30 de abr de 2013

7 Perguntas que tiram o sono dos físicos


Em um auditório lotado no Perimeter Institute, em Waterloo, Canadá, um grupo de físicos foi convidado a responder a uma única pergunta: o que os mantém acordado de noite? A discussão fazia parte do Quantum to Cosmos, um grande e sofisticado festival de física com duração de 10 dias. Enquanto a maioria afirmou dormir profundamente, emergiram sete chaves para grandes enigmas que surgiram durante a sessão:
 
1. Por que este universo?
Em sua busca pelas leis fundamentais da natureza, os físicos têm trabalhado essencialmente sob um paradigma de longa data: demonstrar por que o universo deve ser como o vemos. Mas se outras leis podem ser cogitadas, por que não pode existir um universo em algum outro lugar? “Talvez nós não encontremos outra alternativa que não seja o universo que nós conhecemos”, disse Sean Carroll de Caltech. “Mas eu suspeito que isto não esteja certo”. Carroll acha fácil imaginar que a natureza permite tipos diferentes de universos com leis diferentes. “Logo, em nosso universo, a pergunta transforma-se em: por que estas leis e não algumas outras leis?”.
 
2. De que tudo é feito?
Já é bem claro que a matéria comum – átomos, estrelas e galáxias compõe 4% da energia total do universo. Os outros 96% é que mantêm a física Katherine Freese, da Universidade de Michigan, ocupada. Ela está entusiasmada com uma parte do problema, a natureza de matéria escura e é possível que esteja próxima da solução. Com base em dados de sua nova experiência com o satélite Fermi, da Nasa, ela conseguiu descobrir que as partículas de matéria escura em nossa própria galáxia estão se destruindo em uma taxa mensurável, o que por sua vez poderia revelar suas propriedades. Mas a descoberta da energia escura, que parece acelerar a expansão do universo, criou um novo quebra-cabeça cheio de enigmas e sem nenhuma resposta à vista. Isto inclui a natureza da própria energia escura e a pergunta de por que há um valor tão extraordinariamente pequeno permitindo a formação de galáxias, de estrelas e do surgimento da vida.
 
3. Como a complexidade acontece? 
 
Do comportamento imprevisível do mercado financeiro à ascensão da vida a partir da matéria inerte, Leo Kadanoff, físico e matemático aplicado da Universidade de Chicago, procura as perguntas mais atraentes sobre a ascensão de sistemas complexos. Ele se preocupa devido a uma parte dos físicos e matemáticos se focalizarem apenas no muito pequeno e no muito grande. “Nós não sabemos como um vidro de janela comum trabalha e toma um formato”, afirma. “A investigação de coisas familiares é importante apenas para chegarmos a um entendimento”, defende. “A vida em si só será verdadeiramente entendida por decodificação de como os componentes simples com interações simples podem conduzir aos fenômenos complexos”, explica.
 
4. A teoria das super-cordas será provada como correta?
O físico de Cambridge David Tong é apaixonado pela beleza matemática da Teoria das Super-Cordas – ideia de que as partículas fundamentais que observamos não são pontos e sim cordas minúsculas. Ele admite que uma vez teve uma crise filosófica quando concluiu que pode viver sua vida inteira sem saber se a Teoria das Cordas constitui realmente uma descrição de toda a realidade. Tong se conforta em saber que os métodos da Teoria das Cordas podem atuar como suporte para pesquisas de problemas menos fundamentais, tais como o comportamento dos quarks e de metais exóticos. “É uma teoria útil; então, estou tentando me concentrar nela”, diz.
 
5. O que é a singularidade? 
 
Para o cosmólogo e diretor do Perimeter Institute, Neil Turok, o maior mistério é como tudo começou, a grande explosão, mais conhecida como o big bang. A teoria convencional aponta novamente um estado infinito, quente e denso no início do universo, onde as leis da física conhecidas se dividem. “Nós não sabemos descrevê-la”, disse Turok. “Como pode qualquer um alegar que tem uma teoria sem isso?”. Ele está esperançoso de que há uma relação entre a Teoria das Super-Cordas e um desenvolvimento conhecido como “o princípio holográfico”, que mostra que uma singularidade em três dimensões pode ser traduzida em uma entidade matematicamente mais manejável em duas dimensões (a qual pode implicar em que a terceira dimensão e a própria gravidade são ilusórias). “Estas ferramentas estão nos dando novas formas de pensar sobre o problema, que são profundamente satisfatórias em um sentido matemático”, diz.
 
6. O que é a realidade realmente?
O mundo material pode, em algum nível, estar além da compreensão, mas Anton Zeilinger, professor de física da Universidade de Viena, está profundamente esperançoso de que os físicos simplesmente têm passado raspando pela superfície de alguma coisa muito grande. Zeilinger especializa-se nas experiências com o quantum, que demonstram a influência aparente dos observadores na formação da realidade. “Talvez a descoberta real virá quando nós começarmos a realizar as conexões entre a realidade, o conhecimento e as nossas ações,” diz. É um conceito bem estabelecido na prática. Zeilinger e outros pesquisadores têm mostrado que as partículas que são amplamente separadas podem de algum modo ter estados quânticos vinculados, de modo que, ao observar o estado de um, o efeito no outro também seja afetado. Ninguém conseguiu descobrir ainda como o universo parece saber quando está sendo observado.
 
7. Como que a física pode nos levar tão longe?
Talvez a maior pergunta é se o processo de investigação que revelou tanto sobre o universo desde a época de Galileu e de Kleper está próximo do fim da linha. “Eu me preocupo se nós chegamos aos limites da ciência empírica”, disse Lawrence Krauss, da Universidade Estadual do Arizona. Especificamente, Krauss quer saber se exigirá o conhecimento de outros universos, tais como aqueles levantados por Carroll, para compreender porque nosso universo é da maneira que é. Se tal conhecimento for impossível de alcançar, isso pode significar o fim do aprofundamento do nosso entendimento de qualquer coisa que esteja além disso.
Fonte: Hypescience.com

Quantas galáxias há no universo?

Crédito da imagem: 2P2 Team, WFI, MPG / ESO de 2.2 m Telescope, La Silla, ESO. 

Nosso universo começou pequeno para a ciência: nós só podíamos ver as estrelas próximas, e uma ou outra supernova. Mais adiante, conseguimos ver nebulosas, e descobrimos as galáxias. Mas a visão direta das galáxias no universo estava bloqueada para nós: a poeira da nossa galáxia nos atrapalhava. Mesmo as estrelas próximas impediam uma visão desobstruída. Finalmente, os telescópios-satélites abriram uma janela para enxergarmos locais distantes. Só que o céu parecia ter regiões escuras, sem absolutamente nada. Uma destas regiões foi examinada atentamente pelo Hubble durante 11 dias. Onde não parecia haver absolutamente nada, cerca de 10.000 galáxias foram registradas no Hubble Deep Field (HDF), uma imagem fantástica do nosso universo.

E existem mais galáxias escondidas no HDF, galáxias que estão tão longe que sua luz está tão desviada para o vermelho (redshift) que o Hubble não é capaz de percebê-las. Se a região do HDF corresponde a 1/24.000.000 do céu, e se existe a mesma quantidade de galáxias em todas as direções que se possa apontar o telescópio, isto significa que há, no universo, pelo menos 100 bilhões de galáxias. Recentemente os astrônomos combinaram anos de observação de uma única região, um pedacinho do HDF, e criaram o Hubble Extra Deep Field (XDF), que tem cerca de 75% mais galáxias que o HDF. Refazendo as contas, a estimativa obtida multiplicando o número de galáxias naquele trecho (5.500) pelo número de vezes que é preciso repeti-lo para cobrir o céu (32 milhões), chegamos ao número aceito cientificamente como a provável quantidade de galáxias que existem no universo visível: no mínimo 175 bilhões de galáxias.
Fonte: http://scienceblogs.com

Galeria de Imagens:Telescópio Herschel encerra atividades

No começo de maio, o telescópio será retirado do serviço ativo e ficará 'estacionado' em uma órbita heliocêntrica (em torno do Sol)
 
Lançado em maio de 2009 para estudar a formação das estrelas, o telescópio espacial Herschel encerrou definitivamente suas atividades. Nesta projeção divulgada pela Agência Espacial Europeia, o telescópio tem como pano de fundo o berçário estelar W40, localizado a 1 mil anos-luz, na constelação de Aquila.Foto: ESA / Divulgação

Controvérsia: Físico Argumenta Tempo é Real

Contrariando a visão a respeito do tempo mais aceita entre cientistas, o físico teórico Lee Smolin defende que ele não é uma “ilusão”, mas sim algo “real”. Em seu livro recém-lançado, “Time Reborn” (“Tempo Renascido”, em português), Smolin explica como o tempo seria necessário para a existência das leis do universo, e portanto mais do que apenas uma ilusão. O tempo é supremo, e a experiência que todos nós temos de que a realidade é o momento presente não é ilusão, mas a mais profunda pista que temos sobre a natureza fundamental da realidade”, explica. De início, como a maioria de seus colegas físicos, Smolin pensava no tempo como algo subjetivo – de acordo com a Teoria da Relatividade de Einstein, ele é apenas mais uma dimensão, e a percepção de que está “passando” está em nossa mente.
 
Aos poucos, contudo, Smolin sentiu como se, diante das leis do universo, essa ideia de “ilusão” não fosse suficiente. “Se leis estão fora do tempo, elas são inexplicáveis. Se uma lei apenas ‘é’, não há explicação (…) Elas precisam evoluir, mudar, devem estar sujeitas ao tempo”, reflete o físico. “As leis, então, vêm do tempo e estão sujeitas a ele, e não o contrário”. Apesar de defender essa tese com firmeza, o próprio autor reconhece que há objeções, especialmente o que ele chama de “dilema da meta-lei”: se as leis do universo mudam e evoluem, é preciso que algo direcione essas mudanças, algo maior; mas, nesse caso, esse “algo” deveria ser maior que o tempo e, portanto, estar “fora” dele. Admitindo que o problema existe, Smolin não deixa de acreditar que encontraremos uma resposta para ele. “Creio que a direção da cosmologia do século 21 vai depender da maneira correta de resolvermos o ‘dilema da meta-lei’”, diz.

A ciência por trás dos universos paralelos


 
De alguma forma, às vezes a ideia de que existem universos paralelos parecidos com o nosso, porém onde certos eventos não ocorreram (como o ataque nuclear a Hiroshima ou o lançamento dos filmes 1, 2 e 3 de Star Wars), soa reconfortante. Mas o que a ciência tem a dizer sobre isso?  Para ilustrar a questão, a equipe do canal do YouTube MinutePhysics criou um vídeo em que combinam narração e desenhos. “Se o universo é ‘tudo o que há’, você não pode ter duas versões dele, certo? Do contrário, o par seria ‘tudo o que há’, ao invés do que você começou chamando de ‘universo’”, explicam os autores.

O grande problema, nesse caso, seria a terminologia. Físicos informalmente dizem “universo” quando na verdade querem dizer “universo observável”, ou seja, a parte do universo que conseguimos ver até agora. Nesse caso, não haveria problema em falar que há outros universos observáveis, tão distantes que a luz que vem deles ainda não chegou até nós, mesmo em bilhões de anos de existência. Quando se fala em “universos paralelos”, dizem os autores, seria mais preciso usar o termo “multiversos”, que normalmente se refere a três modelos bastante distintos uns dos outros (nenhum confirmado ou testado experimentalmente):
 

Universos bolhas

 
“A ideia é que há outras partes do universo muito distantes, ou dentro de buracos negros, que nós provavelmente jamais veremos”, resumem. “Esse modelo foi criado para explicar por que nosso universo é tão bom em formar estrelas, galáxias, buracos negros e vida”. Cada um desses universos poderia ter leis da Física levemente diferentes, mas apenas alguns (ou, quem sabe, apenas o nosso) teria a Física necessária para permitir a existência de vida (ou de planetas, ou de qualquer outra coisa) como conhecemos.
 

Membranas e dimensões extras

 
De acordo com esse modelo,o nosso universo é “apenas” um espaço com três dimensões contido em um conjunto maior, que tem nove dimensões espaciais. “Se o espaço tiver nove dimensões, há lugar suficiente para vários universos de três dimensões que seriam aparentemente como o nosso, mas, como as páginas de um jornal, seriam apenas parte de um conjunto”. Essas “superfícies” são chamadas de “membranas”.
 

Múltiplos mundos da mecânica quântica

 
Baseado em princípios como o da incerteza quântica, o modelo sugere que todos os possíveis desdobramentos de qualquer evento ocorrem, mas nós vivemos em uma sequência específica deles. Em outro universo, por exemplo, você teria ganho um Prêmio Nobel – porém não ganhou no universo em que estamos devido a uma longa e complexa cadeia de eventos.
 

Observação difícil (mas não impossível)

 
Estudos do espaço e da mecânica quântica podem ajudar a avaliar melhor esses três modelos, uma tarefa árdua, mas que faz parte do “trabalho” da ciência. “Como sempre”, finalizam os autores do vídeo, “devemos nos lembrar de que Física é ciência, não filosofia, e que em nossas tentativas de explicar o universo que observamos, temos que fazer afirmações que, a princípio, podem ser testadas e, então, testá-las”.
Fonte: Hypescience.com

Missão Herschel chega ao fim

O observatório espacial Herschel da ESA esgotou a sua reserva de hélio líquido para refrigeração, pondo fim a mais de três anos de observações pioneiras do Universo frio.
O observatório espacial Herschel contra uma imagem de fundo da região de formação estelar Vela C. A imagem mostra formação estelar de baixa e alta massa em vários estágios evolucionários, desde filamentos frios, núcleos pré-estelares e protoestrelas até regiões mais evoluídas que contêm poeira e que foram aquecidas gentilmente por estrelas quentes.Crédito: ESA/PACS e Consórcio SPIRE, T. Hill, F. Motte, Laboratório AIM Paris-Saclay, CEA/IRFU - CNRS/INSU - Univ. de Paris Diderot, Consório do Programa HOBYS
 
O evento não foi inesperado: a missão começou com mais de 2300 litros de hélio líquido, que foi evaporando lentamente desde a véspera do lançamento do Herschel a 14 de Maio de 2009. O hélio líquido era essencial para arrefecer os instrumentos do observatório até perto do zero absoluto, permitindo com que o Herschel fizesse observações altamente sensíveis do Universo. A confirmação de que a reserva de hélio finalmente esgotou-se chegou ontem à tarde, no início da sessão de comunicação diária do observatório com a sua estação terrestre no Oeste da Austrália, no qual foi medido um claro aumento nas temperaturas em todos os instrumentos do Herschel. "O Herschel superou todas as expectativas, proporcionando-nos um tesouro incrível de dados que vai manter os astrónomos ocupados por muitos anos," afirma o Prof. Alvaro Giménez Cañete, Director de Exploração Científica e Robótica da ESA. O Herschel fez mais de 35.000 observações científicas, totalizando mais de 25.000 horas de dados científicos de cerca de 600 programas de observação. Mais 2000 horas de observações de calibração também contribuem para o rico conjunto de dados, que tem sede no Centro de Astronomia Espacial da ESA, perto de Madrid, na Espanha.

O arquivo será o legado da missão. Espera-se que proporcione ainda mais descobertas do que as que já foram feitas durante a vida da missão Herschel. O tesouro científico do Herschel deve muito ao excelente trabalho feito pela indústria europeia, instituições e universidades no desenvolvimento, construção e operação do observatório e dos seus instrumentos," afirma Thomas Passvogel, gestor do programa Herschel da ESA. "O Herschel ofereceu-nos uma nova visão do Universo escondido até então, apontando para um processo nunca antes visto de nascimento estelar a formação galáctica, e permitindo-nos traçar a água através do Universo desde nuvens moleculares até estrelas recém-nascidas, passando pelos seus discos de formação planetária e cinturas de cometas," afirma Göran Pilbratt, cientista do projecto Herschel da ESA. As impressionantes imagens do Herschel, de complexas redes de poeira e filamentos de gás dentro da nossa Via Láctea, fornecem uma história ilustrada de formação estelar. Estas observações únicas do infravermelho distante deram aos astrónomos uma nova visão sobre como a turbulência agita o meio interestelar, dando origem a uma estrutura filamentar e tipo-teia de aranha dentro de nuvens moleculares frias. Se as condições são adequadas, a gravidade assume o comando e fragmenta os filamentos em núcleos compactos.

Embebidas profundamente dentro destes núcleos estão protoestrelas, as sementes de novas estrelas que aquecem gentilmente a poeira em redor até alguns graus acima do zero absoluto, revelando as suas posições aos olhos sensíveis ao calor do Herschel. Durante os primeiros milhões de anos de vida das estrelas recém-nascidas, a formação de planetas pode ser seguida nos densos discos de gás e poeira que giram à sua volta. Em particular, o Herschel tem seguido o rastro da água, uma molécula crucial para a vida como a conhecemos, desde nuvens de formação estelar até estrelas e até discos de formação planetária. O Herschel detectou vapor de água equivalente a milhares de oceanos da Terra nestes discos, com quantidades ainda maiores de gelo preso à superfície de grãos de poeira e em cometas. Mais perto de casa, o Herschel também estudou a composição do Cometa Hartley-2, rico em água gelada, descobrindo que tem quase os mesmos rácios isotópicos que a água nos nossos oceanos. Estes resultados alimentam o debate de quanto da água da Terra foi entregue via cometas impactantes. Combinados com as observações de enormes cinturas cometárias em torno de outras estrelas, os astrónomos esperam compreender se um mecanismo similar pode também estar em jogo noutros sistemas planetários.
 
O Herschel também tem contribuído para o nosso conhecimento da formação de estrelas em grande escala, abrangendo grande parte do espaço cósmico e do tempo. Ao estudar a formação estelar em galáxias distantes, identificou muitas que estão formando estrelas a taxas extraordinárias, mesmo no início da vida de 13,8 mil milhões do Universo. Estas galáxias com intensa formação estelar produzem entre centenas a milhares de estrelas por ano. Em comparação, a nossa própria Via Láctea produz, em média, o equivalente a apenas uma estrela tipo-Sol por ano. Como as galáxias podem suportar formação de estrelas nestas escalas tão massivas durante os primeiros milhares de milhões de anos da existência do Universo coloca um problema crucial para os cientistas que estudam a formação e evolução galáctica. As observações do Herschel sugerem que quando o Universo era jovem, as galáxias tinham muito mais gás com que se alimentar, possibilitando as altas taxas de formação de estrelas, mesmo na ausência de colisões entre  galáxias normalmente necessárias para desencadear estes ataques espectaculares de formação estelar.
 
"Embora este seja o fim das observações do Herschel, certamente não é o final da missão - existem muitas mais descobertas por vir," afirma o Dr. Pilbratt. "Vamos agora passar os próximos anos tornando os nossos dados acessíveis na forma dos melhores mapas possíveis, espectros e vários catálogos para suportar o trabalho presente e futuro dos astrónomos. No entanto, estamos tristes por ver o final desta fase: obrigado, Herschel! O Herschel continuará a comunicar com as estações terrestres durante algum tempo agora que o hélio esgotou-se, durante o qual serão feitos vários testes técnicos. Finalmente, em Maio dirigir-se-á para uma órbita estável de longo-termo em órbita do Sol.
Fonte: Astronomia On-Line

Nasa divulga imagens de furacão gigantesco que atinge Saturno

Furacão em Saturno é 20 vezes maior e mais poderoso que fenômeno similar na Terra
 
Novas imagens divulgadas por uma nave espacial da Nasa (agência espacial americana) na órbita de Saturno revelam detalhes de um enorme furacão atingindo o polo norte do planeta. As fotos da sonda Cassini mostram o olho do furacão, com cerca de 2 mil quilômetros de largura - aproximadamente 20 vezes maior que um fenômeno típico na Terra. O turbilhão no planeta dos célebres anéis também é mais forte que na Terra, com ventos em sua borda exterior chegando aos 530 quilômetros por hora. "Checamos duas vezes quando vimos o vórtice porque se parece muito com um furacão na Terra", afirmou em um comunicado o cientista Andrew Ingersoll, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos. "Mas ali está, em Saturno, em uma escala muito maior, e de alguma forma está permanecendo ativo mesmo com a pequena quantidade de vapor de água na atmosfera."
 
Nuvens finas e brilhantes viajam a 150 metros por segundo no limite externo do furacão, que se move dentro de um vórtice imenso e misterioso em formato de hexágono. Cientistas vão estudar o furacão para obter mais conhecimento sobre esse tipo de fenômeno na Terra, onde se alimenta da água quente dos oceanos. Apesar de não haver extensão de água nas proximidades dessas nuvens no topo da atmosfera de Saturno, aprender como o vapor de água é utilizado na formação de tempestades naquele planeta pode ajudar a entender melhor a geração e permanência de furacões terrestres. Tanto o furacão na Terra quanto o vórtice saturniano possuem um olho central sem nuvens - ou com muito poucas delas. Outras características similares incluem a formação de nuvens altas e a rotação em sentido antihorário.
Fonte:Terra

A 15 bilhões de anos - a Origem do Universo

A teoria mais aceita sobre a origem do Universo é a do Big Bang. Há 15 bilhões de anos o Universo concentrava-se todo em um único ponto, com altíssima temperatura e densidade energética. Esse ponto explode – o instante zero – e começa a expansão do Universo, observada até hoje. As primeiras partículas, os fótons, são associadas à radiação eletromagnética. Prótons, elétrons e nêutrons formam-se nos três primeiros minutos dessa expansão, ainda vinculados à radiação.

Origem da matéria– Ao se expandir, o Universo também se resfria. Quando atinge 4 mil graus Celsius, cerca de 300 mil anos após o instante zero, elétrons e prótons começam a interagir e formam os primeiros átomos de hidrogênio. Esses elementos químicos dão origem às galáxias e às estrelas, respectivamente 2 bilhões de anos e 4 bilhões de anos após o Big Bang.

Radiação de fundo – Com a separação entre matéria e radiação, os fótons têm mais espaço para se propagar, formando a chamada radiação de fundo, presente em todo o Universo até hoje. Detectada pelos astrônomos Arno Penzias e Robert Wilson, em 1965, constitui uma das indicações da validade da teoria do Big Bang.


EVOLUÇÃO DO UNIVERSO
De acordo com a teoria da Relatividade, a evolução do Universo depende da densidade da matéria nele existente. Se essa densidade for superior a um valor crítico, pode deixar de se expandir e até se contrair devido à atração gravitacional mútua de seus constituintes. Se a densidade for inferior a um ponto crítico, o Universo continuará sempre em expansão.

Matéria escura– No início de 1993, o satélite europeu Rosat constata a existência de 25 vezes mais matéria invisível que matéria visível na composição do Universo. A descoberta reforça a idéia de que o Universo não deverá se expandir para sempre devido à atração gravitacional decorrente de sua própria massa, mas ainda não há conclusões sobre o futuro do Universo.
Fonte:Super

Pesquisadores descobriram que a estrela G 35 vive condensada dentro de um casulo de poeira e gás

  • Pesquisadores da Universidade da Flórida, nos Estados Unidos, capturaram imagens mais detalhadas em infravermelho médio de uma estrela massiva e descobriram que ela vive condensada dentro de um casulo de poeira e gás. Até então os cientistas pensavam que a formação de grandes estrelas era bastante complicada devido ao ambiente turbulento e caótico do centro de aglomerados estelares. Mas ao medir a G 35, uma estrela a 8.000 anos-luz de distância com 20 vezes a massa do Sol , a equipe viu que o processo era simples e causado por colapsos de nuvens interestelares. As observações foram feitas em 2011 com uma câmera especial a bordo do SOFIA, um Boeing 747 modificado pela Nasa (Agência Espacial Norte-Americana) e que tem um telescópio de 2,5 metros de diâmetro para alcançar altitudes de até 13,7 mil metros.
    Fonte:UOL
  • Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...