Ilustração da sonda Probe B, da NASA, que comprovou a distorção do espaço-tempo na órbita da Terra (Imagem: Reprodução/NASA)
Cientistas acabam de medir o
efeito da distorção do espaço-tempo na Terra com precisão ainda maior que
aquelas alcançadas em experimentos anteriores. Eles usaram um relógio atômico
especialmente projetado para medir o tempo através de ondas de luz em escalas
milimétricas e comprovaram, mais uma vez, que Albert
Einstein estava certo.
- Teoria de Einstein fica mais difícil de ser contestada com
foto de buraco negro
- Einstein estava errado e Big Bang não é o começo do universo,
diz esta teoria
- É possível viajar no tempo voando mais rápido que a
velocidade da luz?
Em colaboração com o National Institute of Standards and Technology
e com a Universidade do Colorado, pesquisadores do Joint Institute for
Laboratory Astrophysics (JILA) usaram o relógio atômico para obter o resultado
previsto pela Relatividade Geral de Einstein, mas, dessa vez, em pequenas
escalas. É que até então, essas medições foram feitas em distâncias entre 30 cm
e milhares de quilômetros, mas nunca em milímetros.
O relógio atômico usado pela equipe foi especialmente projetado
para medir o tempo das ondas de luz separadas por 1 milímetro, "melhorando
a incerteza de medição de frequência fracionária em mais de um fator de
10", conforme escreveram os cientistas. A diferença de tempo para as ondas
de luz mensuradas foi de 0,76 milionésimo de um trilionésimo de um por cento —
a menor já calculada.
Claro, as ondas de luz viajaram na mesma velocidade, que é
constante, mas uma diferença no tempo pode ser detectada através de algo
chamado desvio para o vermelho gravitacional, fenômeno causado pela influência
da gravidade sobre a frequência de duas ondas idênticas em comparação uma com a
outra. Isso ocorre porque o campo gravitacional de um objeto atrasará
ligeiramente o tempo da onda mais próxima, exercendo menor influência sobre a
onda mais distante.
Para obter esse resultado, os pesquisadores atualizaram um
experimento realizado há uma década, que mediu a diferença na frequência
relativa da luz emitida por átomos separados por uma distância vertical de
pouco mais de 30 centímetros. Desta vez, eles usaram um tipo de câmara diferente
para reduzir a densidade atômica, o que permitiu uma distância de apenas alguns
milímetros.
Então, eles empurraram 100 mil átomos de
estrôncio nesta câmara, forçando uma diminuição de movimento das partículas, ou
seja, removendo energia cinética. Em palavras mais simples, eles removeram o
máximo de calor possível, aproximando-se do zero absoluto. Então, mediram a luz emitida da parte
superior e inferior da pilha de átomos e corrigiram quaisquer efeitos que não
fossem de natureza gravitacional. Depois de 92 horas de observação, eles
coletaram dados que apontaram para uma média muito próxima do que a
Relatividade Geral sugere.
Isso não foi uma surpresa, mas o que
realmente impressionou foram as escalas milimétricas que separavam as duas
ondas de luz. Isso pode ajudar a tornar as equações mais fáceis de resolver
quando se trata de pequenas distâncias, mas há muito mais por trás de estudos
como esse — principalmente a tentativa de unificar a Relatividade Geral e a mecânica quântica, ou mostrar que uma delas está errada
ou incompleta.
Esses estudos que constantemente comprovam que "Einstein estava certo de novo" estão,
na verdade, buscando pistas para resolver o problema da incompatibilidade. É
que, em escalas quânticas, a teoria gravitacional de Einstein — a melhor e mais
bem sucedida até o momento — deixa de funcionar como deveria, e medir
velocidade e posição de partículas ainda é o "pesadelo" de físicos
teóricos.
O novo artigo está disponível
no arXiv, aguardando revisão de pares.
Fonte: Science Alert
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