Legado do LIGO: 10 grandes resultados para celebrar os 10 anos da primeira detecção das ondas gravitacionais!
- marcocenturion
- 15 de set. de 2025
- 12 min de leitura
Muita coisa aconteceu na astronomia de ondas gravitacionais na última década.
14 de setembro de 2015 foi um dos dias mais importantes da história da ciência. Ele marcou a primeira detecção de ondas gravitacionais, pequenas ondulações no espaço-tempo (a união quadridimensional de espaço e tempo), um marco alcançado pelo Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria a Laser (LIGO).
Por Robert Lea
Traduzido e adaptado por Marco Centurion
Desde aquele dia 14 de setembro, o LIGO, composto por dois interferômetros a laser altamente sensíveis, localizados em Hanford, Washington, e Livingston, Louisiana, deixou de trilhar uma caminhada solitária e ganhou a companhia de dois observatórios menores de ondas gravitacionais, o Virgo, que entrou em operação na Itália em 1º de agosto de 2017, e o Detector de Ondas Gravitacionais de Kamioka (KAGRA), no Japão, no final de 2019.
Ao longo de quatro campanhas de observação, separadas por pontuais desligamentos para permitir melhorias e atualizações, os instrumentos LIGO-Virgo-KAGRA tornaram-se tão sensíveis que agora conseguem medir distorções no espaço-tempo causadas por ondas gravitacionais de apenas 1/10.000 da largura de um próton, ou 700 trilhões de vezes menores que a largura de um fio de cabelo humano. Juntos, a colaboração LIGO-Virgo-KAGRA já detectou mais de 300 sinais de ondas gravitacionais, abrindo uma janela completamente nova para o universo, permitindo aos cientistas ouvir alguns dos eventos cósmicos mais extremos e violentos.
Aqui, a equipe do Space.com te apresenta algumas das descobertas mais importantes em ondas gravitacionais ocorridas desde 2015. Embora esses marcos não estejam em ordem de importância, só há um lugar por onde podemos começar.
1. Einstein estava certo! A primeira detecção de ondas gravitacionais.
Em 14 de setembro de 2015, ondulações no espaço-tempo atingiram a Terra, geradas pela fusão de dois buracos negros, cada um com cerca de 30 vezes a massa do Sol. Esse sinal, que passaria a ser conhecido como GW150914 (GW de gravitational wave e os números correspondendo à data da medição), vinha viajando até o nosso planeta por 1,4 bilhão de anos.
A chegada e detecção de GW150914 confirmaram uma teoria proposta um século antes por aquele que é, sem dúvida, o físico mais famoso da história, Albert Einstein, em sua teoria da gravitação de 1915, a relatividade geral.
A relatividade geral prevê que objetos com massa causam uma deformação no próprio tecido do espaço-tempo, sendo a gravidade uma consequência dessa deformação. Quanto maior a massa de um objeto, maior a deformação no espaço-tempo que ele gera e, portanto, mais forte sua influência gravitacional.
Mas a relatividade geral também sugeria que, quando objetos aceleram, eles deveriam gerar ondulações no espaço-tempo, conhecidas como as ondas gravitacionais. Essas só seriam significativas o bastante para serem medidas em objetos de enorme massa, como buracos negros girando em torno um do outro em um sistema binário até eventualmente se fundirem.
Anunciada ao público em 11 de fevereiro de 2016, a detecção de GW150914 representou uma validação adicional da relatividade geral e confirmou que fusões de buracos negros realmente acontecem, formando buracos negros resultantes ainda mais massivos. A descoberta também deu aos cientistas uma forma diferente de investigar o universo, ao lado da astronomia “tradicional”, que se baseia principalmente na detecção e no estudo da luz.
A conquista rendeu a Rainer Weiss (falecido no mês passado), Kip Thorne e Barry Barish o Prêmio Nobel de Física de 2017.
2. A fusão de buracos negros mais massiva.
Em 23 de novembro de 2023, o LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) detectou o sinal de onda gravitacional GW231123, que envolveu o choque entre buracos negros com massas de 100 e 140 vezes a do Sol. Essa colisão criou um buraco negro “filho” com cerca de 225 massas solares, com a massa “perdida” convertida em um estrondoso “grito” gravitacional (sobre o qual falaremos mais adiante).
Essa foi a fusão de buracos negros mais massiva já detectada em ondas gravitacionais até hoje, superando o recorde anterior, o GW190521 (2021), que havia resultado em um buraco negro com 140 massas solares.
“Esse é o binário de buracos negros mais massivo que já observamos por meio das ondas gravitacionais, e ele representa um grande desafio para o nosso entendimento da formação de buracos negros. Buracos negros tão massivos são proibidos pelos modelos padrão de evolução estelar.
disse Mark Hannam, membro da colaboração LVK e pesquisador da Universidade de Cardiff, sobre o GW231123.
“Uma possibilidade é que os dois buracos negros desse binário tenham se formado a partir de fusões anteriores de buracos negros menores.”
3. Esta fusão de estrelas de nêutrons foi poderosa!
Nem tudo se resume a fusões de buracos negros para o LVK. Os detectores de ondas gravitacionais também já detectaram ondulações no espaço-tempo vindas de colisões entre estrelas de nêutrons. Estas são remanescentes estelares extremas compostas pela matéria mais densa conhecida no universo e que, assim como os buracos negros de massa estelar, nascem quando estrelas massivas explodem como supernovas e morrem.
Em 17 de agosto de 2017, o LIGO e o Virgo detectaram um sinal, GW170817, representando ondas gravitacionais de uma colisão entre estrelas de nêutrons localizadas a cerca de 130 milhões de anos-luz da Terra. Esta foi a primeira detecção de ondas gravitacionais vindas de algo diferente de buracos negros.
Essa descoberta foi um avanço científico importante, porque se acredita que as fusões entre estrelas de nêutrons geram o único ambiente suficientemente extremo e violento para permitir os processos de fusão capazes de formar elementos mais pesados que o ferro, como ouro, prata e até plutônio.
“Imediatamente nos pareceu que a fonte provavelmente eram estrelas de nêutrons, a outra fonte tão cobiçada que esperávamos ver, e prometíamos ao mundo que veríamos. Desde informar modelos detalhados sobre o funcionamento interno das estrelas de nêutrons e as emissões que elas produzem até aspectos mais fundamentais da física, como a relatividade geral, este evento é simplesmente tão rico. É um presente que continuará oferecendo descobertas.”
disse em um comunicado da época David Shoemaker, porta-voz da Colaboração Científica LIGO e pesquisador sênior do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT.
O GW170817 foi o primeiro passo da humanidade para compreender como o ouro da sua caixa de joias foi forjado. Mas esta lista não termina aqui com esse evento, sua importância para a ciência vai além da primeira detecção de uma fusão de estrelas de nêutrons.
4. O melhor dos dois mundos: nasce a astronomia multimensageira!
Como você pode imaginar, quando remanescentes estelares tão extremos quanto estrelas de nêutrons colidem, há uma enorme liberação de energia, e não apenas em ondas gravitacionais, que podem ser consideradas radiação gravitacional.
As fusões de estrelas de nêutrons também são acompanhadas por clarões de luz que os astrônomos chamam de “kilonovas”. Assim, a primeira detecção de uma fusão de estrelas de nêutrons em ondas gravitacionais ofereceu aos cientistas a oportunidade única de acompanhá-la com a astronomia tradicional, que utiliza diferentes comprimentos de onda do espectro eletromagnético.
Isso fez de GW170817 um dos eventos astronômicos mais estudados da história, com quase um terço dos astrônomos de radiação eletromagnética do mundo perseguindo a detecção das ondas gravitacionais por meio da astronomia tradicional.
Esse esforço valeu a pena e rendeu a espaçonave Fermi, da NASA, e o INTEGRAL (International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory), da Europa, detectaram independentemente um surto de raios gama designado GRB 170817A, proveniente da mesma fusão.
Isso permitiu aos astrônomos determinar que a fusão das estrelas de nêutrons ocorreu na galáxia NGC 4993, localizada a cerca de 140 milhões de anos-luz de distância.
Essa foi a primeira aplicação bem-sucedida da “astronomia multimensageira”, que observa eventos cósmicos usando mais de uma forma de mensageiro, neste caso, ondas gravitacionais e radiação eletromagnética. O terceiro pilar dessa abordagem são mensageiros na forma de partículas de alta energia, como neutrinos ou raios cósmicos gerados por eventos cósmicos.
O fato de que cada um desses “mensageiros” é criado por um processo astrofísico diferente significa que eles têm o potencial de revelar informações distintas sobre a mesma fonte. Isso torna a astronomia multimensageira uma nova e poderosa ferramenta científica.
Até hoje, o evento que gerou GW170817 e lançou o GRB 170817A continua sendo a única observação bem-sucedida de um evento tanto em ondas gravitacionais quanto em radiação eletromagnética.
“É tremendamente empolgante vivenciar um evento raro que transforma nossa compreensão do funcionamento do universo. Essa descoberta realiza um objetivo de longa data que muitos de nós tínhamos, o de observar simultaneamente eventos cósmicos raros utilizando tanto observatórios tradicionais quanto de ondas gravitacionais.”
disse à época France Córdova, então diretora da National Science Foundation (NSF) dos EUA, que financia o LIGO.
5. Por quem os buracos negros dobram!
A emissão de ondas gravitacionais de uma fusão de buracos negros binários ocorre em três fases. À medida que esses buracos negros orbitantes emitem ondas gravitacionais, suas órbitas se estreitam devido à perda de momento angular do sistema. Isso leva, por fim, à colisão e fusão dos dois buracos negros, emitindo um agudo “grito” gravitacional seguido por um “ringdown” (ruído), uma diminuição das vibrações que dura uma fração de segundo.
“O [buraco negro resultante] é semelhante a um sino que ressoa, produzindo um espectro de múltiplos tons que vão enfraquecendo e que codificam informações sobre o sino”, explicou Collin Capano, do Instituto Albert Einstein, em um comunicado de 2023, após ele e seus colegas revelarem que haviam encontrado fortes evidências observacionais da existência de pelo menos duas frequências de ondas gravitacionais em um sinal de ringdown de buracos negros binários.
Esse sinal de ringdown, o mencionado GW190521, pode fornecer detalhes da massa e da rotação de um buraco negro resultante com grande precisão.
“Alcançar essa observação de multi formas, em outras palavras, a detecção de duas frequências distintas de vibração de um buraco negro deformado, foi uma surpresa bem-vinda. Presumia-se amplamente que isso não seria possível antes da próxima geração de detectores de ondas gravitacionais”
disse Capano.
O GW190521 também foi significativo porque serviu como um teste da ideia de que os buracos negros podem ser descritos apenas por três características, a sua massa, rotação e carga elétrica. Essa teoria foi imortalizada pela famosa frase do físico John Wheeler de que “Buracos negros não têm cabelo".
“O GW190521 passou no teste e não encontramos sinais de nenhuma física de buracos negros além da teoria geral da relatividade de Einstein. É bastante notável que uma teoria com mais de 100 anos continue funcionando tão bem.”
disse Julian Westerweck, colega de Capano, em 2023.
6. Detectando uma “fusão mista” de buraco negro e estrela de nêutrons
Todo mundo adora chocolate, e a maioria de nós não resiste ao leite condensado, mas é quando essas duas delícias se misturam que realmente brilham. Acontece que fusões entre buracos negros e estrelas de nêutrons são o equivalente cósmico aos famosos copinhos de chocolate com leite condensado. Não é de se admirar que os cientistas tenham passado tanto tempo caçando esses eventos.
Em 5 de janeiro de 2020, o LIGO/Virgo detectou o sinal GW200105_162426, proveniente da colisão de uma estrela de nêutrons com massa 1,9 vezes a do Sol contra um buraco negro de 8,9 massas solares. Isso ocorreu cinco anos após a detecção da primeira fusão de buracos negros e três anos depois da primeira fusão de estrelas de nêutrons.
Esse foi o primeiro indício de um terceiro tipo de fusão de remanescentes estelares: a colisão de uma estrela de nêutrons com um buraco negro, também chamada de “fusão mista”. E, assim como com os copinhos de chocolate e leite condensado, uma só raramente é suficiente, e isso também se provou verdadeiro para fusões mistas.
O segundo evento de colisão entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro foi registrado poucos dias depois, em 15 de janeiro de 2020, na forma do sinal GW200115_042309. Nesse caso, a estrela de nêutrons tinha uma massa estimada em 1,5 vezes a do Sol, enquanto o buraco negro companheiro tinha 5,7 massas solares.
“Com essa nova descoberta de fusões entre estrelas de nêutrons e buracos negros fora da nossa galáxia, encontramos o tipo de binário que faltava. Agora podemos finalmente começar a entender quantos desses sistemas existem, com que frequência eles se fundem e por que ainda não vimos exemplos deles na Via Láctea.”
disse em 2021 Astrid Lamberts, cientista da agência nacional de pesquisa da França (CNRS) no Observatoire de la Côte d’Azur.
Até hoje, a colaboração LIGO-Virgo-KAGRA detectou e confirmou apenas duas fusões mistas entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro, embora exista outro possível candidato que ainda não foi totalmente validado.
7. A fusão de buracos negros mais leve é um mistério misto
Em 14 de agosto de 2019, o LIGO e o Virgo detectaram o sinal de ondas gravitacionais GW190814, proveniente de uma fusão que ocorreu a 790 milhões de anos-luz de distância.
Enquanto um dos objetos envolvidos era um buraco negro com 22 a 24 massas solares, a identidade do segundo objeto não é tão clara quanto nos casos das fusões mistas acima. Isso porque sua massa se encontra exatamente na faixa-limite entre buracos negros e estrelas de nêutrons.
Com uma massa de 2,6 vezes a do Sol, o outro componente dessa fusão era ou um dos buracos negros mais leves já vistos ou uma das estrelas de nêutrons mais pesadas. Assim, o fato de esse evento ter sido detectado antes dos dois sinais de 2020 significa que o GW190814 pode, na verdade, ter sido a primeira fusão mista já registrada.
A fusão, no entanto, continua envolta em mistério. Os astrônomos não encontraram nenhum contraparte eletromagnética, o que significa que pode ter sido tanto dois buracos negros se fundindo quanto um buraco negro que devorou completamente uma estrela de nêutrons. Resolver esse enigma pode nos ajudar a compreender melhor o ciclo de vida e morte das estrelas mais massivas.
8. A onda gravitacional mais alta já registrada!
Provando que a colaboração LIGO-Virgo-KAGRA continua na vanguarda da ciência das ondas gravitacionais, esta entrada da lista vem deste mês!
Em 10 de setembro de 2025, a equipe do LVK anunciou a detecção de GW250114, resultado da fusão de dois buracos negros com massas em torno de 32 vezes a do Sol cada.
O que torna o GW250114 notável é o fato de ser um dos sinais de ondas gravitacionais mais nítidos já registrados. Tão nítido que não apenas confirmou ainda mais a teoria da relatividade geral, mas também validou previsões de outros grandes nomes no estudo dos buracos negros.
“GW250114 é o evento de onda gravitacional mais intenso que já detectamos até agora; foi como um sussurro se transformando em um grito. Isso nos deu uma oportunidade sem precedentes de submeter as teorias de Einstein a alguns dos testes mais rigorosos possíveis — validando uma das previsões pioneiras de Stephen Hawking de que, quando buracos negros se fundem, a área combinada de seus horizontes de eventos só pode crescer, nunca diminuir.”
disse em comunicado Geraint Pratten, membro da colaboração LIGO-Virgo-KAGRA e pesquisador da Universidade de Birmingham, na Inglaterra.
O GW250114 entra na lista porque demonstra até onde o LIGO-Virgo-KAGRA chegou nos últimos dez anos.
9. Ouvindo uma sinfonia cósmica.
Este exemplo não está relacionado diretamente ao LVK, mas é uma descoberta de ondas gravitacionais feita nos últimos 10 anos, então ainda merece entrar na lista.
Em 28 de junho de 2023, foi revelado que o North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) havia detectado ondas gravitacionais de baixa frequência, um avanço histórico que representa 15 anos de buscas. O NANOGrav utiliza púlsares de estrelas de nêutrons em rotação como uma rede de temporização para detectar as minúsculas flutuações no espaço-tempo causadas pelas ondas gravitacionais.
As ondas gravitacionais detectadas pelo LIGO e seus colaboradores representam um único e dramático “estrondo” de pratos, resultado de eventos violentos como colisões e fusões. Já o sinal de baixa frequência captado pelo NANOGrav se assemelha mais à suave harmonia de fundo de violinos.
A intensidade do sinal representa uma verdadeira orquestra de ondas gravitacionais, composta por centenas de milhares, talvez até milhões, de buracos negros supermassivos orbitando uns aos outros e eventualmente se fundindo no universo primordial.
“Essa descoberta abre uma nova janela de baixa frequência sobre o universo gravitacional, o que nos permitirá estudar como as galáxias e seus buracos negros centrais se fundem e crescem com o tempo"
disse ao Space.com, em 2023, Scott Ransom, astrônomo do National Radio Astronomy Observatory e pesquisador do NANOGrav.
10. Provando que Einstein estava... errado!?! 😱
Pode soar surpreendente, mas embora todas as descobertas de ondas gravitacionais feitas desde 2015 tenham confirmado a teoria da relatividade geral de Einstein, ironicamente, cada uma delas também provou que o grande físico estava errado em outra frente.
Isso porque Einstein acreditava que as ondas gravitacionais eram tão fracas e tão insubstanciais, em termos do deslocamento que causam no espaço-tempo ao se propagarem pelo cosmos quase à velocidade da luz, que jamais seríamos capazes de detectá-las.
Até mesmo alguns dos cientistas que foram fundamentais para o desenvolvimento do LIGO e para a primeira detecção de ondas gravitacionais não estavam inicialmente certos de que tal feito fosse possível, concordando com Einstein.
“Rai Weiss propôs o conceito do LIGO em 1972, e eu pensei: ‘Isso não tem muita chance de funcionar’ Tivemos que inventar uma tecnologia totalmente nova.”
disse Kip Thorne, especialista na teoria dos buracos negros, em um comunicado no início deste mês.
Artigo encontrado no site da agência de divulgação científica estadunidense Space.com (originalmente publicado em 14/09/2025)
Comentários