12 de set de 2012

Princípio antrópico: o universo só está aqui porque nós existimos

Quem se debruçar um pouco sobre os números e leis na natureza, vai encontrar uma série de coincidências que os cosmólogos chamam de “coincidências antrópicas”, ou as coincidências que permitem que exista vida e, em última instância, que nós existamos. Entre as coincidências antrópicas, podemos citar a relação entre a força eletromagnética e a força gravitacional, ou a relação entre a massa do elétron e do próton, ou mesmo a relação de carga entre elétron e próton.  Os valores das constantes e as leis da natureza no universo são tais que permitem que as estrelas existam, que elas produzam elementos mais pesados que o hidrogênio, que elas tenham um tempo de vida inverso à sua massa (quanto maior a estrela, mais curta a vida, e mais pesado o elemento que ela é capaz de produzir), que o carbono tenha quatro ligações, que as ligações químicas sejam possíveis e mais uma série de fatores necessários para que exista vida. Ou seja, tudo isso torna o universo possível, e, em última instância, torna a existência de seres humanos possível.

Princípio antrópico - Da constatação destas coincidências antrópicas, o astrônomo Brandon Carter apresentou em 1974 o princípio antrópico fraco e forte. O princípio antrópico fraco afirma que, se nosso universo não fosse compatível com a vida, não estaríamos aqui para nos maravilhar com ele. Já o princípio antrópico forte usa o princípio copernicano de que, como não devemos supor que ocupamos uma posição privilegiada no universo, e o nosso universo suporta a vida, então só os universos que suportam a vida são possíveis. Barrow e Tipler, na década de 1980, estenderam o princípio antrópico forte dizendo que o universo existe para que nós, seres humanos baseados no carbono e inteligentes, viéssemos a fazer a pergunta “por que o universo existe”.

O físico Fred Hoyle chegou a afirmar que qualquer um que examinasse as leis da física nuclear chegaria à conclusão que elas foram concebidas de forma intencional. Outros ainda pegaram a interpretação de Copenhague da mecânica quântica, que afirma que a superposição quântica acaba quando um fenômeno superposto é observado (“a função de onda entra em colapso quando é medida”), e afirmam que o universo precisa de um observador inteligente para existir, e portanto “foi feito” pensando em nós, observadores inteligentes. Segundo os defensores do princípio antrópico, a coincidência de todos os valores de constantes e as leis da natureza serem apropriadas para a vida é tão improvável que não dá para pensar em coincidência: teria que ser algo proposital, e o propósito seria para que nós viéssemos a existir para admirar este universo.

Críticas ao princípio antrópico - Existem muitas críticas ao princípio antrópico, principalmente ao princípio antrópico forte. O astrônomo Carl Sagan foi um dos que criticou o princípio antrópico. Ao mesmo tempo que concorda com o princípio antrópico fraco, ao afirmar que só estamos examinando o universo por que o universo tem condições que permitiram o surgimento de vida e inteligência neste planeta, ele critica o que chama de princípio antropogênico (seres baseados em água líquida e carbono afirmando que a água líquida e o carbono são essenciais à vida) apontando que ele é incompatível com a experimentação.  Não só isto: as mesmas condições que permitem que existam seres humanos também permitem a existência de pedras, o que poderia servir de mote para a criação do “princípio lítico”.

Neil deGrasse Tyson é outro astrônomo a criticar tal ideia. Segundo Neil, o princípio antrópico parte de uma premissa errada – a de que o universo “é amigável” à vida. Segundo as observações astronômicas, a maior parte do universo é totalmente hostil e incompatível com a vida: frio demais, radiação demais, calor demais, ausência virtual de matéria (a maior parte do universo, hoje, é de vácuo), estrelas explodindo, jatos de matéria a velocidades relativísticas destruindo galáxias, explosões de raio gama esterilizando regiões inteiras de galáxias, colisões de asteroides e cometas. E a gente ainda se pergunta por que nenhuma civilização alienígena fez contato até hoje…

Sobre a mecânica quântica, em 1957, o físico Hugh Everett propôs a interpretação de vários mundos, e nesta interpretação a função de onda não entra em colapso e a superposição quântica não é resolvida por um observador. Segundo a IVM, todos os estados quânticos possíveis e todas as combinações possíveis acontecem, gerando uma infinidade de universos possíveis. Ou, dito de uma outra forma, quando um estado de superposição seria alcançado, o universo se ramificaria em vários universos alternativos, ou histórias alternativas, um para cada um dos estados de superposição possíveis. O experimento do gato de Schroedinger, por exemplo, geraria dois universos, um em que o gato está vivo, e outro em que ele está morto. O observador é dispensado.

Finalmente, sobre a probabilidade extremamente baixa da coincidência, o matemático John Allen Paulos, no seu livro “Inumerismo: o analfabetismo matemático e suas consequências”, alerta contra conclusões baseadas em probabilidades depois do evento acontecido. Segundo ele, a improbabilidade não é necessariamente prova de qualquer coisa: quando você recebe uma mão de cartas de bridge de 13 cartas, a probabilidade de ter recebido aquela mão específica é de uma em 600 bilhões, uma probabilidade extremamente baixa, mas seria absurdo concluir que aquela mão não deveria ter sido distribuída por que é extremamente improvável.
Fonte: Hypescience.com

“100 Year Starship” planeja viagens para as estrelas em até 100 anos

No dia 13 de setembro de 2012, a cidade de Houston, Texas (EUA), vai sediar um simpósio para discutir uma ideia que tem sido chamada de “muito grande”: desenvolver em 100 anos a tecnologia necessária para viagens interestelares. A ideia de construir naves para viagens interestelares não é nova, e alguns apontam até que é impossível, já que a quantidade de combustível necessária é imensa, e, portanto, construir uma nave destas consumiria todos os recursos da Terra durante muito tempo.

Mas os idealizadores do 100 Year Starship, ou 100YSS, acreditam que, se durante 100 anos nos dedicarmos a pesquisar e desenvolver a tecnologia necessária, poderemos ter tudo que precisamos para nos lançarmos no espaço em direção a outras estrelas logo em seguida. O projeto conta com o apoio do ex-presidente americano Bill Clinton, que declarou em um discurso que “este importante esforço ajuda a avançar o conhecimento e tecnologias necessárias para explorar o espaço, ao mesmo tempo que gera as ferramentas necessárias para melhorar nossa qualidade de vida na Terra”.

Por trás do projeto - Liderando o projeto, está a ex-astronauta Mae Carol Jemison. Ela já recebeu uma ajuda de custo no valor de meio milhão de dólares da DARPA, agência de defesa americana, para apresentar um estudo de viabilidade do projeto de viagens espaciais. O projeto apresentado por Jemison foi o vencedor em um simpósio semelhante que aconteceu em 2010.

Jemison, que além de física é também engenheira, deixou a Nasa em 1993, depois de servir por seis anos como especialista em ciência no ônibus espacial Endeavour, sendo a primeira mulher negra astronauta. Depois de sair da Nasa, ela envolveu-se em educação e divulgação e desenvolvimento de tecnologia. Também serviu nas Forças de Paz em Serra Leoa e Libéria, é uma dançarina profissional, e fala russo, swahili e japonês, além de inglês. A organização de Jemison, a Fundação Dorothy Jemison pela Excelência, já era parceira no projeto com a empresa sem fins lucrativos Icarus Interstellar e um grupo chamado Foundation for Enterprise Development.

O desafio - Falando assim, parece que é coisa fácil e simples: apenas uma questão de juntar o dinheiro e o material e começar a construção. Mas uma viagem para outra estrela é um empreendimento imenso, principalmente por causa da distância enorme que nos separa das estrelas. “Proxima Centauri”, a estrela mais próxima do sol, encontra-se a meros 4,2 anos-luz, ou cerca de 40 trilhões de quilômetros. A viagem é muito longa, e uma das ideias é mandar naves multigeração para o espaço. Ou seja, os astronautas que partirem vão certamente morrer antes de chegar ao seu destino, mas seus netos ou bisnetos, que serão treinados como engenheiros, cientistas, astronautas e colonizadores, terão uma chance de chegar à estrela.

Durante todo o tempo da viagem, a nave toda terá que se virar com energia, alimento, manter o ambiente, cuidar dos doentes e dos velhos, providenciar atividades, desenvolver nova tecnologia, avançar a ciência, manter o moral, etc. Para isto, o projeto 100YSS precisa criar uma forma revolucionária de geração de energia, sistemas de armazenamento e controle, sistemas avançados de propulsão, avanços radicais em sistemas de suporte de vida fechados, e uma melhor compreensão no desenvolvimento, saúde, comportamento e treinamento humanos, além de avanços em robótica, automação, sistemas inteligentes e técnicas industriais. No fundo, este projeto, que não tem o objetivo de construir uma espaçonave, mas fomentar o desenvolvimento dos recursos necessários para tanto, tem potencial para revolucionar e provocar os primeiros esforços de colonização na lua e em Marte.
Fonte: Hypescience.com

Resultados da busca pelo Bóson de Higgs oficialmente publicados

Fazem dois meses que foi anunciada a descoberta de uma partícula que corresponde às características previstas para o bóson de Higgs. O anúncio foi feito de forma extra-oficial, ou seja, sem a publicação de um trabalho científico. Isto agora foi corrigido. Os dois laboratórios que fizeram o anúncio em 4 de julho de 2012, o ATLAS e o Compact Muon Solenoid (CMS), publicaram seus artigos no periódico de ciências Physics Letters B. O porta-voz do CMS, Joe Incandela, afirmou que se tratam dos estudos científicos mais importantes produzidos no Grande Colisor de Hádrons (LHC) até agora, e a porta-voz do ATLAS, Fabiola Gianotti, aponta que estes trabalhos são um importante avanço no conhecimento fundamental físico. “É a culminação de mais de 20 anos de trabalhos da comunidade mundial de física de alta energia, para construir e operar instrumenos de tecnologia, complexidade e performance sem precedentes”.

Se você está interessado em conferir os trabalhos, eles estão disponíveis em “Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC” (“Observação de uma nova partícula na busca pelo bóson de Higgs do Modelo Padrão com o detector ATLAS do LHC”) e “Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC” (“Observação de um novo bóson de massa 125 GeV com o experimento CMS no LHC”).

Embora ninguém tenha duvidado do anúncio do CERN em julho, as descobertas científicas precisam ser publicadas em um periódico científico que faça uma revisão do trabalho antes de sua publicação definitiva. A partir da publicação, outros cientistas podem verificar as equações, os métodos, os dados obtidos e as conclusões, e verificar se realmente se trata de uma descoberta científica ou se a equipe cometeu algum erro, ou até ignorou alguma outra explicação para o fenômeno observado. Além disso, ainda existem trabalhos sendo feitos para confirmar se a nova partícula realmente é o bóson de Higgs. Mais de 5.000 pesquisadores do mundo inteiro tomaram parte da busca pelo bóson, e os dois trabalhos publicados foram dedicados à memória dos colegas que faleceram durante tal enorme empreendimento.
Fonte: Hypescience.com
[PopSci, PhysOrg]

No brilho de Alpha Centauri

Crédito da imagem e direitos autorais: Marco Lorenzi (Glittering Lights)
O brilho da Alpha Centauri, uma das estrelas mais brilhantes do céu noturno da Terra, invade o lado esquerdo dessa paisagem cósmica do hemisfério sul. Localizada a apenas 4.3 anos-luz de distância da Terra, a Alpha Centauri na verdade consiste de duas componentes estelares com tamanho similar ao do Sol, presas em uma órbita mútua. Muito menor e mais frio, um terceiro membro do mesmo sistema estelar, a Proxima Centauri, não aparece nesse campo de visão. Ainda assim, essa cena telescópica revela boa parte do plano da Via Láctea que localiza-se além do brilho da Alpha Centauri, incluindo uma nebulosa planetária catalogada como Hen 2-111, e a uma distância estimada de 7800 anos-luz. A mortalha gasosa de uma estrela moribunda, o núcleo brilhante da nebulosa e o halo mais apagado de gás ionizado avermelhado se expande por mais de vinte anos-luz, e pode ser visto um pouco à direita do centro da imagem. Mais a direita estão dois notáveis aglomerados abertos de estrelas, o compacto Pismis 19 localizado a 8000 anos-luz de distância e que tem sua luz avermelhada pela poeira, e o mais próximo, o NGC 5617. Visível no brilho da Alpha Centauri está o apagado brilho de uma remanescente de supernova na forma de uma concha, acima e a direita da estrela mais próxima do núcleo brilhante do sistema.
Fonte: NASA

Satélite acha indícios de que neva em Marte


Dados do satélite Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), da Nasa, deram aos cientistas a evidência mais clara até agora de neve de dióxido de carbono em Marte, o que fornece o único exemplo conhecido do composto caindo em algum lugar do nosso Sistema Solar em forma de neve. O dióxido de carbono congelado, conhecido como "gelo seco", requer temperaturas menores de -125ºC.

A neve de dióxido de carbono lembrou aos cientistas que, apesar de algumas partes de Marte serem bastante parecidas com a Terra, o planeta vermelho é bastante diferente. O relatório será publicado no Journal of Geophysical Research. Estas são as primeiras detecções definitivas de nuvens de neve de dióxido de carbono", disse o principal autor do relatório, Paul Hayne, do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL, na sigla em inglês). "Nós estabelecemos que as nuvens são formadas de dióxido de carbono - do próprio ar marciano - e que são grossas o suficiente para resultar em acúmulo de neve na superfície", acrescentou.

A neve teria caído de nuvens em volta do polo sul do planeta no inverno. Hayne e seus colegas analisaram os dados olhando as nuvens bem acima e lateralmente com o Mars Climate Sounder, um dos instrumentos do satélite, que grava o brilho em nove bandas de luz visível e infravermelha, como uma forma de examinar partículas e gases na atmosfera marciana. Os dados forneceram informações sobre a temperatura, os tamanhos de partículas e as suas concentrações. A análise é baseada em observações na região polar sul durante o inverno em 2006 e 2007, identificando a nuvem de dióxido de carbono de cerca de 500 km de diâmetro.

"Uma linha de evidência da neve é que as partículas de gelo do dióxido de carbono nas nuvens são grandes o bastante para cair no chão durante o tempo de vida das nuvens", explica o coautor do estudo David Kass, também do JPL. "Outra vem de observações quando o instrumento está apontado para o horizonte, em vez de para a superfície. A assinatura de espectros infravermelhos das nuvens vistos por esse ângulo são, claramente, partículas de gelo de dióxido de carbono, e eles se estendem para a superfície. Vendo dessa forma, a Mars Climate Sounder é capaz de distinguir as partículas na atmosfera do gelo seco na superfície", explica.

A camada de gelo residual no sul de Marte é o único lugar no planeta onde o dióxido de carbono persiste na superfície todo o ano. Como o dióxido de carbono da atmosfera fica depositado, no entanto, tem sido uma incógnita. Não está claro se ocorre como a neve ou congelando no nível do solo, como a geada. "A descoberta de neve poderia significar que o modo como ela se deposita - como neve, de fato, ou geada - está de alguma forma ligado à preservação da camada residual, ano após ano", afirmou Hayne.
Fonte: Terra

Uma vassoura de bruxa celeste?

Nova imagem da Nebulosa do Lápis
Telescópio do ESO captou nebulosa que lembra 'vassoura de bruxa' (Foto: ESO)  
A Nebulosa do Lápis aparece nesta nova imagem obtida no Observatório de La Silla do ESO, no Chile. Esta peculiar nuvem de gás brilhante faz parte de um enorme anel de restos deixados por uma explosão de supernova, que teve lugar há cerca de 11 000 anos. Esta imagem detalhada foi obtida pelo instrumento Wide Field Imager montado no telescópio MPG/ESO de 2.2 metros. Apesar da beleza aparentemente tranquila e imutável dum céu estrelado, o Universo não é de todo um local tranquilo. As estrelas nascem e morrem num ciclo sem fim, e por vezes a morte de uma estrela cria vistas de beleza inigualável quando a matéria é lançada para o espaço formando estranhas estruturas no céu.

Esta nova imagem do Wide Field Imager, montado no telescópio MGP/ESO de 2.2 metros, situado no Observatório de La Silla, no Chile, mostra a Nebulosa do Lápis [1] sob um fundo de céu estrelado. Esta nuvem de forma estranha, também conhecida como NG 2736, é uma pequena parte de um resto de supernova [2], situada na constelação austral da Vela. Os filamentos brilhantes foram criados pela morte violenta de uma estrela, que teve lugar há cerca de 11 000 anos. A parte mais brilhante parece um lápis; daí o seu nome, mas toda a estrutura tem mais a forma tradicional de uma vassoura de bruxa.

O resto de supernova da constelação da Vela é uma concha em expansão que teve origem numa explosão de supernova. Inicialmente a onda de choque deslocou-se com uma velocidade de milhões de quilómetros por hora, mas à medida que se expandiu pelo espaço, teve que atravessar o gás entre as estrelas, o que a travou consideravelmente, criando pregas de nebulosidade com formas estranhas. A Nebulosa do Lápis é a zona mais brilhante desta enorme concha. Esta nova imagem mostra enormes estruturas filamentares, pequenos nós brilhantes de gás e zonas de gás difuso. A aparência luminosa da nebulosa vem de regiões densas de gás atingidas pela onda de choque da supernova. À medida que a onda de choque viaja pelo espaço, vai interagindo com o material interestelar. Inicialmente, o gás é aquecido a milhões de graus, mas depois arrefece progressivamente e ainda está a emitir um brilho fraco, capturado nesta imagem nova.

Ao observar as diferentes cores da nebulosa, os astrónomos conseguem mapear a temperatura do gás. Algumas regiões estão ainda tão quentes que a emissão é dominada por átomos de oxigénio ionizado, que brilham a azul na imagem. Outras regiões mais frias brilham a vermelho, devido à emissão do hidrogénio. A Nebulosa do Lápis mede cerca de 0.75 anos-luz de um lado ao outro e desloca-se no meio interestelar a cerca de 650 000 quilómetros por hora. É de notar, que mesmo estando a cerca de 800 anos-luz de distância da Terra, a nebulosa muda notoriamente a sua posição no céu relativamente às estrelas de fundo durante o período de uma vida humana. Mesmo após 11 000 anos a explosão de supernova ainda muda a face do céu nocturno.

Notas

[1] A Nebulosa do Lápis, também conhecida como NGC 2736 e algumas vezes chamada o Raio de Herschel, foi descoberta pelo astrónomo britânico John Herschel em 1835, quando este se encontrava na África do Sul. Herschel descreveu-a como sendo “um raio de luz extraordinariamente longo e fino mas excessivamente ténue”.

[2] Uma supernova é uma explosão estelar violenta, que resulta da morte de uma estrela de elevada massa ou então de uma anã branca num sistema estelar duplo. A estrutura resultante da explosão é chamada resto da supernova e consiste no material ejetado que se expande a velocidades supersónicas no meio interestelar circundante. As supernovas são a fonte principal de elementos químicos pesados no meio interestelar, o que por sua vez leva ao enriquecimento químico de uma nova geração de estrelas e planetas.
Fonte: http://www.eso.org/public/portugal/news/

M7: Aglomerado Aberto em Escorpião

Créditos e direitos autorais : Dieter Willasch (Astro-Cabinet)
M7 é um dos mais proeminentes aglomerados abertos de estrelas no céu. O aglomerado, dominado por brilhantes estrelas azuis, pode ser visto a olho nu em um céu escuro na cauda da constelação de Escorpião (Scorpius). M7 contém cerca de 100 estrelas, no total, e possui cerca de 200 milhões de anos de idade, 25 anos-luz de extensão, e a aproximadamente 1000 anos-luz de distância. A longa exposição acima foi tirada a partir de Hakos Farm na Namíbia. O aglomerado aberto M7 é conhecido desde os tempos antigos, sendo notado por Ptolomeu no ano 130 DC. Também são visíveis uma nuvem de poeira escura e literalmente milhões de estrelas não relacionadas na direção do centro galáctico.
Fonte: http://apod.astronomos.com.br/apod.php

Buraco negro na Via Láctea ameaça 'engolir' estrela e planetas, diz estudo

Segundo astrônomos, buraco negro no centro de nossa galáxia está atraindo nuvem de gás e poeira cósmica que envolve uma jovem estrela.

Estrela é atraída por buraco negro no centro da Via Láctea, diz estudo nos EUA (Foto: Divulgação/BBC)

Uma jovem estrela e a nuvem de poeira cósmica a partir da qual seriam formados planetas ao seu redor estão sendo atraídos para um enorme buraco negro localizado no centro da nossa galáxia, segundo pesquisadores do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, em Cambridge, nos EUA. Como outras galáxias, a Via Láctea abriga um buraco negro em seu centro, conhecido como Sagitário A* (Sgr A*), e a estrela em questão orbita um anel de jovens sóis em volta desse buraco. Juntamente com o disco de gás e poeira que a envolve, a estrela evoluiria para um sistema solar, mas a força de atração do buraco negro deve impedir que isso ocorra.

Os estudos sobre essa situação, publicados na revista "Nature Communications", tiveram início depois que pesquisadores identificaram uma nuvem de gás ionizado e poeira cósmica movendo-se em direção ao SgrA* no início do ano. Eles tiveram ajuda dos telescópios de alta precisão Very Large Telescope (VLT), um conjunto de lentes de 8 metros de altura administrado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO, na sigla em inglês). A hipótese inicial era de que esse deslocamento teria sido causado por uma colisão de nuvens envolvendo duas estrelas. Após o choque, a poeira cósmica dos astros teria sido atraída para o buraco. Os astrônomos Ruth Murray-Clay e Abraham Loeb, porém, defendem uma explicação diferente. Para eles, a nuvem que se dirige para o SgrA* é, na realidade, um disco protoplanetário – ou seja, um disco de material cósmico a partir do qual seriam formados planetas – que circunda uma estrela de baixa massa.

Hipótese

Estrelas recém-nascidas mantêm um disco de gás e poeira ao redor de seu núcleo por milhares de anos. Quando uma delas é atraída para um buraco negro, a radiação e ondas gravitacionais dispersam essa matéria circundante em alguns anos. Como a estrela estudada pela equipe do Harvard-Smithsonian é muito pequena para ser observada diretamente da Terra, é essa nuvem de poeira protoplanetária que os pesquisadores teriam detectado dirigindo-se para o SgrA*.

A força de atração do buraco negro faz o gás ao redor da estrela formar uma espiral e se aquecer. Além disso, o gás torna-se brilhante, facilitando sua detecção. Segundo Murray-Clay, porém, enquanto a nuvem planetária caminha para a destruição, há uma possibilidade de que a estrela envolvida por ela sobreviva. "A força de atração do buraco é suficientemente forte para atrair o gás, mas não para destruir a estrela", disse ela à BBC.

Força gravitacional

A pesquisadora explica que o fenômeno em questão é causado pelo mesmo tipo de forças responsáveis pelas marés oceânicas. "Marés são causadas pela atração dos oceanos pela Lua. Nesse caso, o buraco negro gera forças de atração tão fortes que puxam o disco (de gás e poeira cósmica) para longe da estrela", explica Murray-Clay. Os resultados desse estudo são interessantes porque, até agora, o centro da Via Láctea era considerado um lugar muito inóspito para a formação de planetas, por estar repleto de estrelas, radiação e intensas forças gravitacionais.

Apesar de o disco protoplanetário observado caminhar para a destruição, sua simples existência e a presença de estrelas semelhantes na mesma região sugerem que planetas ainda podem ser criados nessa parte da galáxia. "É fascinante pensar que planetas estejam se formando tão perto de um buraco negro", afirma Loeb.
Fonte: G1/BBC
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