Uma equipe liderada pela UCLA descobriu uma nova maneira de sondar a hipotética quinta força da natureza usando duas décadas de observações no Observatório W. M. Keck, o telescópio terrestre mais produtivo do mundo.

Existem quatro forças conhecidas no universo:força eletromagnética, força nuclear forte, força nuclear fraca, e força gravitacional. Os físicos sabem como fazer os três primeiros funcionarem juntos, mas a gravidade é a mais estranha. Por décadas, tem havido teorias de que uma quinta força amarra a gravidade às outras, mas ninguém foi capaz de provar isso até agora.

"Isso é realmente emocionante. Levamos 20 anos para chegar aqui, mas agora nosso trabalho no estudo de estrelas no centro de nossa galáxia está abrindo um novo método de olhar como a gravidade funciona, "disse Andrea Ghez, Diretor do UCLA Galactic Center Group e co-autor do estudo.

A pesquisa está publicada na edição atual da Cartas de revisão física .

Ghez e seus colegas de trabalho analisaram imagens extremamente nítidas do centro de nossa galáxia tiradas com a óptica adaptativa (AO) do Observatório Keck. Ghez usou este sistema de ponta para rastrear as órbitas das estrelas perto do buraco negro supermassivo localizado no centro da Via Láctea. Seu caminho estelar, impulsionado pela gravidade criada a partir do buraco negro supermassivo, poderia dar pistas sobre a quinta força.

"Ao observar as estrelas se movendo ao longo de 20 anos usando medições muito precisas tiradas dos dados do Observatório Keck, você pode ver e colocar restrições em como a gravidade funciona. Se a gravitação for impulsionada por algo diferente da teoria da relatividade geral de Einstein, você verá pequenas variações nos caminhos orbitais das estrelas, "disse Ghez.

Esta é a primeira vez que a teoria da quinta força é testada em um campo gravitacional forte como o criado pelo buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Historicamente, medições da gravidade do nosso sistema solar criadas pelo nosso sol foram usadas para tentar detectar a quinta força, mas isso tem se mostrado difícil porque seu campo gravitacional é relativamente fraco.

"É empolgante podermos fazer isso porque podemos fazer uma pergunta muito fundamental - como funciona a gravidade?" disse Ghez. "A teoria de Einstein o descreve muito bem, mas há muitas evidências mostrando que a teoria tem lacunas. A mera existência de buracos negros supermassivos nos diz que nossas teorias atuais de como o universo funciona são inadequadas para explicar o que é um buraco negro. "

Ghez e sua equipe, incluindo o autor principal Aurelien Hees e o co-autor Tuan Do, ambos da UCLA, estamos ansiosos para o verão de 2018. É quando a estrela S0-2 estará a sua distância mais próxima do buraco negro supermassivo de nossa galáxia. Isso permitirá que a equipe testemunhe a estrela sendo puxada com força gravitacional máxima - um ponto onde qualquer desvio da teoria de Einstein deve ser maior.