Os cientistas descobriram como aumentar a sensibilidade dos detectores de ondas gravitacionais em várias ordens de magnitude

A detecção de ondas gravitacionais tornou-se uma importante descoberta da última década. Isso foi feito em 2015 pelo observatório de interferômetro LIGO baseado em terra. Assim, os cientistas contam com uma nova ferramenta para estudar objetos do Universo, além da tradicional ótica e rádio. O próximo passo neste caminho deve ser o detector de ondas gravitacionais LISA baseado no espaço. No entanto, um grupo de cientistas europeus propôs um dispositivo LISAmax de ordem de magnitude mais sensível.

Projeto LISA. Fonte da imagem: ESA

Cada um dos dois braços dos observatórios terrestres LIGO (EUA) e VIRGO (Itália) tem aproximadamente 3 km de comprimento. Isso impõe uma limitação nas ondas gravitacionais registradas – os detectores podem detectar eventos a partir da fusão de objetos de várias dezenas de massas solares. A limitação se deve ao fato de que o comprimento do braço do interferômetro é a sensibilidade a um determinado comprimento de onda (frequência). Para registrar eventos envolvendo buracos negros supermassivos de um milhão de massas solares ou mais, é necessário um braço de interferômetro de vários milhões de quilômetros. Este projeto não é para a Terra.

Um projeto espacial chamado LISA está sendo desenvolvido pela Agência Espacial Europeia como parte do programa de pesquisa espacial Voyage 2050. O projeto foi aprovado em 2017 e está em fase de projeto com o objetivo de lançar o complexo LISA no espaço em algum momento em meados dos anos 30. Cada um dos braços do interferômetro espacial terá 2,5 milhões de quilômetros de extensão. Este será um verdadeiro avanço no estudo do Universo usando um novo tipo de detector. Mas tudo pode ficar ainda melhor, de acordo com um grupo de cientistas que preparou um artigo para a revista Classical and Quantum Gravity (até agora apareceu no arxiv.org), se os interferômetros forem diluídos a uma distância de até 295 milhões km, e existe essa possibilidade.

Os cientistas disseram que o desenvolvimento do projeto LISA poderia ser o projeto LISAmax. Para fazer isso, os interferômetros espaciais devem ser suspensos nos pontos de Lagrange no sistema Sol-Terra. Isso dará um comprimento de ombro de 295 milhões de km, o que permitirá detectar eventos na faixa de comprimento de onda inferior a 1 MHz. Isso tornará os detectores duas ordens de grandeza mais sensíveis para quase os mesmos recursos e levará a um verdadeiro tsunami de descobertas, desde a detecção de fusões de buracos negros, estrelas de nêutrons em uma ampla gama de massas até a busca por ondas gravitacionais “relíquias” formadas durante o Big Bang.

Interferômetro separado. Haverá três deles – um nos vértices de um triângulo equilátero no espaço

Além disso, um detector tão grande permitirá com incrível precisão detectar eventos gravitacionais no céu que ele registra. Resta saber se este projeto será levado a sério pela comunidade científica europeia. Enquanto isso, a Índia se comprometeu a construir um detector LIGO duplo até 2030. Isso levará ao aparecimento de outro ponto de detecção de ondas gravitacionais na Terra e, junto com outros detectores, aumentará a sensibilidade da rede de detectores em uma ordem de grandeza.