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Uma nova maneira de testar um dos princípios básicos que está por trás da teoria Geral da Relatividade, usando explosões de raros sinais de rádio do espaço chamados Explosões Rápidas de Rádio, que são dez a cem vezes melhores do que outros métodos testados e que usavam explosões de raios gama, de acordo com um artigo publicado no jornal Physical Review Letters. O artigo recebeu elogios adicionais como "Sugestão de Editor" devido à sua 'importância particular, inovação e atracção geral,' de acordo com a edição jornal.
O novo método é considerado um tributo a Einstein, no centésimo aniversário da sua primeira formulação do princípio da equivalência, que é um componente chave da teoria geral da relatividade de Einstein. De um modo mais amplo é também um componente central de que a geometria do espaço-tempo é curvado pela densidade da massa de galáxias individuais, estrelas, planetas e outros objectos.
Rápidas Explosões de Rádio são super breves explosões de energia - durando uns breves milissegundos. Até agora, somente uma dúzia de Rápidas Explosões de Rádio foram detectadas na Terra. Elas parecem ser causadas por misteriosos eventos para lá da Via Láctea e possivelmente até para lá do grupo local de galáxias que incluem a Via Láctea. A nova técnica será importante para analisar a abundância de observações de Rápidas Explosões de Rádio que avançados observatórios de rádio, agora a serem planeadas, esperam detectar.
'Com abundante informação observacional no futuro, podemos ganhar um melhor entendimento da natureza da física das Rápidas Explosões de Rádio,' disse Peter Meszaros, professos de Física em Penn State, e autor do artigo de pesquisa. Como todas as outras formas de radiação electromagnética, incluindo luz vísivel, as Rápidas Explosões de Rádio, viajam através do espaço como ondas de partículas de fotões. O numero de cristas de ondas chegado das Rápidas Explosões de Rádio, por segundo - frequência - está na mesma amplitude dos sinais de rádio.
'Quando os mais poderosos detectores nos darão mais observações,' disse Meszaros, 'nos também seremos capazes de usar Rápidas Explosões de Rádio como uma sonda das suas galáxias de origem, do espaço de entre as galáxias, da estrutura cósmica do universo e como um teste dos fundamentos da física.'
O impacto dos novos métodos usando Rápidas Explosões de Rádio é esperado aumentar significativamente à medida que as explosões são observadas e se a sua origem for confirmada mais firmemente. 'Se as Rápidas Explosões de Rádio tiverem como provadas ser originárias de fora da Via Láctea, e se as suas medidas forem realizadas com precisão, elas serão uma nova e poderosa ferramenta de teste do Principio da Equivalência de Einstein e para estender o alcance da energia até às frequências de banda de rádio,' referiu Meszaros.
O Princípio da Equivalência de Einstein diz que qualquer dois fotões de diferentes frequência, emitidos ao mesmo tempo da mesma fonte e atravessando os mesmos campos gravitacionais, devem chegar à Terra exactamente ao mesmo tempo
'Se o Princípio da Equivalência de Einstein estiver correcto, qualquer atraso que possa ocorrer entre estes dois fotões, não se deverá ao campo gravitacional que experienciaram nas suas viagens, mas devem ser devidos a outros efeitos físicos,' disse Meszaros. ' Ao medir quão proximamente no tempo as duas frequências de fotões diferentes chegam, podemos testar o quão proximamente eles obedecem ao princípio da equivalência de Einstein.'
Mais especificamente, Meszaros disse que o teste que ele e os seus co-autores desenvolveram, envolve análise de quanta curvatura os fotões experienciaram devido a objectos massivos ao longo, ou perto do caminho através do espaço. Ele disse, 'O nosso teste do Princípio da Equivalência de Einstein usando Rápidas Explosões de Rádio consiste em ver em quanto é que um parâmetro - o parâmetro gama - difere dos dois fotões com diferentes frequências.
Meszaros disse que a análise da sua equipa de pesquisa de menos de uma dúzia detectou recentemente Rápidas Explosões de Rádio, que foram usadas em raios gama e outras energias de uma explosão de supernova em 1987, a supernova 1987A. 'A nossa análise usando frequências de rádio mostram que o Princípio da Equivalência de Einstein é obedecida em uma parte em cem milhões,' disse Meszaros
'O resultado é um tributo significante à teoria de Einstein, no centésimo aniversário da sua formulação.'
Em conjunto com Meszaros, outros autores do artigo, incluindo Jun-Jie Wei, um estudante graduado da Academia Chinesa de Ciências; e dois cientistas que receberam o treino pós doutural com Meszaros em Penn State e que têm agora uma posição académica e de pesquisa na China, He Gao e Xue-Feng Wu.
Esta pesquisa é suportada, em parte, pelo Programa de Pesquisa Básica Nacional da China; NASA; a Fundação de Ciência, Natural Nacional da China e a Academia Chinesa de Ciências.