Há cerca de 131 milhões de anos, quando os dinossauros ainda dominavam os continentes e a América do Sul iniciava seu afastamento da África, duas estrelas de nêutrons giravam uma ao redor da outra na galáxia NGC 4993. Cada uma continha mais massa que o Sol inteiro compactada em uma esfera do tamanho de uma cidade, e o par perdia energia ao emitir ondulações no espaço-tempo.

No instante final, as duas estrelas colidiram, gerando um pulso gravitacional que atravessou o cosmos durante a época dos grandes répteis, a extinção que os varreu, o surgimento dos primatas e toda a história da humanidade, até ser captado pelos detectores LIGO em uma manhã de agosto de 2017.

Quase nove anos depois, físicos chineses revisitaram esse sinal com uma pergunta aparentemente simples: a gravidade, naquela época, exercia a mesma força que exerce hoje? O número que quantifica a intensidade da atração gravitacional é a constante G, introduzida por Isaac Newton em 1687, mantida ao longo da revolução einsteiniana e central nas equações da relatividade geral.

Se G tivesse variado ao longo da história do Universo, o princípio de equivalência forte, alicerce da teoria de Einstein, seria violado. O estudo, publicado nesta quinta-feira, 24 de setembro, na revista Communications Physics (portfólio Nature), não encontrou indícios de tal variação e estabeleceu o limite mais apertado já obtido a partir de observações reais de ondas gravitacionais.

A taxa de variação relativa de G, representada por Ġ/G, deve permanecer entre -3,36×10⁻⁹ e +5,34×10⁻ⁱ0 por ano. Em termos práticos, a constante não pode estar diminuindo mais rápido que 3,36 partes por bilhão a cada ano, nem aumentando mais rápido que 0,53 parte por bilhão anualmente.

O trabalho foi liderado, em igualdade de autoria, por Jie Zhu, da Universidade de Chongqing, e Hanlin Song, do Centro de Experimentos de Ondas Gravitacionais do Instituto de Mecânica da Academia Chinesa de Ciências e da Universidade de Pequim, acompanhados por colegas das universidades de Tecnologia de Dalian, de Ciência e Tecnologia de Hong Kong e de Zhengzhou, sob supervisão de Bo-Qiang Ma, da Universidade de Pequim.

Para compreender por que se vigila a estabilidade de um número, é necessário revisitar sua história. Newton descreveu a gravidade como uma atração proporcional ao produto das massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância, mas não conhecia o valor de G. A primeira medição ocorreu em 1798, quando Henry Cavendish construiu uma balança de torção com esferas de chumbo e, observando-a por lunetas para evitar perturbações térmicas, determinou a densidade da Terra; o valor de G foi extraído posteriormente desses dados.

O valor aceito atualmente é aproximadamente 6,674×10⁻đ m³·kg⁻ᵢ·s⁻². Dois objetos de um quilograma, separados por um metro, atraem-se com uma força equivalente ao peso de cerca de 7 milionésimos de miligrama. Essa extrema fraqueza torna G a constante fundamental menos precisa: experimentos laboratoriais ainda divergem a partir do quarto dígito, enquanto a velocidade da luz e a carga do eletrão são definidas por convenção no SI.

A questão da constância de G ganhou destaque em 1937, quando Paul Dirac observou coincidências numéricas entre grandezas atômicas e cosmológicas, sugerindo que G poderia enfraquecer ao longo do tempo, inversamente proporcional à idade do Universo. A proposta, conhecida como hipótese dos grandes números, foi rapidamente contestada; em 1948, Edward Teller mostrou que um G maior no passado faria o Sol brilhar excessivamente e apertaria a órbita terrestre a ponto de os oceanos ferverem, contradição com o registro fóssil.

Mesmo assim, a ideia de que a constância de G poderia variar permaneceu como hipótese testável. Em 1961, Carl Brans e Robert Dicke propuseram uma teoria na qual a intensidade da gravidade é controlada por um campo escalar que pode evoluir com o tempo, gerando dezenas de variantes dessa abordagem nas chamadas teorias escalares.

O novo limite, derivado do sinal GW170817, representa, portanto, a verificação mais rigorosa até hoje de que a constante de Newton não sofreu alterações detectáveis ao longo de 131 milhões de anos. Como já relatamos sobre o fóton de 300 TeV que viajou 2 bilhões de anos-luz, a astronomia de alta energia e a gravitação continuam a desafiar nossos modelos físicos.

Com informacoes de Space Today.