Estes eventos são ondas gravitacionais, ondulações no espaço-tempo produzidas quando dois objetos muito massivos, como buracos negros, entram em colisão. Estas ondas propagam-se através do Universo e podem ser detetadas na Terra graças a instrumentos extremamente sensíveis. Os observatórios LIGO, Virgo e KAGRA funcionam em conjunto para captar estes sinais minúsculos.
Quando dois buracos negros colidem e se fundem, libertam ondas gravitacionais. Estas ondas são detetadas pelos observatórios LIGO-Virgo-KAGRA na Terra, permitindo aos cientistas determinar a massa e a rotação dos buracos negros.
Crédito: Maggie Chiang para Simons Foundation
Desde a primeira deteção em 2015, o número de observações não parou de aumentar. Com este novo catálogo, os cientistas dão um passo importante. Em apenas alguns meses de observação, registaram mais sinais do que em todas as campanhas anteriores juntas.
Esta acumulação muda a maneira de fazer astronomia. Os investigadores já não se limitam a estudar casos isolados. Podem agora analisar populações inteiras de buracos negros e comparar as suas propriedades, como a sua massa ou velocidade de rotação.
Entre as descobertas marcantes figura uma colisão excecional entre dois buracos negros com cerca de 130 vezes a massa do Sol cada. É muito mais do que a maioria dos sistemas observados até agora, que rondam as 30 massas solares. Tal massa indica que estes objetos são eles próprios resultantes de colisões anteriores.
Outros sinais também saem do comum. Alguns mostram buracos negros a girar sobre si próprios a velocidades vertiginosas, próximas de metade da velocidade da luz. Outros revelam sistemas muito desequilibrados, onde um objeto é muito mais massivo do que o seu parceiro.
O projeto LIGO opera em dois locais de deteção: um perto de Hanford no estado de Washington, e outro perto de Livingston na Louisiana.
Crédito: LIGO Collaboration
Estas observações permitem compreender melhor como se formam os buracos negros. Indicam que alguns nascem em ambientes muito densos, onde colisões sucessivas são possíveis. O Universo aparece então como um lugar dinâmico, em perpétua transformação.
As ondas gravitacionais oferecem também um meio único para testar a teoria da relatividade geral de Einstein. Esta teoria descreve a gravidade como uma deformação do espaço e do tempo. As colisões de buracos negros, entre os fenómenos mais extremos conhecidos, constituem um terreno ideal para verificar se as suas previsões se mantêm.
Até agora, os resultados confirmam a solidez desta teoria. Os sinais observados correspondem muito precisamente ao que ela prevê. Mas os cientistas continuam à procura de possíveis anomalias que poderiam revelar novas leis físicas.
Finalmente, estes dados permitem abordar outra grande questão: a velocidade de expansão do Universo. Analisando as ondas gravitacionais, é possível estimar diretamente a distância das fontes. Isto oferece um método independente para calcular a constante de Hubble, um parâmetro chave em cosmologia.
As primeiras estimativas provenientes deste catálogo indicam uma expansão de cerca de 76 quilómetros por segundo e por megaparsec. Mesmo que esta medida ainda tenha de ser aperfeiçoada, contribui para enriquecer um debate científico sempre aberto.
Com estas novas observações, os detetores de ondas gravitacionais transformam progressivamente a nossa visão do cosmos. O que antes era invisível torna-se mensurável, abrindo o caminho para uma exploração cada vez mais precisa do Universo.