Em estudo que promete revelar uma nova física, uma equipe de pesquisadores da NASA propôs que uma formação específica de quatro espaçonaves orbitando o Sol em forma de um tetraedro poderiam procurar evidências de leis físicas em ação que ainda não foram descobertas.
O objetivo é que, usando essas configurações tetraédricas e descrevendo órbitas em torno do Sol de forma “imperturbadas” (livres da gravidade de outros planetas e asteroides), as novas espaçonaves consigam realizar observações mais precisas de pequenas mudanças espaciais no campo gravitacional capazes de afetar o tensor de gradiente de gravidade (GGT), que desempenha um papel fundamental na relatividade geral de Einstein.
Segundo o principal autor do estudo, Slava G. Turyshev , professor da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) e pesquisador do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA JPL): “Estamos ansiosos para explorar questões que cercam os mistérios da energia escura e da matéria escura” afirmou em um release.
Procurando “furos” na descrição da gravidade em grandes escalas
O estudo mostra como a medição do campo gravitacional do Sol pode encontrar física ainda desconhecida.Fonte: NASA/ESA
A ansiedade de Turyshev se justifica: intuídas por meio de evidências indiretas e observações cosmológicas no século passado, energia escura e matéria escura ainda continuam desconhecidas quanto à sua natureza ou composição. No entanto, pondera o físico, “é possível que esta nova força se possa manifestar à escala do sistema solar”.
Isso significa que, embora descreva a gravidade em grandes escalas, a teoria da relatividade geral de Einstein possa não ser tão precisa quando aplicada a objetos menores, como os planetas do nosso sistema solar. Nesse sentido, as naves projetadas “procurariam desvios das previsões da relatividade geral à escala do Sistema Solar, algo que não foi possível até agora”, diz Turyshev.
Esses supostos desvios, ainda que minúsculos, poderiam se manifestar como elementos diferentes de zero no GGT. Daí a importância das medições por naves diferentes para eliminar um possível ruído, causado pela atração gravitacional de outros objetos, das vibrações das próprias espaçonaves e até mesmo da radiação cósmica.
Testando a relatividade geral na menor das escalas
Referencial Radial-Em-Trajetória-Transversal para um satélite ou constelação em órbita heliocêntrica.Fonte: Slava G. Turyshev et al.
Descrita no artigo publicado recentemente na revista Physical Review D, a técnica a ser empregada na missão é uma adaptação da interferometria a laser de alta precisão usada na missão GRACE-FO, na NASA e do Centro Alemão de Pesquisa em Geociências (GFZ). Nela, laser são usados para medir com extrema precisão a distância entre duas espaçonaves em órbita. A ferramenta revela mudanças na massa da Terra.
Além disso, interferômetros atômicos presentes nas futuras espaçonaves permitirão a medição da diferença de fase entres as ondas da matéria atômica ao longo das viagens, usando o caráter ondulatório dos átomos.
“O alcance do laser nos oferecerá dados altamente precisos sobre as distâncias e velocidades relativas entre as espaçonaves”, explica Turyshev. Na prática, isso significa testar a relatividade geral na menor das escalas, algo até agora inédito nos estudos atuais.
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