17 de abr de 2013

Big Rip: confira uma das mais assustadoras teorias sobre o fim do mundo

O universo pode se rasgar, deixando até mesmo os átomos em pedaços!

Enquanto alguns cientistas acreditam que o universo terminará em um novo Big Bang, outros acham que o cosmos apenas sucumbirá com o passar do tempo. Agora, a teoria do Big Rip está fazendo com que físicos quebrem a cabeça com a possibilidade de que o universo comece a se rasgar em pedaços.
 
Como isso pode acontecer?
 
Grande parte dos especialistas acredita que a quantidade de matéria no universo fará com que a expansão dele desacelere – ou que o cosmos se contraia novamente a um só ponto, o que causaria o suposto novo Big Bang. Mas, se existir energia escura (forma hipotética de energia distribuída pelo espaço) o suficiente no universo, ele poderia continuar expandindo eternamente, ocasionando o Big Rip. O que seria bastante provável, já que os cientistas acreditam que a energia escura compõe cerca de 70% do universo. De acordo com a teoria, a taxa de expansão do universo deve aumentar com o tempo. É como um carro descendo uma ladeira em alta velocidade, sem qualquer freio. Ou seja: em algum ponto no futuro, a expansão causaria a separação das galáxias e, junto com elas, planetas e até mesmo os átomos, individualmente. Essa separação deixaria o universo completamente desestruturado.

O que sabemos até agora?
 
Para que o Big Rip aconteça, é preciso um tipo especifico de energia escura, chamada de phantom energy, ou energia fantasma. Esse tipo de energia está presente quando a razão de pressão da energia escura para a densidade de energia é menor do que -1, o que significa que a pressão da energia escura é maior do que a sua densidade de energia. Isso permitiria a expansão desenfreada do universo, até que ele se rasgue em partes. A teoria do Big Rip começou a ganhar notoriedade em 2003, quando Robert Caldwell, professor de Física e Astronomia do Dartmouth College publicou um artigo sobre aquilo que ele imaginava para o futuro do universo. No material, ele e sua equipe demonstravam o que aconteceria se a razão entre a pressão da energia escura e sua densidade estivesse em cerca de -1,5. Neste caso, o Big Rip aconteceria em aproximadamente 22 bilhões de anos, com a Terra explodindo em 30 minutos antes do final de tudo.
 
O grande problema é que ainda não sabemos com exatidão a razão entre pressão e densidade da energia escura. De acordo com dados da NASA, o valor correto fica entre -1,1 e 0,14, ou seja, é uma margem de erro grande o bastante para que o Big Rip aconteça – ou não. No entanto, grande parte dos cosmólogos tem quase certeza de que o valor da equação é inferior a -1. Um estudo recente publicado em uma publicação chinesa aponta que o resultado mais provável seria o de -1,5, valor também defendido na teoria original de Caldwell. Mas o que aconteceria se a razão for exatamente -1? Neste caso, a equação utilizada para calcular o tempo até o Big Rip simplesmente não pode ser completada, já que o denominador da equação torna-se zero, então, o Big Rip provavelmente não ocorreria.
 
O que acontece depois do Big Rip?
 
Obviamente, ninguém ainda conseguiu responder a essa pergunta com exatidão. A matéria não deixaria de existir, mas ficaria dispersa, como os átomos rasgados nos milésimos de segundo finais do Big Rip. Alguns teóricos afirmam que, se a aceleração for contínua, os átomos poderiam continuar a se disseminar pelo espaço, mas sem a chance de que eles sejam reunidos novamente. Mas a energia escura pode ser bastante surpreendente e não se comportar da maneira como a ciência prevê. Além disso, existe a remota possibilidade de a razão entre densidade e pressão da energia escura revelar um número totalmente novo. Se supormos algo como -15, isso aceleraria consideravelmente o processo, trazendo o Big Rip para uma data mais próxima: 800 milhões de anos.
Fonte: http://megacurioso.com.br

Nasa terá missão para detalhar exoplanetas próximos

Programada para lançamento em 2017 a missão visa planetas orbitando estrelas próximas

A missão Kepler da Nasa foi um sucesso total. Descobriu milhares de prováveis exoplanetas – mundos que orbitam outras estrelas – e mais de 100 deles já foram examinados e confirmados. Muitos desses planetas estão entre os menores e mais parecidos com a Terra conhecidos: dos 25 exoplanetas de menor diâmetro descobertos até o momento, só um não foi encontrado pelo Kepler. Só existe um problema com o trabalho imensamente produtivo do Kepler: os planetas estão a centenas ou até milhares de anos-luz da Terra, frequentemente muito distantes para serem investigados com detalhes. O TESS, Transiting Exoplanet Survey Satellite [NT: Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito, em tradução literal], que a Nasa aprovou em 5 de abril para ser lançado em 2017, varrerá um trecho muito maior do céu que seu predecessor para descobrir novos exoplanetas próximos que cientistas poderão analisar com telescópios futuros.
 
O custo da missão TESS é limitado a US$200 milhões. O satélite examinará um trecho do céu cerca de 400 vezes maior que o campo de estrelas que o Kepler observa, explica o principal pesquisador do TESS, George Ricker, astrofísico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. A partir de uma grande órbita ao redor da Terra, os telescópios do satélite varrerão a galáxia em uma série de faixas. “Basicamente, estaremos pintando o céu”, compara Ricker. “No geral, examinaremos cerca de meio milhão de estrelas”. E milhares dessas estrelas ficam a até 100 anos-luz do sistema solar.

Assim como o Kepler e o satélite Corot, da Europa, o TESS procurará trânsitos planetários: evidenciados por uma breve redução de luz estelar que ocorre a intervalos regulares e denuncia a presença de um exoplaneta invisível. A limitação de varrer uma área tão grande do céu é que o TESS pode não ver alguns planetas potencialmente habitáveis. Planetas que seguem órbitas como a da Terra ao redor de estrelas como o Sol completam, aproximadamente, uma órbita por ano, revelando-se brevemente ao Kepler no processo. O TESS deixará escapar muitos desses planetas com órbitas mais longas. “O objetivo do Kepler é descobrir quantas estrelas solares têm planetas como a Terra na zona habitável de sua órbita ”, explica Ricker. “No caso do TESS, estamos respondendo uma pergunta diferente. Na verdade, estamos tentando identificar os sistemas planetários na vizinhança do sistema solar”.    

Mas muitos desses sistemas planetários também podem conter mundos habitáveis. O TESS deve descobrir muitos planetas orbitando as proximidades de estrelas anãs M, que são mais escuras e frias que o sol. Um planeta habitável orbitando uma anã M poderia se aninhar muito mais perto de sua estrela do que um planeta como a Terra orbitando uma estrela como o Sol, então ele completaria uma órbita com uma frequência muito maior e se revelaria várias vezes ao TESS. Ricker estima que o TESS pode descobrir de 500 a 700 planetas com o tamanho da Terra, além das chamadas “super Terras”. Alguns deles serão potencialmente habitáveis. “Há muita incerteza nessa estimativa. Pode ser um número relativamente pequeno”, observa ele. “Podem ser cinco ou seis. Podem ser 10 ou 20. Mas provavelmente não será mais que isso”.

Quando o TESS compilar uma lista de exoplanetas próximos ao final de sua missão inicial de dois anos, astrônomos poderão já ter um poderoso observatório para examinar os novos mundos descobertos com mais detalhes. O Telescópio Espacial James Webb (JWST), da Nasa, atualmente programado para lançamento em 2018, pode ser capaz de identificar as assinaturas de certas moléculas nas atmosferas de planetas próximos. Esses tipos de assinaturas químicas poderiam ser usadas para inferir a presença de vida extraterrestre em um planeta – essa tentadora possibilidade, porém, pode exceder as capacidades do JWST. De qualquer forma, se o TESS de fato puder localizar centenas de planetas próximos, astrônomos terão muito o que fazer no futuro próximo – descobrir como são esses planetas, que tipos de habitats eles podem suportar e, talvez, enviar uma sonda futura para algum mundo interessante. “Esses serão os verdadeiros objetivos das décadas e séculos futuros,”, conclui Ricker.

Telescópio que usa detectores em tanques d'água produz 1ª imagem

O telescópio, localizado a 4,1 mil metros de altitude em um parque nacional na cidade de Puebla, é atualmente composto por 30 detectores Foto: BBCBrasil.com
 
Astrônomos divulgaram nos Estados Unidos a primeira imagem feita pelo telescópio HAWC (High-Altitude Water Cherekov Observatory, ou Observatório Cherekov de Raios Gama, como é conhecido no Brasil). Sediado no México, o equipamento detém o recorde de captura de luz com a mais alta energia e funciona com detectores instalados no fundo de tanques d'água. A imagem da sombra deixada pela Lua, bloqueando luz e partículas, foi revelada em um congresso da Sociedade Americana de Física. O telescópio, localizado a 4,1 mil metros de altitude em um parque nacional na cidade de Puebla, é atualmente composto por 30 detectores, que devem ser ampliados para 300 no ano que vem. Cada um deles está instalado no fundo de tanques de 4 metros de altura e 7,3 metros de diâmetro preenchidos com água pura, mas eles não capturam os raios cósmicos e raios gama diretamente. Ao atingirem moléculas na atmosfera da Terra, os raios cósmicos e raios gama dão início a uma reação envolvendo outras partículas que se movem em alta velocidade, e são essas partículas que o HAWC detecta.
 
Velocidade da luz
 
Enquanto a velocidade da luz no vácuo não pode ser ultrapassada, a velocidade em outros meios pode ser bem mais lenta. Quando essas partículas atravessam a água dos tanques do HAWC, elas geram ondas eletromagnéticas que os detectores localizados no fundo dos tanques podem capturar. Outros telescópios Cherenkov, localizados na Namíbia e nas Ilhas Canárias, capturam este processo diretamente da atmosfera, no ponto em que essas partículas chegam à Terra. Tom Weisgraber, da Universidade de Wisconsin-Madison, destaca uma das vantagens do HAWC. Ele diz que enquanto o novo telescópio captura menos eventos deste tipo no alto da atmosfera, ele pode investigar uma quantidade maior destas ocorrências todos os dias e noites. "Complementamos estes outros instrumentos - mas vemos uma fração muito grande do céu. O HAWC não precisa apontar para uma direção, e não é afetado pelo Sol, a Lua o tempo ou qualquer outra coisa - ele só depende da atmosfera", diz.
 
Recorde
 
O novo telescópio também detém o recorde de captura de luz com a energia mais alta - até 100 TeV, ou seja, luz com dezenas de trilhões de vezes mais energia do que aquela visível pelo olho humano. Partículas e luz com esse nível de energia fornecem uma nova maneira de analisar fenômenos cósmicos, desde os resquícios de supernovas até gigantes buracos negros. E é somente quando os capturamos em imagens que podemos entender como essas regiões do universo criam tais fenômenos. Apesar dos avanços, no entanto, o HAWC está apenas começando sua missão, e para garantir que seus 30 detectores estão funcionando da forma prevista, a equipe capturou uma imagem justamente de onde se não se esperava que seja emitido nenhum raio cósmico: a sombra da Lua. Espera-se que mais um conjunto de cem detectores esteja instalado e em funcionamento até agosto. "É aí que poderemos realmente começar a fazer um trabalho mais aprofundado", avalia o cientista Tom Weisgraber.
Fonte: TERRA

ALMA localiza galáxias primordiais de forma rápida e precisa

Uma equipe de astrónomos utilizou o novo telescópio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para determinar a localização de mais de 100 galáxias com formação estelar intensa no Universo primordial.
Esta imagem mostra detalhadamente uma seleção destas galáxias. As observações ALMA, nos comprimentos de onda do submilímetro, estão a laranja/vermelho e encontram-se sobrepostas a uma imagem infravermelha da região, obtida pela câmara IRAC a bordo do Telescópio Espacial Spitzer. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Hodge et al., A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center
 
O ALMA é tão potente que, em apenas algumas horas, fez tantas observações destas galáxias como as que tinham sido feitas por todos os telescópios semelhantes de todo o mundo ao longo de mais de uma década. Os episódios de formação estelar mais intensos no Universo primordial tiveram lugar em galáxias distantes que continham uma enorme quantidade de poeira cósmica. Estas galáxias são a chave para compreender a formação e evolução galáctica ao longo da história do Universo, no entanto a poeira obscurece-as, o que torna difícil a sua identificação com telescópios ópticos. Para as observar, os astrónomos precisam de telescópios como o ALMA, que observa a radiação a maiores comprimentos de onda, por volta do milímetro.

“Os astrónomos esperam por dados como estes desde há mais de uma década. O ALMA é tão potente que revolucionou o modo como observamos estas galáxias, e isto ainda quando o telescópio não se encontrava completamente operacional, altura em que foram feitas as observações,” disse Jacqueline Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie, Alemanha), autora principal do artigo científico que descreve estas observações. O melhor mapa que existia até agora destas galáxias distantes e poeirentas tinha sido feito com o auxílio do telescópio Atacama Pathfinder Experiment (APEX), operado pelo ESO. Este telescópio mapeou uma zona do céu de cerca do tamanho da Lua Cheia e detectou 126 galáxias deste tipo.
 
No entanto, nas imagens APEX cada um destes episódios de formação estelar intensa aparece como uma mancha relativamente difusa, tão desfocada que cobre mais do que uma galáxia em imagens mais nítidas obtidas a outros comprimentos de onda. Sem sabermos exactamente qual das galáxias se encontra a formar estrelas, o estudo da formação estelar no Universo primordial torna-se muito difícil. Localizar exactamente as galáxias certas requer observações mais nítidas e observações mais nítidas requerem telescópios maiores. O APEX é uma antena parabólica de 12 metros de diâmetro, mas telescópios como o ALMA utilizam várias antenas, como a do APEX, distanciadas entre si. Os sinais capturados por todas as antenas são combinados e o efeito obtido é o mesmo que se tivéssemos um único telescópio gigante, tão grande quanto a rede total de antenas.
Esta imagem mostra 6 destas galáxias observadas pelo ALMA (a vermelho). As grandes circunferências vermelhas indicam as regiões onde as galáxias foram detectadas pelo APEX. Este telescópio não observou com nitidez suficiente para permitir identificar a galáxia correspondente, já que muitos objetos candidatos aparecem em cada circunferência. As observações ALMA, nos comprimentos de onda do submilímetro, encontram-se sobrepostas à imagem infravermelha da região, obtida pela câmara IRAC a bordo do Telescópio Espacial Spitzer. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), APEX (MPIfR/ESO/OSO), J. Hodge et al., A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center

A equipa utilizou o ALMA durante a sua fase inicial de observações científicas, para observar as galáxias mapeadas pelo APEX, numa altura, portanto, em que a rede total de antenas ALMA ainda estava em construção. Usando menos de um quarto da rede final de 66 antenas, separadas por distâncias até aos 125 metros, o ALMA precisou de apenas 2 minutos por galáxia para localizar cada uma delas numa região pequeníssima, 200 vezes menor que as enormes manchas desfocadas observadas pelo APEX, e com três vezes mais sensibilidade. O ALMA é muito mais sensível que os outros telescópios do seu tipo e, em apenas algumas horas, duplicou o número total de observações deste género alguma vez feitas.

A equipa conseguiu não apenas identificar de forma clara quais as galáxias que apresentavam regiões de formação estelar activa, mas também descobriu, em metade dos casos, que várias galáxias com formação estelar tinham sido misturadas numa única mancha nas observações anteriores. Os olhos do ALMA conseguiram assim separar as diferentes galáxias umas das outras. “Pensávamos anteriormente que as mais brilhantes destas galáxias estavam a formar estrelas mil vezes mais depressa do que a nossa própria galáxia, a Via Láctea, com o risco de explodirem em pedaços. As imagens ALMA revelaram galáxias múltiplas mais pequenas a formarem estrelas a taxas relativamente mais razoáveis,” disse Alexander Karim (Universidade de Durham, Reino Unido), um membro da equipa e autor principal dum artigo científico complementar deste trabalho.

Os resultados formam o primeiro catálogo estatisticamente fiável de galáxias poeirentas com formação estelar do Universo primordial e fornecem uma base fundamental para avançar na investigação sobre as propriedades destas galáxias a diferentes comprimentos de onda, sem o risco de má interpretação, devido às galáxias aparecerem juntas, quando na realidade são objetos separados entre si. Embora o ALMA observe com enorme nitidez e sensibilidade sem precedentes, telescópios como o APEX continuam a desempenhar um papel importante. “O APEX consegue cobrir uma grande área no céu mais depressa que o ALMA, por isso é ideal para descobrir estas galáxias. Uma vez sabendo para onde devemos olhar, podemos usar o ALMA para as localizar exactamente,” conclui Ian Small (Universidade de Durham, Reino Unido), co-autor do novo artigo científico.
Fonte:ESO
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