LISA: a incrível tecnologia espacial que vai testar teoria de Einstein e “sentir” as vibrações do Universo

Uma nova geração de telescópios espaciais promete ampliar nossa visão do Universo, permitindo observar galáxias formadas nos primeiros bilhões de anos e estudar a composição das atmosferas de planetas distantes. É o início de uma revolução astronômica sem precedentes históricos. Entre as tecnologias mais aguardadas para transformar a ciência espacial está o observatório LISA , desenvolvido pela Agência Espacial Europeia (ESA) em parceria com a NASA .

A missão foi formalmente aprovada para construção no início de 2024 e tem lançamento previsto para 2035 a bordo de um foguete Ariane 6. O projeto promete redefinir a astrofísica moderna ao monitorar o tecido do cosmos com extrema precisão. A missão LISA, da ESA, usará três espaçonaves ligadas por lasers para detectar ondas gravitacionais e investigar fenômenos extremos, como fusões de buracos negros.

  Ele não usará nenhum tipo de luz, seja visível, infravermelha ou raios X, para observar o céu. Como explica o astrônomo Marcelo Zurita , presidente da Associação Paraibana de Astronomia (APA), membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), diretor técnico da Rede Brasileira de Observação de Meteoros (Bramon) e colunista do Olhar Digital , o observatório será algo completamente diferente do que estamos acostumados. “Será um telescópio que não foi projetado para ver o Universo, e sim para sentir a sua vibração”.

Em vez de radiação luminosa, o LISA usará ondas gravitacionais, que são deformações no próprio espaço-tempo previstas na Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein em 1916. Zurita explica que através do instrumento os cientistas vão “estudar o cosmos por meio das ondas gravitacionais, as minúsculas ondulações no espaço-tempo previstas pela Relatividade Geral”. Trio de satélites vai medir variações menores que um átomo no espaço Infográfico mostra como a missão LISA medirá as ondas gravitacionais usando feixes de laser e cubos flutuantes.

– Crédito: ESA (adaptado à vertical por IA) A missão consistirá em um trio de satélites idênticos enviados ao espaço para orbitar o Sol, acompanhando a Terra em uma órbita heliocêntrica. O astrônomo detalha o funcionamento. ” Dentro de cada equipamento, flutuarão livremente cubos feitos de uma liga especial de ouro e platina, servindo como massas de teste em queda livre absoluta.

As três naves usarão feixes de laser contínuos para medir a distância entre os cubos flutuantes com uma precisão menor do que o diâmetro de um único átomo de hélio.   Quando um evento cósmico violento acontece no espaço, ele gera essas ondas que se propagam pelo cosmos à velocidade da luz. À medida que essas ondulações invisíveis passam pelas espaçonaves, elas esticam e espremem o espaço entre elas, algo registrado instantaneamente pelos lasers do sistema.

LISA vs. LIGO: por que o espaço faz a diferença Em solo, instalações como o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria Laser (LIGO), nos Estados Unidos, usam tubos de vácuo com quatro quilômetros de extensão para detectar essas deformações no espaço. No entanto, o LIGO se limita a capturar ondas gravitacionais de frequências altas e curtas, produzidas por colisões de buracos negros menores ou estrelas de nêutrons.

Além disso, os detectores instalados na Terra sofrem constantemente com a interferência inevitável de ruídos e vibrações sísmicas do próprio planeta. Por estar isolado no espaço sideral e possuir braços de medição com milhões de quilômetros, o LISA conseguirá capturar frequências extremamente baixas e sinais contínuos de eventos verdadeiramente colossais. Ele registrará a fusão de buracos negros supermassivos no centro de galáxias distantes e o movimento espiral de milhares de sistemas estelares duplos em nossa própria Via Láctea.

A missão permitirá testar os limites da gravidade em campos extremamente fortes. A viabilidade técnica dessa arquitetura monumental foi demonstrada com sucesso prático entre os anos de 2015 e 2017 pela missão LISA Pathfinder da ESA. Esse satélite experimental provou no espaço que é totalmente possível isolar os cubos de teste do impacto de forças externas, como a pressão do vento solar, mantendo-os em queda livre quase perfeita.

O sucesso absoluto desse teste garantiu o sinal verde final para construir a constelação. O projeto científico também se diferencia ao trabalhar em sintonia com outros grandes instrumentos espaciais da nova era, como o Telescópio Espacial James Webb e o futuro observatório de raios X Athena. Enquanto os telescópios ópticos e infravermelhos captam a luz e a radiação emitida pelos astros, o LISA fornecerá dados gravitacionais complementares.

Ilustração das sondas da missão LISA no Sistema Solar em frente a uma galáxia que emite ondas gravitacionais. – Crédito: Universidade da Flórida / Simon Barke O fim de uma das maiores divergências da física moderna  Conforme destaca Zurita, o projeto “será o primeiro observatório de ondas gravitacionais no espaço e deve abrir uma nova janela para o Universo complementar à astronomia baseada em luz”. Essa abordagem combinada, conhecida na astronomia como observação multimensageira, permitirá analisar o mesmo evento cósmico sob ângulos físicos opostos.

Afinal, como resume o especialista, “em vez de observar simplesmente a radiação emitida por um fenômeno cósmico, o LISA poderá detectar diretamente as perturbações gravitacionais produzidas por alguns dos eventos mais extremos do Universo”. Os dados coletados pelo LISA ajudarão os cientistas a entenderem como os buracos negros supermassivos cresceram até atingir bilhões de vezes a massa do nosso Sol durante as primeiras fases do Universo. Além disso, a medição precisa das ondas gravitacionais oferecerá uma nova ferramenta independente para calcular a taxa de expansão do cosmos, conhecida na cosmologia como a Constante de Hubble, ajudando a resolver uma das maiores divergências da física atual.

Com essa estrutura monumental, o LISA dará à humanidade um sentido totalmente novo no estudo da astrofísica moderna. Se até hoje os cientistas apenas olhavam para o Universo através da luz emitida pelas estrelas, agora a humanidade será capaz de ouvi-lo diretamente através das vibrações do próprio tecido do espaço-tempo. Essa mudança histórica de perspectiva promete revelar segredos profundos que estavam completamente escondidos desde a origem do nosso cosmos.

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