O efeito gravitomagnético
será detectado?
15 de agosto de 2005
Frédéric Henry-Couannier agora possui um site na internet onde apresenta e explica seus trabalhos:
http://toronto.dess-res.univ-mrs.fr/sitefred
Fontes:
e
A sonda da NASA Gravity Probe B completa seu primeiro ano no espaço
Comece por se oferecer o espetáculo do lançamento do aparelho. Juro que dá para acreditar:
http://www.gravityprobeb.com/movies/launch01.mov
A Relatividade Geral apresenta um aspecto bastante peculiar, que pode ser percebido, por exemplo, na "métrica de Kerr", usada para descrever objetos massivos em rotação. Quando o objeto possui uma massa muito grande, surge um fenômeno chamado "arrastamento de referenciais", literalmente "arrastamento do sistema de coordenadas". O que isso significa? Imagine um sistema composto por duas massas ligadas por uma mola. Poderemos esticar essa mola de duas formas:
-
Colocando o sistema em rotação. Nesse caso, a força centrífuga se manifestará.
-
"Colocando o espaço em rotação".
Descobriu-se que pessoas se fizeram essas perguntas antes mesmo do surgimento da teoria da Relatividade Geral. Newton começou por postular a existência de um espaço absoluto, independente de todo conteúdo. Foi sua famosa experiência da bacia (descrita em minha tirinha Cosmic Story).
Mais tarde, o filósofo Mach (1883) sugeriu que o espaço (o "referencial inercial", em relação ao qual o movimento da água deve ser considerado para produzir os efeitos observados) fosse localmente "determinado por seu conteúdo material" (posição inversa à de Newton). Mach afirmava que, se colocássemos um sistema composto por duas massas ligadas por uma mola dentro de uma casca muito massiva e a colocássemos em rotação rápida, uma "força centrífuga" se manifestaria, não porque estivéssemos girando essas massas, mas porque estaríamos "fazendo girar o espaço onde elas estão imersas". Em 1896, incentivou os irmãos Friedländer a realizar essa experiência, que não produziu resultados conclusivos.
Hoje em dia, os experimentadores estão revivendo essa questão sobre a relação entre espaço e matéria. Considere uma estrela de nêutrons subcrítica (ou seja, com massa inferior a 2,5 massas solares), objeto que observamos (os "pulsares"). Em seu ambiente imediato, o espaço-tempo pode ser descrito pela "métrica de Kerr", assim como a "métrica de Schwarzschild" descreve o espaço-tempo ao redor de um objeto que não gira. A análise dessa solução de Kerr da equação de Einstein leva a conclusões bastante singulares. Por exemplo: se considerarmos uma trajetória circular ao redor do objeto, com o mesmo eixo de rotação que ele, a velocidade da luz não terá o mesmo valor dependendo de se estivermos acompanhando o objeto em sua rotação ou, ao contrário, nos movendo em sentido contrário! Mais uma vez, considera-se que tudo acontece como se o objeto "arrastasse o espaço-tempo consigo". Dá-se a esse fenômeno o nome de "arrastamento de referenciais".
O que vale para uma estrela de nêutrons deveria valer, na Relatividade Geral, para qualquer massa em rotação, inclusive para a própria Terra, com a diferença de que os efeitos seriam então insignificantes. Até recentemente, seria impossível medi-los, mas a partir de uma data muito recente, encontrou-se um meio de evidenciar esses efeitos, o que foi a razão para o lançamento da sonda "Gravity Probe B". A esses fenômenos dá-se a denominação de "gravitomagnéticos", correspondendo a uma simples analogia. Uma carga elétrica em movimento cria um efeito magnético (um campo magnético). Decidiu-se, na Relatividade Geral, que uma massa em movimento deveria criar um efeito gravitomagnético (o que se traduziria por uma alteração no campo gravitacional).
A experiência, realizada pela NASA com a colaboração da Universidade de Stanford, possui a precisão necessária para detectar os efeitos previstos pela Relatividade Geral, que se manifestariam por uma variação mínima no eixo de rotação de giroscópios orbitando a Terra a 720 km de altitude em uma órbita polar (que passa sobre os polos). A experiência tem como objetivo demonstrar como a presença da Terra e seu movimento de rotação arrastam e torcem o espaço-tempo. (No artigo do site dragg: arrastar, warp: torcer).
Outras previsões.
Frédéric Henry-Couannier é professor convidado na Universidade da Mediterrânea. Há um ano, produziu as seguintes publicações:
Publicação em revista com comitê de avaliação:
International Journal of Modern Physics A [Partículas e Campos; Gravitação; Cosmologia; Física Nuclear], Vol. 20, No. 11 (2005) 2341-2345
Apresentações em congressos internacionais:
Sexto Seminário Internacional Alexander Friedmann sobre Gravitação e Cosmologia 28 de junho a 3 de julho de 2004, Cargèse
Henry-Couannier Frédéric
Energias negativas na QFT e na GR, o lado escuro da gravidade
5ª Reunião do Vietnã em Física de Partículas e Astrofísica
Hanoi, 5 a 11 de agosto
Henry-Couannier Frédéric
Energias negativas na QFT e na GR, o lado escuro da gravidade
GdR SUSY
Julho de 2004, Clermont-Ferrand
Henry-Couannier Frédéric
Energias negativas na QFT e na GR, o lado escuro da gravidade
Conferência do Centenário de Albert Einstein
18 a 22 de julho de 2005, Paris
Simetrias discretas e GR, o lado escuro da gravidade
XVIII Encontro Espanhol de Relatividade, "Um Século da Física da Relatividade", 6 a 10 de setembro de 2005, Oviedo, Espanha
Simetrias discretas e GR, o lado escuro da gravidade
Pré-publicações no arXiv:
gr-qc/0410055: "Simetrias discretas e relatividade geral: o lado escuro da gravidade".
gr-qc/0404110: "Energias negativas e reversão do tempo na teoria quântica de campos e na relatividade geral: o lado escuro da gravidade".
gr-qc/0507065: "Energias negativas e um universo plano em aceleração constante".
Os artigos publicados por Frédéric Henry-Couannier abrem inúmeras perspectivas. No artigo destacado em vermelho, encontram-se previsões relacionadas às medições realizadas pela sonda Gravity Probe B, cuja análise está em andamento (a publicação dos resultados das observações realizadas durante um ano está prevista para breve). Essas previsões diferem significativamente das que decorrem da Relatividade Geral.
Existe um princípio fundamental da Relatividade Geral, considerado intangível, chamado princípio da equivalência. Ele postula que não existe nenhum referencial privilegiado. Dito de outra forma: as leis da física assumem a mesma forma em todos os referenciais. O que é um "referencial"? É um sistema de localização no espaço e no tempo ligado a um observador específico. O princípio da equivalência supõe que não há observador privilegiado. No entanto, Frédéric Henry-Couannier contesta esse pilar da física, o que equivale a afirmar que existiria um "espaço absoluto" (chamado outrora "éter"). Isso equivale a... dar razão a Newton contra Einstein, prevendo efeitos relacionados ao movimento dos objetos em relação a esse espaço absoluto.
Qual poderia ser esse espaço absoluto que, então, seria o "espaço da cosmologia"? (o "cosmotopo", o lugar onde se encontra o universo, diria Tirésias). No universo, o vácuo absoluto não existe...