Investigador da FCTUC propõe teoria que explica sinais de ondas gravitacionais a baixa frequência recentemente detetados

Ricardo Zambujal Ferreira, cosmólogo e investigador auxiliar no Centro de Física da Universidade de Coimbra (CFisUC), foi um dos autores que propôs uma das teorias que explicam os sinais das ondas gravitacionais a baixa frequência, recentemente detetadas.

A importante descoberta, anunciada por observatórios de Pulsar Timing Array – PTA (pulsares de milissegundos), entre eles o North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NanoGRAV) e o European Pulsar Timing Array (EPTA), demonstra que a interpretação proposta pelo investigador da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Coimbra é uma das explicações mais plausíveis para os sinais detetados.

«Esta descoberta tem um grande impacto em várias áreas da física moderna, desde a astrofísica à cosmologia. Em particular, abre-nos uma janela radicalmente nova para o universo primordial e para novos testes de física fundamental», considera Ricardo Zambujal Ferreira.

«Os observatórios detetaram estas ondas através da monitorização de estrelas pulsares, estrelas de neutrões que emitem um sinal/pulso eletromagnético a cada milissegundo. A passagem de uma onda gravitacional distorce o espaço-tempo entre nós e as pulsares, alterando desta forma os intervalos de tempo entre pulsos. Foi através da medição contínua, ao longo de mais de dez anos, dos pulsos emitidos por uma rede de dezenas de pulsares, que os PTA detetaram a presença de ondas gravitacionais», explica o também coautor do artigo científico.

Segundo o investigador da FCTUC, a interpretação mais convencional para a origem das ondas gravitacionais observadas é de que tenham sido geradas por um conjunto de milhões de buracos negros supermassivos em binárias (que se orbitam mutuamente), que se formam durante processos de fusão entre galáxias. No entanto, esta não é a única explicação possível, existem outras igualmente estudadas num dos artigos científico que dão conta da descoberta.

«Uma dessas alternativas foi proposta em 2022 por mim e pelos meus colaboradores, na qual sugerimos que as ondas gravitacionais observadas pudessem ter origem na dinâmica de certas estruturas cosmológicas, conhecidas como redes de paredes de domínio (domain wall networks). Estas estruturas formam-se no universo primordial caso exista uma nova partícula fundamental, para além das já conhecidas, com uma simetria particular denominada simetria discreta», revela.

Segundo o responsável, "o artigo do NANOGrav analisa a nossa proposta em grande detalhe e confirma que as redes de paredes de domínio efetivamente providenciam uma explicação tão plausível dos dados quanto os buracos negros supermassivos, e em certos casos até melhor." "Vamos ter de esperar pelos próximos anos e por mais dados para determinar com segurança qual das interpretações é a correta."

Os artigos científicos relativos à recente descoberta e à interpretação proposta pelo investigador do CFisUC podem ser consultados aqui: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acdc91/pdf; https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2023/02/001.