Einstein estava certo: testes levam teoria da relatividade a novos limites

Um par estelar bizarro - constituído pela estrela de nêutrons de maior massa conhecida e uma estrela anã branca - permitiu a astrônomos testar a teoria da gravitação de Einstein de maneiras que não tinham sido possíveis até hoje.

Até agora, as novas observações desse estranho sistema binário estão exatamente de acordo com as previsões da relatividade geral, mas são inconsistentes com algumas teorias alternativas. Os resultados do estudo serão publicados na revista Science.

Com o auxílio do Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul (ESO, na sigla em inglês), uma equipe internacional descobriu um objeto duplo exótico, constituído por uma estrela de nêutrons, pequena mas excepcionalmente pesada, que gira em torno de seu próprio eixo 25 vezes por segundo, e por uma estrela anã branca que a orbita a cada duas horas e meia. A estrela de nêutrons é um pulsar que emite ondas de rádio, que podem ser observadas a partir da Terra com rádio telescópios. Esse par incomum constitui um laboratório único para testar os limites das teorias físicas.

O pulsar chamado PSR J0348+0432 é o que resta da explosão de uma supernova. É duas vezes mais pesado que o Sol , mas tem um diâmetro de apenas 20 quilômetros. A gravidade em sua superfície é mais de 300 bilhões de vezes mais intensa que a sentida na Terra, e em seu centro cada pedaço do tamanho de um cubo de açúcar tem mais de um bilhão de toneladas de matéria comprimidas. A sua companheira anã branca é apenas um pouco menos exótica: trata-se de um resto brilhante de uma estrela muito mais leve, que perdeu a sua atmosfera e que lentamente vai se apagando.

Teorias de gravidade

A teoria da relatividade geral de Einstein, que explica a gravidade como uma consequência da curvatura do espaço-tempo criada pela presença de matéria e energia, tem resistido a todos os testes desde o primeiro momento da sua publicação, há quase um século. Mas ela não pode ser a explicação derradeira e deverá, em última instância, perder a sua validade.

Os físicos construíram outras teorias de gravidade que levam a previsões diferentes das da relatividade geral. Para algumas destas alternativas, as diferenças são percebidas apenas para campos gravitacionais extremamente fortes, os quais não podem ser encontrados no Sistema Solar. Em termos de gravidade, o PSR J0348+0432 é de fato um objeto extremo, mesmo quando comparado com outros pulsares que foram usados em testes de alta precisão da relatividade geral de Einstein.

Em campos gravitacionais tão fortes, pequenos aumentos na massa podem levar a grandes variações no espaço-tempo em torno destes objetos. Até agora, os astrônomos não tinham ideia do que podia acontecer na presença de uma estrela de nêutrons de massa tão elevada como a PSR J0348+0432. Este objeto oferece a oportunidade única de levar estes testes a território desconhecido.

Este é apenas o começo dos estudos detalhados sobre este objeto único, e os astrônomos irão utilizá-lo para testar a relatividade geral com cada vez mais precisão, à medida que o tempo passa.