sexta-feira, 29 de agosto de 2014

10 descobertas espaciais bizarras e inesperadas

A aparente infinidade de espaço nunca deixa de surpreender a nós, leigos e meros mortais, com suas belas luzes e padrões hipnotizantes. No entanto, até mesmo os cientistas e astrônomos muitas vezes são pegos de surpresa com algumas das descobertas espaciais mais extremas. Veja:
10. O imenso anel de detritos
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 Uma estrela recém-descoberta, carinhosamente apelidada de IRAS 13481-6124, já está ajudando os astrônomos a descobrir como as estrelas gigantes nascem. Há diferentes classificações de estrelas, ainda que basicamente se resumam a “pequena” e “grande”. E o nosso sol está na sessão das coisas pequenas – fica em um dos menores subconjuntos de estrelas e não é nem mesmo grande o suficiente para morrer em uma explosão gloriosa, como todas as estrelas mais legais do universo. Ao invés disso, se entrega, indo embora com uma tosse fraca, em vez de um estrondo. Algumas teorias sugerem que as estrelas maiores poderiam nascer da união das menores. Porém, a formação de IRAS aparenta ter sido muito semelhante com a de suas irmãs menores, tirando o crédito da ideia de fusões estelares. Mesmo que IRAS ainda seja uma recém-nascida, já é um bebê gordo e saudável. Ela está localizada a 10 mil anos-luz de distância, na constelação de Centaurus, e está rodeada por um disco de detritos estelares – o estágio de nascimento de um possível sistema solar. É a primeira vez que os astrônomos foram capazes de observar um evento como esse, e uma estrela pesada (20 vezes a massa do nosso sol) e rica em metal como IRAS contém os elementos necessários para a formação de planetas, possivelmente até mesmo a vida.

9. O Grande Vazio

descobertas espaciais 9 Espiar o espaço é como olhar para um caleidoscópio – nebulosas policromáticas e galáxias vibrantes espetacularmente únicas. Contudo, o universo constantemente coloca coisas inesperadas em nosso caminho, como o Vazio de Boötes, que é apenas um enorme pedaço de nada. Batizado por sua proximidade com a constelação de Boötes, ele também é conhecido como o Grande Vazio e foi descoberto em 1981 por Robert Kirshner e seus colegas, que ficaram chocados ao encontrar um esferóide aparentemente vazio do espaço. Depois de muita análise, Kirshner e sua equipe só foram capazes de detectar reles 60 galáxias em uma área que abrange colossais 250 a 330 milhões de anos-luz. Para uma área de tamanhas dimensões, o número esperado seria algo em torno de 10 mil galáxias. Em comparação, a própria Via Láctea tem pelo menos 24 vizinhos dentro de apenas 3 milhões de anos-luz. Tecnicamente, esse vazio não deveria existir, já que teorias atuais só são preparadas para lidar com áreas “vazias” muito menores. A própria escala deste monstro de vácuo exige novas teorias, incluindo a ideia mais interessante e absurda: intervenção alienígena.

8. Uma colisão antiga de matéria escura

descobertas espaciais 8 Há um problema com a nossa galáxia: ela está “tocando” como um sino e os astrônomos não têm certeza do porquê. Mas uma nova teoria sugere que esta anomalia é o resultado de uma perturbação maciça ocorrida há 100 milhões de anos. Esta perturbação veio na forma de uma colisão, ou com outra galáxia, muito menor, ou com uma bola da matéria escura. Se esta teoria se sustentar, ela resolve um mistério galáctico: os hemisférios norte e sul da nossa galáxia não correspondem, com sua estrutura mudando claramente à medida que passa além do ponto médio da Via Láctea. Este desequilíbrio foi supostamente causado por ondas verticais, as quais eram o resultado de “satélites invisíveis de matéria escura” (como se fossem galáxias invisíveis) se deslocando pelo plano galáctico. Simulações de computador sugerem que essa dissonância vai sossegar relativamente em breve – faltam apenas mais 100 milhões de anos.

7. As menores e mais antigas galáxias

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 A história do nosso universo está escondida de nós, não só por vãos inimagináveis ​​de tempo e distância, mas também por uma quantidade aparentemente interminável de matéria. O gás e a poeira subvertem os feixes de luz que servem como nossos únicos vislumbres do universo formativo. Mas, às vezes, a imensidão joga a nosso favor e os astrônomos podem ver efetivamente regiões do espaço que estão muito atrás de objetos maciços porque os fótons que passam por ali são deformados e ampliados. Isso é chamado de lente gravitacional, e está permitindo que a NASA veja mais galáxias pequenas, escuras e antigas do que nunca. Utilizando o aglomerado de galáxias Abell 2744 como uma lente, os astrônomos recentemente fotografaram milhares de galáxias fetais que, aos 12 bilhões de anos, são quase tão antigas quanto o próprio universo. Apesar de Abell 2744 estar a apenas 3,5 bilhões de anos-luz de distância, o efeito de aumento é tão grande que nos forneceu a imagem mais profunda do universo já encontrada: o Primeiro Campo de Fronteira. Como a lente aumenta o tamanho aparente de objetos distantes em até 20 vezes, somos capazes de ver objetos realmente pequenos e apagados, situados quase no final do próprio espaço.

6. Filamento gigantesco de hidrogênio

descobertas espaciais 6 Uma linha gigantesca de hidrogênio puro avistada no grupo de galáxias NGC 7448 tem intrigado cientistas. Localizada a 500 milhões de anos-luz de distância, a ponte de hidrogênio se estende em um comprimento de 2,6 milhões de anos-luz (bem mais de 20 vezes o tamanho da nossa Via Láctea) e conecta várias galáxias com seus apêndices verdes. Os astrônomos não esperavam encontrar tal gigante gasoso e sua surpresa foi dupla: primeiro, essas grandes quantias de hidrogênio nunca são encontradas fora das galáxias, uma vez que existem dentro delas para oferecer material para o nascimento de estrelas. Em segundo lugar, o tamanho da coisa é perturbador, já que ela contém mais hidrogênio do que a Via Láctea e a Andrômeda combinadas – e Andrômeda é maior e mais generosamente povoada por estrelas do que a nossa casa galáctica. Há várias explicações possíveis e a mais glamourosa sugere que estamos vendo o remanescente de uma colisão galáctica.

5. O planeta que não deveria existir

descobertas espaciais 5 Kepler 78b é uma anomalia: ele não deveria existir. Como a lua de Júpiter, Io, Kepler 78b é um planeta infernal ornamentado com lava e fogo. No entanto, a sua dimensão ímpar, combinada com a sua órbita muito justa ao redor de sua estrela, tem causado um ligeiro tumulto na comunidade científica.Os astrônomos não sabem como um planeta desse porte acabou tão perto de sua estrela-mãe, uma vez que não há teorias de formação planetária consistentes com essa realidade. E quando dizemos perto, queremos dizer ao alcance de um abraço, já que Kepler 78b está a apenas 1,6 milhões de quilômetros de distância de seu sol, fazendo com que um ano inteiro no planeta tenha menos de nove horas de duração. Ele é apenas 1,2 vezes maior que a Terra e não é nem mesmo duas vezes mais massivo, tornando-o um dos planetas mais semelhantes ao nosso já encontrado. A sua localização assegura que está muito bem passado, com temperaturas na superfície podendo atingir 2.400 graus Celsius. Os dados também sugerem que sua estrela-mãe era muito maior em sua juventude, o que coloca a órbita atual de Kepler 78b confortavelmente dentro de seu ex-raio estelar. Por isso, o planeta, obviamente, não poderia ter se formado onde está agora, o que mostra a necessidade de novas teorias para tentar explicar a situação. Tudo o que se sabe com certeza é que o 78b em breve será devorado por sua estrela.

4. O aglomerado de estrelas maciço da Via Láctea

descobertas espaciais 4 A apenas 25 mil anos-luz de distância, o Aglomerado dos Quíntuplos é uma das vistas mais espetaculares da Via Láctea. O aglomerado é semelhante a um jardim de infância cósmico cheio de estrelas de jovens e cintilantes. Esta área é muito densa, com estrelas muito próximas umas das outras. E com essas distâncias curtas entre elas, foi criado um coquetel incendiário gasoso, que atinge temperaturas de 50 milhões de graus Celsius. O aglomerado também está localizado precariamente perto do centro da galáxia, onde o buraco negro supergigante Sagittarius A engole matéria com uma voracidade alarmante. Ainda que este seja o aglomerado mais massivo, denso e luminoso em nossa galáxia, ele fica praticamente invisível pela enorme quantidade de detritos no seu caminho. O centro da Via Láctea é obscurecido por manchas de gás incandescente e poeira. Assim, o Aglomerado dos Quíntuplos permaneceu escondido até 1990, quando os astrônomos puderam observar através desta “cobertura” usando imagens infravermelhas.  Entretanto, este objeto impressionate tem um tempo de vida determinado, já que está a uma curta distância do centro da galáxia e em breve será destruído pela fúria gravitacional. Então, pegue seu telescópio infravermelho mais potente e aprecie a vista enquanto ela dura (pelo próximo milhão de anos).

3. Um gigantesco sistema exosolar

descobertas espaciais 3 Conforme a nossa enciclopédia estelar cresce, estamos descobrindo que muitas estrelas hospedam sistemas multiplanetários. Há 466 desses espécimes, embora quase a metade deles contenham apenas dois planetas. Sistemas mais novos são muito mais fáceis de identificar porque ainda retêm o calor residual da sua formação e um exemplo é a HR 8799. Esta grande estrela jovem abriga quatro gigantes gasosos que fazem Júpiter parecer insignificante. Por sorte, a distância dos planetas em relação à estrela garante que a sua assinatura de luz (visível no infravermelho) seja facilmente perceptível e não dominada pela luz de sua mãe. E enquanto o menor membro deste sistema solar alienígena faz Júpiter parecer uma criança, o maior chega a ser até 35 vezes mais massivo do que o maior planeta do nosso sistema solar. Seu tamanho, idade e o fato de que o sistema está a apenas 130 anos-luz da Terra tornou HR 8799 relativamente fácil de detectar. Ver esses planetas gasosos gigantes a tal distância do centro solar abre novas teorias sobre como os planetas se formam, devido às diferenças observadas entre eles e os nossos planetas.

2. O cobertor da Via Láctea

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 A nossa Via Láctea está envolvida em um mistério cósmico enorme: certas partículas subatômicas, chamadas bárions, parecem estar faltando. Basicamente, devia haver muito mais coisas em nossa galáxia do que os cientistas já conseguiram detectar (e não estamos sequer falando de matéria escura). Mas uma descoberta recente pode colocar um fim ao dilema, pois parece que a nossa galáxia está envolta por uma imensa nuvem de gás superquente. Ela forma um tipo de halo ao redor da Via Láctea, queimando a uma temperatura de 1 a 2,5 milhões Kelvin. O Observatório Chandra, em colaboração com o satélite europeu XMM-Newton e os Suzaku japoneses, foi capaz de observar alguns acontecimentos esquisitos em torno de nossa vizinhança solar. Coletivamente, eles deduziram que a galáxia está coroada por uma grande e inesperada quantia de gás fervente. O halo de gás é de tamanho indeterminado, embora as diferentes agências espaciais concordem que ele é muito grande. As expetativas são de que este “cobertor” teria pelo menos várias vezes o tamanho da própria galáxia, potencialmente se estendendo muito além.

1. A maior radiogaláxia já descoberta

descobertas espaciais 1 Radiogaláxias são incrivelmente agradáveis à vista. Elas receberam este nome por emitirem grandes quantidades de energia em comprimentos de onda de rádio e parecerem festas raves cósmicas gigantescas. Os jatos que explodem dos centros das galáxias são acelerados por buracos negros e esta atividade os torna alvos principais para os nossos radiotelescópios. A maior das radiogaláxias é chamada J1420-0545 e estende-se através de embasbacantes 15 milhões de anos-luz do espaço. Isso equivale a 4,5 mega-parsecs de diâmetro. Porém, as galáxias de rádio vivem rápido e morrem jovens, com seus jatos ardentes e icônicos se decompondo mais ou menos após 10 mil anos – um período de tempo muito mais curto do que mesmo 1% do tempo de vida da galáxia. Como estas galáxias emitem quantidades insanas de matéria e radiação, elas se esgotam muito rapidamente. Em pouco tempo (em escalas cosmológicas), elas simplesmente desaparecem e se tornam relíquias imperceptíveis. Embora muitas vezes este seja este o caso, isso não necessariamente significa a morte da galáxia, já que seu buraco negro central pode voltar à ativa, incendiando-a toda mais uma vez.
Fonte: HypeScience.com

Encontradas as mais distantes estrelas da Via Láctea

Estrela a 890 mil anos-luz favorece pesquisas sobre massa da Galáxia
Tênue e Distante: A cerca de 890 mil anos-luz da Terra, a estrela no centro da imagem é o objeto mais distante já visto em nossa galáxia.

Assim como todos os planetas do Sistema Solar orbitam o Sol, todas as estrelas da Via Láctea orbitam o grande buraco negro no centro de nossa galáxia. Mas qual é o tamanho da Via Láctea? Astrônomos estão mais próximos de responder essa pergunta com a descoberta de duas remotas estrelas gigantes. “Essas são as estrelas mais distantes que já vimos na Via Láctea”, declara John Bochanski do Haverford College, o astrônomo que as encontrou. As duas estrelas ficam em uma região inexplorada do espaço e devem ajudar a medir a massa total de nossa galáxia, que é pouco conhecida. As duas estrelas são gigantes vermelhas, sois idosos que brilham com tanta intensidade que podem ser observadas de longe.

Uma delas fica a cerca de 890 mil anos-luz da Terra, na constelação de Peixes – 33 vezes mais distante do centro galáctico que nós, e muito além da fronteira do disco galáctico. O único outro membro da Via Láctea localizado a uma distância comparável é uma pequena galáxia chamada de Leo I, que orbita nossa própria galáxia a uma distância de 850 mil anos-luz. Se a estrela em Peixes seguir uma órbita circular à mesma velocidade que nós, ela precisaria de aproximadamente oito bilhões de anos para completar uma única órbita ao redor da galáxia. Isso é mais que a metade da idade do Universo.

A outra estrela recém-descoberta fica a cerca de 780 mil anos-luz de distância, na constelação de Gêmeos, e mais de um milhão de anos-luz da outra estrela. Em comparação, a estrela individual mais distante conhecida até então fica a aproximadamente meio milhão de anos-luz da Terra. A astrônoma Rosemary Wyse da Johns Hopkins University, que não participou da pesquisa, elogia o novo trabalho. “Eles provaram que existem estrelas localizadas a distâncias colossais”, aponta ela. “É simplesmente fascinante”. O projeto apenas começou, então provavelmente mais estrelas serão encontradas. “Isso será muito importante para um grande número de áreas científicas”, observa Wyse.

Para encontrar os residentes mais distantes da Via Láctea, a equipe de Bochanski começou com quase sete milhões de estrelas, usando dados de infravermelho próximo para selecionar as que tinham cores do tipo espectral M, que designa estrelas vermelhas e frias. Ao adicionar outros critérios, os astrônomos reduziram a lista para 404 estrelas do tipo M. Em novembro último, Bochanski obteve espectros de algumas dessas estrelas. A maior parte delas se revelou como apenas anãs-vermelhas – sois tênues nas proximidades do disco galáctico – mas cinco eram M gigantes, e duas eram tão diminutas que só podiam estar extremamente distantes da Terra. A descoberta aparece no volume de 20 de julho do periódico Astrophysical Journal Letters.

Mas a descoberta levanta uma pergunta: “O que diabos uma M gigante está fazendo tão longe?” pergunta John Norris da Australian National University, astrônomo sem afiliação com a equipe de pesquisa.

Perto do fim de sua vida, uma estrela como o Sol expande e esfria; nosso Sol se tornará uma gigante amarela de tipo espectral G, e então uma gigante laranja do tipo K, antes de se transformar em uma gigante vermelha M, mais fria. Mas as estrelas no halo da Via Láctea – a população ancestral que envolve o disco galáctico – diferem do Sol por ter uma quantidade muito menor de elementos pesados. Quando essas estrelas se tornam gigantes, elas não ficam mais frias que o tipo K. As duas M gigantes, portanto, são anormalmente ricas em metais para estarem no halo, como se fossem milionários vivendo em locais desfavorecidos. 

Elas podem ter vindo de outra galáxia. De fato, cerca de duas dúzias de outras galáxias orbitam a Via Láctea. As duas galáxias-satélite mais brilhantes – as Nuvens de Magalhães – têm grandes quantidades de estrelas com tantos elementos pesados que suas gigantes realmente se tornam vermelhas do tipo M. Em contraste, a maior parte das outras galáxias-satélite é tão pequena que não têm poder estelar para produzir tantos elementos pesados, então ficam sem M gigantes. Assim, Bochanski suspeita que as duas M gigantes podem ter se originado em uma galáxia-satélite maior que a média.

Mas uma galáxia assim deveria ser luminosa o bastante para ser observada. Talvez ela tenha desintegrado. Ou talvez cada M gigante seja a estrela mais brilhante de uma galáxia tão difusa que ainda não sabemos de sua existência. De qualquer forma, estrelas adicionais em distâncias tão grandes poderiam revelar a massa da Via Láctea porque, quanto mais massiva uma galáxia, mais rápido suas estrelas a orbitam, e as melhores estrelas para medir sua massa total são as mais distantes. Assim, mesmo que as estrelas recém-descobertas não sejam nativas da Via Láctea, elas poderiam revelar seu peso melhor que todas as estrelas que iluminam seu brilhante disco. 
Fonte: Scientific American - Brasil

Telescópios desvendam antiga construção de galáxia gigante

Esta ilustração revela o fogo-de-artifício cósmico no interior de uma galáxia em desenvolvimento e no Universo jovem, a partir do ponto de vista de um sistema planetário hipotético. O céu está repleto de nebulosas brilhantes, enxames estelares e estrelas que explodem como supernovas. O núcleo em rápida formação eventualmente tornar-se-á no coração de uma galáxia gigante, parecida com as galáxias elípticas que vemos hoje em dia. Crédito: NASA, ESA, Z. Levay e G. Bacon (STScI)

Os astrónomos têm, pela primeira vez, um vislumbre dos primeiros estágios de construção massiva de galáxias. O local das "obras", com a alcunha de "Sparky", é um núcleo galáctico denso que brilha com a luz de milhões de estrelas recém-nascidas e formando-se a um ritmo feroz. A descoberta foi possível através de observações combinadas dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA, do Observatório W. M. Keck em Mauna Kea, Hawaii, e pelo observatório espacial Hershel da ESA. Uma galáxia elíptica totalmente desenvolvida é um aglomerado de estrelas velhas e com deficiências de gás, cuja teoria diz que se desenvolve de dentro para fora e com um núcleo compacto que assinala o seu início.

Devido à distância do núcleo galáctico observado, a luz que a Terra recebe agora foi na realidade criada há 11 mil milhões de anos, apenas 3 mil milhões de anos após o Big Bang.Apesar de ter apenas uma fracção do tamanho da Via Láctea, o pequeno mas potente núcleo galáctico já contém cerca de duas vezes o número de estrelas da nossa Galáxia, todas amontoadas numa região com apenas 6000 anos-luz de diâmetro. A Via Láctea, por sua vez, mede cerca de 100.000 anos-luz em diâmetro. Nós realmente não tínhamos visto um processo de formação que pudesse criar 'coisas' assim tão densas," explica Erica Nelson da Universidade de Yale em New Haven, no estado americano de Connecticut, autora principal do estudo.

"Nós suspeitamos que este processo de formação do núcleo é um fenómeno exclusivo do início do Universo porque, como um todo, era mais compacto nessa altura. Hoje, o Universo é tão difuso que já não consegue criar objectos deste género. Além de determinar o tamanho da galáxia a partir de imagens do Hubble, a equipa procurou imagens de arquivo obtidas no infravermelho distante pelo Spitzer e pelo Herschel. Isso permitiu-lhes determinar a velocidade de formação estelar no núcleo galáctico. Sparky produz aproximadamente 300 estrelas por ano, em comparação com as 10 estrelas por ano que a Via Láctea fabrica.
Esta imagem mostra observações de um núcleo galáctico recentemente descoberto, com o nome de catálogo GOODS-N-774, obtidas pelos instrumentos WFC3 e ACS do Telescópio Hubble. O núcleo está no centro da ampliação, para onde a seta aponta. Esta é a primeira vez que uma galáxia é avistada neste estágio de formação - um estágio inicial onde o denso núcleo galáctico está ainda a fabricar estrelas furiosamente. GOODS-N-774 é vista como era há onze mil milhões de anos atrás, apenas três mil milhões de anos após o Big Bang. Depois deste estágio, pensa-se que galáxias como esta cresçam de dentro para fora, expandindo-se através de fusões com outras galáxias mais pequenas e parecidas, para se tornarem as galáxias elípticas gigantes que vemos no Universo próximo.  Crédito: NASA, ESA e E. Nelson (Universidade de Yale)

"São ambientes muito extremos," afirma Nelson. "É como um caldeirão medieval de formação estelar. Tem muita turbulência e borbulha. Se nos encontrássemos nessa galáxia, o céu nocturno seria brilhante devido ao grande número de estrelas jovens e existiria muita poeira, gás e remanescentes de estrelas que explodiram. É fascinante observar isto a acontecer. Os astrónomos teorizam que este nascimento estelar frenético foi despoletado por uma corrente de gás que se dirigiu para o núcleo da galáxia enquanto se formava dentro de um poço gravitacional de matéria escura, material cósmico invisível que actua como um "andaime do Universo" para a construção de galáxias.

As observações indicam que a galáxia fabrica estrelas a um ritmo furioso há já mais de mil milhões de anos. É provável que este frenesim eventualmente chegue ao fim e que ao longo dos próximos 10 mil milhões de anos outras galáxias se juntem a Sparky, fazendo com que cresça ainda mais e se torne numa galáxia elíptica gigante mas calma.

"Eu acho que a nossa descoberta resolve a questão de saber se este processo de construção galáctica aconteceu realmente ou não," comenta Pieter van Dokkum, membro da equipa e também da Universidade de Yale. "A questão agora é, com que frequência é que isto ocorria? Nós suspeitamos que existam outras galáxias como esta, que são ainda mais ténues em comprimentos de onda infravermelhos. Pensamos também que são mais brilhantes em comprimentos de onda mais longos, por isso serão os telescópios infravermelhos do futuro, como o Telescópio Espacial James Webb da NASA, a encontrar mais destes objectos." O artigo científico foi publicado na edição de 27 de Agosto da revista Nature.
Fonte: Astronomia Onlie - Portugal

Nuvens de água são achadas pela 1ª vez fora do Sistema Solar

Àgua é um dos elementos mais raros do universo e, só com ela, é possível que exista a vida
Uma equipe do Instituto de Ciência Carnegia, em Washington, nos EUA, encontrou nuvens de vapor d'água em uma estrela que brilha a 7,3 anos-luz da Terra. Esse seria o primeiro indício de nuvens de água fora do Sistema Solar. As informações são do Gizmodo.  Segundo a publicação, a WISE 0855-0714 é considerada uma anã marrom, por ter menos de 1% da intensidade do Sol em seu brilho. Porém, ela é uma das estrelas mais próximas do Sol.  Até hoje, os cientistas só haviam detectado nuvens de vapor na Terra e em Marte. Vale lembrar que a água é um dos elementos mais raros do universo e, só com ela, é possível que exista a vida. Ou seja, mesmo que nuvens de água não signifiquem vida, a descoberta é extremamente importante e inédita para os cientistas.
Fonte: TERRA

quarta-feira, 27 de agosto de 2014

A nova teoria radical que pode matar o multiverso


multiverso
Embora as galáxias pareçam obviamente maiores do que os átomos, e os elefantes evidentemente parecem superar as formigas por todos os ângulos, alguns físicos começaram a suspeitar que essas diferenças de tamanho não passam de meras ilusões. Talvez a descrição fundamental do universo não inclua os conceitos de “massa” e “comprimento”, o que implica que, em sua essência, a natureza não tem um senso de escala. Essa muito pouco explorada ideia, conhecida como simetria de escala, constitui uma mudança radical em suposições consagradas já de longa data sobre como as partículas elementares adquirem suas propriedades. Mas surgiu recentemente como um tema comum de inúmeras palestras e trabalhos de físicos de partículas respeitados. Com seu campo preso em um impasse desagradável, os pesquisadores voltaram às equações mestras que descrevem as partículas conhecidas e suas interações, e estão se perguntando: o que acontece quando você apaga os termos nas equações que têm a ver com a massa e comprimento?

A natureza, no nível mais profundo, não pode se diferenciar entre as escalas. Com a abordagem da simetria em escala, os físicos começam com uma equação básica que apresenta uma coleção sem massa de partículas, cada uma com uma única confluência de características, tais como se é de matéria ou de antimatéria e se tem carga elétrica positiva ou negativa. Conforme essas partículas se atraem ou se repelem e os efeitos de suas interações acontecem em cascata através dos cálculos, a simetria de escala “quebra”, e massas e comprimentos surgem espontaneamente. Efeitos dinâmicos similares geram 99% da massa do universo visível. Prótons e nêutrons são amálgamas – cada um de um trio de partículas elementares chamadas quarks leves.

A energia utilizada para realizar esses quarks lhes dá uma massa combinada que é cerca de 100 vezes maior do que a soma das partes. “A maior parte da massa que vemos é gerada dessa maneira, por isso estamos interessados em ver se é possível gerar toda a massa desta forma”, disse Alberto Salvio, um físico de partículas da Universidade Autônoma de Madrid e coautor de um artigo recente sobre a teoria da natureza em simetria de escala. Nas equações do “modelo padrão” da física de partículas, apenas uma partícula descoberta em 2012, chamada de bóson de Higgs, vem equipada com massa desde sua origem. De acordo com uma teoria desenvolvida há 50 anos pelo físico britânico Peter Higgs e seus colegas, ela distribui massa para outras partículas elementares por meio de suas interações com eles.

Por isso tudo o tedioso multiverso não pode durar para sempre

Tudo isso que a gente falou até agora tem uma implicação notável: essa nova abordagem de simetria de escala reescreve o início da história do universo. “A ideia é que, talvez, até mesmo a massa de Higgs não exista”, disse Alessandro Strumia, um físico de partículas da Universidade de Pisa, na Itália. O conceito parece absurdo, mas está ganhando corpo.

O gigante problema de Higgs

A abordagem de simetria de escala remonta a 1995, quando William Bardeen, um físico teórico do Fermi National Accelerator Laboratory, em Illinois (Estados Unidos), mostrou que a massa do bóson de Higgs e a de outras partículas do “Modelo Padrão” podem ser calculadas como consequências da quebra espontânea da simetria de escala. Na época, a abordagem de Bardeen não ganhou muito espaço. O delicado equilíbrio de seus cálculos parecia frágil demais quando os pesquisadores tentaram incorporar novas partículas desconhecidas, como as que têm sido postuladas para explicar os mistérios da matéria escura e da gravidade. Em vez disso, os pesquisadores gravitavam em torno de uma outra abordagem chamada “supersimetria” que, naturalmente, previu dezenas de novas partículas.

Uma ou mais dessas partículas poderiam ser de matéria escura. Essa ideia de “supersimetria” também forneceu uma solução simples para um problema de contabilidade que tem atormentado os pesquisadores desde os primeiros dias de existência do Modelo Padrão. Sem a supersimetria, a massa do bóson de Higgs parece ser reduzida por cancelamentos aleatórios e improváveis entre números não relacionados. Essencialmente, a massa inicial do Higgs parece contrabalançar exatamente as enormes contribuições para a sua massa de glúons, quarks, estados gravitacionais e todo o resto. E se o universo é improvável, então, muitos físicos dizem que ele deve ser um universo de muitos, um “Multiverso”.

A hipótese do multiverso subiu em popularidade, ainda que com certa relutância, nos últimos anos. Mas o argumento parece uma desculpa para muitos, ou pelo menos uma grande decepção. Um universo de cancelamentos não é muito bem compreendido, e a existência de universos inalcançáveis alienígenas pode ser impossível de ser provada. Para contornar a falta de escalas, os novos modelos exigem uma técnica de cálculo que alguns especialistas consideram matematicamente duvidosa. É tudo muito diferente e muito novo, mas futuras colisões realizadas no colisor de partículas do laboratório CERN poderão nos ajudar a testar as ideias.
Fonte: HypeScience.com
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Físicos esperam detectar novas partículas no LHC

Novas partículas elementares

A operação do Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (Cern), na Suíça, poderá contribuir, a partir de 2015, para a descoberta de partículas elementares ainda não observadas experimentalmente e testar teorias que ultrapassam o conhecimento da Física atual. A avaliação foi feita por pesquisadores participantes de um evento internacional realizado nesta semana no Instituto de Física Teórica da Unesp (Universidade Estadual Paulista), em São Paulo. O objetivo do evento foi analisar e discutir os dados obtidos nos experimentos realizados no LHC nos últimos anos, quando o colisor operou com energia de 8 teraelétrons-volt (TeV) - equivalente a 8 trilhões de elétrons-volt.

Os físicos de vários países avaliaram as possibilidades de novas descobertas que poderão ser feitas a partir de 2015, quando será aumentada a intensidade dos feixes de prótons e a energia no centro de massa do maior acelerador de partículas do mundo para algo entre 13 e 14 TeV. "Pretendemos identificar nos experimentos no LHC sinais de uma nova Física, detectando novas partículas elementares e testando hipóteses não previstas pelo Modelo Padrão," disse Mariano Quirós, pesquisador do Instituto de Física de Altas Energias (Ifae) da Universidade Autônoma de Barcelona.

O Modelo Padrão é a teoria construída nos últimos 50 anos para descreve as interações forte, fraca e eletromagnética das partículas fundamentais que constituem toda a matéria. De acordo com Quirós, as predições do Modelo Padrão da física de partículas foram exaustivamente testadas e comprovadas nas últimas décadas por meio de dados experimentais, como os obtidos no próprio LHC. O bóson de Higgs (partícula subatômica postulada em 1964 pelo físico britânico Peter Higgs), detectado no LHC em julho de 2012, era o último elemento que faltava para validar a teoria.

Além das teorias atuais

Apesar do êxito, o Modelo Padrão apresenta deficiências que levam os físicos teóricos e experimentais a considerar a possibilidade da existência de uma nova Física, apontou Quirós. O Modelo Padrão prediz muitos fenômenos e partículas, mas não aponta a origem deles e não responde a uma série de questões. Isso faz com que tenhamos um certo pessimismo em relação a essa teoria e nos leva a acreditar que exista uma nova Física", avaliou.

Uma das lacunas do Modelo Padrão é não prever a existência de partículas como a matéria escura, responsável por cerca de 25% da densidade de energia do Universo. A teoria também não aponta qual é a massa dos neutrinos - partículas subatômicas sem carga elétrica que interagem com outras apenas por meio da interação gravitacional e da interação fraca - e não leva em conta a gravidade nas interações entre as partículas. O Modelo Padrão nos fornece muito mais predições do que parâmetros que possamos seguir para confirmá-las", afirmou Quirós.

Supersimetria

A fim de tentar solucionar esses problemas, alguns físicos teóricos começaram a propor nas últimas quatro décadas novas teorias, como a da Supersimetria. Proposta no início da década de 1970, a teoria da Supersimetria prevê que para cada bóson (reponsável por transmitir as forças da natureza) existe um férmion (tal como quarks, elétrons e neutrinos) correspondente, com a mesma massa e números quânticos internos, e vice-versa. Se comprovada a teoria, o número de partículas elementares conhecidas hoje cresceria significativamente, que é o que pode acontecer com a operação do LHC com maior energia a partir de 2015, quando os feixes de prótons do colisor serão acelerados a mais de 99,99999% da velocidade da luz.  Pode ser que, com a energia de 8 TeV com que o colisor operou nos últimos anos, não tenha sido possível produzir novas partículas previstas pelas teorias supersimétricas", disse Eduardo Pontón, um dos organizadores do evento.

"O aumento da energia no centro de massa do LHC pode ajudar a encontrar essas novas partículas, que podem ser similares ao bóson de Higgs. Se confirmada a existência dessas partículas, será possível estender o Modelo Padrão", avaliou Pontón. De acordo com o pesquisador, o aumento da energia do LHC também possibilitará medir alguns fenômenos com maior precisão e, com isso, inferir a existência de partículas não detectáveis no colisor. "É possível que existam partículas muito pesadas para serem produzidas diretamente no LHC, mas que tenham efeito indireto nas medidas feitas a partir de 2015", explicou Pontón.  Se realizarmos essas medidas com precisão, pode ser que seja possível inferir a existência dessas partículas e isso motivaria a construção de um acelerador com muito mais energia do que o LHC", disse.

Além do LHC

Um grupo de pesquisadores dos Estados Unidos, Europa, Japão e China já discute a possibilidade de construção de um acelerador de partículas similar ao LHC, porém com energia quase 10 vezes maior, de 100 TeV, por exemplo. Outra possibilidade em discussão é a construção de um colisor diferente do LHC, projetado não para colisões de prótons, mas de elétrons, que, apesar de ter menor energia, permitiria realizar medidas com maior precisão, disse Pontón. "Essas duas possibilidades estão sendo discutidas, mas ainda não há nada decidido. Esses projetos levariam muito tempo e necessitarão de cooperação internacional para serem realizados", disse Pontón.
Fonte: Inovação Tecnológica


Por que tudo gira no universo?

tudo gira no universo

Do micro ao macro, tudo gira no universo: os elétrons em torno de núcleos, luas em torno de planetas, planetas em torno de estrelas, estrelas em torno de galáxias…

Por quê?
Essa é uma questão que não pode ser respondida sem que voltemos ao início de tudo. Antes do nosso universo ser preenchido com matéria, antimatéria e radiação, estava em um estado de rápida expansão, onde a única energia encontrada no espaço-tempo era a energia intrínseca ao próprio espaço. Este foi o período de inflação cósmica que deu origem ao Big Bang que identificamos com o nascimento do que chamamos de nosso universo. Durante este tempo, tanto quanto podemos dizer, flutuações quânticas foram produzidas, mas não podiam interagir umas com as outras, já que a expansão do espaço era demasiado rápida. Ela também era a mesma em todos os lugares e em todas as direções, sem eixo preferencial de qualquer tipo. Quando a inflação acabou, a energia intrínseca do espaço foi convertida em matéria, antimatéria e radiação, e essas flutuações quânticas deram origem a regiões superdensas ou pouco densas no universo em rápida expansão. Isto é o que nós chamamos de Big Bang.

Desde o início, todas as partículas fundamentais nascem com um momento angular intrínseco: uma propriedade conhecida como spin (em português, algo como “giro” ou “rotação”) que não pode ser separada da própria partícula (somente o bóson de Higgs, de todas as partículas fundamentais, tem um spin que é intrinsecamente zero). Quando estas partículas são criadas, não fazem isso orbitando qualquer outra, porque não tiveram a oportunidade de interagir com outras ainda. Mas elas já nascem com energias cinéticas intrínsecas e em locais com densidades variáveis. No começo do universo, conforme as partículas que nasciam colidiam e interagiam gravitacionalmente, as regiões mais densas atraíam mais e mais matéria e energia, enquanto as menos densas ficavam ainda mais escassas. Com isso, as diferenças gravitacionais entre elas foram aumentando cada vez mais.

A menos que duas dessas fontes gravitacionais sejam ambas perfeitamente esféricas e se movam em uma velocidade ao longo da linha imaginária que as liga (o que é extremamente improvável), elas vão exercer um certo tipo de força sobre a outra: a força de maré. Cada porção de matéria e energia que se move relativamente não alinhada com qualquer outra porção de matéria e energia provoca uma interação gravitacional que cria um “torque” – um momento angular, uma grandeza vetorial da física que afeta cada pedaço de matéria que conhecemos. Conforme o tempo passa e o colapso gravitacional acontece, estas pequenas quantidades de momento angular – 50% das quais devem ser no sentido horário e 50% no anti-horário – são suficientes para causar aglomerados imensos de matéria a rodar muito lentamente.

E eles continuam rodando, por causa do que chamamos de quantidades conservadas. Você provavelmente está familiarizado com a conservação de energia: a afirmação de que a energia não pode ser criada ou destruída. O momento angular também é uma dessas quantidades (que você pode observar na prática olhando uma patinadora puxando seus braços e pernas para perto de seu corpo). Ao mudar o que é conhecido como o momento de inércia (trazendo sua distribuição de massa mais perto de seu eixo de rotação), a conservação do momento angular determina que sua velocidade angular (ou velocidade de rotação) deve aumentar para compensar:

Estrelas, planetas, luas e mesmo galáxias – todo sistema conhecido no universo – têm experimentado essas forças de maré, e tem uma quantidade diferente de zero do momento angular em relação a outros objetos no universo. Em resumo, gravitação, torques e a conservação do momento angular são os motivos pelos quais tudo gira no universo.
Fonte: HypeScience
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Sais de Marte tocam o gelo e produzem água líquida

Sais de Marte tocam o gelo e produzem água líquida

Não importa a temperatura congelante de Marte: pequenas quantidades de água líquida podem se formar no planeta vermelho. É o que comprova uma pesquisa coordenada pelo brasileiro Nilton Rennó, da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, depois de simulações em câmaras que imitam as condições de Marte.

As intrigantes gotas nas pernas da sonda marciana Phoenix, em 2008.[Imagem: NASA]

A água líquida é um ingrediente essencial para a vida como a conhecemos e Marte é um dos poucos lugares no sistema solar onde os cientistas viram sinais promissores da sua existência. As experiências são as primeiras a testar teorias sobre a formação de água em um clima tão frio como o de Marte - até agora, ninguém detectou diretamente água líquida em nenhum lugar além da Terra.

Sais de Marte

Os pesquisadores descobriram que um tipo de sal presente no solo marciano pode, em questão de minutos, derreter o gelo com o qual entra em contato - exatamente o mesmo efeito dos sais usados para descongelar estradas e ruas durante o inverno em locais frios. Alguns cientistas sugerem que este sal marciano forme água líquida sugando o vapor do ar, através de um processo chamado deliquescência. Em 2008, Nilton Rennó foi o primeiro a notar estranhos glóbulos nas fotos enviadas pela Phoenix. Por várias semanas, os glóbulos pareciam crescer e se aglutinar.

Enquanto ele acreditava que eram gotículas de água e sugeria que sais na superfície de planetas poderiam formá-la, muitos de seus colegas discordaram. Afinal, sais ainda não haviam sido encontrados em Marte. Entre os sais que a Phoenix detectou estava o perclorato de cálcio, uma mistura de cálcio, cloro e oxigênio, que se encontra em lugares áridos como o Deserto do Atacama, no Chile. Anos mais tarde, o robô Curiosity encontrou o mesmo material em outro lugar de Marte, em uma região tropical. Agora os cientistas acreditam que este e outros sais estão espalhados em toda a superfície do planeta.

Produzindo água líquida em Marte

O que a equipe de Rennó fez agora foi recriar em laboratório as condições locais de aterragem da Phoenix, utilizando cilindros metálicos, com 60 centímetros de altura e 1,5 metro de comprimento. As temperaturas nas câmaras variam de -120 a -20º C, como no fim da primavera e início do verão em Marte. A umidade relativa do ar variou, mas durante a maioria dos experimentos, foi ajustada em 100%. Foram testados dois cenários: perclorato isoladamente e perclorato sobre água congelada. Nos experimentos somente com perclorato, foram colocadas camadas com uma espessura de um milímetro de sal, em um prato com a temperatura equivalente à do solo de Marte.

Mesmo depois de três horas, não se formou água líquida, mostrando que a deliquescência não estava ocorrendo e é provável que não seja um processo significativo em Marte. Contudo, quando os pesquisadores colocaram perclorato de cálcio ou solo salgado diretamente na camada de gelo, de 3 milímetros de espessura, as gotas de água líquida formaram-se em poucos minutos, assim que as câmaras alcançaram -73º C. Esta simulação representou bem as condições observadas no local de aterragem da Phoenix.

"O que é mais emocionante para mim é saber que agora posso compreender como as gotas de água se formaram na perna da espaçonave," disse Nilton Rennó, referindo-se a gotículas flagradas nas pernas da sonda Phoenix, da NASA. Ele acredita que o impacto do pouso da sonda no solo marciano expôs o gelo, derreteu-o e formou aquela salmoura que espirrou na perna da nave, que aterrissou na região polar norte. Os sais permitiram que as gotas permanecessem líquidas. Rennó diz que sua existência e estabilidade mostraram aos cientistas um ciclo, que não necessariamente precisa da ajuda de uma espaçonave terrestre, podendo ocorrer por outros processos.

Ciclo marciano da água

Os resultados sugerem que pequenas quantidades de água líquida podem existir em uma grande área da superfície de Marte e em uma subsuperfície rasa, das regiões polares até regiões com latitudes médias, durante várias horas do dia na primavera e no início do verão. Tal ciclo poderia formar correntes de água, diz Rennó, que fluem, congelam, descongelam e fluem de novo - a água pode se formar somente abaixo da superfície. Rennó afirma que a água não precisa necessariamente ficar líquida indefinidamente para que possa suportar a vida microbiana no presente ou no passado. "Marte é o planeta do nosso sistema solar mais semelhante à Terra. Estudos sugerem que Marte era ainda mais parecido com a Terra no passado, com água fluindo em sua superfície. Ao estudar a formação de água líquida em Marte, podemos saber mais sobre as possibilidades de vida fora da Terra e procurar recursos para missões futuras," acrescentou Erik Fischer, principal autor do trabalho.
Fonte: Inovação Tecnológica

Cientistas se reúnem para discutir como defender a Terra em futuras colisões de alto impacto com asteroides



Os cientistas acreditam que existam cerca de um milhão de asteroides próximos da Terra que poderiam representar uma ameaça para o nosso planeta - mas apenas uma pequena fração deles foi detectada. A ameaça é tão grave que o ex-astronauta Ed Lu a descreve como 'roleta cósmica’ e disse que apenas uma ‘sorte às cegas', salvou a humanidade de um sério impacto, até hoje. Agora, o Comitê das Nações Unidas para o Uso Pacífico do Espaço (Copuos), criou uma equipe de ação especial para lidar com o problema. Apelidada de International Analysis and Warning Network (IAWN), a equipe vai se reunir e analisar informações sobre asteroides para alertar os governos de uma ameaça em potencial.

De acordo com Leonard David, em relato ao Space.com, vários grupos já existem para controlar a ameaça de asteroides, mas o IAWN espera reunir todos esses conhecimentos em um só lugar. Outro grupo, chamado de Space Mission Planning Advisory Group (SMPAG), também está disposto a promover colaboração internacional com o intuito de desviar asteroides ameaçadores. Pela primeira vez, o SMPAG está permitindo que as agências espaciais nacionais das Américas do Norte e Sul, Europa, Ásia e África coordenem a reação às ameaças de asteroides.
A imagem mostra o asteroide 2014AA, descoberto em 01 de janeiro de 2014, enquanto se movia no espaço, próximo da Terra.

A prova cabal de que qualquer um destes objetos pode atingir a Terra veio em 15 de fevereiro do ano passado, quando um objeto desconhecido explodiu acima de Chelyabinsk, na Rússia, com energia de 20 a 30 vezes maior que a da bomba atômica de Hiroshima. A onda de choque resultante causou danos generalizados e muitos feridos, tornando-se o maior objeto natural conhecido por ter entrado na atmosfera, desde o evento de Tunguska, em 1908, que destruiu uma área de floresta da Sibéria. Não são apenas as agências espaciais ao redor do mundo que estão reunindo seus talentos. A NASA revelou que pretende destinar missões de caça a asteroides, podendo salvar o mundo de possíveis choques.

A Nasa está oferecendo até US $ 35.000 (pouco mais de R$ 79 mil), para quem desenvolver um código de computador capaz de identificar asteroides que ameaçam a vida. A recompensa é parte de seu concurso chamado Asteroid Data Hunter (Dados de Caça de Asteroides) que planeja reduzir o número de falhas encontradas em imagens feitas por telescópios terrestres.

Ao longo das últimas duas décadas, a Nasa tem procurado perigosos objetos cósmicos próximos da Terra de tamanho maior que 1 quilômetro, e afirma ter encontrado 98 por cento deles. Mas os sistemas de detecção de asteroides existentes só podem acompanhar 1% dos objetos estimados que orbitam o Sol, segundo a empresa de mineração de asteroides Planetary Resources, que é parceira da Nasa no projeto. Em uma sessão realizada na recente conferência SXSW, no Texas, o cientista da NASA Jason Kessler disse: "A probabilidade de alguma coisa bater na Terra no futuro é muito grande, embora não estejamos nos preocupando tanto com essa ameaça iminente".
Fonte: Jornal Ciência


A Via Láctea sobre o parque nacional de Yellowstone

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A Via Láctea não foi criada por um lago em evaporação. A piscina colorida de água, com cerca de 10 metros de diâmetro, é conhecida como Silex Spring e está localizada no Parque Nacional de Yellowstone no Wyoming, EUA. Iluminada artificialmente, as cores são causadas pelas camadas de bactérias que crescem na fonte quente. O vapor sobe da fonte, aquecido por uma câmara de magma localizada abaixo da superfície e conhecida como Yellowstone Hotspot. Sem nenhuma relação com isso, e localizada bem mais distante, a faixa central da Via Láctea se arqueia sobre o local, uma faixa iluminada por bilhões de estrelas. A imagem acima é na verdade uma composição de 16 imagens panorâmicas feitas em Julho de 2014. Se o Yellowstone Hotspot causar outra super erupção vulcânica, como a que aconteceu a 640000 anos atrás, grande parte da América do Norte seria afetada.