As ondas gravitacionais são perturbações no espaço-tempo causadas por eventos cósmicos extremos, como a colisão de buracos negros ou estrelas de nêutrons. Elas foram previstas por Albert Einstein há mais de um século, mas só foram detectadas pela primeira vez em 2015, pelo observatório LIGO nos Estados Unidos.
Desde então, os cientistas têm usado as ondas gravitacionais para estudar fenômenos que não podem ser observados diretamente pela luz, como a natureza da matéria escura, a origem dos elementos pesados e a evolução das galáxias.
Mas há um tipo de onda gravitacional que ainda não foi captado pelos instrumentos atuais: as ondas gravitacionais gigantes, ou primordiais. Essas ondas teriam sido geradas logo após o Big Bang, na fase de inflação do universo, quando ele se expandiu exponencialmente em uma fração de segundo.
As ondas gravitacionais gigantes são consideradas uma das evidências mais fortes da teoria da inflação, que tenta explicar como o universo adquiriu as propriedades que observamos hoje, como a homogeneidade, a isotropia e a planura. Além disso, elas poderiam revelar detalhes sobre a física de altas energias que ocorreu no início do universo, além do alcance do Modelo Padrão.
Para detectar essas ondas, os cientistas precisam de instrumentos muito sensíveis e capazes de medir frequências muito baixas, da ordem de nanohertz. Essas frequências correspondem ao comprimento de onda do tamanho do universo observável, ou seja, cerca de 93 bilhões de anos-luz.
Um dos projetos que busca captar essas ondas é o NANOGrav, uma colaboração internacional que usa uma rede de radiotelescópios para monitorar pulsares, que são estrelas de nêutrons que emitem feixes de rádio com períodos regulares. Ao medir o tempo de chegada dos sinais dos pulsares, os cientistas podem detectar variações causadas por ondas gravitacionais que passam pelo espaço-tempo.
Em janeiro deste ano, o NANOGrav anunciou um resultado intrigante: eles encontraram uma correlação entre os sinais dos pulsares que poderia indicar a presença de um fundo estocástico de ondas gravitacionais. No entanto, eles não puderam confirmar se essas ondas são primordiais ou se têm outra origem, como a fusão de buracos negros supermassivos no centro das galáxias.
Para esclarecer essa questão, os cientistas precisam de mais dados e de mais colaboração entre os diferentes projetos que buscam detectar ondas gravitacionais. Alguns exemplos são o LISA, um observatório espacial que será lançado em 2034 pela Agência Espacial Europeia (ESA), e o SKA, um conjunto de radiotelescópios que será construído na África do Sul e na Austrália pela Organização SKA.
Se as ondas gravitacionais gigantes forem finalmente detectadas, elas serão uma janela única para o universo primordial e para a física além do conhecido. Elas também serão um marco histórico para a ciência e para a humanidade.
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