GW250114 destaca-se para os cientistas que rastreiam ondas fracas que viajam pelo universo. É o sinal de onda gravitacional mais claro alguma vez registado a partir de um par de buracos negros em fusão, dando aos investigadores uma ferramenta invulgarmente precisa para testar a teoria da gravidade de Albert Einstein, chamada relatividade geral.
“O que é surpreendente é que o fenómeno é quase idêntico ao que vimos pela primeira vez há 10 anos, GW150914. A razão pela qual é tão óbvio é que os nossos detectores tornaram-se muito mais precisos ao longo dos últimos 10 anos,” disse o físico Keefe Mittman, da Cornell, pós-Planix e Planix AW no Hubble Aided Planix Center da NASA. Ciências na Faculdade de Artes e Ciências.
Um esforço global para estudar colisões de buracos negros
Mittmann é coautor do estudo que examina este sinal, intitulado “Espectroscopia de Buraco Negro e Testes de Relatividade Geral com GW250114”, que foi publicado em Carta de revisão física 29 de janeiro. O artigo foi produzido pela Colaboração Científica LIGO com a Colaboração Kumari da Itália e a Colaboração Kagra do Japão. Os cientistas da Cornell desempenharam um papel importante no projeto LIGO-VIRGO-KAGRA desde o seu início no início dos anos 1990.
A onda gravitacional, conhecida como GW250114, foi criada quando dois buracos negros colidiram, enviando ondas através do espaço-tempo. Esse sinal chegou ao Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO), com sede nos EUA, em 14 de janeiro de 2025. Cada onda gravitacional tem o nome da data em que foi detectada e foi anunciada publicamente pela equipe LIGO-VIRGO-KAGRA em setembro de 2025. E de acordo com a análise, seu sinal geral é identificado por Mikolavs. A relatividade prevê. Ao mesmo tempo, os investigadores acreditam que nem todas as fusões de buracos negros seguirão tão de perto as regras de Einstein, o que poderá abrir novas portas na física fundamental.
Como os buracos negros revelam seus segredos
Quando dois buracos negros se fundem, o objeto recém-formado vibra, como um sino tocado. Essas vibrações criam tons distintos definidos por duas medidas, explica Mittmann: uma frequência de oscilação e um tempo de amortecimento. Medir um único tom permite aos cientistas calcular a massa e a rotação do buraco negro final. A detecção de dois ou mais tons torna possível fazer verificações múltiplas e independentes das mesmas propriedades previstas pela relatividade geral.
“Se estas duas medições concordarem entre si, estamos efetivamente a verificar a relatividade geral”, diz Mittman. “Mas se você medir dois tons que não correspondem à mesma combinação de massa e spin, poderá começar a testar até que ponto se desvia das previsões da relatividade geral.”
No caso do GW250114, o sinal era claro o suficiente para que os cientistas medissem dois tons e limitassem o terceiro. Todos esses resultados são consistentes com a teoria de Einstein.
Encontrando rachaduras na teoria de Einstein
E se as medições fossem inconsistentes?
“Portanto, temos muito trabalho a fazer como físicos para tentar explicar o que está acontecendo em nosso universo e qual seria a verdadeira teoria da gravidade”, disse Mittman. Ele e os seus colegas pensam que é possível que os futuros sinais de ondas gravitacionais não se alinhem perfeitamente com a relatividade geral, dando pistas para um mistério de longa data.
Os físicos já suspeitam que a relatividade geral pode não ser a palavra final sobre a gravidade. Como aponta Mitman, a teoria não explica fenómenos como a energia escura e a matéria escura, e falha quando os cientistas tentam conciliá-la com as leis que regem o mundo quântico.
“Tem que haver alguma forma de resolver este paradoxo para tornar a nossa teoria da gravidade compatível com a nossa teoria da mecânica quântica”, disse Mittman. “Nessa linha, esperamos alguns desvios das previsões clássicas de Einstein, onde vemos assinaturas de gravidade quântica impressas nesses sinais de ondas gravitacionais.
“A esperança é que um dia veremos esses desvios e isso nos ajudará a ditar o que poderia ser uma teoria da gravidade quântica”.
