Einstein tinha razão até agora – Pulsar recorde leva testes da teoria da relatividade geral mais além

Impressão artística do pulsar PSR J0348+0432 e da sua companheira anã branca

Os astrónomos usaram o Very Large Telescope do ESO e rádio telescópios de todo o mundo, para encontrar e estudar um invulgar par estelar constituído pela estrela de neutrões de maior massa conhecida até hoje e por uma estrela anã branca.
Este estranho sistema binário permite testar a teoria da gravidade de Einstein – a relatividade geral – de maneiras que não tinham sido possíveis até hoje. Até agora, as novas observações estão exactamente de acordo com as predições da relatividade geral e são inconsistentes com algumas teorias alternativas. Os resultados deste estudo serão publicados na revista Science.

Impressão artística do pulsar PSR J0348+0432 e da sua companheira anã branca

Uma equipa internacional descobriu um sistema binário exótico, constituído por uma estrela de neutrões, pequeníssima mas invulgarmente pesada, que roda sobre si mesma 25 vezes por segundo, e por uma estrela anã branca que a orbita a cada duas horas e meia. A estrela de neutrões é um pulsar que emite ondas rádio, ondas estas que podem ser observadas a partir da Terra com rádio telescópios. Para além de ser muito interessante por si só, este par invulgar é também um laboratório único para testar os limites das teorias físicas.

O pulsar chamado PSR J0348+0432 é o que resta da explosão de uma supernova. Tem duas vezes a massa do Sol mas um diâmetro de apenas 20 quilómetros. A gravidade à sua superfície é mais de 300 mil milhões de vezes mais potente que a sentida na Terra e no seu centro cada bocadinho do tamanho de um cubo de açúcar tem mais de um milhar de milhões de toneladas de matéria no seu interior. A anã branca sua companheira é apenas um pouco menos exótica: trata-se de um resto brilhante de uma estrela muito mais leve, que perdeu a sua atmosfera e que se encontra a arrefecer lentamente.
(…)

Impressão artística do pulsar PSR J0348+0432 e da sua companheira anã branca

A teoria da relatividade geral de Einstein, que explica a gravidade como uma consequência da curvatura do espaço-tempo criada pela presença de matéria e energia, tem resistido a todos os testes desde o primeiro momento da sua publicação, há quase um século atrás. Mas não pode ser a explicação derradeira e deverá a determinado momento perder a sua validade.

Os físicos construíram outras teorias de gravidade que levam a previsões diferentes das da relatividade geral. Para algumas destas alternativas, as diferenças são apenas notórias para campos gravitacionais extremamente fortes, os quais não podem ser encontrados no Sistema Solar. Em termos de gravidade, o PSR J0348+0432 é de facto um objeto extremo, mesmo quando comparado com outros pulsares que foram usados em testes de alta precisão da relatividade geral de Einstein. Em campos gravitacionais tão fortes, pequenos aumentos na massa podem levar a grandes variações no espaço-tempo em torno destes objetos. Até agora, os astrónomos não tinham ideia do que podia acontecer na presença de uma estrela de neutrões de massa tão elevada como a PSR J0348+0432. Este objeto oferece a oportunidade única de levar estes testes a território desconhecido.

A equipa combinou as observações da anã branca, obtidas pelo Very Large Telescope, com o sinal muito preciso do pulsar obtido pelos rádio telescópios. Um binário tão próximo emite ondas gravitacionais e perde energia, o que faz com que o período orbital varie de uma pequena quantidade, sendo que as previsões para esta variação feitas pela relatividade geral e pelas outras teorias, são diferentes.

“As nossas observações rádio foram tão precisas, que já conseguimos medir a variação do período orbital, um valor da ordem das 8 milionésimas de segundo por ano, exactamente o que a teoria de Einstein prevê,” diz Paulo Freire, outro elemento da equipa.
(…)

Leiam o artigo completo, na página do ESO.