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A Teoria da Relatividade Geral, proposta por Albert Einstein, reverbera até hoje e os cientistas seguem buscando testá-la para validá-la ou refutá-la em definitivo. E, recentemente, a teoria passou por um de seus maiores testes até hoje.
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Um grupo com diversos astrônomos mapeou a distribuição de quase seis milhões de galáxias durante 11 bilhões de anos do Universo. E, adivinhe: as previsões da teoria de Einstein batem perfeitamente com o que eles descobriram.
O que os cientistas descobriram sobre o Universo?
Segundo os pesquisadores, a forma como a gravidade agrupa essas galáxias contra a atração externa da expansão do Universo e como esse agrupamento evolui com o passar do tempo está em consonância com oque Einstein propôs no século XX.
Esse teste está sendo considerado como o maior da Teoria da Relatividade Geral já feito, pois abrange boa parcela dos 13,8 bilhões de anos do Universo. Isso quer dizer que a teoria do físico alemão é consistente nas maiores e nas menores escalas.
A cosmóloga Pauline Zarrouk, do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica, ressalta a necessidade de testes mais específicos em grandes escalas. “A relatividade geral foi muito bem testada na escala dos sistemas solares, mas, também, precisamos testar se nossa suposição funciona em escalas muito maiores”.
“Estudar a taxa de formação das galáxias nos permite testar diretamente nossas teorias e, até agora, estamos nos alinhando com o que a relatividade geral prevê em escalas cosmológicas”, prossegue.
O que sabemos da gravidade até agora
- Assim como em nosso planeta, a gravidade tem uma função vital no funcionamento do Universo;
- Até hoje, os cientistas não conseguiram desvendar o que ela é ou por que é assim, mas se sabe que:
- Os objetos com massa costumam atrair outros na mesma condição;
- A força da atração é diretamente proporcional à massa;
- Ela muda a geometria do espaço-tempo ao redor de uma massa.
- Além disso, a gravidade é uma espécie de “cola” que une o Universo, que é abrangido por grandes filamentos de campos gravitacionais advindas da matéria escura, formando uma espécie de teia;
- A maioria da matéria do Universo se distribui por esses fios e nós da teia.
Essas questões são abordadas pela teoria de Einstein, contudo, como lembra o Science Alert, é importante encontrar possíveis falhas nela, pois isso poderia solucionar alguns problemas, como diferenças questionáveis entre mecânica quântica e física clássica. Dessa forma, os pesquisadores seguem “forçando” e “estressando” a teoria ao máximo, por meio dos testes aplicados no Universo em várias escalas.
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Forma de realização do grande teste
No caso desse grande teste, os cientistas utilizaram o Instrumento Espectral de Energia Escura (DESI, na sigla em inglês). Ele é liderado pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, sendo ele operado por um enorme grupo colaborativo internacional, que vem mapeando o Universo observável visando desvendar seus mistérios.
O DESI está em operação desde 2019 e os últimos resultados obtidos pela equipe se baseiam em análise detalhada do primeiro ano de dados que o dispositivo coletou.
A partir daí, foi realizada pesquisa abrangente de 5,7 milhões de galáxias e quasares existentes durante o tempo de existência do Universo. Foram mapeados seu crescimento, evolução e distribuição em todo o cosmos há 11 bilhões de anos.
Com base na Teoria da Relatividade Geral, eles tentaram prever o crescimento e distribuição da teia, descobrindo assim que o Universo atual se comportou tal como a teoria de Einstein indica e em escala gigantesca.
Nessa mesma linha de raciocínio, no início do mês, foi publicado artigo que mediu a taxa de expansão do Universo baseado em relíquias cósmicas de ondas acústicas, congeladas quando a névoa de átomos que preenchia o Universo em seus primórdios se dissipou.
Agora, a equipe colaborativa espera que a pesquisa que vem sendo realizada possa seguir ampliando nosso conhecimento sobre a evolução do Universo e siga desvendando as forças misteriosas responsáveis por impulsionar essa evolução e sua expansão.
O físico Dragan Huterer, da Universidade de Michigan (EUA), explica que “esta é a primeira vez que o DESI observa o crescimento da estrutura cósmica. Estamos mostrando tremenda nova capacidade de sondar a gravidade modificada e melhorar as restrições em modelos de energia escura. E isso é apenas a ponta do iceberg”.
E não só isso: os resultados recém-obtidos impuseram restrições ao limite superior da massa do neutrino, partícula essa que é tão misteriosa que não é possível (pelo menos, até hoje) pesá-la com a devida precisão.
Etapa atual da pesquisa
No momento, os pesquisadores estão analisando mais dados. No caso, os três primeiros anos de informações colhidas pelo DESI. Uma vez que o instrumento finalizar seu trabalho, estima-se que ele terá recolhido dados de mais de 40 milhões de galáxias e quasares.
Alguns dos principais mistérios que a coalizão espera que essas informações desvendem é a natureza da matéria escura, o item invisível que gera a gravidade extra no Universo e, no caso da energia escura, o item invisível que impulsiona a expansão variável e acelerada do Universo.
Segundo o físico Mark Maus, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e da Universidade da Califórnia, Berkeley (EUA), “a matéria escura compõe cerca de um quarto do Universo e, a energia escura, outros 70%. Não sabemos realmente o que é nenhuma delas. A ideia de que podemos tirar fotos do Universo e abordar essas grandes e fundamentais questões é alucinante.”
As descobertas dos cientistas estão listadas em três artigos no servidor de pré-impressão arXiv e serão revisados por pares.
O que diz a Teoria da Relatividade Geral
A Teoria da Relatividade Geral foi proposta por Albert Einstein em 1915 e é balizada por várias hipóteses que expandem a Teoria da Relatividade Restrita, também de Einstein. Ela também versa sobre a Lei da Gravitação Universal, de Isaac Newton.
Ela prevê, por exemplo, que os raios de luz de estrelas mais distantes se curvam ao passar perto do Sol, algo já confirmado pela ciência. Ela abrange a aceleração dos corpos e é válida para referenciais que apresentam aceleração.
Também é conhecida por sua “beleza” matemática e segue em testes constantes pelos pesquisadores, mas ela lançou luz a muitas dúvidas existentes acerca do Universo.
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