Aqui está o que você aprenderá lendo esta história:
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A teoria geral da relatividade de Einstein, uma atualização extremamente importante da lei da gravitação universal de Newton, é atualmente a nossa melhor aproximação de como o universo funciona.
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No entanto, existem algumas lacunas na teoria de Einstein, incluindo algumas estranhezas gravitacionais em torno de “binários amplos” de baixa aceleração.
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O estudo conclui que o comportamento desses corpos celestes lentos não pode ser explicado pela teoria de Newton-Einstein, que se baseia na matéria escura, mas pode ser explicado por um conceito conhecido como Dinâmica Newtoniana Modificada (MOND).
Em 1687, o físico inglês Isaac Newton publicou sua famosa Lei da Gravitação Universal. A ideia de que todos os objetos se atraem em proporção à sua massa foi uma ideia revolucionária que tem sido um grande benefício para a compreensão de como o universo funciona. Mas mesmo o influente trabalho de Newton tinha as suas limitações – em particular, não conseguia explicar fenómenos gravitacionais como buracos negros e ondas gravitacionais.
Felizmente, Albert Einstein surgiu no início do século XX e ajudou a consertar um pouco as coisas com a sua teoria da relatividade geral.
Mas o espaço é um lugar grande e até mesmo os Einsteins às vezes atingem os seus limites. Uma das fronteiras mais famosas é o centro do buraco negro, ou singularidade, onde a famosa teoria de Einstein parece falhar completamente. Agora, um estudo realizado por cientistas da Universidade Sejong, na Coreia do Sul, sugere que outra restrição aos conceitos de gravidade de Newton e Einstein pode ser encontrada nos movimentos orbitais de estrelas binárias amplamente separadas e de longo período – também conhecidas como “binárias amplas”. Resultados deste estudo foram publicados EM Jornal Astrofísico.
Depois de analisar 26.500 sistemas binários amplos num raio de 650 anos-luz registados pelo observatório espacial Gaia da Agência Espacial Europeia, o co-autor Kyu-Hyun Chae descobriu algo estranho – quando estes corpos celestes alcançaram acelerações orbitais extremamente baixas de cerca de 0,1 nanómetros por segundo quadrado, as acelerações observadas foram quase 30 a 40 por cento mais altas do que as previstas pelos modelos de Newton-Einstein. No entanto, se estas acelerações excedessem 10 nanómetros por segundo ao quadrado, previa-se que seriam consistentes com a teoria de Newton-Einstein. Algo estranho está acontecendo, especialmente nessas acelerações ultrabaixas.
No modelo padrão da gravidade, é aqui que os conceitos de matéria escura se tornam extremamente importantes. Como os cientistas nada sabem sobre esta forma hipotética de matéria e energia que supostamente constitui a maior parte do universo, é possível que a matéria escura influencie esta estranha interação gravitacional. No entanto, Chae argumenta que a Dinâmica Newtoniana Modificada, ou MOND – proposta pela primeira vez pelo cientista israelita Mordehai Milgrom em 1983 – pode explicar (entre outras anomalias galácticas) estas variações de baixa aceleração.
O elemento mais surpreendente é que a teoria da gravidade inspirada no MOND – da qual Milgrom também é coautor – explica este aumento inesperado de 1,4 vezes na aceleração. A teoria é chamada de Lagrangiana Quadrática, ou AQUAL, e Chae diz que seu trabalho “apresenta evidências diretas do colapso da gravidade padrão sob aceleração fraca”.
“Este desvio sistemático está de acordo com o fator de amplificação previsto pela teoria AQUAL para acelerações cinemáticas em órbitas circulares abaixo do campo galáctico externo”, diz Chae no artigo.
Tal como a teoria de Newton-Einstein se baseia numa partícula sempre esquiva chamada matéria escura, a MOND tem as suas próprias limitações e desafios. O estudo de Chae parece ser uma grande vantagem na coluna “Dinâmica Newtoniana Modificada”, mas a teoria ainda é apenas uma teoria. Será necessário muito mais apoio observacional antes de alterar a nossa compreensão moderna da gravidade e do universo em que vivemos.
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