David Reitze, diretor-executivo do LIGO Laboratory, subiu ao pódio do National Press Building em Washington, DC, e disse as palavras que estávamos ansiosos para ouvir: “nós descobrimos ondas gravitacionais”. Um auditório lotado no edifício Cahill da Caltech, em Pasadena – onde pessoas se reuniram para assistir a transmissão ao vivo – irrompeu em aplausos.

Cenas semelhantes provavelmente ocorreram no MIT; em Livingston, Louisiana; em Hanford, Washington; e na Europa – o LIGO é uma colaboração internacional de US$ 1 bilhão com centenas de cientistas. E este momento é aguardado há 100 anos.

Einstein previu a existência das ondas gravitacionais com sua teoria geral da relatividade em 1915, e os físicos descobriram evidências indiretas na década de 70 e 80. Mas a detecção direta foi mais difícil – até agora. E a história das ondas gravitacionais, e do que elas podem nos dizer, está só começando.

A descoberta

Eis o que aconteceu. Em 14 de setembro de 2015, os detectores do LIGO em Livingston e Hanford – cidades americanas a 3.000 km de distância – captaram o mesmo sinal dentro de milésimos de segundo um do outro. As formas de onda desses sinais batiam com as previsões das simulações.

É como uma impressão digital de áudio, semelhante às assinaturas de decaimento que os físicos usam para identificar partículas subatômicas produzidas no Grande Colisor de Hádrons. E é exatamente o que você esperaria encontrar se dois buracos negros, com cerca de 30 massas solares cada (30 vezes maiores do que o nosso Sol), fossem em direção um ao outro e se fundissem em um evento de colisão maciça, enviando ondas de choque poderosas através do espaço-tempo, há cerca de 1,3 bilhão de anos.

Na verdade, os dados estavam tão impecáveis que Reitze ficou preocupado – seria bom demais para ser verdade? Alan Weinstein, que comanda o LIGO Caltech, pensou o mesmo. Afinal, na primeira fase operacional do LIGO, entre 2002 e 2010, líderes de projeto inseriram sinais deliberadamente falsos nos dados para testar o rigor da análise.

Mesmo que os seus colegas lhe assegurassem que este novo sinal não era um exercício de “injeção cega”, Weinstein não conseguia acreditar. Ele se perguntou se era o trabalho de um membro descontente da equipe LIGO, injetando um sinal falso nos dados como vingança.

Ou talvez fosse o trabalho de um gênio do mal. “Não podemos descartar a hipótese do gênio do mal”, ele brincou durante uma conferência à imprensa. “Estamos fazendo o nosso melhor para descartar a hipótese do gênio do mal. Mas eu gosto de pensar que uma colisão binária de buracos negros é mais provável.”

Os físicos estudaram a frequência desse sinal e puderam inferir as massas de ambos os buracos negros (um tinha 29 massas solares, o outro tinha 36). Após a fusão, estavam faltando 3 massas solares no buraco negro recém-formado, emitidas em uma poderosa explosão de ondas gravitacionais. Imagine três vezes o nosso Sol de repente sendo aniquilado, e você terá uma ideia de quanta energia nós estamos falando aqui. A amplitude do sinal diz que a colisão aconteceu a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz de distância.

Então não só esta é a primeira detecção direta de ondas gravitacionais, como também é a primeira prova de que buracos negros binários realmente existem. E tudo isso veio de dados obtidos durante um teste de engenharia logo após o LIGO Advanced, com várias melhorias, ser ativado.

Ele ainda não está caçando em sua sensibilidade máxima. Quando isso acontecer, os físicos esperam ver muito mais desses eventos, dando-lhes uma nova janela para o funcionamento do universo. Isso faz do LIGO “um novo instrumento para a observação de uma nova forma de radiação vinda dos céus”, disse Bill Weber, físico da Università di Trento e membro da colaboração LISA Pathfinder.