Explorador Cósmico será maior instrumento científico já construído

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Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/02/2025

Astronomia de ondas gravitacionais

Desde 2015, observat?rios como o LIGO e o VIRGO abriram uma nova janela para o Universo. Ao detectarem as primeiras ondas gravitacionais, esses longos e compridos observat?rios mostraram que esses eventos s?o t?o interessantes que fizeram emergir uma nova disciplina, a astronomia das ondas gravitacionais.

Esses observat?rios t?m bra?os de 4 km de comprimento, onde feixes de laser v?m e v?o - qualquer onda gravitacional que passar por eles deturpa o espa?o-tempo, criando uma diferen?a de tempo entre a luz que vai e a luz que volta.

Mas os cientistas querem mais. E empurrar a capacidade de detec??o de ondas gravitacionais para detectar aquelas emitidas pelos primeiros momento da hist?ria do Universo, antes da forma??o das primeiras estrelas, exigir? n?veis de pot?ncia do laser excedendo 1 megawatt, o que est? muito al?m das capacidades t?cnicas dos observat?rios atuais.

Foi por isso que surgiu o projeto do Explorador C?smico, um detector de ondas gravitacionais que dever? ter dois bra?os de 40 km de comprimento cada um, o que o tornar? o maior instrumento cient?fico j? constru?do, muito maior do que o LHC, o maior acelerador de part?culas do mundo, com seus 26 km.

Isso permitir? que o detector de ondas gravitacionais alcance pot?ncias extremas de laser.

"Eu espero que um dia possamos detectar alguma fonte que seja completamente inesperada e imprevis?vel. Se voc? olhar para a hist?ria da astronomia, toda vez que desenvolvemos telesc?pios eletromagn?ticos que podiam observar um comprimento de onda de luz diferente, que nunca havia sido observado antes, vimos o Universo literalmente sob uma nova luz e quase sempre descobrimos novos tipos de objetos vis?veis naquela faixa de comprimento de onda, mas n?o em outras. Espero que o mesmo seja verdade para as ondas gravitacionais," disse o professor Jonathan Richardson, da Universidade da Calif?rnia em Riverside, um dos proponentes do Explorador C?smico.

Solu??o ?ptica

Uma das maiores inova??es, que est? tornando poss?vel transformar a ideia do Explorador C?smico em um projeto de engenharia, consiste em uma nova abordagem de ?ptica adaptativa de baixo ru?do e alta resolu??o que pode corrigir as limitantes distor??es apresentadas hoje pelos espelhos principais de 40 quilogramas do LIGO, que surgem com o aumento da pot?ncia do laser devido ao aquecimento.

Esses espelhos s?o necess?rios para refletir o feixe de luz de ida, criando o feixe de luz de volta. S? que, quanto mais potente o feixe, mais o espelho aquece, o que interfere com o pr?prio feixe de luz que volta. Os novos dispositivos ?pticos adaptativos foram projetados para fornecer padr?es de aquecimento direcionados em forma de anel ? superf?cie do n?cleo ?ptico, permitindo controlar o efeito do aumento da distor??o t?rmica ? medida que a pot?ncia do laser aumenta em dire??o ? escala dos megawatts.

"Nosso instrumento foi projetado para ficar a apenas alguns cent?metros na frente da superf?cie reflexiva desses espelhos e projetar radia??o infravermelha corretiva de ru?do muito baixo na superf?cie frontal do espelho. ? o primeiro prot?tipo para um tipo totalmente novo de abordagem que usa princ?pios ?pticos sem gera??o de imagens, que nunca foram usados na detec??o de ondas gravitacionais antes," disse Richardson.

Pelos c?lculos dos cientistas, um detector de ondas gravitacionais com 40 km de comprimento e lasers na casa dos megawatts ser? capaz de ver o Universo em tempos anteriores a quando se acredita que as primeiras estrelas se formaram, quando o Universo tinha cerca de 0,1% de sua idade atual de 14 bilh?es de anos.

O Explorador C?smico entra agora na fase mais inicial de projeto, e ainda n?o h? previs?o de quando ele come?ar? a ser constru?do.

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