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Sonda que comprova teoria de Einstein tem apoio internacional
Por 46 anos, Francis Everitt, físico da Universidade Stanford, vem promovendo as instáveis recompensas que podem ser oferecidas pela Sonda Gravitacional B, experiência espacial tão exótica que faz lembrar um enredo de "Jornada nas Estrelas". Por fim, com a assistência financeira de emergência obtida junto a duas fontes improváveis, o sucesso parece estar à mão.
Concebida no final dos anos 50, financiada com verba de US$ 750 milhões da Agência Espacial Americana (Nasa) e colocada em órbita em 2004, a espaçonave do projeto Sonda Gravitacional B tinha por missão tentar provar dois preceitos da teoria da relatividade geral de Albert Einstein.
O primeiro, conhecido como efeito geodésico, prescreve que um grande corpo celeste como a Terra distorcerá o tempo da mesma maneira que um lençol de borracha se distorce quando uma bola de boliche é colocada sobre ele. O segundo, conhecido como arrasto de moldura, ocorre quando a rotação de um grande corpo celeste "retorce" o tempo-espaço circunjacente; se alguém girar a bola de boliche em repouso, o lençol de borracha se retorce.
Para medir esses fenômenos, Everitt e sua equipe, em Stanford, equiparam a Sonda Gravitacional B com um telescópio especial conectado a diversos giroscópios. Apontaram o telescópio para uma estrela-guia, a IM Pegasi, e acionaram os giroscópios de forma a que seus eixos também tomassem por referência a estrela-guia. Caso Einstein tivesse razão, os giroscópios apresentariam ligeiro desvio ao longo do tempo, acompanhando a distorção do contínuo espaço-temporal.
A equipe de Stanford recolheu o equivalente a 11,5 meses de dados das transmissões da Sonda Gravitacional B, mas pequenos desvios imprevistos nos giroscópios prejudicaram os resultados. Everitt teve de pedir tempo e verbas adicionais à Nasa, para que sua equipe de 11 pessoas pudesse descobrir como limpar os dados.
Quatro trabalhosos anos mais tarde, a equipe confirmou o efeito geodésico e está próxima a um resultado confiável quanto ao arrasto de moldura. Mesmo assim, a Nasa se viu forçada a suspender o financiamento do trabalho, em maio. A catástrofe sofrida na reta final poderia ter sido o final do projeto, mas Everitt, tão conhecido pela tenacidade quanto pelo charme, já havia levado a Sonda Gravitacional B a sobreviver a diversas ameaças severas ao longo dos anos.
Para manter o projeto ativo, em 2008, ele já havia obtido uma contribuição de US$ 500 mil junto a Richard Fairbank, fundador e presidente-executivo da Capital One Financial e filho do antigo mentor do físico, William Fairbank, professor de física em Stanford. Fairbank estipulou que só forneceria a verba caso a Nasa e Stanford contribuíssem com quantias iguais, o que ambas fizeram.
Mas pela metade de 2008, o US$ 1,5 milhão estava acabando. Everitt então recorreu a Turki al-Saud, vice-presidente dos institutos de pesquisa da Cidade Rei Abdulaziz da Ciência e Tecnologia, na Arábia Saudita, e membro da família real do país. Al-Saud, que tem um doutorado em aeronáutica e astronáutica por Stanford, obteve uma doação de US$ 2,7 milhões. O trabalho continua.
"Nunca imaginei que viria a conhecer Riad", disse Everitt. "Precisaremos de mais dinheiro, mas aqueles US$ 2,7 milhões realmente ajudaram. Agora, temos um fim definido à vista". A experiência da Sonda Gravitacional B foi concebida nos primeiros anos da era espacial, por Leonard Schiff, físico de Stanford, e George Pugh, do Departamento da Defesa. Schiff levou William Fairbank para o projeto em 1959, e em 1962 Fairbank convenceu o britânico Everitt a fazer uma visita. Everitt, 74, dirige o programa Sonda Gravitacional B desde então.
Embora a experiência em si seja relativamente simples, as demandas de engenharia não tinham precedentes. A distorção teórica do contínuo espaço-temporal relacionada ao efeito geodésico era minúscula e a do arrasto de moldura ainda menor.
Para realizar medições da precisão requerida, e tendo por objeto um corpo celeste grande como a terra, os giroscópios da espaçonave precisavam ser virtualmente isentos de fricção, de influências de calor, campos magnéticos e de movimentos imprevisíveis. O ambiente intocado do espaço tornava essa tentativa possível.
Mas o sucesso não estava garantido. Tecnologias exóticas, muitas vezes sem precedentes, seriam necessárias. Os quatro giroscópios de quartzo fundido, do tamanho de bolas de ping-pong, revestidos com o metal nióbio, são os objetos esféricos mais perfeitos já criados pelo homem. Uma "bolsa" de chumbo do tamanho de um caixão protege os giroscópios contra o campo magnético da Terra.
Um grande recipiente em forma de garrafa térmica, conhecido como dewar, abriga 238 litros de hélio líquido, refrigerado para apenas dois graus acima do zero absoluto. O hélio mantém o revestimento de nióbio em temperatura supercondutora, de modo que o metal possa rastrear os desvios no eixo de giro dos giroscópios.
Quando a espaçonave de 6,5 metros e três toneladas foi lançada, em 20 de abril de 2004, a Sonda Gravitacional B se havia tornado uma ferramenta muito dispendiosa, criada para provar algo que muitos cientistas, ao longo dos anos, vieram a aceitar como já provado pela física teórica e por algumas experiências anteriores.
Mas esse argumento não abala Everitt. "Estamos realizando uma medição com um objeto maciço, e isso é válido", diz Everitt. "É isso que a teoria da relatividade geral diz, e isso que tentamos provar na experiência". Mas a missão não transcorreu de acordo com os planos. O revestimento de nióbio nos giroscópios e em suas bases era ligeiramente irregular, o que causou pequenos torques elétricos imprevisíveis que geravam desvios nos giroscópios.
A missão foi encerrada em 2005, mas desde então a equipe de Stanford vem mapeando as anomalias do nióbio em cada giroscópio, determinando os padrões de distorção e separando ruído e dados. A Nasa havia reservado verbas para um ano de trabalho de análise de dados posterior ao voo, mas Everitt precisava de muito mais tempo, e a Nasa bancou o projeto até 2007. O fim parecia ter chegado, então.
Richard Fairbank, a quem Everitt conhece desde a infância, não aceitou a conclusão. "Há quase 50 anos, meu pai conversou comigo sobre a integridade de uma busca audaciosa, e sobre a necessidade de não desistir", afirmou Fairbank. "Eu sentia que o projeto estava perto demais do objetivo final para que o deixássemos inacabado".
O dinheiro que ele ofereceu serviu para levar o trabalho até 2008, mas em maio o programa da Sonda Gravitacional B passou por um processo de revisão de alto nível conduzido pela Nasa, sob o qual um comitê de cientistas independentes avalia os programas que a agência tem em curso a fim de determinar as prioridades de financiamento. "Terminamos em último lugar, entre todos os programas avaliados", declarou Everitt.
No entanto, no mesmo mês, Turki al-Saud visitou Stanford e teve uma breve conversa com Everitt. A Arábia Saudita, que já construiu 12 pequenos satélites, "estava interessada em formar parcerias" para futuras missões espaciais, disse Saud em entrevista telefônica, e veio a assinar acordos nesse sentido com a Nasa e com Stanford, depois daquela reunião. Everitt se reuniu com Saud em Londres, em julho, e a Sonda Gravitacional B recebeu mais US$ 2,7 milhões.
A equipe continuou trabalhando. Em agosto, alguns alunos de pós-graduação envolvidos no projeto obtiveram um avanço considerável ao conseguir enquadrar o desvio quanto ao arrasto de moldura a um número que fica a 15% de distância do resultado esperado.
Everitt espera reduzir essa distância a 3% até a metade de 2010. O efeito geodésico no momento está a 1% do resultado previsto, e a disparidade deve se reduzir ainda mais. "Eles realizaram a parte espacial da missão, e pareciam ter encontrado um problema que muita gente considerava intransponível", disse Michael Salomon, diretor científico do Programa de Física do Cosmos da Nasa e partidário vigoroso do projeto apesar da decisão adversa do comitê de revisão.
"E aí conseguem esse resultado. É francamente espetacular, e quando o trabalho estiver concluído convocaremos a imprensa para um anúncio formal dos resultados".
The New York Times
Por 46 anos, Francis Everitt, físico da Universidade Stanford, vem promovendo as instáveis recompensas que podem ser oferecidas pela Sonda Gravitacional B, experiência espacial tão exótica que faz lembrar um enredo de "Jornada nas Estrelas". Por fim, com a assistência financeira de emergência obtida junto a duas fontes improváveis, o sucesso parece estar à mão.
Concebida no final dos anos 50, financiada com verba de US$ 750 milhões da Agência Espacial Americana (Nasa) e colocada em órbita em 2004, a espaçonave do projeto Sonda Gravitacional B tinha por missão tentar provar dois preceitos da teoria da relatividade geral de Albert Einstein.
O primeiro, conhecido como efeito geodésico, prescreve que um grande corpo celeste como a Terra distorcerá o tempo da mesma maneira que um lençol de borracha se distorce quando uma bola de boliche é colocada sobre ele. O segundo, conhecido como arrasto de moldura, ocorre quando a rotação de um grande corpo celeste "retorce" o tempo-espaço circunjacente; se alguém girar a bola de boliche em repouso, o lençol de borracha se retorce.
Para medir esses fenômenos, Everitt e sua equipe, em Stanford, equiparam a Sonda Gravitacional B com um telescópio especial conectado a diversos giroscópios. Apontaram o telescópio para uma estrela-guia, a IM Pegasi, e acionaram os giroscópios de forma a que seus eixos também tomassem por referência a estrela-guia. Caso Einstein tivesse razão, os giroscópios apresentariam ligeiro desvio ao longo do tempo, acompanhando a distorção do contínuo espaço-temporal.
A equipe de Stanford recolheu o equivalente a 11,5 meses de dados das transmissões da Sonda Gravitacional B, mas pequenos desvios imprevistos nos giroscópios prejudicaram os resultados. Everitt teve de pedir tempo e verbas adicionais à Nasa, para que sua equipe de 11 pessoas pudesse descobrir como limpar os dados.
Quatro trabalhosos anos mais tarde, a equipe confirmou o efeito geodésico e está próxima a um resultado confiável quanto ao arrasto de moldura. Mesmo assim, a Nasa se viu forçada a suspender o financiamento do trabalho, em maio. A catástrofe sofrida na reta final poderia ter sido o final do projeto, mas Everitt, tão conhecido pela tenacidade quanto pelo charme, já havia levado a Sonda Gravitacional B a sobreviver a diversas ameaças severas ao longo dos anos.
Para manter o projeto ativo, em 2008, ele já havia obtido uma contribuição de US$ 500 mil junto a Richard Fairbank, fundador e presidente-executivo da Capital One Financial e filho do antigo mentor do físico, William Fairbank, professor de física em Stanford. Fairbank estipulou que só forneceria a verba caso a Nasa e Stanford contribuíssem com quantias iguais, o que ambas fizeram.
Mas pela metade de 2008, o US$ 1,5 milhão estava acabando. Everitt então recorreu a Turki al-Saud, vice-presidente dos institutos de pesquisa da Cidade Rei Abdulaziz da Ciência e Tecnologia, na Arábia Saudita, e membro da família real do país. Al-Saud, que tem um doutorado em aeronáutica e astronáutica por Stanford, obteve uma doação de US$ 2,7 milhões. O trabalho continua.
"Nunca imaginei que viria a conhecer Riad", disse Everitt. "Precisaremos de mais dinheiro, mas aqueles US$ 2,7 milhões realmente ajudaram. Agora, temos um fim definido à vista". A experiência da Sonda Gravitacional B foi concebida nos primeiros anos da era espacial, por Leonard Schiff, físico de Stanford, e George Pugh, do Departamento da Defesa. Schiff levou William Fairbank para o projeto em 1959, e em 1962 Fairbank convenceu o britânico Everitt a fazer uma visita. Everitt, 74, dirige o programa Sonda Gravitacional B desde então.
Embora a experiência em si seja relativamente simples, as demandas de engenharia não tinham precedentes. A distorção teórica do contínuo espaço-temporal relacionada ao efeito geodésico era minúscula e a do arrasto de moldura ainda menor.
Para realizar medições da precisão requerida, e tendo por objeto um corpo celeste grande como a terra, os giroscópios da espaçonave precisavam ser virtualmente isentos de fricção, de influências de calor, campos magnéticos e de movimentos imprevisíveis. O ambiente intocado do espaço tornava essa tentativa possível.
Mas o sucesso não estava garantido. Tecnologias exóticas, muitas vezes sem precedentes, seriam necessárias. Os quatro giroscópios de quartzo fundido, do tamanho de bolas de ping-pong, revestidos com o metal nióbio, são os objetos esféricos mais perfeitos já criados pelo homem. Uma "bolsa" de chumbo do tamanho de um caixão protege os giroscópios contra o campo magnético da Terra.
Um grande recipiente em forma de garrafa térmica, conhecido como dewar, abriga 238 litros de hélio líquido, refrigerado para apenas dois graus acima do zero absoluto. O hélio mantém o revestimento de nióbio em temperatura supercondutora, de modo que o metal possa rastrear os desvios no eixo de giro dos giroscópios.
Quando a espaçonave de 6,5 metros e três toneladas foi lançada, em 20 de abril de 2004, a Sonda Gravitacional B se havia tornado uma ferramenta muito dispendiosa, criada para provar algo que muitos cientistas, ao longo dos anos, vieram a aceitar como já provado pela física teórica e por algumas experiências anteriores.
Mas esse argumento não abala Everitt. "Estamos realizando uma medição com um objeto maciço, e isso é válido", diz Everitt. "É isso que a teoria da relatividade geral diz, e isso que tentamos provar na experiência". Mas a missão não transcorreu de acordo com os planos. O revestimento de nióbio nos giroscópios e em suas bases era ligeiramente irregular, o que causou pequenos torques elétricos imprevisíveis que geravam desvios nos giroscópios.
A missão foi encerrada em 2005, mas desde então a equipe de Stanford vem mapeando as anomalias do nióbio em cada giroscópio, determinando os padrões de distorção e separando ruído e dados. A Nasa havia reservado verbas para um ano de trabalho de análise de dados posterior ao voo, mas Everitt precisava de muito mais tempo, e a Nasa bancou o projeto até 2007. O fim parecia ter chegado, então.
Richard Fairbank, a quem Everitt conhece desde a infância, não aceitou a conclusão. "Há quase 50 anos, meu pai conversou comigo sobre a integridade de uma busca audaciosa, e sobre a necessidade de não desistir", afirmou Fairbank. "Eu sentia que o projeto estava perto demais do objetivo final para que o deixássemos inacabado".
O dinheiro que ele ofereceu serviu para levar o trabalho até 2008, mas em maio o programa da Sonda Gravitacional B passou por um processo de revisão de alto nível conduzido pela Nasa, sob o qual um comitê de cientistas independentes avalia os programas que a agência tem em curso a fim de determinar as prioridades de financiamento. "Terminamos em último lugar, entre todos os programas avaliados", declarou Everitt.
No entanto, no mesmo mês, Turki al-Saud visitou Stanford e teve uma breve conversa com Everitt. A Arábia Saudita, que já construiu 12 pequenos satélites, "estava interessada em formar parcerias" para futuras missões espaciais, disse Saud em entrevista telefônica, e veio a assinar acordos nesse sentido com a Nasa e com Stanford, depois daquela reunião. Everitt se reuniu com Saud em Londres, em julho, e a Sonda Gravitacional B recebeu mais US$ 2,7 milhões.
A equipe continuou trabalhando. Em agosto, alguns alunos de pós-graduação envolvidos no projeto obtiveram um avanço considerável ao conseguir enquadrar o desvio quanto ao arrasto de moldura a um número que fica a 15% de distância do resultado esperado.
Everitt espera reduzir essa distância a 3% até a metade de 2010. O efeito geodésico no momento está a 1% do resultado previsto, e a disparidade deve se reduzir ainda mais. "Eles realizaram a parte espacial da missão, e pareciam ter encontrado um problema que muita gente considerava intransponível", disse Michael Salomon, diretor científico do Programa de Física do Cosmos da Nasa e partidário vigoroso do projeto apesar da decisão adversa do comitê de revisão.
"E aí conseguem esse resultado. É francamente espetacular, e quando o trabalho estiver concluído convocaremos a imprensa para um anúncio formal dos resultados".
The New York Times