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domingo, 15 de maio de 2011

0 Einstein, o espaço-tempo e o fracasso de um épico

Apesar da precisão de seus giroscópios, a Gravity Probe B nem se aproximou da precisão que seus projetistas esperavam dela. [Imagem: NASA/Stanford]

Einstein estava certo... de novo. Há um vórtice no espaço-tempo ao redor da Terra, e sua forma corresponde precisamente às previsões da teoria da gravitação de Einstein.


A conclusão é de uma das mais impressionantes sondas espaciais já lançadas, a Gravity Probe B, uma verdadeira maravilha da engenharia.

Imprecisão

Assim posto, tudo parece ser motivo para comemorações.


Infelizmente, não é.

Apesar da precisão de seus giroscópios, a Gravity Probe B nem se aproximou da precisão que seus projetistas esperavam dela.

Na verdade, o anúncio feito pela NASA acrescenta pouco aos dados preliminares já divulgados pela equipe da sonda em 2007:

O previsto era que agora, depois de todas as análises e correções dos dados, a precisão das medições dos efeitos da gravidade alcançassem uma margem de erro de 0,01% - mas os cientistas tiveram que se contentar com imprecisões mais de mil vezes maiores.

Fracasso de um épico

Um fim lamentável para um verdadeiro épico científico, um experimento proposto há mais de 60 anos e que, para se tornar realidade, exigiu esforços de pelo menos duas gerações de cientistas.


Depois de décadas de planejamento e construção, quase US$800 milhões de dólares de gastos, e uma tenacidade e um idealismo dignos dos mais sinceros elogios aos coordenadores científicos da missão, os resultados não somam nada ao que já havia sido medido antes, com instrumentos muito mais baratos.

Foram vários os elementos que contribuíram para o que a NASA chamou de "resultado histórico", mas que a comunidade dos físicos preferiu situar entre um "sucesso relativo" e um "desperdício de recursos" - os mais aguerridos chegaram a falar em "fracasso retumbante".

E o principal desses elementos, aquele que mais contribuiu para opiniões tão díspares, foi justamente aquilo de que os projetistas da sonda mais se orgulhavam: as quatro esferas mais perfeitas já construídas pelo homem.

Esferas e giroscópios

As esferas são o elemento principal dos giroscópios da Gravity Probe B.


Tudo começou em 1960, quando o físico Leonard Schiff propôs que a curvatura do espaço-tempo prevista por Einstein poderia ser verificada com a utilização de giroscópios.

Seguindo apenas as Leis de Newton, um giroscópio em órbita da Terra deveria ficar perfeitamente fixo. Mas se, conforme diz Einstein, o espaço-tempo curva-se pela ação de uma força gravitacional, o giroscópio, devido à sua inércia natural, deveria mover-se com ele.

Os cientistas então construíram a Gravity Probe B, não com um, mas com quatro giroscópios. A sonda também possuía um telescópio precisamente apontado para uma estrela-guia, a IM Pegasi.

Se a teoria de Einstein estivesse correta, ao longo de um ano deveria haver uma pequena modificação entre o alinhamento do telescópio e o alinhamento dos giroscópios, uma vez que o eixo de rotação dos giroscópios, girando livremente, seria influenciado tão-somente pela curvatura do espaço-tempo.

Mas os giroscópios não eram tão perfeitos quanto se imaginava.

As esferas, feitas de silício e recobertas de nióbio, eram fisicamente tão perfeitas que, se fossem ampliadas até terem a dimensão da Terra, não haveria em sua superfície nenhuma saliência maior do que 3 metros de altura - cada esfera mede 3,8 centímetros de diâmetro. [Imagem: NASA/Stanford]

Imperfeições esféricas

As esferas, feitas de silício e recobertas de nióbio, eram fisicamente tão perfeitas que, se fossem ampliadas até terem a dimensão da Terra, não haveria em sua superfície nenhuma saliência maior do que 3 metros de altura - cada esfera mede 3,8 centímetros de diâmetro.


Porém, o ajuste das esferas era feito eletricamente. E, provavelmente devido a impurezas no revestimento de nióbio, elas eram esferas eletricamente não tão perfeitas - se ampliadas até o tamanho da Terra, suas variações elétricas superariam facilmente o Monte Everest.

O tempo dirá

Ao ressaltar a importância da missão e dos seus resultados, durante a conferência da NASA que anunciou as conclusões do estudo, Clifford Will, da Universidade de Washington, afirmou: "Este é um resultado épico. Um dia isto será escrito nos livros-texto como um dos experimentos clássicos na história da física."


Ele provavelmente tem razão.

Por outro lado, nos livros de história da física e da exploração espacial - a Gravity Probe B foi o projeto científico mais longo da era espacial - talvez os autores não sejam tão condescendentes.

Via iT

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