Uma sonda da NASA em órbita da Terra confirmou duas previsões chave da teoria geral da relatividade de Albert Einstein, que descreve como a gravidade faz com que as massas deformem o espaço-tempo à sua volta.
A missão da Sonda de Gravidade B foi lançada em 2004 para estudar dois aspectos da teoria da gravidade de Einstein: o efeito geodésico, ou o empenamento do espaço e tempo em torno de um corpo gravitacional; e o framedraging, que descreve a quantidade de espaço e tempo que um objecto em rotação puxa com ele ao rodar.
“Imagine a Terra como se ela estivesse imersa em mel”, disse o físico da Universidade de Stanford, Francis Everitt, principal investigador da Sonda de Gravidade B, em uma declaração. “Enquanto o planeta gira, o mel ao seu redor girava, e é o mesmo com o espaço e o tempo. GP-B confirmou duas das previsões mais profundas do universo de Einstein, tendo implicações de longo alcance através da investigação astrofísica.”
Gravity Probe B usou quatro giroscópios ultra-precisos para medir as duas hipóteses gravitacionais. A sonda confirmou os dois efeitos com precisão sem precedentes, apontando seus instrumentos para uma única estrela chamada IM Pegasi.
Se a gravidade não afectasse o espaço e o tempo, os giroscópios da sonda apontariam sempre na mesma direcção enquanto ela estivesse em órbita polar à volta da Terra. No entanto, os giroscópios sofreram pequenas mas mensuráveis mudanças na direcção do seu giro enquanto a gravidade da Terra os puxava, confirmando assim as teorias de Einstein.
“Os resultados da missão terão um impacto a longo prazo no trabalho dos físicos teóricos”, disse Bill Danchi, astrofísico sénior e cientista de programas na sede da NASA em Washington. “Cada desafio futuro às teorias de Einstein sobre a relatividade geral terá de procurar medidas mais precisas do que o notável trabalho realizado pelo GP-B”.
Um longo tempo chegando
Estes resultados concluem um dos projectos mais longos da história da NASA. A agência espacial envolveu-se no desenvolvimento de uma experiência de giroscópio de relatividade em 1963.
Décadas de pesquisa e testes levaram a tecnologias revolucionárias para controlar os distúrbios ambientais que poderiam afetar a nave espacial, como o arrasto aerodinâmico, campos magnéticos e variações térmicas. Além disso, o rastreador estelar e os giroscópios da missão foram os mais precisos já projetados e produzidos.
O projecto da Sonda de Gravidade B levou a avanços nas tecnologias GPS que ajudam a guiar os aviões até à aterragem. Inovações adicionais foram aplicadas à missão Cosmic Background Explorer da NASA, que determinou com precisão a radiação de fundo do universo deixada pouco depois do big bang.
O conceito de satélite sem arrasto pioneiro da Gravity Probe B tornou possível uma série de satélites de observação da Terra, incluindo a Gravity Recovery and Climate Experiment da NASA. Estes satélites fornecem as medições mais precisas da forma da Terra, que são críticas para a navegação em terra e no mar, e compreender a relação entre a circulação oceânica e os padrões climáticos.
O amplo alcance da Sonda de Gravidade B
A missão da Sonda de Gravidade B também atuou como um campo de treinamento para estudantes em todos os Estados Unidos, desde candidatos a doutorado e mestrado até estudantes de graduação e ensino médio. De facto, uma licenciada que trabalhou na missão tornou-se a primeira astronauta do espaço, Sally Ride.
“O GP-B acrescenta à base de conhecimentos sobre a relatividade de formas importantes, e seu impacto positivo será sentido nas carreiras dos estudantes cuja educação foi enriquecida pelo projeto”, disse Ed Weiler, administrador associado da diretoria da missão científica na sede da NASA.
Gravity Probe B completou suas operações de coleta de dados e foi desativada em dezembro de 2010. As descobertas da sonda foram publicadas online na revista Physical Review Letters.
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