(Phys.org) - Detecções recentes de ondas gravitacionais permitiram aos físicos confirmar com uma precisão cada vez maior o que Einstein previu há mais de 100 anos na teoria da relatividade geral:que a gravidade não age instantaneamente como pensava Newton, mas, em vez disso, se propaga na velocidade da luz.

"A velocidade da gravidade, como a velocidade da luz, é uma das constantes fundamentais do Universo, "Neil Cornish, um físico da Montana State University, contado Phys.org . "Até o advento da astronomia de ondas gravitacionais, não tínhamos como medir diretamente a velocidade da gravidade. "

Nos últimos meses, os físicos fizeram um progresso muito rápido em limitar a velocidade da gravidade usando observações de ondas gravitacionais.

Inicialmente, as primeiras detecções do LIGO de ondas gravitacionais restringiram a velocidade da gravidade a 50% da velocidade da luz.

Em um artigo publicado na semana passada em Cartas de revisão física , Cornish e seus co-autores Diego Blas do CERN e Germano Nardini da Universidade de Berna combinaram os três primeiros eventos de ondas gravitacionais relatados pelas colaborações LIGO e Virgo, permitindo-lhes melhorar os limites originais para aproximadamente 45% da velocidade da luz.

Apenas dois dias depois (e depois que os físicos mencionados acima escreveram seu artigo), outro artigo foi publicado em The Astrophysical Journal Letters pelas colaborações LIGO e Virgo, cujos autores são afiliados a quase 200 instituições em todo o mundo. Ao usar dados das ondas gravitacionais emitidas por uma fusão de estrelas de nêutrons binárias detectada em agosto, eles foram capazes de restringir a diferença entre a velocidade da gravidade e a velocidade da luz entre -3 x 10 ^-15 e 7 x 10 ^-16 vezes a velocidade da luz.

A razão para o grande salto na precisão é que o evento da estrela de nêutrons não emitiu apenas ondas gravitacionais, mas também radiação eletromagnética na forma de raios gama. A emissão simultânea de ondas gravitacionais e de luz da mesma fonte permitiu aos cientistas estabelecer limites na velocidade da gravidade que é muitas ordens de magnitude mais rigorosa do que o que poderia ser definido usando apenas sinais de ondas gravitacionais.

Dependendo se uma fonte astrofísica emite ondas gravitacionais e luz ou apenas as primeiras, os cientistas adotam abordagens diferentes para restringir a velocidade da gravidade. Quando uma fonte emite ondas gravitacionais e luz, os cientistas podem medir a diferença (se houver) nos tempos de chegada dos dois tipos diferentes de sinais em um único detector. No AJL papel, os cientistas mediram um atraso de chegada de apenas alguns segundos entre os sinais que percorreram uma distância de mais de cem milhões de anos-luz. Um pequeno atraso nessa distância é considerado virtualmente nada.

Por outro lado, quando uma fonte emite apenas ondas gravitacionais, os cientistas devem detectar o mesmo sinal em vários detectores baseados na Terra e medir a (muito pequena) diferença nos tempos de chegada. Os cientistas do PRL papel fez isso comparando os sinais detectados por dois detectores LIGO localizados a 1800 milhas um do outro:um em Hanford, Washington, e o outro em Livingston, Louisiana.

Como explicam os físicos, é possível melhorar muito os limites da velocidade da gravidade usando fontes que emitem apenas ondas gravitacionais. Por exemplo, usando quatro detectores localizados em diferentes lugares da Terra, com cinco eventos de ondas gravitacionais para comparação, as restrições podem melhorar até 1% da velocidade da luz. Mas eles ainda não conseguiram atingir o grau de precisão dos experimentos que têm acesso tanto à gravidade quanto à luz.

Geral, limitar a velocidade da luz tem muitas implicações significativas para a física e cosmologia fundamentais. Uma das maiores implicações é que os limites rígidos fornecem um teste mais preciso da relatividade geral e excluem as alternativas propostas para a relatividade geral.

"Muitas teorias alternativas da gravidade, incluindo alguns que foram invocados para explicar a expansão acelerada do Universo, prever que a velocidade da gravidade é diferente da velocidade da luz, "Disse Cornish." Várias dessas teorias já foram descartadas, restringindo assim as maneiras pelas quais a teoria de Einstein pode ser modificada sensatamente, e tornando a energia escura uma explicação mais provável para a expansão acelerada. "

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