29 de nov de 2012

Como seria uma verdadeira nave de dobra espacial

Uma dobra espacial pode ser o jeito mais fácil para conseguirmos chegar às estrelas – apesar de uma recente especulação que elas poderiam causar um buraco negro que poderia engolir a Terra e destruir toda forma de vida que conhecemos. Richard Obousy e Alex Szames, pensando nesse jeito de viajar mais longe, criaram o design de como seria uma verdadeira nave de dobra – e não, ela não se parece com a Enterprise, de Star Trek. O formato da nave foi criado para conseguir manipular a matéria escura e surfar pela bolha de espaço-tempo que seria criada. Proposta inicialmente pelo físico mexicano Miguel Alcubierre, uma nave de dobra é um veículo que não se move mais rápido que a velocidade da luz – pois isso é impossível, segundo a teoria da relatividade de Einstein. Em vez disso, ela manipula o espaço-tempo, criando uma bolha de dobra nas dimensões previstas pela teoria de cordas – que afirma que o universo tem três dimensões de espaço, além do tempo.
Contraindo o espaço à sua frente e expandindo o espaço atrás, a nave poderia viajar de um ponto a outro mais rapidamente, mantendo a velocidade inferior à da luz dentro da nave, mas viajando muito mais rapidamente pelo espaço. “Podemos usar a analogia de um surfista em uma “onda” de espaço-tempo”, afirma Obousy. Essa “onda” facilita a viagem mais rápida que a velocidade da luz sem quebrar nenhuma lei da física. Atualmente, as naves que existem são ineficientes para viagens espaciais de longa distância. A Voyager, por exemplo, mais rápida nave espacial existente, precisaria de 74 mil anos para alcançar Proxima Centauri, a estrela mais próxima ao nosso sistema solar, no sistema Alfa Centauri.
Fonte: hypescience.com
 [Gizmodo, Discovery]

Astrônomos detectam faixa no espaço com dez vezes mais cometas que Cinturão de Kuiper

Astrônomos detectaram um grande cinturão de cometas ao redor de dois sistemas planetários que têm super-Terras (massas entre duas e dezoito vezes maiores que a da Terra). O observatório Herschel, da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês), detectou tantos sinais de poeira fria nessas regiões (a 200 graus Celsius negativos) que elas podem ter pelo menos dez vezes mais cometas que o Cinturão de Kuiper, que fica no nosso Sistema Solar. O sistema GJ 581 tem ao redor de uma estrela anã ao menos quatro planetas – inclusive um que está na zona habitável, chamada de zona Goldilocks, a uma distância do Sol que permite ser encontrada água líquida em sua superfície – e o 61 Vir possui outros dois planetas na órbita de uma estrela um pouco menor que o nosso Sol.

Os dois sistemas, no entanto, não hospedam planetas gigantes, o que pode explicar densidade dessa faixa. Segundo os cientistas, a interação gravitacional entre Júpiter e Saturno, os maiores do nosso Sistema Solar, pode ter sido responsável por forçar, há bilhões de anos, um dilúvio de cometas do Cinturão de Kuiper, reduzindo a quantidade desses corpos celestes na região de uma só vez. As novas observações nos dão pista de que é possível ter um cinturão de cometas e planetas gigantes no mesmo sistema, mas, diante de um sistema com apenas planetas de massas menores, o cinturão fica mais denso [de cometas]”, explica Mark Wyatt, pesquisador da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, que liderou o estudo. “Nós acreditamos que a ausência de um planeta como Júpiter nesses sistemas evita que ocorra um ‘bombardeamento’ no céu, e que tenham um evento gradual de chuva de cometas por bilhões de anos.”
Fonte: UOL

Como a NASA poderá construir o primeiro motor de dobra espacial, mais rápido que a luz

Recentemente, o físico Harold White e sua equipe na NASA anunciaram que estavam trabalhando no desenvolvimento de um motor de dobra capaz de viajar mais rápido do que a luz. O projeto é inspirado em uma equação formulada pelo físico Miguel Alcubierre em 1994, e pode, eventualmente, resultar em um motor que poderia transportar uma nave espacial para a estrela mais próxima de nós em questão de semanas – sem violar a lei da relatividade de Einstein. O trabalho de Alcubierre, “The Warp Drive: Hyper-Fast Travel Within General Relativity” (em português, algo como “Dobra espacial: viagem hiper-rápida dentro da relatividade geral), sugere um mecanismo pelo qual o espaço-tempo pode ser “deformado”, tanto na frente quanto atrás de uma nave espacial.

No universo ficcional de Star Trek, a dobra espacial (ou “warp drive”, em inglês) é uma forma de propulsão mais rápida que a luz, geralmente representada como sendo capaz de impulsionar uma espaçonave ou outros objetos a muitos múltiplos da velocidade da luz, ao mesmo tempo em que evita os problemas associados a dilatação do tempo.

Esse mecanismo tira proveito de um “truque cosmológico” que permite a expansão e contração do espaço-tempo, e poderia permitir viagens hiper-rápidas entre destinos interestelares. Essencialmente, o espaço vazio atrás de uma nave seria feito para poder expandir-se rapidamente, empurrando a nave para a frente. Eventuais passageiros perceberiam isso como movimento, apesar da completa falta de aceleração. White especula que isso poderia resultar em “velocidades” que poderiam levar uma nave espacial para Alfa Centauri (o sistema estelar mais próximo de nós) em apenas duas semanas, mesmo que o sistema esteja a 4,3 anos-luz de distância. A título de comparação, com a nave espacial mais rápida do mundo existente atualmente, a sonda Helios-2, o trajeto a Alfa Centauri levaria 19.000 anos.

Mas como? - Com nossas tecnologias de propulsão atuais, o voo interestelar é impossível. Algumas tecnologias experimentais, como propulsores de íons ou naves explodindo bombas atômicas na cauda, oferecem esperança, mas simplesmente não são práticas. Isso porque elas exigem quantidades enormes de combustível e de massa para chegar a qualquer estrela próxima, depois de décadas ou até mesmo séculos de viagem. O que a nova proposta tem de diferente, ou seja, de melhor que as outras? Ela oferece um meio de chegar a um destino distante de forma bastante rápida, sem quebrar nenhuma lei da física, e ainda tem o potencial de solucionar o problema da energia (da quantidade exorbitante necessária hoje para alcançarmos lugares tão além do nosso planeta).

Bolha de dobra - Em termos de mecânica do motor, a ideia depende basicamente de um objeto esferoide colocado entre duas regiões do espaço-tempo (uma expansão e uma contratação). Uma “bolha de dobra” geraria o que se move no espaço-tempo ao redor do objeto, efetivamente reposicionando-o. O resultado final seria viagem com velocidade mais rápida do que a luz, sem o objeto esférico (a nave espacial) ter que se mover com respeito à sua estrutura local de referência. Ou seja, através da criação de uma “bolha de dobra”, o motor da nave irá comprimir o espaço à frente e expandir o espaço atrás de si, movendo-o para um outro lugar sem sofrer nenhum dos efeitos adversos dos métodos de viagem mais rápida que a luz.  Nada localmente excede a velocidade da luz, mas o espaço pode se expandir e contrair em qualquer velocidade”, explica White.

Dificuldades - Ainda assim, criar esse efeito de expansão e contração do espaço-tempo de forma a chegarmos a destinos interestelares em períodos de tempo razoáveis exige muita energia. Avaliações iniciais sugeriam quantidades de energia monstruosas, basicamente iguais à massa-energia do planeta Júpiter (que é de 1,9 × 10 elevado a 27 quilos ou 317 massas terrestres). Como resultado, a ideia tinha sido posta de lado no passado. Mesmo que a natureza permitisse uma velocidade de dobra, nunca seríamos capazes de criá-la. No entanto, White afirma que, com base na análise que fez nos últimos 18 meses, pode haver esperança. A chave, segundo ele, pode estar em alterar a geometria da dobra espacial propriamente dita. White percebeu que, se otimizasse a espessura da bolha de dobra (mudando sua forma de anel para uma forma de rosca), e oscilasse sua intensidade para reduzir a rigidez do espaço-tempo, poderia reduzir a energia necessária para fazê-la funcionar.

White ajustou a forma de anel feita inicialmente por Alcubierre, transformando o esferoide de algo que parecia um halo plano para algo mais grosso e curvo. O novo design pode reduzir significativamente a quantidade de matéria necessária; White diz que a velocidade de dobra pode ser alimentada por uma massa ainda menor do que a sonda Voyager 1. A redução da massa de um planeta do tamanho de Júpiter a um objeto que pesa apenas 725 kg redefiniu completamente a plausibilidade do projeto. Essa plausibilidade é muito interessante, mas ainda é teórica. Agora, White e a equipe da NASA buscam provar que o conceito pode ser prático. Para tanto, eles estão fazendo diversos testes, como a medição das perturbações microscópicas no espaço-tempo a partir de uma versão modificada do interferômetro de Michelson-Morley. Ou seja, os pesquisadores estão tentando simular uma bolha de dobra em miniatura usando lasers para perturbar o espaço-tempo.

“Pilha de Chicago” - E então: uma nave que viaja além da velocidade da luz sem perturbar as leis do universo pode ou não ser construída?  Matematicamente, as equações de campo preveem que isso é possível, mas ainda temos que reduzir esta ideia à prática”, afirma White. Ou seja, antes de dizermos que tal coisa é possível, precisamos de algo chamado de “prova de existência”, que White apelidou de “Pilha de Chicago”, em uma referência a um grande exemplo prático. No final de 1942, a humanidade ativou o primeiro reator nuclear do mundo em Chicago (EUA), gerando meio Watt, energia que não era suficiente para alimentar uma lâmpada – mas foi uma prova de que ele era possível. Pouco menos de um ano depois, nós ativamos um reator que gerava energia suficiente para abastecer uma pequena cidade. White está confiante. “Esta brecha na relatividade geral nos permite ir a lugares de forma muito rápida, medida da mesma forma por observadores na Terra e observadores a bordo do navio – viagens medidas em semanas ou meses ao invés de décadas e séculos”, disse. Só que, no momento, a realização de tal projeto está no “modo de ciência”. “Eu não estou pronto para discutir a proposta muito além da matemática e de abordagens modestas controladas em laboratório”, conclui.
Fonte: http://hypescience.com
[io9, USSOrbiter]

Imagens do buraco negro do centro da Via Láctea

Buraco negro do centro da Via Láctea, com destaques mostrando antes, durante e depois de uma erupção
Crédito da imagem: NASA, JPL-Caltech, NUSTAR projeto
A seguros 27 mil anos-luz de distância da Terra, no centro da nossa galáxia, há um buraco negro com uma massa 4 milhões de vezes maior do que a do sol. Conhecido como Sagittarius A* (A* lê-se “A-star”), esse gigante é, felizmente, menos voraz do que buracos negros do centro de outras galáxias. Apesar disso, de vez em quando ele entra em atividade intensa. Recentemente, o telescópio espacial NuSTAR capturou imagens de uma erupção que durou várias horas. O aparelho, lançado em junho deste ano, foi o primeiro a dar imagens focadas (a partir de raios-X) dos arredores deste buraco negro. O material sugado pelo Sagittarius A* atinge temperaturas superiores a 100 milhões de graus Celsius e velocidades próximas às da luz. A imagem maior de raios-X em destaque cobre uma região com cerca de 100 anos-luz de largura. Nela, a área mais brilhante contém o material mais quente e mais próximo do centro do buraco negro, enquanto a nuvem rosada ao redor é, acredita-se, formada por restos de uma supernova.
Fonte: Nasa

Pesquisador afirma que o Universo cresce do mesmo modo que um cérebro gigante

Uma nova simulação de computador mostrou que o Universo pode estar crescendo como um cérebro gigante. É o que afirma um estudo publicado na revista Nature’s Scientific Reports. Ele sugere que algumas leis fundamentais e desconhecidas podem determinar o crescimento de sistemas grandes e pequenos, da descarga elétrica entre neurônios e o crescimento de redes sociais à expansão de galáxias. O coautor do estudo, Dmitri Krioukov, físico na Universidade da Califórnia em San Diego, afirma em entrevista ao portal Live Science que “a dinâmica do crescimento natural é a mesma para diferentes redes reais, como a internet e nosso cérebro ou redes sociais”. De acordo com o estudo, uma única lei fundamental da natureza pode estar guiando essas redes, segundo o físico Kevin Bassler, da Universidade de Houston (que não participou do estudo). “À primeira vista, eles parecem sistemas bem diferentes, a questão é, há algum tipo de lei controladora que possa descrevê-los?”, questionou ele. Só de levantar esta pergunta, elas já fazem uma importante contribuição, segundo o físico.

A similaridade das redes
De acordo com estudos passados, os circuitos do cérebro e a internet se parecem. “Mas ninguém desenvolveu nenhum tipo de equação para prever com precisão exata como redes de computador, circuitos do cérebro e redes sociais cresceram com o tempo”, disse Dmitri. As equações da relatividade de Einstein ajudam a explicar como a matéria deforma os tecidos do espaço-tempo. Com isso, os físicos conseguem estimar o nascimento do universo, há 14 bilhões de anos, e entender como ele se expandiu desde então. O que Dmitri e sua equipe questionam é se o crescimento acelerado não poderia nos trazer algumas informações importantes para entendermos como redes sociais e os circuitos dos cérebros se expandem.

Neurônios e galáxias possuem conexões?
A simulação de computador da equipe quebrou o Universo nas menores partículas possíveis – ‘quanta’ de espaço-tempo mais minúsculas que as partículas subatômicas. A simulação ligou qualquer quanta em uma rede gigante celestial que estavam causalmente relacionados – ou seja, estavam próximos. Se uma pessoa bate com um taco de beisebol na Terra, as ondulações resultantes não chegarão a nenhuma possível raça alienígena, em uma galáxia distante, em um período de tempo razoável – logo, essas duas regiões do espaço-tempo não estão causalmente relacionadas. Conforme a simulação avança, mais espaço-tempo era adicionado à história do universo, e então suas conexões de “rede” entre a matéria nas galáxias cresceu também, segundo Dmitri.

Quando a equipe comparou a história do Universo com o crescimento de redes sociais e circuitos cerebrais, eles descobriram similaridades entre o crescimento de todas essas redes. Eles equilibraram ligações entre ‘quantas’ similares com os que já tinham várias conexões. Vamos exemplificar: imagine um amante de gatos navegando na internet. Ele deve acessar grandes sites como o Google em sua busca, mas vai também acessar sites dedicados a gatos ou vídeos dos bichanos no YouTube. Da mesma maneira, neurônios vizinhos uns aos outros tendem a se conectar, mas eles também se ligarão a “neurônios Google” que estão ligados a inúmeros outros neurônios.  Dmitri não acredita que esta estranha similaridade seja apenas uma coincidência. “Para um físico, é um sinal imediato de que está faltando alguma compreensão de como a natureza funciona. Este resultado sugere que talvez nós devêssemos começar a procurar por ele”, disse o pesquisador.
Fonte: http://jornalciencia.com

Henize 70 – Uma Superbolha na Grande Nuvem de Magalhães

Henize 70 (também conhecida como N70 e DEM301) é uma superbolha brilhante com aproximadamente 300 anos-luz de diâmetro dentro da Grande Nuvem de Magalhães (uma galáxia satélite da nossa Via Láctea), localizada a aproximadamente 160000 anos-luz de distância na constelação do hemisfério sul de Dorado. As superbolhas são grandes bolhas de gás interestelar, são infladas por ventos gerados por estrelas quentes e massivas e por explosões de supernovas, e seus interiores são preenchidos com um tênue gás quente em expansão. No centro da Henize 70 existe um pequeno grupo de estrelas quentes e massivas.  Algumas dessas estrelas estão perdendo massa de forma rápida e seus ventos estelares soprados de suas superfícies atingem velocidades próximas a 4000 quilômetros por segundo.

Pelo fato da vida das estrelas massivas ser medida em somente dezenas de milhões de anos, depois de uma supernova ter varrido uma bolha ao redor de si mesma, não se tem tempo suficiente para o meio interestelar preencher novamente a cavidade antes que outras estrelas explodam na mesma região. Cada supernova subsequente irá rejuvenescer a cavidade deixada pela anterior. Essas superbolhas fornecem aos astrônomos uma excelente oportunidade de explorar a conexão existente entre o ciclo de vida das estrelas e a evolução das galáxias. Essa imagem mostra uma composição tricolor da Henize 70 com base em frames de CCD obtidos com o instrumento FORS2 em Novembro de 1999.
Fonte: http://cienctec.com.br/wordpress/
http://annesastronomynews.com

Astroteologia: breve introdução


Nós, humanos, somos seres limitados. Criativos e inovadores, conseguimos ampliar em muito a nossa compreensão do mundo por meio da aplicação diligente da razão e, complementarmente, das artes. Isso porque, se a ciência e as artes têm algo em comum, é justamente a tentativa de estender nossa visão de mundo, de ampliar as fronteiras do conhecimento, revelando aspectos inusitados do real. Um teorema e um poema são reflexões do possível, seja o concreto ou o onírico. A imaginação lança mão de todos os recursos à sua disposição para dar sentido à existência. Talvez seja por isso que o teólogo americano Reinhold Niebuhr escreveu que "o homem é o seu maior problema". Nossas filosofias, ciências e religiões são tentativas de compreender a existência apesar de nossa miopia, isto é, de nossas limitações sobre o que vemos e entendemos.

Nessa busca, não é coincidência que a crença religiosa funcione como uma bússola para tantas pessoas. Como explicar a origem do Universo? Ou da vida? Ou por que temos uma mente capaz de refletir sobre essas questões complexas?  Tais questões são, hoje, parte da pesquisa científica de ponta. Vivemos numa época peculiar, em que o que antes era província exclusiva da religião faz parte do discurso rotineiro da ciência. Porém, por não termos ainda respostas, essas questões continuam nos assombrando. Talvez um dos dilemas da humanidade seja a angústia de poder contemplar o divino sem sê-lo. Temos a capacidade de imaginar a perfeição, a ausência de dor, a imortalidade; mas, tirando a ficção e a fé, não temos como transcender nossa realidade carnal, os limites temporais e espaciais. Ou será que temos?

Considerando que a ciência moderna tem apenas quatro séculos (marcando seu início com Kepler e Galileu), e percebendo o quanto já fizemos em tão curto prazo, imagine o que nos espera em mil anos? Ou 10 mil anos, se, claro, não nos destruirmos antes disso. A ciência nos permite já uma manipulação dos genes de criaturas, a ponto de podermos modificar o que comemos e mesmo alcançar curas diversas. Extrapolando a expansão tecnológica para o futuro, alguns afirmam que, em algumas décadas, chegaremos a um ponto em que nossa hibridização com máquinas será tão profunda que não poderemos mais nos dissociar delas. Caso essas previsões se concretizem -e, a meu ver, já estão ocorrendo-, seremos, como escrevi aqui recentemente, uma nova espécie, além do humano.

Agora imagine que, tal como nós, outras criaturas inteligentes em algum canto da galáxia descobriram a ciência. Só que o fizeram, digamos, 1 milhão de anos antes de nós, o que em termos cósmicos não é nada. Essas criaturas teriam se transformado completamente ao se hibridizar com máquinas. Seriam, talvez, apenas informação, existindo em campos energéticos no espaço. Teriam o poder de criar vida, escolhendo suas propriedades. Poderiam, por exemplo, ter nos criado, ou a alguns de nossos antepassados, como parte de um experimento. Poderiam, por exemplo, estar nos observando, como nós observamos animais no zoológico ou no laboratório. Essas entidades imateriais, mas existentes, seriam nossos criadores. Seriam eles deuses, mesmo se não sobrenaturais?
Créditos: Marcelo Gleiser - professor de física e astronomia do Dartmouth College, em Hanover (EUA).

Descoberto buraco negro com massa de 17 bilhões de sóis

O buraco negro NGC 1277 é a pequena galáxia no centro da imagem e, comparada com as demais ao redor, é compacta e achatada.Foto: David W. Hogg/Michael Blanton/SDSS Collaboration/Divulgação
Astrônomos utilizaram o telescópio Hobby-Eberly (HET, na sigla em inglês), no Texas (EUA), para descobrir a massa do que pode ser o buraco negro mais massivo já conhecido - com 17 bilhões de vezes a massa do Sol. A descoberta foi divulgada nesta quarta-feira na revista especializada Nature. O "monstro" fica na galáxia NGC 1277, a 220 milhões de anos-luz da Terra, e é responsável pelo equivalente a 17% da massa dela. Esta galáxia e outras observadas podem mudar as teorias sobre a formação de buracos negros e a influência em suas galáxias, afirmam os cientistas. NGC 1277 tem apenas 10% da massa da Via Láctea, o que deixa o achado ainda mais estranho.

"É realmente uma galáxia excêntrica", diz Karl Gebhardt, da Universidade do Texas em Austin. "É praticamente toda buraco negro. Este pode ser o primeiro objeto em uma nova classe de sistemas galáxias-buracos negros". O tamanho do gigantesco buraco negro é o equivalente a 11 vezes o diâmetro da órbita de Netuno - o último planeta do Sistema Solar - ao redor do Sol. "Atualmente, existem três (teorias de) mecanismos completamente diferentes que reivindicam a explicação para a ligação entre a massa de buraco negro e as propriedades de suas galáxias hospedeiras.

Nós não entendemos ainda qual dessas teorias é melhor", diz Remco van den Bosch, líder do estudo, que começou o estudo na universidade americana e atualmente está no Instituto Max Planck de Astronomia, em Heidelberg, na Alemanha. O maior problema é a falta de dados, já que se conhece a massa de menos de 100 buracos negros - e descobri-las é uma tarefa difícil, pois é necessário muito tempo para se fazer as observações. Para descobrir a massa do buraco negro de NGC 1277, os astrônomos utilizaram observações anteriores do Hubble, que mediu a luminosidade a diferentes distâncias de seu centro, com novas feitas pelo HET. Ao colocar os dados em modelos através de supercomputadores, o resultado foi 17 bilhões de massas solares, muito mais que o esperado.
Fonte: TERRA
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