Espaçonaves em formação inédita podem revolucionar cosmologia, diz estudo

Em estudo que promete revelar uma nova física, uma equipe de pesquisadores da NASA propôs que uma formação específica de quatro espaçonaves orbitando o Sol em forma de um tetraedro poderiam procurar evidências de leis físicas em ação que ainda não foram descobertas .

O objetivo é que, usando essas configurações tetraédricas e descrevendo órbitas em torno do Sol de forma "imperturbadas" (livres da gravidade de outros planetas e asteroides), as novas espaçonaves consigam realizar observações mais precisas de pequenas mudanças espaciais no campo gravitacional capazes de afetar o tensor de gradiente de gravidade (GGT), que desempenha um papel fundamental na relatividade geral de Einstein. 

Segundo o principal autor do estudo, Slava G. Turyshev , professor da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) e pesquisador do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA JPL): "Estamos ansiosos para explorar questões que cercam os mistérios da energia escura e da matéria escura" afirmou em um release. 

Procurando "furos" na descrição da gravidade em grandes escalas

A ansiedade de Turyshev se justifica: intuídas por meio de evidências indiretas e observações cosmológicas no século passado, energia escura e matéria escura ainda continuam desconhecidas quanto à sua natureza ou composição . No entanto, pondera o físico, "é possível que esta nova força se possa manifestar à escala do sistema solar".

Isso significa que, embora descreva a gravidade em grandes escalas, a teoria da relatividade geral de Einstein possa não ser tão precisa quando aplicada a objetos menores, como os planetas do nosso sistema solar. Nesse sentido, as naves projetadas "procurariam desvios das previsões da relatividade geral à escala do Sistema Solar, algo que não foi possível até agora", diz Turyshev. 

Esses supostos desvios, ainda que minúsculos, poderiam se manifestar como elementos diferentes de zero no GGT. Daí a importância das medições por naves diferentes para eliminar um possível ruído, causado pela atração gravitacional de outros objetos, das vibrações das próprias espaçonaves e até mesmo da radiação cósmica.

Testando a relatividade geral na menor das escalas

Descrita no artigo publicado recentemente na revista Physical Review D, a técnica a ser empregada na missão é uma adaptação da interferometria a laser de alta precisão usada na missão GRACE-FO, na NASA e do Centro Alemão de Pesquisa em Geociências (GFZ). Nela, laser são usados para medir com extrema precisão a distância entre duas espaçonaves em órbita. A ferramenta revela mudanças na massa da Terra . 

Além disso, interferômetros atômicos presentes nas futuras espaçonaves permitirão a medição da diferença de fase entres as ondas da matéria atômica ao longo das viagens, usando o caráter ondulatório dos átomos. 

“O alcance do laser nos oferecerá dados altamente precisos sobre as distâncias e velocidades relativas entre as espaçonaves”, explica Turyshev. Na prática, isso significa testar a relatividade geral na menor das escalas, algo até agora inédito nos estudos atuais.

Mantenha-se atualizado com as novidades da cosmologia aqui no TecMundo. Se desejar, aproveite para conhecer também as viagens interestelares das espaçonaves terrestres, além do nosso sistema solar .