Experiência com a sonda Cassini confirma a Teoria da Relatividade Geral de Einstein!

2003-10-06

Ilustração da sonda Cassini entre Júpiter e Saturno, numa conjunção com o Sol e com a Terra, enviando um sinal para a Terra que é desviado pelo Sol, por acção da distorção do espaço-tempo. Crédito: Bruno Bertotti.
Astrofísicos italianos confirmaram as previsões da Teoria da Relatividade Geral
Teoria da Relatividade Geral
A Teoria da Relatividade Geral foi formulada por Albert Einstein em 1916 como expansão da Teoria da Relatividade Restrita (formulada em 1905) de forma a incluir o efeito da gravitação no espaço-tempo. Esta teoria propõe que o espaço-tempo é uma estrutura quadri-dimensional cuja curvatura é determinada pela presença de matéria. Neste sentido, a gravitação manifesta-se como curvatura do espaço-tempo, e não como uma força entre duas massas.
de Einstein, com uma precisão que é cerca de 50 vezes melhor dos que os resultados anteriormente alcançados. Para tal, mediram o desvio induzido pelo Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
nas ondas de rádio
rádio
O rádio é a banda do espectro electromagnético de maior comprimento de onda (menor frequência) e cobre a gama de comprimentos de onda superiores a 0,85 milímetros. O domínio do rádio divide-se no submilímetro, milímetro, microondas e rádio.
enviadas da Terra para a sonda Cassini
Cassini-Huygens (NASA/ESA)
A missão Cassini-Huygens é uma missão conjunta da NASA e da ESA dedicada a Saturno que foi lançada no dia 13 de Outubro de 1997. Esta missão é composta por duas sondas: a sonda Cassini cujo objectivo principal é o estudo de Saturno, da sua atmosfera e do seu campo magnético, e a sonda Huygens cujo objectivo é o estudo da atmosfera do maior satélite de Saturno, Titã. O ponto alto desta missão será sem dúvida o pouso da sonda Huygens na superfície de Titã.
, e devolvidas à Terra.

Na Teoria da Relatividade Geral, o tecido do espaço-tempo
espaço-tempo
O espaço-tempo é um conceito único introduzido por Albert Einstein no âmbito da Teoria da Relatividade Geral, que reconhece a união do espaço e do tempo.
é distorcido pela presença de matéria, sendo a distorção tanto maior quanto maior for a massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
da matéria em causa. A curvatura no espaço-tempo assim induzida é, por exemplo, responsável pela acção da gravidade, e pelo desvio e atraso dos raios de luz nas proximidades de massas elevadas, como é o caso do nosso Sol. Experiências anteriores mediram estes efeitos com uma precisão de cerca de 0,1% e mostraram que estão de acordo com as previsões da teoria.

Uma equipa de astrónomos italianos, das Universidades de Pavia, Roma e Bolonha, usaram uma nova técnica para testar mais uma vez a validade da Teoria da Relatividade Geral de Einstein, mas com uma precisão maior. Os investigadores aproveitaram o alinhamento da Terra, Sol e sonda Cassini (NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
), que vai a caminho de Saturno
Saturno
Saturno é o sexto planeta do Sistema Solar, a contar do Sol. Com um diâmetro cerca de 10 vezes o da Terra, é o segundo maior planeta do Sistema Solar. A sua característica mais marcante são os belos anéis que o rodeiam.
, que ocorreu no mês de Junho de 2002. Para tal usaram a antena de 4m a bordo da sonda Cassini e uma nova estação da NASA em Goldstone, na Califórnia (EUA).

Os investigadores mediram o aumento no tempo de ida e volta do sinal de microondas
microondas
A região do espectro electromagnético, no domínio do rádio, com comprimento de onda entre aproximadamente 1 mm e 30 cm (equivalente ao intervalo de frequências entre 300 GHz e 1 GHz) é a região das microondas.
enviado, devido ao movimento relativo da Terra e da sonda, e puderam calcular a variação de frequência
frequência
Num fenómeno periódico, a frequência é o número de ciclos por unidade de tempo.
do sinal com uma precisão de cerca de uma parte em 1014. A razão pela qual este método nunca tinha sido tentado é o forte ruído introduzido pela coroa solar
coroa solar
A coroa solar é a região mais exterior da atmosfera do Sol, imediatamente acima da cromosfera. É composta por gás pouco denso, a uma temperatura acima de um milhão de graus (1-2x106 K). Este gás estende-se por milhares de quilómetros acima da superfície solar e pode ser observado na luz visível durante os eclipses solares, ou com o auxílio de aparelhos especiais, os coronógrafos.
no sinal que se pretende medir. Mas esta técnica de medição agora utilizada permite eliminar o ruído introduzido pelo Sol.

Infelizmente, não foi possível aproveitar em Julho passado uma nova oportunidade de melhorar ainda mais a precisão das medições, com o objectivo de investigar desvios à Teoria da Relatividade previstos por alguns modelos cosmológicos. Tal ficou a dever-se a uma avaria momentânea num circuito da sonda Cassini.

Fonte da notícia: http://www.physicsweb.org/article/news/7/9/14