Uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) mediu, com uma precisão sem precedentes, o desvio para o vermelho gravitacional 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 Geral da Relatividade, publicada por Albert Einstein entre 1911 e 1916, introduziu um novo conceito de espaço e tempo, ao mostrar que objetos massivos causam 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 se encontra atrás de um objeto massivo mais próximo, e cuja luz é distorcido por ele.
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 gravitacional para o vermelho, o deslocamento para o vermelho das linhas no espectro do Sol devido à sua gravidade campo.
O desvio para o vermelho gravitacional é um efeito importante para os sistemas de navegação por satélite, como o GPS, que não funcionaria se a relatividade geral não fosse incluída nas equações. Esse efeito depende da massa e do raio de um objeto astronômico, de forma que, embora seja 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 teórico previsto é de aproximadamente dois milionésimos do comprimento de onda. Se esse efeito realmente existe é uma questão em aberto, e os astrônomos estão trabalhando duro para resolvê-lo. Para o Sol, sua existência é difícil de julgar porque o efeito é muito pequeno.”
Para medi-lo, os cientistas usaram observações do espectro solar refletido da Lua, obtidas com o instrumento HARPS (High Accuracy Radial-velocity Planet Searcher), usando a nova tecnologia do pente de frequência de laser.
“Combinando a precisão do instrumento HARPS com o pente de frequência do laser, conseguimos medir com alta precisão a posição das linhas de ferro no espectro solar”, explica Jonay González Hernández, pesquisador Ramón y Cajal do IAC e primeiro autor do artigo. “Isso nos permitiu verificar uma das previsões da Teoria da Relatividade Geral de Einstein, o desvio gravitacional para o vermelho, com uma precisão de apenas alguns metros por segundo.”
“Novas medições com o pente de frequência laser acoplado ao espectrógrafo ESPRESSO, nos telescópios VLT de 8,2 m, nos permitiriam melhorar essas medições”, acrescenta Rafael Rebolo, pesquisador e diretor do IAC e co-autor do artigo.
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