Bénédicte Rey
A Agência Espacial Europeia (ESA, pela sigla em inglês) lançou na segunda-feira (21) um conjunto de relógios atômicos em direção à Estação Espacial Internacional (ISS, na sigla em inglês) para medir o tempo com grande precisão e colocar à prova a teoria da relatividade.
O foguete Falcon 9 da SpaceX, que transporta o conjunto ACES, composto por dois relógios atômicos, decolou nesta segunda-feira às 5h15 (horário de Brasília), de Cabo Canaveral na Flórida, nos Estados Unidos, rumo à ISS, a 400 km de altitude.
Na ISS, um braço robótico posicionará o dispositivo fora da estação, no módulo Columbus, onde permanecerá por 30 meses para coletar dados dos relógios.
O tempo é essencial para o funcionamento de computadores ou dos sistemas de geolocalização por satélite, entre outros, lembrou em uma coletiva de imprensa, antes do lançamento, Simon Weinberg, chefe do projeto ACES na ESA.
Mas, desde 1915 e a teoria da relatividade geral de Albert Einstein, sabe-se que o tempo não é o mesmo em todos os lugares: ele se desacelera perto de um objeto massivo.
Na Terra, o tempo passa mais rápido no topo da Torre Eiffel do que embaixo, mas este “efeito Einstein” é infinitesimal. No entanto, torna-se perceptível à medida que nos afastamos no espaço.
Os sistemas de posicionamento por satélite, como GPS ou Galileo, devem levá-lo em conta para fornecer uma posição exata. Seus relógios atômicos, em órbita a 20 mil quilômetros de altitude, avançam 40 microssegundos mais rápido por dia do que aqueles que estão na Terra.
O objetivo deste projeto é melhorar a medida deste “desfasamento gravitacional” em duas casas decimais, para alcançar uma precisão de “uma milionésima”, graças aos dois relógios atômicos do dispositivo ACES.
Será aberta uma nova janela?
O primeiro relógio, Pharao, será o principal. Dentro de um tubo de alto vácuo, átomos de césio serão resfriados por laser a uma temperatura próxima do zero absoluto (-273 ºC). Imobilizados pelo frio e em situação de ausência de gravidade, suas vibrações a uma determinada frequência serão contadas com uma precisão ainda maior do que na Terra.
Desde 1967, o segundo corresponde oficialmente a 9.192.631.770 períodos de uma onda eletromagnética emitida por um átomo de Césio 133 que muda de estado de energia.
Junto com outro relógio atômico —um maser de hidrogênio—, Pharao medirá o tempo com uma exatidão e uma estabilidade extraordinárias. Só se desviará um segundo a cada 300 milhões de anos, uma proeza tecnológica que exigiu mais de três décadas de trabalho.
Seu sinal será transmitido à Terra através de micro-ondas. Nove terminais no mundo —na Europa, Japão e Estados Unidos— o compararão com o tempo medido por seus próprios relógios.
“As diferenças serão analisadas para determinar se o resultado se ajusta às previsões da teoria da relatividade”, declarou à imprensa Philippe Laurent, responsável pelas atividades ACES/Pharao no Observatório de Paris.
Caso contrário, “se abrirá uma nova janela no mundo da física”, que deverá efetuar ajustes para fazer coincidir as equações de Einstein com as observações.
E talvez avançar na busca do Santo Graal dos físicos: reconciliar a relatividade geral, que explica o funcionamento do universo, e a física quântica, que rege o infinitamente pequeno.
Duas teorias que funcionam extraordinariamente bem, mas que, até agora, são incompatíveis.
