O que são lentes gravitacionais? Quem nunca sonhou em descobrir o que se estende ao longo do universo, perdido no meio da escuridão? Galáxias, novos planetas e seres que possam corresponder às pessoas do Planeta Terra? Ou extraterrestres, óvnis, monstros e buracos negros capazes de engolir até mesmo o Sol que nos ilumina? E quantos sóis mais há de existir? Todas as respostas estão nos estudos gravitacionais.
Os fundamentos da área de lentes gravitacionais existem há 90 anos, quando se mediu pela primeira vez a deflexão da luz através de um campo gravitacional. Com base nestes estudos, descobriu-se que através delas era possível enxergar objetos muito distantes, detectar matéria invisível, sondar o universo em grande escala e descobrir novos planetas. O estudo das lentes gravitacionais foi modificando-se ao longo do tempo, conforme a visão de cada pesquisador. Os primeiros cálculos feitos sobre o desvio da luz pela gravidade datam do século 18, e foram refeitos, em 1911 pelo alemão Albert Einstein, não sendo ainda o cálculo correto.
No campo da ciência, as grandes descobertas tem um caminho pedregoso e árduo, fazendo com que o desvio da luz, medido durante um eclipse total do sol, fosse medido corretamente só em 1919 por equipes britânicas. Mas o que seriam estes desvios de raios de luz? É um fenômeno semelhante ao da luz ao atravessar uma matéria como água ou vidro. Nele, a luz emitida é semelhante ao de uma lente, alterando as formas que estão atrás da dela. Este fenômeno leva o nome de lente gravitacional.
Você, que está na frente de seu computador, pode ser uma lente gravitacional, desviando dos raios de luz que passam perto de seu corpo, agindo como uma lente. Porém, para que isto aconteça, é preciso que a fonte emissora de luz, a lente e o observador estejam a grandes distancias um do outro.
As lentes gravitacionais, diferente das lunetas e óculos, produzem imagens múltiplas e distorcem sua forma, dando origem às miragens gravitacionais. Este fenômeno, também pode dar origem à anéis, chamados anéis de Chwolson-Eisntein, pois Chwolson também era pesquisador das lentes gravitacionais e desconhecido por Einstein.
Para Einstein, não havia muitas possibilidades de se observar o fenômeno, pois, para que ela aconteça, é preciso que a fonte (a estrela mais distante), a lente (a estrela mais próxima) e o observador (a Terra) estejam em alinhamento perfeito.
No ano de 1937, o suíço Fritz Zwicky, divulgou um trabalho em que as lentes gravitacionais eram estudadas galáxias por galáxias, fazendo com que as massas e as distancias envolvidas fossem maiores e os efeitos observados diretamente. Para ele, as lentes poderiam ser usadas em três aplicações: como telescópios gravitacionais, como medidor da massa das galáxias e conglomerados ou para testar a relatividade geral.
O efeito das lentes é maior quanto maior for a massa da lente e as distancias entre elas. Já, se a lente for pequena e a distância curta, o efeito é uma separação angular equivalente a uma divisão de um grau em um bilhão de partes iguais. Porém, esta separação não pode ser detectada nem com as mais avanças tecnologias, explicando o porquê de não vermos estrelas duplas fictícias no céu. No entanto, é possível perceber este efeito através do brilho das estrelas, que se intensificam quando o fenômeno acontece, gerando a microlente gravitacional. Agora, se este efeito é aplicado a galáxias, a separação das imagens pode ser detectada por arcos ou anéis, dando o efeito das macrolentes gravitacionais.
Nas três últimas décadas tivemos inúmeras descobertas com as lentes gravitacionais, que hoje são usadas para sondar o universo. Para que este conhecimento sobre lentes seja passado adiante, é necessário que haja um mapeamento da matéria em grandes escalas do universo e fazer imagens de alta resolução do céu. O Dark Energy Suvey, que estuda as lentes gravitacionais colherá seus primeiros dados científicos em 2012, possibilitando a descoberta de inúmeros novos arcos gravitacionais. Em um futuro mais distante, grandes telescópios de levantamentos sinópticos, poderão mapear áreas maiores que o Dark, levando a descoberta de milhares de arcos.
O precedente disto é observar as lentes a partir do espaço, começando uma era de aplicações gravitacionais em quase todas as escalas astrofísicas.
Juliane de Freitas
Os fundamentos da área de lentes gravitacionais existem há 90 anos, quando se mediu pela primeira vez a deflexão da luz através de um campo gravitacional. Com base nestes estudos, descobriu-se que através delas era possível enxergar objetos muito distantes, detectar matéria invisível, sondar o universo em grande escala e descobrir novos planetas. O estudo das lentes gravitacionais foi modificando-se ao longo do tempo, conforme a visão de cada pesquisador. Os primeiros cálculos feitos sobre o desvio da luz pela gravidade datam do século 18, e foram refeitos, em 1911 pelo alemão Albert Einstein, não sendo ainda o cálculo correto.
No campo da ciência, as grandes descobertas tem um caminho pedregoso e árduo, fazendo com que o desvio da luz, medido durante um eclipse total do sol, fosse medido corretamente só em 1919 por equipes britânicas. Mas o que seriam estes desvios de raios de luz? É um fenômeno semelhante ao da luz ao atravessar uma matéria como água ou vidro. Nele, a luz emitida é semelhante ao de uma lente, alterando as formas que estão atrás da dela. Este fenômeno leva o nome de lente gravitacional.
Você, que está na frente de seu computador, pode ser uma lente gravitacional, desviando dos raios de luz que passam perto de seu corpo, agindo como uma lente. Porém, para que isto aconteça, é preciso que a fonte emissora de luz, a lente e o observador estejam a grandes distancias um do outro.
As lentes gravitacionais, diferente das lunetas e óculos, produzem imagens múltiplas e distorcem sua forma, dando origem às miragens gravitacionais. Este fenômeno, também pode dar origem à anéis, chamados anéis de Chwolson-Eisntein, pois Chwolson também era pesquisador das lentes gravitacionais e desconhecido por Einstein.
Para Einstein, não havia muitas possibilidades de se observar o fenômeno, pois, para que ela aconteça, é preciso que a fonte (a estrela mais distante), a lente (a estrela mais próxima) e o observador (a Terra) estejam em alinhamento perfeito.
No ano de 1937, o suíço Fritz Zwicky, divulgou um trabalho em que as lentes gravitacionais eram estudadas galáxias por galáxias, fazendo com que as massas e as distancias envolvidas fossem maiores e os efeitos observados diretamente. Para ele, as lentes poderiam ser usadas em três aplicações: como telescópios gravitacionais, como medidor da massa das galáxias e conglomerados ou para testar a relatividade geral.
O efeito das lentes é maior quanto maior for a massa da lente e as distancias entre elas. Já, se a lente for pequena e a distância curta, o efeito é uma separação angular equivalente a uma divisão de um grau em um bilhão de partes iguais. Porém, esta separação não pode ser detectada nem com as mais avanças tecnologias, explicando o porquê de não vermos estrelas duplas fictícias no céu. No entanto, é possível perceber este efeito através do brilho das estrelas, que se intensificam quando o fenômeno acontece, gerando a microlente gravitacional. Agora, se este efeito é aplicado a galáxias, a separação das imagens pode ser detectada por arcos ou anéis, dando o efeito das macrolentes gravitacionais.
Nas três últimas décadas tivemos inúmeras descobertas com as lentes gravitacionais, que hoje são usadas para sondar o universo. Para que este conhecimento sobre lentes seja passado adiante, é necessário que haja um mapeamento da matéria em grandes escalas do universo e fazer imagens de alta resolução do céu. O Dark Energy Suvey, que estuda as lentes gravitacionais colherá seus primeiros dados científicos em 2012, possibilitando a descoberta de inúmeros novos arcos gravitacionais. Em um futuro mais distante, grandes telescópios de levantamentos sinópticos, poderão mapear áreas maiores que o Dark, levando a descoberta de milhares de arcos.
O precedente disto é observar as lentes a partir do espaço, começando uma era de aplicações gravitacionais em quase todas as escalas astrofísicas.
Juliane de Freitas
Matéria produzida a partir do artigo de Martín Makler, publicado na revista Ciência Hoje, edição de outubro de 2009.
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