser detectadas diretamente pelos astrônomos a partir da Terra, podem ser observadas indiretamente medindo-se a variação da órbita do sistema à medida que este perde energia. Como o pulsar é extremamente pequeno, o tamanho relativo dos dois objetos não está desenhado em escala.[Imagem: Antoniadis et al./Science][/img]


Matéria condensada

Uma dupla de estrelas bizarra, constituída pela estrela de nêutrons de maior massa conhecida até hoje e uma estrela anã branca, ajudou a fazer um dos testes mais rigorosos até hoje das teorias da relatividade geral e da gravitação de Einstein.

Até agora, as novas observações estão exatamente de acordo com as previsões da relatividade geral e são inconsistentes com algumas teorias alternativas.

Uma equipe internacional descobriu binário exótico, constituído por uma estrela de nêutrons, pequena mas excepcionalmente pesada, que gira em torno de seu próprio eixo 25 vezes por segundo, e por uma estrela anã branca que a orbita a cada duas horas e meia.

A estrela de nêutrons é um pulsar (chamado PSR J0348+0432) que emite ondas de rádio, que podem ser observadas a partir da Terra com radiotelescópios. Além de ser muito interessante por si só, este par incomum é também um laboratório único para testar os limites das teorias físicas.

O pulsar é o que resta da explosão de uma supernova. Ele é duas vezes mais pesado que o Sol, mas tem um diâmetro de apenas 20 quilômetros.

A gravidade em sua superfície é mais de 300 bilhões de vezes mais intensa que a sentida na Terra, e, em seu centro, cada pedaço do tamanho de um cubo de açúcar tem mais de um bilhão de toneladas de matéria comprimidas.

A sua companheira anã branca é apenas um pouco menos exótica: trata-se de um resto brilhante de uma estrela muito mais leve, que perdeu a sua atmosfera e que lentamente vai se apagando.



Esta concepção artística mostra o objeto duplo exótico constituído por uma estrela de nêutrons, pequena mas excepcionalmente pesada, que gira em torno de seu próprio eixo 25 vezes por segundo, e por uma estrela anã branca que a orbita a cada duas horas e meia. [Imagem: ESO/L. Calçada]
Desafios à teoria da relatividade

A teoria da relatividade geral de Einstein, que explica a gravidade como uma consequência da curvatura do espaço-tempo criada pela presença de matéria e energia, tem resistido a todos os testes desde o primeiro momento da sua publicação, há quase um século atrás.

Mas ela não pode ser a explicação derradeira e deverá, em última instância, perder a sua validade. Isto principalmente porque a relatividade geral não é consistente com outra grande teoria física do século XX, a mecânica quântica. Ela também prevê singularidades para certas circunstâncias, quando algumas quantidades tendem para o infinito, tal como no centro de um buraco negro.

Os físicos construíram outras teorias de gravidade que levam a previsões diferentes das da relatividade geral. Para algumas destas alternativas, as diferenças são percebidas apenas para campos gravitacionais extremamente fortes, os quais não podem ser encontrados no Sistema Solar.

Em termos de gravidade, o superpulsar é de fato um objeto extremo, mesmo quando comparado com outros pulsares que foram usados em testes de alta precisão da relatividade geral de Einstein.

Em campos gravitacionais tão fortes, pequenos aumentos na massa podem levar a grandes variações no espaçotempo em torno destes objetos.

Até agora, os astrônomos não tinham ideia do que podia acontecer na presença de uma estrela de nêutrons de massa tão elevada como a PSR J0348+0432. Este objeto oferece a oportunidade única de levar estes testes a territórios literalmente desconhecidos.

A equipe combinou as observações da anã branca, obtidas pelo Very Large Telescope do ESO, com o sinal muito preciso do pulsar obtido pelos radiotelescópios.

Um sistema binário tão próximo emite ondas gravitacionais e perde energia, o que faz com que o período orbital varie ligeiramente, sendo que as previsões para esta variação feitas pela relatividade geral e pelas outras teorias são diferentes.

Os dados deram razão a Einstein.

Este é apenas o começo dos estudos detalhados sobre este objeto único, e os astrônomos irão utilizá-lo para testar a relatividade geral com cada vez mais precisão nos próximos meses.

fonte:
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=pulsar-comprova-teorias-einstein&id=010130130426

Oi Jonas,

Vou aqui reproduzir um texto que foi publicado no extinto fórum da UFF a respeito de um assunto similar, porém usando o pulsar binário PSR 1913+16.

“O problema para se falar em ondas gravitacionais é o mesmo que para falar em grávitons: não temos evidência direta da existência de nenhum deles.

No caso das ondas gravitacionais, o que está sendo considerado evidência indireta da existência das mesmas é a diminuição do período orbital do pulsar duplo PSR1913+16, o que levou seus descobridores a ganhar o Nobel em 1993, como pode ser conferido no endereço http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1993/illpres/discovery.html.

No artigo é dito que a diminuição do período orbital das estrelas que compõem o pulsar duplo 1913+16 está sendo considerada evidência indireta da existência de ondas gravitacionais, as quais seriam as responsáveis pela perda de energia do pulsar, o que estaria em acordo com as previsões da Teoria Geral da Relatividade (“This in turn is currently one of our strongest supports for the validity of the General Theory of Relativity”).

Os laureados descobriram que o período orbital dos pulsares diminuiu mais de 10 segundos desde 1975, o que está sendo interpretado como indicador de que a velocidade (energia) dos mesmos está diminuindo e sendo usada para a emissão das referidas ondas. Note que a única evidência objetiva que temos é que o período orbital dos pulsares diminuiu. O restante nós não vimos, não medimos e realmente não sabemos (mas tem gente ganhando o Nobel em cima disto).

Há algum tempo tive a oportunidade de trocar algumas palavras (no fim de uma palestra) a este respeito com um renomado astrônomo, o qual me deu a mesma explicação que consta no site. Quando relatei ao astrônomo que este fenômeno está sendo usado como comprovação das ideias do Einstein, ele disse que esta situação era considerada prova das ideias do Einstein “e de mais umas 50 teorias...”, para meu espanto. Infelizmente não consegui saber dele que teorias seriam estas e ainda continuei com a questão me intrigando de vez em quando (haviam vários participantes querendo tirar dúvidas com o astrônomo).

Este é um dos assuntos a respeito dos quais tenho dúvidas, corpos que perdem massa (estrelas de sequência principal e pulsares emitem energia e, portanto, têm de perder massa) deveriam se distanciar de acordo com as leis de Newton e de Kepler. Em geral as teorias de Einstein nos são apresentadas como uma adequação, ou mais propriamente um ajuste, com a condição de dar mais precisão ao deixado por Kepler e Newton, e não como algo que prevê cenários opostos aos que podemos prever usando a física clássica em relação a corpos celestes.

Apesar das minhas dúvidas é bom saber que ao menos uma teria (a do Einstein) previu com precisão melhor do que 0,5% (conforme dados do site do Nobel de 1993) os eventos observados (eu não sei se as teorias alternativas a que o renomado astrônomo se referiu têm previsões quantitativas). Não é a toa que o Einstein tem o prestígio que tem."

O que continua a me preocupar é que esta teoria esteja produzindo cenários muito diferentes (na verdade, opostos) aos previstos pela mecânica de Newton e Keppler, o que configura em uma quebra de paradigma de grande vulto."

Agora o mesmo está sendo feito com mais precisão com o uso do poderoso pulsar PSR J0348+0432. Continuo achando muito bom que já tenhamos uma teoria matematicamente consistente que consiga prever o que vamos observar e ainda preocupado com o fato dela prever cenários opostos (e não apenas ajustados) ao que as leis de Newton e Kepler o fazem, em vez dos pequenos ajustes que todo mundo nos diz que seriam esperados. Uma mudança tão grande de paradigma pode estar escondendo algo bem mais significativo, a perda de massa mútua deveria produzir afastamento e não aproximação.

[]s

P.S. No extinto fórum da UFF havia um tópico, reproduzido em http://ouniversosustentavel.blogspot.com.br/p/o-que-produz-o-efeito-massa-inercial.html , que dá uma ideia um pouco mais abrangente das minhas dúvidas neste quesito.