Gabriel Pérez Dias, SMM (IAC)
Representação artística do Sol, da Terra e da Lua com a curvatura do espaço-tempo da Relatividade Geral de Einstein sobre o espectro da luz solar refletida da Lua (em cores de azul a vermelho).
Uma equipa internacional de investigadores liderada pelo Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) mediu, com uma precisão sem precedentes, o desvio para o vermelho do Sol, uma alteração na frequência das linhas do espectro solar que é produzida quando a luz escapa do campo gravitacional do Sol a caminho da Terra.
Este trabalho, que verifica uma das previsões da Relatividade Geral de Einstein, será publicado na revista Astronomy & Astrophysics.
A Teoria da Relatividade Geral, publicada por Albert Einstein entre 1911 e 1916, introduziu um novo conceito de espaço e tempo, ao mostrar que objetos massivos provocam uma distorção no espaço-tempo que é sentida como gravidade.
Desta forma, a teoria de Einstein prevê, por exemplo, que a luz viaja em caminhos curvos perto de objetos massivos, e uma consequência é a observação da Cruz de Einstein, quatro imagens diferentes de uma galáxia distante que está por trás de um objeto massivo mais próximo, e cuja luz é por ele distorcido.
Outros efeitos bem conhecidos da Relatividade Geral são a mudança gradual observada na órbita de Mercúrio devido à curvatura do espaço-tempo em torno do Sol “massivo”, ou o desvio para o vermelho, o deslocamento para o vermelho das linhas no espectro do Sol devido ao seu campo gravitacional.
O desvio para o vermelho é um efeito importante para os sistemas de navegação por satélite, como o GPS, que não funcionaria se a Relatividade Geral não entrasse nas equações. Este efeito depende da massa e do raio de um objeto, de forma que mesmo sendo maior para o Sol do que para a Terra, ainda é difícil de medir no espectro solar.
Em 1920, Einstein escreveu: “Para o Sol, o desvio para o vermelho teórico é de aproximadamente dois milionésimos do comprimento de onda“.
“Se este efeito realmente existe, é uma questão em aberto, e os astrónomos estão atualmente a trabalhar arduamente para a resolver. Para o Sol, a sua existência é difícil de julgar porque o efeito é tão pequeno”.
Para o medir, os cientistas usaram observações do espectro solar refletido da Lua, obtido com o instrumento HARPS (High Accuracy Radial-velocity Planet Searcher) usando a nova tecnologia de pente de frequência laser.
“Combinando a precisão do instrumento HARPS com o pente de frequência laser, pudemos medir com alta precisão a posição das linhas de ferro no espectro solar”, explica Jonay González Hernández investigador do IAC e autor principal do artigo. “Isto permitiu-nos verificar uma das previsões da Teoria da Relatividade Geral de Einstein, o desvio para o vermelho, até uma previsão de apenas alguns metros por segundo”.
“Novas medições com o pente de frequência laser acoplado ao espectrógrafo ESPRESSO, nos telescópios de 8,2 m do VLT, permitiram-nos melhorar estas medições,” acrescenta Rafael Rebolo, investigador, diretor do IAC e coautor do artigo.
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A teoria da relatividade geral de Albert Einstein é absolutamente assombrosa e tem passado, com elevada distinção, em todas as provas mais extremas a que é sujeita. Deduz-se, portanto, que é uma teoria perfeita e que explica a verdadeira natureza da gravidade, que não sendo uma força é simplesmente a manifestação da curvatura ou distorção do espaço-tempo. Daí o facto de nunca poder ser possível a fusão da teoria padrão ou quântica com a teoria da gravidade de Einstein; pois a primeira envolve forças e as respetivas partículas portadoras( gluão, fotão, W e Z), e a segunda não é de todo uma força, logo não pode haver casamento. Há, no entanto, uma questão que eu considero fundamental: de que é realmente feito o " tecido " espacial para obrigar os corpos celestes a fazer as trajectórias que descrevem?