- Um item da Nature relata a primeira detecção de ondas gravitacionais “monstruosas” em uma escala muito maior do que antes, trazendo a observação de ondas gravitacionais de volta ao centro das atenções
- O breve texto publicado as descreve como “Gravitational waves are back, and they’re bigger than ever”, destacando a mudança de escala como ponto central
- O item foi publicado na Nature 619, páginas 13-14, e o DOI é
10.1038/d41586-023-02167-7 - As referências incluem estudos sobre ondas gravitacionais publicados em 2023 por Agazie, Antoniadis, Reardon, Xu e outros
- Apenas com o texto fornecido, é difícil confirmar o método de observação, os equipamentos usados, os dados analisados e a interpretação científica
O que pode ser confirmado pelo título e pela frase publicada
- O título é “Monster gravitational waves spotted for first time” e coloca em destaque a primeira observação de ondas gravitacionais monstruosas
- O corpo efetivamente divulgado consiste em uma única frase, “Gravitational waves are back, and they’re bigger than ever”, enfatizando que as ondas gravitacionais voltaram a chamar atenção e que estão em uma escala maior do que nunca
Informações bibliográficas e escopo verificável
- O item foi publicado na Nature 619, páginas 13-14, e o DOI é
10.1038/d41586-023-02167-7 - As referências incluem os seguintes estudos de 2023
- Agazie et al., Astrophys. J. 951, L8
- Antoniadis et al., arXiv preprint
2306.16214 - Reardon et al., Astrophys. J. 951, L6
- Xu et al., Res. Astron. Astrophys. 23, 075024
- O texto fornecido não traz informações específicas sobre método de observação, equipamentos de detecção, características do sinal ou interpretação científica
1 comentários
Comentários do Hacker News
A física e a engenharia modernas parecem meio absurdas no bom sentido. Eu achava que o LIGO nunca ia funcionar, e mesmo quando houve uma detecção, parecia quase que eles estavam correndo atrás do próprio rabo, mas agora as detecções em várias instalações e correlações com observações de luz de fusões de estrelas de nêutrons tornam quase incontestável que os dados são reais
Depois ouvi falar do LISA; o conceito básico é parecido, mas eles vão construir isso no espaço, com sondas mantendo uma formação e disparando lasers entre si a 2,5 milhões de km de distância, o que parecia um plano maluco. Mas pelo visto o Pathfinder, a prova de conceito, funcionou, e agora estão realmente construindo isso, e mesmo sendo previsto para 2037 ainda é surpreendente
Quando vi esse projeto num vídeo do Spacetime alguns anos atrás, também achei que o ruído seria grande demais e que não daria certo, mas agora parece que pode ter dado certo. Hoje, quando físicos dizem que algo é possível, eu presto atenção, por mais impossível que pareça
A rotação das estrelas de nêutrons é tão estável que chega a ser usada para calibrar relógios atômicos[0], mas algumas mostraram glitches diferentes do esperado, e esses glitches eram consistentes entre si. No fim, não eram glitches, mas uma gigantesca onda gravitacional distorcendo o espaço-tempo
[0] https://gizmodo.com/scientists-use-spinning-neutron-stars-to...
Grandes financiamentos e construções de grande porte hoje estão concentrados principalmente nos EUA, mas o centro do império muda ao longo do tempo, e as ideias vêm do mundo todo
https://www.uwa.edu.au/Profile/David-Blair
Isso é ainda mais de explodir a mente
[1] https://einstein.stanford.edu/TECH/technology1.html
Fico curioso sobre como seria quando uma dessas ondas passasse por nós. Seria algo como no som, com partículas sendo comprimidas e expandidas, e moléculas se rearranjando temporariamente numa direção “para baixo”, desviando-se só um pouquinho do centro de massa da Terra?
Também fico curioso se dá para pensar nessas ondas como senoides bem suaves. Por outro lado, algo como uma onda gravitacional quadrada de grande amplitude também seria possível? O que aconteceria com objetos atravessados por algo assim?
À medida que a onda passa e vai do pico ao vale, a direção se inverte: a direção x se estica e a direção y é comprimida. Aqui, esticar e comprimir significa acelerações instantâneas positivas e negativas adicionadas por cima da aceleração do campo gravitacional de fundo muito maior produzido pela Terra
Há uma visualização aqui: https://www.researchgate.net/publication/313828462/figure/fi...
Assim como uma criança pode aumentar a amplitude senoidal de um balanço movendo as pernas na frequência de ressonância dele, até uma onda gravitacional muito fraca pode amplificar um oscilador em anel se coincidir com a frequência de ressonância do anel
Uma onda gravitacional quadrada exata é impossível, assim como no caso das ondas eletromagnéticas. Isso porque seria necessária energia infinita nos cantos. Em princípio, talvez desse para aproximar algo assim, mas o espaço-tempo é extremamente rígido, e as fontes reais conhecidas parecem produzir ondas muito suaves. Mesmo os eventos mais violentos são fusões de buracos negros já existentes, e quase todos surgem de uma aproximação em espiral suave, não de uma colisão brusca
O sinal “chirp” visto no detector LIGO tem esta forma: https://www.youtube.com/watch?v=TWqhUANNFXw
O efeito de uma onda quadrada seria, como esperado, dar um chute agudo de uma vez, como nas ondas eletromagnéticas, em vez de aumentar um oscilador suavemente
No LIGO, por causa disso, um braço do interferômetro fica mais longo e o outro mais curto, e depois isso se inverte repetidamente enquanto a onda passa. O termo técnico para esse movimento é movimento “Differential Arm”, ou seja, deslocamento diferencial em que os braços mudam de comprimento ao mesmo tempo, em direções opostas
Quando o comprimento dos braços muda, a distância percorrida por cada feixe de laser também muda. O feixe do braço mais curto volta ao divisor de feixe antes do feixe do braço mais longo e, enquanto a onda passa, cada braço alterna entre ser o mais curto e o mais longo. Quando se recombinam no divisor de feixe, as ondas de luz já não se alinham perfeitamente e ficam fora de fase, alternando entre alinhamento e desalinhamento enquanto a onda passa
https://www.ligo.caltech.edu/page/what-is-interferometer
https://en.wikipedia.org/wiki/LIGO
Se quiser uma visão geral mais fácil, vale ver esta reportagem:
In a major discovery, scientists say space-time churns like a choppy sea
https://www.washingtonpost.com/science/2023/06/28/gravitatio...
Arquivo: https://archive.is/AmRvg
[0] https://news.ycombinator.com/item?id=36514521
Pedindo para explicar como se eu tivesse cinco anos. Aprendi que todos os objetos caem na mesma velocidade por causa da constante gravitacional.
Se esse tipo de onda existe, isso quer dizer que os objetos cairiam em velocidades um pouquinho diferentes entre si? Tipo, dependendo da intensidade da onda, surgiria um puxão em direções opostas e a constante ficaria levemente fora do normal?
E, saindo um pouco do assunto mas ainda relacionado: se todos os objetos têm gravidade de acordo com sua massa, então um objeto grande, além de ser puxado pela Terra, também puxaria a própria Terra, então ele cairia um tiquinho mais rápido do que um objeto pequeno?
Além disso, dizer que no vácuo todos os objetos caem na mesma velocidade é um mal-entendido comum. Costuma-se usar a lógica de que a massa de um objeto é cancelada nos dois lados da equação, ou a lógica de que, mesmo se você dividir um objeto em dois, as metades não vão cair mais devagar
Para responder: se todos os objetos tiverem o mesmo tamanho, a mesma distância até o objeto de referência (normalmente a Terra) e a mesma massa, e todos começarem em repouso, sem velocidade relativa, então o objeto pesado e o objeto leve sofrem a mesma aceleração. Mas o objeto pesado colide primeiro. Dá para chamar isso de “cair mais rápido”?
Como um comentário abaixo explicou gentilmente, no modelo atual a resposta para essa pergunta parece ser “não”: https://www.youtube.com/watch?v=QMFLcmsjOBg
Não é a minha área, mas não existem teorias de que, em vez de empurrar uma nave pelo espaço, seria possível curvar o espaço-tempo ao redor da nave para alcançar viagem superluminal?
Quero enfatizar que isso é pura especulação, mas será que essas ondas gravitacionais poderiam ser uma espécie de “ondinhas residuais” deixadas para trás por uma viagem superluminal, como um barco que passa pela água deixa um rastro?
No vídeo, eles dizem que modelos de superluminalidade baseados em curvar o espaço-tempo não produzem esse tipo de ondinha residual. Mas, se uma nave realmente gigantesca acelerasse muito rapidamente, esse rastro poderia ser detectável
Essas ondas são milhares de vezes mais fortes e mais longas do que as descobertas em 2015, e seu comprimento de onda pode chegar a dezenas de anos-luz. Em contraste, as ondulações detectadas por interferômetros desde 2015 têm comprimento de dezenas a centenas de km
Então parece que já se tem uma boa noção de onde isso vem. Na analogia do barco, é mais como conseguir observar enormes ondulações naturais do oceano, mas não perceber o rastro de um barco cruzando o mar
Dentro da relatividade geral, existem soluções válidas em que um objeto fica dentro de uma espécie de bolso no espaço-tempo e o espaço-tempo ao redor é curvado, de modo que, grosso modo, não é o objeto que se move, e sim o espaço
Mas, para criar esse arranjo de espaço-tempo, seriam necessárias condições que exigem coisas impossíveis, coisas cuja existência não é conhecida, ou algo como toda a energia do universo
Além disso, não existe nenhuma solução válida conhecida para fazer a transição de um espaço normal para esse arranjo especial de espaço-tempo. Então, para existir, ele teria que sempre ter existido assim
Em resumo, há bastante confiança de que isso não seja realmente possível, mas, se fosse, saberíamos onde olhar e que problemas resolver. De vez em quando saem artigos removendo alguns itens dessa lista de impossibilidades
É o tipo de coisa mais próxima de “improvável, mas quem sabe um dia”
https://futurama.fandom.com/wiki/Dark_Matter_Engine
https://www.youtube.com/watch?v=1RtMMupdOC4
Acho que entendi a ideia central deste estudo. Como pulsares emitem ondas de rádio em uma frequência constante, ao monitorar as ondas de rádio recebidas de pulsares espalhados pela esfera ao nosso redor, dá para medir anomalias correlacionadas na frequência e inferir que a causa foi uma onda gravitacional gigantesca que, na prática, alterou a forma do meio de transmissão
Mas isso não mede a onda gravitacional em si, e sim a mudança na trajetória do sinal de rádio que “vem surfando” essa onda. Na analogia do mar, seria como se houvesse ao nosso redor torretas flutuando em todas as direções que disparam dardos em intervalos regulares, e nós medíssemos o tempo que esses dardos levam para chegar até nós para inferir o tamanho das ondas no caminho. Não estamos vendo a onda em si, só os dardos
Então a minha dúvida é: como se diferencia uma única onda realmente grande de um monte de ondas pequenas que, combinadas, produzem o mesmo efeito? Ou seja, dá para saber que algum padrão de onda alterou o vetor de velocidade do sinal de rádio, mas, se houver várias configurações de ondas capazes de produzir a mesma mudança no sinal, como escolher a configuração correta?
Com isso, eles encontraram uma característica chamada curva de Hellings–Downs, que prevê como a correlação entre pares de pulsares varia de acordo com a separação angular no céu quando ondas gravitacionais chegam de todas as direções
Não sei se isso responde exatamente à pergunta, mas eu entendo como um processo em que se simulam os resultados de todos os efeitos possíveis e depois se vê quais deles se correlacionam com os dados. Então, se houver várias causas produzindo exatamente o mesmo efeito, parece que seria difícil distingui-las
Vale a pena consultar também o artigo da Quanta Magazine: https://www.quantamagazine.org/an-enormous-gravity-hum-moves...
Ótima explicação para leigos:
https://www.reddit.com/r/space/comments/14lpjnx/scientists_h...
Ao que parece, essas ondas gravitacionais “monstruosas” foram “capturadas” calculando as diferenças no timing de pulsares. O artigo não tinha tanta informação quanto eu esperava, mas será que alguma dessas ondas também foi detectada ou confirmada pelo LIGO?
https://arstechnica.com/science/2023/06/nanograv-picks-up-si...
Pode ser uma pergunta boba, mas teoricamente daria para surfar em uma onda gravitacional? Na Terra, obviamente não, mas fico pensando se talvez fosse possível perto de algo como um sistema binário de buracos negros. Pelo modelo mental tipo folha de borracha, em que a gravidade curva o espaço-tempo, parece que daria para surfar
Há uma explicação mais detalhada em https://worldbuilding.stackexchange.com/questions/36113/woul...