26 de set de 2012

Desenhando o universo

A longa história de como a humanidade tentou explicar o espaço

Como surgiu o Universo? Qual a origem e o destino dos planetas e estrelas? O espaço é realmente infinito? Os homens sempre quebraram a cabeça para responder essas perguntas, refletindo, muitas vezes, as crenças filosóficas e religiosas de seu povo. Cada resposta trouxe uma legião de outras perguntas, que exigiram dos físicos exercícios de abstração ainda mais extremos. Os novos modelos do espaço parecem mais bizarros que aqueles feitos há milhares de anos. Veja aqui um resumo dessa história fascinante.

Séculos 6 e 5 a.C. - Pré - Socráticos
Os primeiros filósofos gregos elaboraram várias explicações para o cosmo. De acordo com Anaximandro, o Universo surgira da água e os seres humanos descendiam dos peixes; a Terra seria um disco achatado e flutuante, circundado por tubos furados de névoa luminosa, com um círculo de fogo por fora.

Século 4 a.C. - Modelo geocêntrico
Aperfeiçoando idéias de Pitágoras, Eudoxo de Cnido criou um modelo geocêntrico do Universo, onde os planetas eram corpos esféricos que se moviam em órbitas circulares e as estrelas estavam fixas numa esfera externa. Aristóteles, no mesmo século, e Ptolomeu, 200 anos depois, também acreditavam que a Terra ficava no centro do cosmo.

Século 16 - Modelo heliocêntrico
As idéias de Aristóteles e Ptolomeu dominaram o pensamento ocidental até a época de Nicolau Copérnico (1473-1543). Para ele, o Sol, e não a Terra, era o centro de todo o Universo. Mais tarde, Giordano Bruno (1548-1600) afirmou que o Universo não tem centro nem limites, e que as estrelas estão espalhadas através de um espaço infinito. Morreu na fogueira.

2001 - Ecpirótica
A teoria (nomeada a partir do grego ekpyrosis, “fogo desastroso”) diz que tudo surgiu do choque de duas “membranas cósmicas” numa quarta dimensão do espaço. É algo impossível de desenhar – por isso a ilustração simplifica a idéia e mostra duas “membranas bidimensionais” que se chocam na terceira dimensão (é difícil, mas tente imaginar tudo com uma dimensão a mais). O choque teria sido percebido aqui como o big bang. A teoria é a única que faz sentido se a relatividade e a física quântica forem corretas.

1960 - Multiverso
Mas a teoria do big bang não resolve um problema: se o Universo é finito, o que há fora dele? Os defensores da teoria do multiverso afirmam que existem inúmeros universos espalhados pelo espaço infinito – muitos dos quais podem estar nascendo (em big bangs) ou morrendo (em big crunchs, o oposto dos big bangs, quando a gravidade comprime todo o Universo num ponto só) neste exato instante. Nesses cosmos paralelos, as leis da física podem ser totalmente diferentes das nossas.

1920 - Big Bang
Baseando-se na teoria da relatividade, Georges Lemaître e Alexander Friedman propuseram, na década de 1920, o modelo de um Universo finito, em constante expansão, com um início determinado no tempo. Tudo teria começado com a explosão de um só átomo, onde toda a matéria e energia se concentravam com densidade infinita. Em 1950, o físico Fred Hoyle tentou ridicularizar a idéia com o apelido de big bang (“grande estouro”). O termo acabou dando nome à teoria.
Fonte: Super Interessante

Além da fronteira do Cosmos

A ideia de que o Universo se expande a partir de um ponto central, embora intuitiva, está erradaOnde termina o Universo? A resposta depende de muitos fatores. Quando os cosmólogos afirmam que o Universo está em expansão, as pessoas imaginam uma espécie de explosão a partir de um ponto central, feito uma bomba. As galáxias que se afastam são como os detritos da bomba, voando pelo espaço. Embora seja intuitiva, essa imagem está errada. A expansão do Universo é uma expansão do próprio espaço, o qual, após a teoria da relatividade geral de Einstein, ganhou plasticidade: ele pode se expandir, contrair-se ou se dobrar como um balão de borracha.

As galáxias -que, feito ilhas num oceano, são os marcos cósmicos de distância- são carregadas pela expansão do espaço. Se elas têm um movimento adicional, por exemplo, quando duas próximas se atraem gravitacionalmente, ele é superposto ao seu afastamento inexorável, causado pela expansão do espaço. Uma das consequências imediatas dessa expansão é que o Universo não tem um centro. Imagine que você, da sua galáxia, observa outras à sua volta. Com a expansão do espaço, todas estão se afastando. A conclusão seria que a sua galáxia deve ser o centro de tudo -mas não é. Um observador numa outra galáxia vê todas as galáxias, inclusive a nossa, afastando-se dele. O mesmo com todas as galáxias. No Universo, todos os pontos são igualmente importantes.

Mas, se isso é verdade, como explicar a contração do espaço perto do Big Bang? Se o Universo agora está em expansão, no passado as distâncias eram menores. Astrônomos podem medir as velocidades de afastamento das galáxias e, passando o filme ao contrário, projetar quando elas estariam amontoadas em um volume mínimo. Esse momento marca o início da nossa história cósmica, quando tudo começou -cerca de 13,7 bilhões de anos atrás, aproximadamente o triplo da idade da Terra. Quando juntamos a história cósmica com a velocidade da luz, chegamos ao conceito de horizonte cósmico. Como a velocidade da luz define a da informação que recebemos, num Universo com idade finita só podemos receber informação de objetos situados até a distância que a luz percorreu nesse tempo. Feito a linha do horizonte, que marca quão longe enxergamos da praia. Mas o mar não termina no horizonte.

 E o Universo? Também não. Se o Universo não estivesse em expansão, a distância até o horizonte seria de 13,7 bilhões de anos-luz. Como o espaço estica com o tempo, ondas de luz pegam uma carona e podemos ver mais longe: o horizonte cósmico fica a cerca de 46 bilhões de anos-luz de distância. Para além desse horizonte, podemos apenas especular. Pode ser que o Universo seja espacialmente infinito com uma geometria plana (feito o topo de uma mesa, mas em três dimensões) ou aberta (feito o topo de uma sela de cavalo, mas em três dimensões, difícil de visualizar). O Universo também pode ser fechado, feito a superfície de um balão (mas em três dimensões), ou ter uma forma ainda mais estranha. A existência do horizonte sugere uma limitação séria: somos parcialmente cegos no que tange à estrutura cósmica. Além do horizonte pode até haver um multiverso. Mas nos certificar disso parece, ao menos por ora, muito difícil, se não impossível.
Créditos: MARCELO GLEISER  - Blog Conteúdo Livre

As Cores Vivas de uma Gaivota Cósmica

Esta imagem obtida no Observatório de La Silla do ESO mostra parte da maternidade estelar chamada Nebulosa da Gaivota. Esta nuvem de gás, conhecida como Sh 2-292, RCW 2 e Gum 1, parece formar a cabeça de uma gaivota e brilha intensamente devido à radiação muito energética emitida por uma estrela jovem muito quente que se encontra no seu centro. A imagem detalhada foi obtida pelo instrumento Wide Field Imager montado no telescópio MPG/ESO de 2.2 metros. Créditos: ESO

Esta nova imagem obtida no Observatório de La Silla do ESO mostra parte de uma maternidade estelar conhecida como a Nebulosa da Gaivota. Esta nuvem de gás, com o nome formal de Sharpless 2-292, parece formar a cabeça de uma gaivota e brilha intensamente devido à radiação muito energética emitida por uma estrela jovem muito quente que se situa no seu centro. A imagem detalhada foi obtida pelo instrumento Wide Field Imager montado no telescópio MPG/ESO de 2.2 metros. As nebulosas encontram-se entre os objetos visualmente mais impressionantes do céu nocturno. São nuvens interestelares de poeira, moléculas, hidrogénio, hélio e outros gases ionizados, onde novas estrelas estão a nascer. Embora estas nebulosas apresentem diferentes formas e cores, muitas partilham uma característica comum: quando observadas pela primeira vez, as suas formas estranhas e evocativas fazem disparar a imaginação dos astrónomos, que lhes dão nomes curiosos. Esta região dramática de formação estelar, a qual se deu o nome de Nebulosa da Gaivota, não é excepção.

Esta nova imagem obtida pelo instrumento Wide Field Imager, montado no telescópio MPG/ESO, instalado no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, mostra a parte da cabeça da Nebulosa da Gaivota [1]. É apenas uma parte de uma nebulosa maior conhecida formalmente como IC 2177, que abre as suas asas com uma dimensão de mais de 100 anos-luz e se parece com uma gaivota em pleno voo. Esta nuvem de gás e poeira situa-se a cerca de 3700 anos-luz de distância. O pássaro inteiro vê-se melhor em imagens de campo largo. A Nebulosa da Gaivota situa-se na fronteira entre as constelações do Unicórnio e do Cão Maior, próximo de Sirius, a estrela mais brilhante do céu nocturno. A nebulosa situa-se a mais de quatro centenas de vezes mais longe do que a famosa estrela. O complexo de gás e poeira que forma a cabeça da gaivota brilha intensamente no céu devido à forte radiação ultravioleta emitida principalmente por uma estrela brilhante jovem - HD 53367 [2] - a qual pode ser vista no centro da imagem e que poderia ser considerada como o olho da gaivota.

A radiação emitida pelas estrelas jovens faz com que o hidrogénio gasoso circundante se transforme numa região HII [3], brilhando de um vermelho vivo. A radiação emitida pelas estrelas azuis-esbranquiçadas é dispersa pelas pequenas partículas de poeira da nebulosa, criando um nevoeiro azul contrastante, em algumas partes da imagem. Embora um pequeno nódulo brilhante do complexo da Nebulosa da Gaivota tenha sido observado pela primeira vez pelo astrónomo germano-britânico William Herschel em 1785, a parte que aqui se mostra teve que aguardar a descoberta fotográfica cerca de um século mais tarde. Por acaso, esta nebulosa situa-se no céu perto da Nebulosa do Capacete de Thor (NGC 2359), a qual ganhou o recente concurso do ESO "Escolha o que o VLT vai observar" (ann1260). Esta nebulosa, com a sua forma distinta e nome invulgar, foi escolhida como o primeiro objeto selecionado por membros do público para ser observada pelo Very Large Telescope do ESO. Estas observações farão parte das celebrações do dia do 50º aniversário do ESO, 5 de outubro de 2012. As observações poderão ser seguidas pela internet diretamente a partir do VLT no Paranal. Mantenha-se atento!

Notas

[1] Este objeto tem tido muitos nomes ao longo do tempo - é conhecido como Sh 2-292, RCW 2 e Gum 1. O nome Sh 2-292 significa que o objeto é o número 292 do segundo catálogo Sharpless de regiões HII, publicado em 1959. O número RCW refere-se ao catálogo compilado por Rodgers, Campbell e Whiteoak e publicado em 1960. Este objeto foi também o primeiro de uma lista de nebulosas austrais compilada por Colin Gum e publicada em 1955.

[2] HD 53367 é uma estrela jovem com vinte vezes a massa do nosso Sol. Está classificada como uma estrela Be, o que significa que é uma estrela do tipo espectral B com riscas proeminentes de emissão de hidrogénio no seu espectro. Esta estrela tem uma companheira com uma massa de cinco vezes a do Sol, numa órbita extremamente elíptica.

[3] As regiões HII são assim chamadas, uma vez que são constituídas por hidrogénio (H) ionizado, no qual os electrões já não estão ligados aos protões. HI é o termo utilizado para o hidrogénio não ionizado, ou seja neutro. O brilho vermelho das regiões HII ocorre porque os protões e os electrões se recombinam e nesse processo emitem energia em certos comprimentos de onda bem definidos, ou cores. Uma destas transições bem proeminente (chamada hidrogénio alfa ou H-alfa) origina uma cor vermelha forte.
Fonte: http://www.eso.org/public/portugal/news/archive/year/2012/

A joia de ouro da astronomia

Cientistas do Centro Goddard da Nasa vistoriam espelho do Telescópio Espacial James Webb (Foto: C.Gunn/Nasa) 
CIENTISTAS DA NASA já começaram a desempacotar a encomenda que haviam feito à empresa Ball Aerospace, do Colorado: o magnífico espelho que será a peça crucial do Telescópio Espacial James Webb, o sucessor do Hubble. Os primeiros dois segmentos hexagonais do espelho (de um total de 18) chegaram na semana passada ao Centro Goddard de Vôos Espaciais da Nasa, em Greenbelt, na periferia de Washington, onde o telescópio será montado. Após ter sofrido um dos estouros de orçamento mais drásticos da história da Nasa (de US$ 1,6 bilhão para 6,5 bilhões), o projeto foi salvo no Congresso dos EUA no ano passado. Os componentes principais do telescópio começaram a se materializar, finalmente, nos últimos meses.

O brilho dourado reluzente do segmento do espelho na foto acima não é só aparência. Feito de berílio, um metal super leve e resistente, ele é polido com precisão nanométrica e revestido de com uma camada de ouro. E não é por luxo. O material foi escolhido por ser bom para refletir radiação infravermelha, a frequência com que a luz das galáxias mais distantes do universo chega aqui na terra. Após terem se recuperado dos problemas orçamentários, os engenheiros do James Webb correm contra o relógio para conseguir montá-lo até 2015. Isso é necessário para que haja tempo de planejar o lançamento do telescópio, marcado para 2018. A Ball Aerospace prometeu entregar os 16 segmentos restantes do espelho dentro de um ano. Evitar atrasos, agora, significa prevenir mais estouros de orçamento que podem comprometer o projeto.
Modelo em escala real do Telescópio Espacial James Webb no porto de Baltimore (Foto: GSFC/Nasa)
Em sua forma final, o espelho do Telescópio Espacial James Webb terá 6,5 metros de largura, diâmetro igual a duas vezes e meia o do Hubble. Isso se traduz em uma melhor capacidade para enxergar objetos mais distantes e de brilho mais tênue. Cientistas do Centro Goddard fabricaram um modelo em tamanho real do telescópio e o colocaram no Porto de Baltimore, em Maryland, também nas imediações da capital dos EUA. Quem passa por lá tem uma sensação real do tamanho do monstrengo que será o James Webb.

Sua arquitetura será bem diferente daquela do Hubble, que guarda seu espelho no fundo de um tubo, como um telescópio manual amador. O espelho do James Webb ficará exposto no vácuo espacial e terá três lonas esticadas para protegê-lo da radiação solar. A estrutura um pouco deselegante —parece um radar em cima de uma cama elástica— foi a solução que a Nasa arrumou para colocar em órbita um telescópio tão grande. O James Webb vai viajar todo dobrado dentro de um foguete Ariane, e vai se desdobrar sozinho quando chegar ao seu lugar no espaço, a 1,5 milhão de quilômetros de distância da Terra. O aspecto meio desajeitado do telescópio, porém, será compensado pelas imagens que ele deve retornar: aquelas que mostrarão o primeiro bilhão de anos na história do Universo. Isso, se tudo correr conforme o previsto, é claro.
Créditos: Rafael Garcia - Folha

Hubble produz imagem detalhada do universo distante

Cientistas usam supertelescópio para compor retrato de milhares de galáxias e objetos
Para fazer a foto, o telescópio observou um pequeno pedaço do céu por mais de 500 horas.Nasa 
Muito longe
 
Tal como o portfólio de um fotógrafo, reunindo as melhores fotos ao longo de sua carreira, astrônomos fizeram uma montagem compondo as imagens dos objetos celestes mais distantes já vistos pelo Telescópio Espacial Hubble. A equipe do Hubble já havia feito um trabalho semelhante, chamado Hubble Ultra Deep Field (visão de campo ultraprofundo) reunindo fotos coletadas entre 2003 e 2004 de uma região conhecida como constelação da Fornalha. Agora, o novo trabalho foi batizado de eXtreme Deep Field (XDF), onde o termo "extremo" é posto uma ordem de magnitude acima do "ultra". A imagem não é uma foto única, é uma combinação de fotos capturadas pelo Hubble ao longo dos últimos 10 anos, de uma pequena região no centro da região maior do trabalho original.

Câmeras do Hubble

Apesar de o campo de visão ser menor, a maior sensibilidade das novas câmeras do Hubble permitiram reunir 5.500 galáxias - as mais distantes têm um décimo de bilionésimo do brilho que o olho humano consegue captar. As mais de 2 mil fotografias diferentes foram feitas pela Câmara Avançada para Pesquisas, instalada em 2002, e pela Câmara de Largo Campo 3, acrescentada ao observatório em sua última manutenção, em 2009.
Fonte: Inovação Tecnológica

Um Ônibus Espacial Sobre Los Angeles

Crédito da imagem e direitos autorais: Stephen Confer
Não é todo dia que um ônibus espacial pousa no famoso LAX. O aeroporto internacional de Los Angeles foi o último destino do ônibus Espacial Endeavour depois de completar um tour pelos céus da Califórnia e pousar no topo de um 747 modificado pela última vez. Durante seu último voo o ônibus espacial e os caças de escolta foram fotografados perto de alguns dos ícones da Califórnia como a Ponte Golden Gate em San Francisco, as placas de Hollywood, e o horizonte de Los Angeles. Anteriormente, em Maio, o ônibus espacial Enterprise foi registrado sobrevoando ícones da cidade de Nova York em sua jornada para o Intrepid Sea, Air & Space Museum. A foto acima mostra o ônibus espacial se aproximando na última semana do LAX enquanto cruzava sobre uma das ruas de Los Angeles. Agora aposentados, todos os ônibus espaciais são peças de museus, com o Endeavour planejado para ser rebocado pelas ruas de Los Angeles para que seja colocado em exposição no California Science Center.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap120926.html
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