p Quatro novas detecções de ondas gravitacionais foram anunciadas no Workshop de Física e Astronomia de Ondas Gravitacionais, na Universidade de Maryland, nos Estados Unidos. p Isso traz o número total de detecções para 11, desde a primeira vez em 2015.

p Dez são de fusões de buracos negros binários e um da fusão de duas estrelas de nêutrons, que são os densos restos de explosões estelares. Uma fusão de buraco negro foi extraordinariamente distante, e a explosão mais poderosa já observada na astronomia.

p As últimas notícias chegam apenas um mês depois de surgirem dúvidas sobre a detecção inicial. No final de outubro, um artigo na New Scientist, intitulado Exclusivo:Sérias dúvidas sobre a descoberta de ondas gravitacionais do LIGO, levantou a ideia de que "pode ​​ter sido uma ilusão."

p Então, quão confiantes estamos de que estamos detectando ondas gravitacionais, e não vendo uma ilusão?

p Aberto para escrutínio

p Todos os bons cientistas entendem que o escrutínio e o ceticismo são o poder da ciência. Todas as teorias e todos os conhecimentos são provisórios, à medida que a ciência lentamente se concentra em nosso melhor entendimento da verdade. Não há certeza, apenas probabilidade e significância estatística.

p Anos atrás, a equipe que procura ondas gravitacionais com o Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), determinou os níveis de significância estatística necessários para fazer uma afirmação de detecção.

p Para cada sinal, determinamos a taxa de falsos alarmes. Isso indica quantos anos você precisaria esperar antes de ter uma chance sequer de um sinal aleatório imitar seu sinal real.

p O sinal mais fraco detectado até agora tem uma taxa de falso alarme de um a cada cinco anos, então ainda há uma chance de que possa ter sido acidental.

p Outros sinais são muito mais fortes. Para os três sinais mais fortes detectados até agora, você teria que esperar de 1, 000 vezes a 10 bilhões de bilhões de vezes a idade do universo para que os sinais ocorram por acaso.

p Saber o que ouvir

p A detecção de ondas gravitacionais é um pouco como ornitologia acústica.

p Imagine que você estuda pássaros e deseja determinar a população de pássaros em uma floresta. Você conhece o canto das várias espécies de pássaros.

p Quando o canto de um pássaro corresponde ao seu canto predeterminado, você pula de excitação. Seu volume indica a distância que está. Se fosse muito fraco contra o ruído de fundo, você pode estar incerto.

p Mas você precisa considerar os pássaros de lira que imitam outras espécies. Como você sabe que o som de um kookaburra não é realmente feito por um pássaro lira? Você tem que ser muito rigoroso antes de afirmar que há um kookaburra na floresta. Mesmo assim, você só poderá ter confiança se fizer mais detecções.

p Nas ondas gravitacionais, usamos sons memorizados chamados modelos. Existe um som único para a fusão de cada combinação possível de massas e giros de buracos negros. Cada modelo é elaborado usando a teoria de emissão de ondas gravitacionais de Einstein.

p Na busca por ondas gravitacionais, estamos procurando por esses raros sons usando dois detectores LIGO nos EUA e um terceiro detector, Virgem, Na Itália.

p Para evitar a perda de sinais ou alegação de falsos positivos, é necessário o máximo rigor para analisar os dados. Grandes equipes examinam os dados, busca por falhas, criticar uns aos outros, reveja os códigos de computador e, finalmente, reveja as publicações propostas para verificar a exatidão. Equipes separadas usam métodos diferentes de análise, e, finalmente, compare os resultados.

p Em seguida, vem a reprodutibilidade - o mesmo resultado registrado repetidamente. A reprodutibilidade é um componente crítico da ciência.

p Os sinais detectados

p Antes do LIGO fazer seu primeiro anúncio público de ondas gravitacionais, mais dois sinais foram detectados, cada um deles detectado em dois detectores. Isso aumentou nossa confiança e nos disse que há uma população de buracos negros em colisão, não apenas um único evento que poderia ser algo espúrio.

p A primeira onda gravitacional detectada foi surpreendentemente alta e combinou com um padrão pré-determinado. Foi tão bom que LIGO passou muitas semanas tentando descobrir se seria possível que fosse uma brincadeira, injetado deliberadamente por um hacker.

p Enquanto os cientistas do LIGO acabaram se convencendo de que o evento era real, novas descobertas aumentaram muito nossa confiança. Em agosto de 2017, um sinal foi detectado pelos dois detectores LIGO e pelo detector de Virgem na Itália.

p Em 17 de agosto do ano passado, um completamente diferente, mas o tipo de sinal há muito previsto foi observado a partir de um par coalescente de estrelas de nêutrons, acompanhado pela explosão prevista de raios gama e luz.

p As fusões do buraco negro

p Agora, a colaboração LIGO-Virgo concluiu a análise de todos os dados desde setembro de 2015.

p Para cada sinal, determinamos a massa dos dois buracos negros em colisão, a massa do novo buraco negro que eles criam, e mais ou menos, a distância e a direção.

p Cada sinal foi visto em dois ou três detectores quase simultaneamente (eles estavam separados por milissegundos).

p Oito dos 20 buracos negros iniciais têm massas entre 30 e 40 sóis, seis estão na casa dos 20 anos, três estão na adolescência e apenas dois têm menos de 7 a 8 sóis. Apenas um está perto de 50, o maior buraco negro de pré-colisão já visto.

p Estes são os números que nos ajudarão a descobrir onde todos esses buracos negros foram feitos, como eles foram feitos, e quantos estão lá fora. Para responder a essas grandes questões, precisamos de muitos mais sinais.

p O mais fraco dos novos sinais, GW170729, foi detectado em 29 de julho, 2017. Foi a colisão de um buraco negro 50 vezes a massa do sol, com outras 34 vezes a massa do sol.

p Este foi de longe o evento mais distante, tendo acontecido, provavelmente, 5 bilhões de anos atrás - antes do nascimento da Terra e do sistema Solar, 4,6 bilhões de anos atrás. Apesar do sinal fraco, foi a explosão gravitacional mais poderosa descoberta, até aqui.

p Mas porque o sinal estava fraco, esta é a detecção com a taxa de falsos alarmes de um a cada cinco anos.

p LIGO e Virgo estão melhorando sua sensibilidade ano a ano, e encontraremos muitos mais eventos.

p Com novos detectores planejados, prevemos dez vezes mais sensibilidade. Então, esperamos detectar novos sinais a cada cinco minutos. p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.