Prêmio Nobel de Física vai para cientistas de ondas gravitacionais

Três físicos que lideraram o experimento LIGO, que fez a primeira detecção de ondas gravitacionais, irão compartilhar o prêmio deste ano.

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Por Clara Moskowitz
Publicado na Scientific American

Como muitos esperavam, o Prêmio Nobel de Física este ano irá para três cientistas que lideraram a busca de 50 anos para detectar ondas gravitacionais. Rainer Weiss, Barry C. Barish e Kip S. Thorne vão compartilhar o prêmio por seu trabalho no Observatório de Onda Gravitacional do Interferômetro Laser (LIGO), que em 2016 anunciou a detecção de ondulações no espaço-tempo pela primeira vez.

“O prêmio deste ano é sobre uma descoberta que abalou o mundo”, disse Göran K. Hansson, secretário-geral da Real Academia Sueca das Ciências, nesta manhã na conferência de imprensa do Prêmio Nobel anunciando o prêmio. Ele estava falando em termos figurativos e literais sobre uma conquista científica que conquistou manchetes em todo o mundo, originadas em cataclismos cósmicos cujas repercussões nós sentimos na Terra, a bilhões de anos-luz de onde partiram.

“É realmente maravilhoso”, disse Weiss esta manhã por telefone na conferência de imprensa do Prêmio Nobel. “Eu vejo isso como o reconhecimento do trabalho de cerca de 1000 pessoas”. O LIGO envolve cientistas de cerca de 90 instituições nos cinco continentes. O experimento já relatou quatro observações separadas de ondas gravitacionais. O último, anunciado há menos de uma semana, foi feito em conjunto com o experimento europeu Virgo. “Pensando nisso, tentando fazer uma detecção nos primeiros dias, às vezes tentando e falhando”, lembrou Weiss. “É muito, muito emocionante que tenha finalmente funcionado”.

As ondas gravitacionais, previstas pela primeira vez há mais de 100 anos pela teoria geral da relatividade de Albert Einstein, são vibrações no tecido do universo criado quando curvam dobram o espaço-tempo ao seu redor. Os sinais que o LIGO viu até agora provêm de colisões entre dois buracos negros – curvadores cósmicos cuja violência está além da imaginação.

“Esta é uma conquista verdadeiramente notável que contempla quase 50 anos de esforços experimentais”, disse Nils Mårtensson, presidente do comitê do Prêmio Nobel de Física. Metade do prêmio de 9 milhões de coro sueco (US$ 1,1 milhão) vai para Weiss, físico do Massachusetts Institute of Technology, que liderou o esforço para projetar e construir o LIGO nos seus primeiros dias. Thorne, físico do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), é co-fundador do experimento que liderou o trabalho teórico para prever como seriam os sinais de colisões de buracos negros. Barrish, também físico da Caltech, é responsável por ajudar o experimento a alcançar a extrema precisão necessária para detectar ondas gravitacionais.

“Hoje é um dia especial para toda a nossa comunidade”, diz Laura Cadonati, física do Instituto de Tecnologia da Geórgia, porta-voz adjunto do LIGO Scientific Collaboration. “Centenas de cientistas em todo o mundo estavam seguindo o feed do Nobel e as mensagens estavam voando em e-mails e mídias sociais. Muitos de nós ficamos um pouco emotivos e suspeito que as celebrações sejam realizadas em todo o mundo hoje, para Rai, Kip e Barry, mas também para o LIGO Scientific Collaboration, nossos amigos e colegas do Virgo e o futuro da astrofísica da onda gravitacional. É realmente um dia feliz.

O LIGO é composto por dois detectores interferômetro a laser – um no estado de Washington e o outro na Louisiana, que observam as distorções no espaço criadas quando ocorre uma onda gravitacional. Em forma de L gigantes, os detectores usam espelhos para refletir a luz laser de um lado para o outro ao longo de suas pernas perpendiculares de quatro quilômetros de comprimento. Relógios atômicos incrivelmente precisos detectam diferenças na quantidade de tempo que a luz leva para percorrer as pernas. Se uma onda passar expandindo e contraindo o espaço-tempo da Terra à sua volta, as pernas não terão comprimento exatamente igual, e um dos raios laser chegará uma fração de segundo depois que o outro.

O experimento começou na década de 1960, mas levou décadas para alcançar a sensibilidade que precisava para medir o pequeno atraso de tempo que os raios laser exibiam devido a ondas gravitacionais. Os cientistas do LIGO fizeram a primeira confirmação de sinal em setembro de 2015 e anunciaram a descoberta no mês de fevereiro seguinte. Planos para detectores similares estão em andamento no Japão, na Índia e em outros lugares.

“Este prêmio é importante, pois ajuda a marcar o início de uma nova era na física e na astronomia, uma era em que temos uma nova ferramenta para investigar o alcance do cosmos – usando ondas gravitacionais”, diz Robert Caldwell, professor de física e astronomia no Dartmouth College. “Na verdade, existe um ‘mundo desconhecido’ de buracos negros e outros objetos exóticos, que só podemos acessar através de ondas gravitacionais. Isso é realmente emocionante – como ganhar um novo sentido”.

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