Em 1859, o astrônomo e matemático francês Urbain Le Verrier detectou algo estranho: Mercúrio apresentava um desvio em sua órbita ao redor do Sol, desafiando a precessão ordenada prevista pela física newtoniana.
Essa anomalia não poderia ser explicada pela presença de planetas desconhecidos afetando a órbita de Mercúrio; apenas pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein, de 1915, que descreve como a gravidade cria curvas no tecido do espaço-tempo.
A teoria geral de Einstein se manteve firme desde então, mas há aspectos do Universo que seu modelo revolucionário não consegue explicar. O modelo falha nos centros dos buracos negros e no início do Universo, por exemplo, e não se alinha facilmente com a mecânica quântica, levando alguns físicos a considerar alternativas sobre o funcionamento da gravidade.
Embora essas ideias ainda sejam teorias embrionárias, a descoberta de anomalias gravitacionais em estrelas gêmeas distantes, com aceleração infinitamente baixa, está desafiando novamente a teoria geral de Einstein.
Em um novo estudo, o astrofísico Kyu-Hyun Chae, da Universidade de Sejong, na Coreia, analisou quase 2.500 sistemas estelares binários amplos com o telescópio espacial Gaia, da Agência Espacial Europeia, concluindo que a gravidade padrão está falhando em certos pontos dentro desses sistemas.
Inicialmente, Chae relatou ter encontrado anomalias gravitacionais em meados de 2023 em um estudo sobre os movimentos orbitais de sistemas binários amplos, anomalias que ele acreditava serem evidências de uma teoria da gravidade modificada, chamada dinâmica newtoniana modificada (MOND).
No entanto, alguns físicos discordaram, sugerindo que sua amostra havia sido “contaminada” pela influência de companheiros próximos não detectados nos sistemas estelares binários. Ou seja, as acelerações maiores do que o esperado observadas por Chae em alguns sistemas binários amplos eram mais provavelmente o efeito de elementos ocultos que Chae não havia percebido.
Assim, o físico da Universidade de Sejong procurou testar seus métodos novamente em um subconjunto menor e mais refinado de estrelas binárias “puras”. Chae descobriu que estrelas gêmeas em órbitas próximas se comportavam de acordo com a dinâmica newtoniana clássica, sem problemas.
Mas estrelas binárias separadas por mais de 2.000 unidades astronômicas pareciam receber um “impulso” de velocidade em baixas acelerações, inconsistente com o que a mecânica clássica prevê e independentemente da inclusão da hipotética matéria escura nos modelos.
“Essa anomalia gravitacional implica uma quebra de baixa aceleração tanto da dinâmica newtoniana quanto da relatividade geral e, portanto, tem enormes implicações para a astrofísica, cosmologia e física fundamental”, escreve Chae em seu novo artigo.
“Portanto, não se pode enfatizar demais a importância de confirmar a anomalia alegada a partir de tantos estudos independentes quanto possível.”
Embora dois estudos do mesmo pesquisador estejam longe da verificação independente que resultados revolucionários exigem, Chae acredita que seus métodos são sólidos. Embora admita que as interpretações teóricas da anomalia relatada são “amplas”.
No entanto, ele também faz grandes afirmações em seu artigo, como “o paradigma da matéria escura parece agora fadado ao abandono” e que “a cosmologia padrão baseada na relatividade geral parece não ser mais válida, mesmo em princípio”.
Esses tipos de afirmações exigem evidências incrivelmente robustas, respaldadas por diversas replicações experimentais. O artigo de Chae certamente será minuciosamente examinado por seus pares. No entanto, é em descobertas como essa que podemos encontrar uma maneira de preencher nossas lacunas de conhecimento sobre os mistérios restantes da gravidade.
“A evidência do aumento da gravidade no contexto de baixa aceleração agora é clara o suficiente”, escreve Chae. “Embora a comunidade científica deva continuar coletando mais evidências de observações futuras.”
O estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal.
O artigo foi publicado por Clare Watson na ScienceAlert.
