O lendário físico Albert Einstein foi um pensador à frente de seu tempo. Nascido em 14 de março de 1879, Einstein veio a um mundo onde o planeta anão Plutão ainda não havia sido descoberto e a ideia de voos espaciais era um sonho distante. Apesar das limitações técnicas de sua época, Einstein publicou seu famoso A teoria da relatividade geral em 1915, que fez previsões sobre a natureza do universo que seriam confirmadas repetidas vezes por mais de 100 anos.
Aqui estão 10 observações recentes que provaram que Einstein estava certo sobre a natureza do cosmos há cem anos – e uma que provou que ele estava errado.
A Teoria Geral da Relatividade de Einstein descreve a gravidade como uma consequência da distorção do espaço-tempo, essencialmente quanto mais massivo é um objeto, mais ele distorce o espaço-tempo e força objetos menores a cair sobre ele. A teoria também prevê a existência de buracos negros – objetos massivos que distorcem tanto o espaço-tempo que nem a luz consegue escapar deles.
Quando pesquisadores usando o Event Horizon Telescope (EHT) obtiveram o primeiro na história imagem de um buraco negro, eles provaram que Einstein estava certo sobre algumas coisas muito específicas, ou seja, que todo buraco negro tem um ponto sem retorno chamado Horizonte de eventos, que deve ser aproximadamente redondo e de tamanho previsível com base na massa do buraco negro. Uma imagem revolucionária de um buraco negro obtida pelo EHT mostrou que essa previsão estava absolutamente correta.
Os astrônomos mais uma vez provaram que a teoria dos buracos negros de Einstein estava correta quando descobriram um estranho padrão de radiação de raios-X perto de um buraco negro a 800 milhões de anos-luz da Terra.
Além dos esperados raios-X saindo da frente do buraco negro, a equipe também descobriu "ecos luminosos" previstos de raios-X emitidos por trás do buraco negro, mas ainda visíveis da Terra porque o buraco negro distorce o espaço. tempo em torno de si.
A teoria da relatividade de Einstein também descreve enormes ondulações no tecido do espaço-tempo chamadas ondas gravitacionais. Essas ondas são causadas pela fusão dos objetos mais massivos do universo, como buracos negros e estrelas de nêutrons.
Usando um detector especial chamado Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), os físicos confirmaram a existência de ondas gravitacionais em 2015 e descobriram dezenas de outros exemplos de ondas gravitacionais nos anos seguintes, provando que Einstein estava certo mais uma vez.
O estudo das ondas gravitacionais pode revelar os segredos dos objetos massivos e distantes que as emitem.
Ao estudar as ondas gravitacionais emitidas por um par de buracos negros binários que colidiram lentamente em 2022, os físicos confirmaram que os objetos massivos oscilavam – ou precediam – em suas órbitas conforme se aproximavam, exatamente como Einstein havia previsto.
Os cientistas mais uma vez viram a teoria da precessão de Einstein em ação ao estudar uma estrela orbitando um buraco negro supermassivo por 27 anos.
Depois de completar duas órbitas completas em torno do buraco negro, a estrela começou a "dançar" para frente na forma de uma roseta, em vez de se mover em uma órbita elíptica fixa. Esse movimento confirmou a previsão de Einstein de que um objeto extremamente pequeno deveria girar em torno de um relativamente gigante.
Não apenas os buracos negros distorcem o espaço-tempo ao seu redor, mas também a camada superdensa de estrelas mortas. Em 2020, os físicos estudaram como uma estrela de nêutrons orbitou uma anã branca (dois tipos de estrelas mortas em colapso) nos 20 anos anteriores e descobriram um desvio de longo prazo em como os dois objetos orbitavam um ao outro.
Segundo os pesquisadores, esse desvio provavelmente foi causado por um efeito chamado arrastando o quadro, essencialmente, a anã branca esticou o espaço-tempo o suficiente para mudar ligeiramente a órbita da estrela de nêutrons ao longo do tempo. Isso novamente confirma as previsões da teoria da relatividade de Einstein.
De acordo com Einstein, se um objeto é massivo o suficiente, ele deve distorcer o espaço-tempo de tal forma que a luz distante emitida por trás do objeto aparecerá ampliada (como visto da Terra).
Este efeito é chamado lente gravitacional e é amplamente utilizado para ampliar objetos no universo profundo. A primeira imagem de campo profundo do Telescópio Espacial James Webb é conhecida por ter usado o efeito de lente gravitacional de um aglomerado de galáxias a 4,6 bilhões de anos-luz de distância para ampliar enormemente a luz de galáxias a mais de 13 bilhões de anos-luz de distância.
Uma forma de lente gravitacional é tão brilhante que os físicos não puderam deixar de batizá-la com o nome de Einstein. Quando a luz de um objeto distante se amplia em um halo perfeito em torno de um objeto maciço em primeiro plano, os cientistas chamam isso de "anel de Einstein".
Esses objetos incríveis existem em todo o espaço e foram fotografados por astrônomos e cientistas amadores.
À medida que a luz viaja pelo universo, seu comprimento de onda é deslocado e esticado de várias maneiras diferentes, conhecidas como redshift. O tipo mais famoso de desvio para o vermelho está relacionado à expansão do universo (Einstein propôs um número chamado constante cosmológica para explicar essa aparente expansão em suas outras equações).
No entanto, Einstein também previu um tipo de "desvio para o vermelho gravitacional" que ocorre quando a luz perde energia no caminho de uma depressão no espaço-tempo criada por objetos massivos, como galáxias. Em 2011, um estudo da luz de centenas de milhares de galáxias distantes provou que o redshift gravitacional existe, assim como Einstein previu.
As teorias de Einstein parecem ser verdadeiras também no reino quântico. A teoria da relatividade assume que a velocidade da luz no vácuo é constante, o que significa que o espaço deve parecer o mesmo de todos os lados. Em 2015, os pesquisadores comprovaram que esse efeito é válido mesmo nas menores escalas, quando mediram a energia de dois elétrons se movendo em direções diferentes ao redor do núcleo de um átomo.
A diferença de energia entre os elétrons permaneceu constante, independentemente da direção em que estivessem se movendo, confirmando essa parte da teoria de Einstein.
Em um fenômeno chamado emaranhamento quântico, as partículas emaranhadas podem aparentemente se comunicar umas com as outras por grandes distâncias mais rápido que a velocidade da luz e "escolher" um estado para habitar somente após serem medidas. Einstein odiava esse fenômeno, chamando-o de "terrível efeito à distância", e insistia que nenhum efeito pode viajar mais rápido que a luz e que os objetos têm um estado, quer os medimos ou não.
Mas em um experimento global em grande escala no qual milhões de partículas emaranhadas em todo o mundo foram medidas, os pesquisadores descobriram que as partículas parecem escolher um estado apenas no momento em que são medidas, e não antes.
"Mostramos que a visão de mundo de Einstein... na qual as coisas têm propriedades, quer você as observe ou não, e nenhum efeito viaja mais rápido que a luz, não pode ser verdadeira - pelo menos uma dessas coisas deve ser falsa", disse o co-autor Pesquisa de Morgan Mitchell, professor de óptica quântica do Instituto de Ciências Fotônicas da Espanha, em entrevista à revista Live Science em 2018.
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