No dia 17 de agosto de 2017, os instrumentos do LIGO, nos EUA, e do Virgo, na Itália, registraram as primeiras ondas gravitacionais produzidas por um sistema binário de estrelas de nêutrons. Até então, só haviam sido registradas ondas gravitacionais de pares de buracos negros. Assim, o sinal chamado de GW170817 permitiu aos físicos testarem as previsões da teoria da relatividade geral e de teorias alternativas da gravitação para a dinâmica de um sistema binário no regime de campo gravitacional forte, contendo matéria pela primeira vez. “A teoria da relatividade geral continua passando nos testes”, afirma o físico Odylio Aguiar, coordenador do grupo do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) que participa da colaboração científica do LIGO, ao comentar os resultados publicados em julho na Physical Review Letters.
Para comparar as diversas teorias alternativas da gravitação com a teoria da relatividade geral, os pesquisadores usam os dados do LIGO e do Virgo para estimar o valor de uma série de grandezas conhecidas como coeficientes pós-newtonianos. Cada teoria da gravitação prevê um valor diferente para esses coeficientes. O novo estudo obteve faixas de valores para esses coeficientes com 90% de confiabilidade, todas compatíveis com os valores previstos pela teoria relatividade geral de Einstein.
A relatividade geral também passou nos testes que usaram os dados das ondas gravitacionais da espiralação das estrelas de nêutrons para estabelecer limites à existência de fenômenos proibidos pela teoria de Einstein. “A relatividade geral afirma que as ondas gravitacionais não possuem uma componente de dipolo” explica Aguiar. “Colocamos restrições à radiação dipolar”.
“Também foram encontrados limites na dispersão modificada da ondas gravitacionais, que testam a possibilidade do gráviton, a partícula associada à interação gravitacional, ter massa”, diz o físico. “Esse limite não é tão bom quanto o imposto por outras detecções de ondas gravitacionais de binárias de buracos negros realizadas anteriormente por essas colaborações LIGO e Virgo, porque as binárias de buracos negros ocorreram a distâncias muito maiores, portanto aumentando a precisão desses limites.”
“Esses resultados, em combinação com as informações da contrapartida eletromagnética da fusão das estrelas de nêutrons observada também permitiram restringir efeitos devidos a dimensões extras grandes. Segundo a teoria da relatividade geral, só devem existir quatro dimensões. Outras teorias prevêem a existência de até 11 dimensões.”
Os resultado de todos os testes realizados até aqui também mostraram boa concordância com a previsão da relatividade geral de que as ondas gravitacionais possuem apenas duas polarizações possíveis.
Artigo científico
Tests of General Relativity with GW170817
B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 123, 011102 – 1 de julho de 2019
ArXiv:1811.00364
Contato para imprensa
Igor Zolnerkevic
Assessor de comunicação
comunicacao@sbfisica.org.br