Um grupo internacional de cientistas finalizou o projeto do Telescópio Einstein, um observatório de ondas gravitacionais 100 vezes mais sensível do que os instrumentos atuais. Ele será subterrâneo, construído a uma profundidade entre 100 e 200 m, e terá três detectores, interligados por túneis de 10 km de extensão. Ondas gravitacionais são ondulações no tecido do espaço-tempo, produzidas por eventos violentos no universo, como colisões de buracos negros e explosões de supernovas, previstas por Albert Einstein em 1916, como uma conseqüência da sua Teoria Geral da Relatividade.
O Telescópio Einstein, apesar de seu nome, nada tem em comum com outros telescópios. Ele será formado por um conjunto de três interferômetros subterrâneos, cada um a uma distância de 10 km um do outro. Seu princípio de funcionamento é bastante simples, apesar da grande complexidade de engenharia envolvida na sua construção.
A partir de cada um de seus cantos – há um detector em cada um deles -, um feixe de laser é dividido e disparado em direção aos dois outros cantos. Depois de percorrer os 10 km de um túnel, o laser atinge um espelho e é refletido de volta ao seu ponto de origem, onde interfere com o feixe original. Qualquer onda gravitacional que passar por um desses “braços de laser” irá torná-lo ligeiramente mais longo do que o outro, alterando assim o padrão de interferência entre os lasers – uma alteração mínima, mas mensurável.
As ondas gravitacionais são emitidas pela aceleração de massas, de forma muito parecida com que as ondas eletromagnéticas são produzidas pela aceleração de cargas elétricas – como os elétrons em uma antena. Ao contrário das outras formas de radiação conhecidas pelo homem, as ondas gravitacionais estariam viajando até nós desde o início do universo totalmente incólumes, livres de qualquer interferência.
Ou seja, a informação que os cientistas coletam a partir da luz, das radiofreqüências e de outras ondas, estão de certa forma “corrompidas” por interferências. Isto não deve acontecer com as ondas gravitacionais. A capacidade de detectar diretamente as ondas gravitacionais poderá inaugurar uma nova era na astronomia, permitindo insights totalmente novos sobre o universo.
Nenhuma forma de emissão dos outros tipos de radiação é, ao mesmo tempo, uma fonte forte de ondas gravitacionais. Desta forma, para ter um quadro completo do cosmos, os cientistas deverão juntar as observações das ondas gravitacionais, eletromagnéticas, dos neutrinos e dos raios cósmicos.
Por exemplo, usando as ondas gravitacionais será possível sondar partes do espaço escondidas por poeiras cósmicas. Ou obter-se visões totalmente novas de eventos cósmicos já observados ou até agora invisíveis a outros instrumentos, dando uma perspectiva completamente diferente aos acontecimentos astronômicos, assim como um telescópio de infravermelho dá informações diferentes de um telescópio na faixa visível.
Já existem detectores de ondas gravitacionais em operação, como o GEO600, na Alemanha, Virgo, na Itália e LIGO, nos Estados Unidos. Contudo, até agora, nenhum deles obteve êxito. Os cientistas acreditam que o fracasso pode ser uma questão de precisão, ou seja, os detectores atuais não seriam sensíveis o suficiente – no momento, o LIGO e o Vigo estão sofrendo atualizações, para se tornarem mais precisos.
Entrará em cena, então, o Telescópio Einstein, com uma sensibilidade 100 vezes maior do que os atuais, capaz de explorar uma região do universo com um raio de bilhões de anos-luz, coletando dados de milhares de eventos emissores de ondas gravitacionais por ano.
Os espelhos encarregados de refletir os feixes de laser terão diâmetros acima de meio metro, a fim de permitir feixes de grande diâmetro, e serão resfriados abaixo de 20 K, para diminuir o ruído térmico. Para eliminar os ruídos sísmicos, esses espelhos terão “suspensões” de mais de 20 m de altura, junto com sofisticadas estratégias de controle.
Os lasers terão potência de 1 kW, a fim reduzir o “ruído” em seu disparo – variações no número de fótons disparados. Tanta precisão permitirá que o Telescópio Einstein estude toda a gama de frequência das ondas gravitacionais – de 1 Hz até 10 kHz.
O observatório de ondas gravitacionais está orçado em 790 milhões de Euros e deverá estar pronto em 2025. Ainda não foi selecionado o local de sua instalação.
