que são ondas gravitacionais?

Neste artigo, iremos revisar, de maneira não técnica, conceitos chaves para o entendimento do que são ondas gravitacionais. Com intuito de abarcar um amplo público, vamos discutir o que são ondas sonoras, ondas eletromagnéticas, a natureza da gravitação e ondas gravitacionais propriamente ditas. Abordaremos também alguns aspectos da detecção da primeira onda gravitacional e as consequências dessa grande conquista para a ciência e nosso conhecimento sobre o universo.

Conhecendo os eclipses com a utilização do Stellarium

Quando um eclipse solar e lunar ocorre, a mídia faz uma intensa divulgação, porém pouco explica sobre as condições científicas que envolvem este fenômeno e o porquê do corpo celeste ficar encoberto. Este trabalho tem o intuito de apresentar uma sequência didática relacionada aos eclipses, que foi aplicada a um aluno do 9º ano do ensino fundamental II. Nessa sequência didática foi proposta a pesquisa sobre o que são, quais os tipos possíveis e as condições necessárias para que um eclipse ocorra. Para que este estudo pudesse ser realizado e as imagens obtidas, foi utilizado o Stellarium, que consiste em um planetário de código aberto que pode ser utilizado no computador. Além desse estudo inicial foi proposta, também com o uso de Stellarium, a criação de um calendário de possíveis datas de futuros eclipses. A terceira etapa da sequência didática foi a da divulgação científica, dentro do ambiente escolar e, para isso, foi realizado um seminário científico virtual sobre o tema proposto. O resultado da aplicação da sequência didática foi suprir a falta de explicação pela mídia e a falta de conhecimento, por parte dos alunos participantes do seminário virtual, das condições científicas necessárias para que ocorram os eclipses. Com a apresentação desta proposta de trabalho na III MAES, obtivemos o primeiro lugar na categoria 9º ano do ensino fundamental II.

Estrelas de nêutrons e seus múltiplos mensageiros

Estrelas de nêutrons são astros absolutamente fascinantes. Em seu interior, a matéria está sujeita a condições extremas, manifestando-se em formas muito diversas daquelas encontradas em nosso planeta, ou mesmo acessíveis experimentalmente; assim, sua observação abre uma janela para uma maior compreensão das interações nucleares. São abarcadas por intensos campos gravitacionais, permitindo que comportamentos intrigantes da gravitação se manifestem. Cumprem um papel importantíssimo na evolução química das galáxias, com seu nascimento e fusão estando ligados à produção de vários elementos químicos que encontramos no nosso dia a dia. Estrelas de nêutrons são hoje observadas em todas as faixas do espectro eletromagnético e também em ondas gravitacionais. A combinação da pletora de informações carregadas por esses mensageiros tem ajudado a compor uma imagem cada vez mais nítida e coerente da física que envolve esses astros, oferecendo chaves para o aprofundamento do nosso conhecimento sobre a natureza.

Jornada pela vida no cosmos

Nos últimos anos, uma nova ciência vem se destacando entre as áreas de conhecimento científico: a astrobiologia, um campo multidisciplinar derivado da astronomia e que ainda é raramente abordado em livros didáticos ou até mesmo na sala de aula. O presente artigo descreve uma experiência pedagógica com alunos de uma disciplina eletiva, dentro da parte diversificada do currículo do ensino médio/técnico da Escola Cidadã Integral Técnica Estadual Melquíades Vilar, localizada no município de Taperoá, Paraíba, Brasil. Os alunos tiveram a oportunidade de conhecer parte do arcabouço teórico da astrobiologia, realizaram experimentos, oficinas, e participaram de aulas de campo. Ao final da aplicação do projeto da disciplina, foram alcançadas melhorias no índice de aprendizagem dos alunos nas disciplinas da área de ciências da natureza e matemática, especialmente aquelas associadas à astronomia. Especificamente, durante a aplicação do projeto, houve um crescimento nas médias das disciplinas de física, química, biologia e matemática (todas elas abordadas direta e indiretamente no projeto) o que refletiu, por sua vez, no interesse geral dos alunos nestas componentes curriculares. O projeto, portanto, forneceu resultados pedagógicos positivos.

Buracos negros estelares

A investigação dos buracos negros – objetos astronômicos cuja densidade tende ao infinito e que são capazes de produzir marcante deformação no espaço-tempo – tem experimentado grande impulso nos últimos anos. De fato, em 2015, a equipe do LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) obteve a primeira detecção das ondas gravitacionais, produzidas a partir de um sistema binário de buracos negros, o que levou à concessão do prêmio Nobel de Física aos pesquisadores Rainer Weiss, Barry C. Barish e Kip S. Thorne. Em abril de 2019 foi publicada a primeira imagem direta de um buraco negro e, no ano de 2020, três cientistas – Roger Penrose, Andrea Ghez e Reinhard Genzel – também receberam o prêmio Nobel de Física por suas significativas contribuições para esse campo de pesquisa. Os sucessos obtidos, desde a proposição de tais estruturas até a lendária “foto”, têm dependido de decisivas contribuições da matemática à física e à astronomia, permitindo, em última análise, que tais ciências empíricas saibam o que (e onde) procurar. Desde esta perspectiva, a apreciação de aspectos da abordagem matemática dos buracos negros – a partir da apresentação da métrica de Schwarzschild – é o objetivo do presente artigo.

Sondando o universo primitivo com as ondas gravitacionais

Neste artigo são revistos os principais eventos que teriam ocorrido nas primeiras fases de evolução do universo, quando o plasma cósmico é opaco à radiação eletromagnética. Neste caso, a informação sobre tais eventos não pode provir de fótons mas somente de ondas gravitacionais, detetadas pela primeira vez em 2015. Serão revisitados os espectros do fundo de ondas gravitacionais gerados durante o período inflacionário e as transições de fase eletrofraca e quark-hádron. Além disso, são examinados os espectros do fundo de ondas gravitacionais gerados em cenários alternativos ao \textit{big bang}, sugeridos por teorias efetivas de campo.

Buracos negros: a derradeira fronteira

Em Setembro de 2015, os dois conjuntos de espelhos mais perfeitos do mundo moveram-se simultaneamente e da mesma forma, apesar de separados por milhares de quilômetros. Chegara ao fim uma das mais longas buscas da história da ciência. Pela primeira vez a humanidade capturara na Terra uma onda gravitacional. Esta onda foi produzida por um par de buracos negros muito antes do nascimento de Einstein e até de qualquer ser humano. O mundo da física prepara-se agora para uma nova era, em que a astronomia gravitacional nos vai desvendar os segredos sobre as entidades mais misteriosas de todas: os buracos negros.

Química e astronomia

Desde tempos imemoriais que os seres humanos olham e tentam perceber o céu. Não sabiam bem o que eram aquelas luzes a brilhar e que se movimentavam de forma repetida. Hoje em dia parece muito fácil, mas demorou muito tempo a consolidar-se a imagem que atualmente temos do céu. E sobretudo, a sabermos qual era a sua composição química. Este artigo pretende fazer uma revisão de divulgação do conhecimento químico que temos do céu e mostrar que as informações químicas são indissociáveis do entendimento que temos hoje do universo.

As estrelas Cefeidas enquanto velas-padrão

A relação entre o período e a luminosidade das estrelas cefeidas está na base de um método fundamental para a determinação de distâncias a galáxias próximas. Neste artigo, apresenta-se uma tradução do inglês para o português do trabalho de Henrietta Swan Leavitt no qual a relação período-luminosidade foi originalmente proposta.

Detectores de Ondas Gravitacionais

Neste artigo explicamos o que são as ondas gravitacionais previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein, falamos de suas fontes astrofísicas e cosmológicas e dos detectores que foram utilizados para a sua busca. Completamos o artigo com a menção aos detectores futuros, que estão sendo projetados para dar uma nova dimensão à astronomia de ondas gravitacionais e à astronomia multimensageira envolvendo ondas gravitacionais.