Em 11 de fevereiro de 2016, os cientistas do Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO) anunciaram a primeira detecção de ondas gravitacionais. Esse desenvolvimento, que confirmou uma previsão feita pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein um século antes, abriu novos caminhos de pesquisa para cosmólogos e astrofísicos. Foi também um divisor de águas para pesquisadores da Universidade Monash, que tiveram um papel importante na descoberta.
E agora, pouco mais de um ano depois, uma equipe de pesquisadores do Monash Center for Astrophysics anunciou outra revelação em potencial. Com base em seus estudos em andamento sobre ondas gravitacionais, a equipe recentemente propôs um conceito teórico conhecido como 'memória órfã'. Se verdadeiro, esse conceito poderia revolucionar a maneira como pensamos sobre ondas gravitacionais e espaço-tempo.
Pesquisadores do Monash Center for Astrophysics fazem parte do que é conhecido como LIGO Scientific Collaboration (LSC) - um grupo de cientistas dedicados ao desenvolvimento do hardware e software necessários para estudar as ondas gravitacionais. Além de criar um sistema para verificação de detecções, a equipe desempenhou um papel fundamental na análise de dados - observando e interpretando os dados coletados - e também foi fundamental para o design dos espelhos LIGO.
Olhando além do que o LIGO e outros experimentos (como o Virgo Interferometer) observaram, a equipe de pesquisa procurou abordar como essas capacidades de detectores poderiam ser estendidas ainda mais, encontrando a “memória” das ondas gravitacionais. O estudo que descreve essa teoria foi publicado recentemente no Cartas de Revisão Física sob o título "Detectando a memória de ondas gravitacionais sem sinais parentais".
De acordo com sua nova teoria, o espaço-tempo não retorna ao seu estado normal depois que um evento cataclísmico gera ondas gravitacionais que o fazem esticar. Em vez disso, ele permanece esticado, ao qual eles se referem como "memória órfã" - a palavra "órfão" aludindo ao fato de que a "onda parental" não é diretamente detectável. Embora esse efeito ainda não tenha sido observado, ele pode abrir algumas oportunidades muito interessantes para a pesquisa de ondas gravitacionais.
Atualmente, detectores como LIGO e Virgo são capazes de discernir a presença de ondas gravitacionais em determinadas frequências. Dessa forma, os pesquisadores só conseguem estudar as ondas geradas por tipos específicos de eventos e rastreá-las de volta à sua fonte. Como Lucy McNeill, pesquisadora do Monash Center for Astrophysics e principal autora do artigo, disse em recente comunicado da Universidade:
“Se houver fontes exóticas de ondas gravitacionais por aí, por exemplo, de micro buracos negros, o LIGO não os ouviria porque são de alta frequência. Mas este estudo mostra que o LIGO pode ser usado para sondar o universo em busca de ondas gravitacionais que antes eram consideradas invisíveis para ele. ”
Como indicam em seu estudo, as explosões de ondas gravitacionais de alta frequência (ou seja, aquelas que estão dentro ou abaixo da faixa de kilohertz) produziriam memória órfã que os detectores LIGO e Virgo seriam capazes de captar. Isso não apenas aumentaria exponencialmente a largura de banda desses detectores, mas também abriria a possibilidade de encontrar evidências de explosões de ondas de gravidade em pesquisas anteriores que passaram despercebidas.
O Dr. Eric Thrane, professor da Escola de Física e Astronomia de Monash e outro membro da equipe do LSC, também foi um dos co-autores do novo estudo. Como ele afirmou: "Essas ondas podem abrir caminho para o estudo da física atualmente inacessível à nossa tecnologia".
Mas, como admitem em seu estudo, essas fontes podem até não existir e são necessárias mais pesquisas para confirmar que a “memória órfã” é de fato real. No entanto, eles afirmam que procurar fontes de alta frequência é uma maneira útil de investigar a nova física e pode revelar coisas que não esperávamos encontrar.
“Uma busca dedicada à memória de ondas gravitacionais é desejável. Ele terá uma sensibilidade aprimorada em comparação com as pesquisas de burst atuais ”, afirmam. "Além disso, uma pesquisa dedicada pode ser usada para determinar se um candidato a detecção é consistente com uma explosão de memória, verificando se os resíduos (após a subtração do sinal) são consistentes com o ruído gaussiano".
Infelizmente, essas pesquisas podem ter que esperar os sucessores propostos para o experimento Advanced LIGO. Isso inclui o telescópio Einstein e o Cosmic Explorer, dois detectores de ondas gravitacionais de terceira geração propostos. Dependendo do que as pesquisas futuras encontrarem, podemos descobrir que o espaço-tempo não apenas se estende da criação de ondas gravitacionais, mas também possui as “estrias” para provar isso!
