O físico Salvatore Vitale está procurando novas fontes de ondas gravitacionais, para chegar além do que podemos aprender sobre o universo sozinho pela luz.
No início de setembro de 2015, Salvatore Vitaleque period então um cientista de pesquisa do MIT, parou de casa na Itália para uma rápida visita aos pais depois de participar de uma reunião em Budapeste. A reunião havia se concentrado na tão esperada energia do LIGO avançado-um sistema que os cientistas esperavam que finalmente detectasse uma onda passageira no espaço-tempo conhecido como uma onda gravitacional.
Albert Einstein havia previsto a existência dessas reverberações cósmicas quase 100 anos antes e pensou que seria impossível medir. Mas os cientistas, incluindo Vitale, acreditavam que poderiam ter uma likelihood com seu novo detector de ondulação, que estava programado, finalmente, para ligar em alguns dias. Na reunião em Budapeste, os membros da equipe ficaram empolgados, embora cautelosos, reconhecendo que poderia levar meses ou anos até que os instrumentos captassem sinais promissores.
No entanto, no dia seguinte à sua visita de longa knowledge com sua família, Vitale recebeu uma enorme surpresa.
“No dia seguinte, detectamos a primeira onda gravitacional de sempre”, ele se lembra. “E é claro que tive que me trancar em uma sala e começar a trabalhar nisso.”
Vitale e seus colegas tiveram que trabalhar em segredo para impedir que as notícias saíssem antes que pudessem confirmar cientificamente o sinal e caracterizar sua fonte. Isso significava que ninguém – nem mesmo seus pais – poderia saber no que ele estava trabalhando. Vitale partiu para o MIT e prometeu que voltaria a visitar para o Natal.
“E, de fato, voo de volta para casa no dia 25 de dezembro e, no dia 26, detectamos a segunda onda gravitacional! Naquele momento, eu tive que juntá -los a se secretar e contar o que aconteceu, ou eles atacariam meu nome do registro da família ”, diz ele, apenas em parte em brincadeira.
Com a paz da família restaurada, Vitale poderia se concentrar no caminho à frente, que de repente parecia brilhante com descobertas gravitacionais. Ele e seus colegas, como parte da colaboração científica do Ligo, anunciaram a detecção de a primeira onda gravitacional Em fevereiro de 2016, confirmando a previsão de Einstein. Para Vitale, o momento também solidificou seu objetivo profissional.
“Se o LIGO não detectasse ondas gravitacionais quando o fizesse, eu não estaria onde estou hoje”, diz Vitale. “Com certeza, tive muita sorte de fazer isso na hora certa, para mim e para o instrumento e a ciência.”
Alguns meses depois, Vitale se juntou ao corpo docente do MIT como professor assistente de física. Hoje, como professor associado recentemente titular, ele está trabalhando com seus alunos para analisar uma recompensa de sinais gravitacionais, da avançada LIGO e de Virgem (um detector semelhante na Itália) e Kagra, no Japão. O poder combinado desses observatórios está permitindo que os cientistas detectem pelo menos uma onda gravitacional por semana, que revelou uma série de fontes extremas, desde a fusão de buracos negros até as estrelas de nêutrons em colisão.
“Ondas gravitacionais nos dão uma visão diferente do mesmo universo, que poderia nos ensinar sobre coisas que são muito difíceis de ver com apenas fótons”, diz Vitale.
Movimento aleatório
Vitale é de Reggio Di Calabria, uma pequena cidade costeira no sul da Itália, bem na “ponta da bota”, como ele diz. Sua família possuía e administrava um supermercado native, onde passou tanto tempo quando criança que poderia recitar os nomes de quase todos os vinhos da loja.
Quando ele tinha 9 anos, ele se lembra de parar na banca native, que também vendia livros usados. Ele reuniu todo o dinheiro que tinha para comprar dois livros, ambos de Albert Einstein. A primeira foi uma coleção de cartas do físico a seus amigos e familiares. O segundo foi sua teoria da relatividade.
“Eu li as cartas, e depois passei pelo segundo livro e lembro de ver esses símbolos estranhos que não significaram nada para mim”, lembra Vitale.
No entanto, o garoto foi fisgado e continuou lendo a física e, posteriormente, a mecânica quântica. No last do ensino médio, não estava claro se Vitale poderia continuar para a faculdade. Grandes cadeias de supermercados expulsaram a loja de seus pais e, no processo, a família perdeu a casa e estava lutando para recuperar suas perdas. Mas com o apoio de seus pais, Vitale aplicou e foi aceito na Universidade de Bolonha, onde ele ganhou um bacharelado e um mestrado em física teórica, especializada em relatividade geral e aproximando maneiras de resolver as equações de Einstein. Ele passou a buscar seu doutorado em física teórica na Universidade Pierre e Marie Curie, em Paris.
“Então, as coisas mudaram de uma maneira muito, muito aleatória”, diz ele.
O PhD Advisor da Vitale estava organizando uma conferência, e Vitale se ofereceu para distribuir crachás e folhetos e ajudar os hóspedes a se orientarem. Naquele primeiro dia, um convidado chamou sua atenção.
“Eu vejo esse cara sentado no chão, meio que batendo a cabeça contra o computador dele porque ele não podia conectar seu computador Ubuntu ao Wi-Fi, que naquela época period muito comum”, diz Vitale. “Então eu tentei ajudá -lo e falhei miseravelmente, mas começamos a conversar.”
O convidado foi professor do Arizona especializado na análise de sinais de ondas gravitacionais. Ao longo da conferência, os dois se conheceram, e o professor convidou Vitale para o Arizona para trabalhar com seu grupo de pesquisa. A oportunidade inesperada abriu uma porta para a física de ondas gravitacionais pelas quais Vitale poderia ter passado por outra forma.
“Quando converso com os estudantes de graduação e como eles podem planejar sua carreira, digo que não sei se você pode”, diz Vitale. “O melhor que você pode esperar é um movimento aleatório que, no geral, segue na direção certa.”
Alto risco, alta recompensa
Vitale passou dois meses na Universidade Aeronáutica Embry-Riddle em Prescott, Arizona, onde analisou dados simulados de ondas gravitacionais. Naquela época, por volta de 2009, ninguém havia detectado sinais reais de ondas gravitacionais. A primeira iteração dos detectores do LIGO iniciou observações em 2002, mas até agora ficou vazia.
“A maioria dos meus primeiros anos estava trabalhando inteiramente com dados simulados, porque não havia dados reais em primeiro lugar. Isso levou muitas pessoas a deixar o campo porque não period um caminho óbvio ”, diz Vitale.
No entanto, o trabalho que ele fez no Arizona apenas despertou seu interesse, e Vitale optou por se especializar em física de ondas gravitacionais, retornando a Paris para terminar seu doutorado, depois passando a uma posição pós-doc no Nikhef, o Instituto Nacional Holandês de Física Subatômica na Universidade de Amsterdã. Lá, ele se juntou como membro da colaboração de Virgem, fazendo mais conexões entre a comunidade de ondas gravitacionais.
Em 2012, ele fez a mudança para Cambridge, Massachusetts, onde começou como um pós -doutorado em Laboratório Ligo do MIT. Naquela época, os cientistas estavam focados nos detectores avançados do LIGO e simulando os tipos de sinais que eles poderiam pegar. Vitale ajudou a desenvolver um algoritmo para procurar sinais que provavelmente sejam ondas gravitacionais.
Pouco antes dos detectores ativar a primeira observação, Vitale foi promovido a cientista de pesquisa. E, por sorte, ele estava trabalhando com estudantes e colegas do MIT em um dos dois algoritmos que captaram o que mais tarde seria confirmado como a primeira onda gravitacional.
“Foi emocionante”, lembra Vitale. “Além disso, levamos várias semanas para nos convencer de que period actual.”
No turbilhão que se seguiu ao anúncio oficialVitale se tornou professor assistente no Departamento de Física do MIT. Em 2017, em reconhecimento à descoberta, o Prêmio Nobel de Física foi concedido a três membros essenciais da equipe LIGO, incluindo o MIT Rainier Weiss. Vitale e outros membros da colaboração do Ligo-Virgo participaram da cerimônia Nobel mais tarde, em Estocolmo, na Suécia-um momento que foi capturado em uma fotografia exibida orgulhosamente no escritório de Vitale.
Em 2022, ele foi promovido a professor associado. Além de analisar sinais de onda gravitacional de Ligo, Virgo e Kagra, Vitale está avançando nos planos para um sucessor ainda maior e melhor do Ligo. Ele faz parte do Projeto Cosmic Explorerque visa construir um detector de onda gravitacional que seja semelhante em design ao LIGO, mas 10 vezes maior. Nessa escala, os cientistas acreditam que esse instrumento pode captar sinais de fontes que estão muito mais distantes no espaço e no tempo, mesmo perto do início do universo.
Então, os cientistas poderiam procurar fontes nunca mais bem detectadas, como os primeiros buracos negros formados no universo. Eles também poderiam procurar no mesmo bairro que Ligo e Virgem, mas com maior precisão. Então, eles podem ver sinais gravitacionais que Einstein não previu.
“Einstein desenvolveu a teoria da relatividade para explicar tudo, desde o movimento de Mercúrio, que circula o sol a cada 88 dias, a objetos como buracos negros que são 30 vezes a massa do sol e se movem na metade da velocidade da luz”, Vitale diz. “Não há razão para a mesma teoria funcionar para os dois casos, mas até agora parece que sim, e não encontramos nenhum afastamento da relatividade. Mas você nunca sabe, e você tem que continuar procurando. É alto risco, por alta recompensa. ”
