Ok Sr. Einstein, maçãs e estrelas caem todas do mesmo jeito

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/06/2020

Foram oito anos monitorando um trio cósmico extremo e muito peculiar.
[Imagem: Michael Kramer/MPIfR]

Tudo cai com a mesma aceleração

Uma equipe internacional de astrônomos, liderados pelo Instituto Max Planck de Radioastronomia, na Alemanha, determinou com extrema precisão que a gravidade faz com que as estrelas de nêutrons e as anãs brancas caiam com acelerações iguais.

Guillaume Voisin e seus colegas chegaram a esta conclusão rastreando com precisão o movimento do pulsar PSR J0337+1715, uma estrela de nêutrons que é membro de um incomum sistema triplo de estrelas.

O monitoramento foi feito por meio de um método mais rigoroso e uma combinação de dados de radiotelescópios com as informações mais recentes dos detectores de ondas gravitacionais. E os resultados fornecem o teste mais rigoroso já feito de uma das previsões mais fundamentais da Teoria da Relatividade Geral: a de que a gravidade atrai todos os objetos com a mesma aceleração, independentemente de sua composição, densidade ou força de seu próprio campo gravitacional.

Trio peso-pesado

O pulsar PSR J0337+1715, localizado na constelação de Touro, é uma estrela de nêutrons de 1,44 massas solares que apresenta pulsos regulares na frequência de rádio conforme gira 366 vezes por segundo em torno do seu próprio eixo. Ele é membro de um sistema muito raro de estrelas triplas, estando em interação recíproca com outras duas estrelas, ambas anãs brancas.

Uma anã branca já é bastante exótica por si mesma, uma estrela tipicamente do tamanho da Terra com uma densidade de muitas centenas de quilogramas por centímetro cúbico no seu centro. Mas, comparada às anãs brancas, uma estrela de nêutrons é realmente extrema, tendo mais massa do que o Sol prensada em um diâmetro de pouco mais de 20 quilômetros e alcançando densidades de mais de um bilhão de toneladas dentro do volume de um cubo de açúcar.

A equipe mediu com precisão os tempos de chegada dos pulsos de rádio desse trio exótico durante um período de oito anos, mostrando que a estrela de nêutrons e as anãs brancas afetam o tecido do espaço-tempo - como elas "caem", por assim dizer - com a mesma aceleração, com uma confiabilidade de duas partes por milhão.

Se é mais uma confirmação da Relatividade, este resultado trouxe problemas para outras teorias: Sob algumas formulações da gravidade, mas não da Relatividade Geral, seria esperado que um pulsar se comportasse de maneira diferente de outras estrelas, planetas ou mesmo bolas caídas de uma torre na Itália, porque os pulsares são muito mais massivos e compactos. Esses modelos agora terão que ser revistos.

Universalidade da queda livre

O fenômeno em questão, conhecido como universalidade da queda livre, está na base da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein.

A universalidade da queda livre é uma característica única da gravidade: Ao contrário de todas as outras interações, ou forças, na natureza, a gravidade atrai todos os objetos materiais com a mesma aceleração.

Galileu Galilei supostamente largou vários pesos de tamanhos diferentes da torre de Pisa para testar isso. Isaac Newton mais tarde considerou este um princípio fundamental da gravidade, apresentando-o sem uma explicação mais profunda.

"Confirmá-lo com esta precisão constitui um dos testes mais rigorosos da teoria de Einstein já feitos - e a teoria passou no teste com cores vivas," disse Guillaume Voisin. "Além disso, os resultados também fornecem restrições muito rigorosas às teorias alternativas da gravidade, que competem com a Relatividade Geral de Einstein para explicar a gravidade e, por exemplo, a energia escura".

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