17 de out de 2014

Higgsogênese: novo modelo sobre o início do universo




Higgsogênese
Recentemente, em função de um artigo publicado na revista “Physical Review Letters”, houve notícias sobre um novo modelo cosmológico conhecido como higgsogênese. O termo refere-se à primeira aparição das partículas de Higgs no início do universo, assim como a bariogênese se refere ao aparecimento de bárions (prótons e nêutrons) nos primeiros momentos após o Big Bang. Enquanto a bariogênese é um processo bem compreendido, a higgsogênese ainda é muito hipotética.

A Higgsogênese

Experimentalmente, nós temos observado o bóson de Higgs com uma massa cerca de 125 vezes maior do que a do próton. Atualmente, as evidências apontam para uma única partícula de Higgs, mas ainda são necessárias mais experiências para definir algumas de suas propriedades exatas. Isto dá uma excelente abertura a teóricos. Depois de termos demonstrado a existência da partícula e conhecermos algumas das suas propriedades básicas, ainda precisamos definir outras, por isso, os teóricos podem brincar com diferentes alternativas para ver como elas afetam a cosmologia. Neste artigo em particular, propõe-se que o Higgs tem uma antipartícula que se chama anti-Higgs. Partículas comuns como prótons e elétrons têm suas antipartículas (o antipróton e o pósitron).

Em partículas comuns, a matéria e a antimatéria aparecem em quantidades iguais. Este é realmente um grande mistério na cosmologia, porque vivemos em um universo dominado pela matéria. Não temos certeza de como essa assimetria entre matéria e antimatéria se apresentava no início do universo. Para resolver este mistério, os autores propõem uma assimetria entre o Higgs e o anti-Higgs. Esta quebra de simetria, então, daria lugar à dominância da matéria em nosso universo atual. Eles também propõem que, conforme o universo esfriou, as partículas de Higgs poderiam ter decaído em partículas de matéria escura, dando origem à matéria escura no universo.

Se esta última ideia for verdadeira, então o Higgs deve se deteriorar de maneira a indicar uma interação da matéria escura. A teoria é interessante, mas é muito especulativa. Desde que o bóson de Higgs ganhou o prêmio Nobel no ano passado, vimos uma enxurrada de artigos na imprensa popular sobre várias teorias “revolucionárias” que o ligam à cosmologia primitiva. Todas elas ainda são especulativas e permanecerão assim por um bom tempo. No momento, temos que explorar um monte de ideias para ver o que funciona e o que não funciona. Então, apertem seus cintos: os artigos da astrofísica de Higgs estão chegando.
Fonte: HypeScience.com

Colonizadores de Marte devem morrer no 68º dia, diz estudo

Científicos urgen a enviar seres humanos a Marte «sin billete de vuelta»
Os corajosos pioneiros dispostos a embarcar em uma missão a Marte, prevista pela empresa holandesa Mars One, começarão a morrer no 68º dia de missão, alerta um rigoroso estudo científico divulgado nesta terça-feira. Cinco estudantes de aeronáutica do prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, na sigla em inglês) chegaram a esta conclusão, após ter analisado os dados científicos disponíveis sobre a missão, que a empresa pretende transformar em um 'reality show'. Segundo o informe de 35 páginas, que analisa com gráficos e fórmulas matemáticas recursos como oxigênio, nutrientes e tecnologias disponíveis para o projeto, a morte do primeiro pioneiro "ocorrerá aproximadamente aos 68 dias demissão, por asfixia.  As plantas, que teoricamente devem alimentar os colonos, produzirão oxigênio demais e a tecnologia para equilibrar a atmosfera "ainda não foi desenvolvida", afirmam os autores do estudo.

Além disso, os colonos dependerão do envio de peças de reposição em umamissão que poderá custar US$ 4,5 bilhões, uma cifra que, segundo os autoresdo informe, aumentará com o envio de outros equipamentos. O Mars One é um projeto lançado pelo co-fundador da companhia, o holandês Bas Lansdorp (PDG), que pretende enviar em 2024 a primeira tripulação dequatro voluntários para colonizar Marte sem retorno à Terra, após uma viagemde sete meses. Lansdorp rechaçou as cifras do estudo na revista Popular Science, alegando que se baseou em dados incompletos. Mais de 200.000 pessoas de 140 países se apresentaram voluntariamente para participar do projeto, que gerou muito ceticismo, mas também o apoio decientistas como o ganhador do prêmio Nobel de Física em 1999, Gerard't Hooft. 
Fonte: Mega Curioso
AFP

6 mistérios da Física que ainda não foram resolvidos


De acordo com as lendas que circulam pelo meio científico, o físico britânico Lord Kelvin teria dito, em 1900, que não havia mais nada para ser descoberto pela Física naquela época e que, a partir de então, a ciência só poderia ser aperfeiçoada, com medições cada vez mais precisas. Porém, bastaram algumas décadas para que a declaração de Kelvin fosse refutada. Durante a primeira metade do século XX, os alicerces da Física Quântica começaram a ser construídos por nomes de peso, como Einstein, Planck, Bohr e Heinsenberg. Depois disso, ninguém se arriscou a repetir que já sabemos tudo sobre o universo. E, cada vez mais, avanços científicos abrem áreas novas, que precisam ser entendidas. Quer uma prova? Pois então vamos a alguns mistérios que ainda não são completamente compreendidos pela ciência.

1. Energia escura e o nosso universo

Mesmo que a gravidade empurre tudo para o centro do nosso universo, ele continua se expandindo. Para explicar isso, astrofísicos sugeriram a presença de uma energia invisível e que se contrapõe à força da gravidade. Conhecida como energia escura, essa constante cosmológica é tida como uma propriedade inerente do próprio espaço. À medida que o espaço se expande, mais espaço é criado e, consequentemente, mais energia escura. E não é só isso. Com base nas observações da taxa de expansão do universo, cientistas estimam que mais de 70% do universo é composto por energia escura. Entretanto, ninguém sabe como constatar de fato a presença dessa energia.

2. Matéria escura compõe 84% do universo

Mais uma curiosidade sobre o nosso universo: 84% da matéria presente em nosso universo não emite e sequer absorve luz. A matéria escura, como é chamada, não pode ser vista diretamente e ainda não pôde ser detectada de maneira indireta. Porém, cientistas acreditam na existência dessa matéria graças aos efeitos gravitacionais que atuam na radiação e estrutura do universo, além da matéria visível.
Matéria escura, em azul, circulando a Via Láctea (Fonte da imagem: ESO/L. Calçada)


Acredita-se que esse tipo de matéria seja composta por partículas conhecidas como WIMPs, acrônimo que significa “Weakly Interacting Massive Particles”, ou seja, “Partículas Massivas de Interação Fraca”, em tradução livre. Porém, até o momento, nenhuma dessas partículas foi detectada.

3. Existem universos paralelos?

Expansão e criação de novos universos: o X vermelho indica o fim da inflação (Fonte da imagem: Starts With a Bang)

E como se já não tivéssemos problemas suficientes aqui na Terra, cientistas surgiram com o conceito de multiverso, ou seja, diversos universos paralelos coexistindo sem que um tenha contato com o outro. Se quiser saber mais sobre uma das teorias que corroboram essa ideia, leia o artigo “Universos paralelos: afinal, que piração é essa?”.

4. Por que tem mais matéria do que antimatéria?

Essa é uma das perguntas cuja resposta está longe de ser respondida. Sabemos que, quando uma partícula de matéria se encontra com sua contraparte, as duas desaparecem. Entretanto, muitos acreditam que, durante o Big Bang, a mesma quantidade de matéria e antimatéria foi formada. Mas se isso realmente acontecesse, prótons teriam sido aniquilados com antiprótons, nêutrons com antinêutrons e assim por diante. O universo não teria sido criado e você não estaria aqui, lendo este artigo. Por isso, há a especulação de que exista muito mais matéria do que antimatéria no universo. Mas, se isso for verdade, ninguém sabe explicar como ou por que tudo aconteceu dessa forma.

5. O destino do universo

Energia escura pode definir o futuro do universo (Fonte da imagem: NASA)

O universo está em expansão. Mas esse processo terá um fim? Bem, existem algumas respostas para essa possibilidade e, basicamente, ela depende de uma variável cujo valor é desconhecido: a medida da densidade de matéria e energia no espaço. Com base nisso seria possível estipular, com clareza, a forma do universo. O universo pode ser fechado, como a forma de uma esfera e, caso não haja a tal energia escura, ele eventualmente começará a encolher novamente, num processo inverso ao do Big Bang e conhecido como Big Crunch. Caso a energia escura exista de fato, esse universo esférico se expandirá eternamente.

De maneira alternativa, pode ser que o universo seja curvo e aberto, como a superfície de uma sela para montar cavalos. Se esse for o caso, o universo pode estar caminhando para dois processos conhecidos como Big Freeze e Big Rip, ou seja, primeiro, a aceleração do universo fará com que ele acabe desfazendo galáxias e estrelas, deixando matéria fria e abandonada. Depois, a aceleração cresceria tanto que poderia até mesmo superar a força que mantém os elementos de um átomo em seus devidos lugares, destruindo-o completamente.
Linha do tempo do nosso universo, desde o seu surgimento (Fonte da imagem: NASA)

Para finalizar, o universo pode ter uma estrutura planar, de maneira similar a uma mesa que se expande para todas as direções. Caso a energia escura não exista nesse modelo, o universo reduziria a aceleração de sua expansão aos poucos, até parar completamente. Mas se a energia escura existir, tudo terminaria sendo destruído com o Big Rip.

6. Medições destroem ondas quânticas

O mundo subatômico é estranho. As leis da Física são outras e tudo se comporta de maneira bastante esquisita para os nossos padrões. Para começar, as partículas não se comportam como pequenas esferas, mas como ondas que ocupam certa área. Sendo assim, propriedades como localização e velocidade de uma partícula são medidas em probabilidades, um intervalo de valor que a partícula pode ocupar. Porém, o inesperado acontece quando alguém tenta medir com exatidão uma de suas propriedades: a partícula deixa de ser uma função de onda e passa a ter uma só localização ou velocidade, por exemplo. Mas como e por que essa onda se desfaz, ninguém sabe.

Vendo na escuridão

Kandinsky_Geology1

A Cratera Kandinsky está localizada perto do polo norte de Mercúrio e mostra evidências de que ela abriga gelo de água. O assoalho da Cratera Kandinsky está permanentemente na sombra e nunca recebe diretamente a luz do Sol, mantendo-a numa temperatura muito baixa. Contudo, usando a luz do Sol que é dispersada pelas paredes da cratera e o filtro limpo de banda larga da câmera WAC, o instrumento MDIS foi capaz de capturar essa imagem que revela os detalhes da superfície escondida nas sombras. A imagem de banda larga da câmera WAC é mostrada do lado esquerdo, delimitada em amarelo e sobreposta sobre o mosaico polar também obtido pelo instrumento MDIS.

A visão na direita mostra a mesma imagem mas com o brilho e com o contraste estourado para mostrar os detalhes do assoalho da cratera que fica na sombra permanente. Essa imagem foi adquirida como parte da campanha do instrumento MDIS que tem como objetivo imagear as regiões que ficam permanentemente nas sombras nas crateras polares congeladas de Mercúrio. Imageando esses locais com o filtro limpo de banda larga do MDIS, que tem uma largura de banda de 600 nanômetros e que é usado para calibrar imagens das estrelas, tem o potencial de revelar detalhes das superfície escondidas nas sombras que são fracamente iluminadas pela luz do Sol dispersada. Uma variedade de tempos de exposição e de condições de imageamento são empregados para maximizar a oportunidade para resolver as feições superficiais das áreas permanentemente escondidas nas sombras.

Cometa Siding Spring passa este fim de semana por Marte

Impressão de artista do Cometa Siding Spring (2013 A1) e Marte. Crédito: NASA
O que não daríamos para ser um astronauta à superfície de Marte esta semana. Os céus do Planeta Vermelho serão agraciados com uma vista inesquecível e espectacular: a passagem extremamente próxima do Cometa C/2013 A1 Siding Spring. Descoberto em 2013, o Siding Spring foi avistado pelo veterano caçador de cometas Robert McNaught a partir do Observatório Siding Spring na Austrália. Todos os anos são descobertos dúzias de cometas, mas este ganhou logo a atenção dos astrónomos quando se verificou que possivelmente podia colidir com Marte em Outubro de 2014.

Mas apesar de observações posteriores terem refinado a órbita do cometa e terem descartado tal impacto, os dados relativos a esta passagem do cometa por Marte ainda são impressionantes: o Siding Spring vai passar a 139.500 km do centro de Marte este Domingo, dia 19 de Outubro às 19:27 (hora de Portugal Continental). Ainda embora tenhamos que colocar pegadas humanas em Marte, uma autêntica frota de sondas espalhas pelo Sistema Solar interior está pronta para estudar o cometa tanto de perto como de longe. A NASA tomou medidas para que as sondas em órbita marciana estejam protegidas dos detritos cometários e ainda existe a possibilidade de estudar em primeira mão a interacção da cauda do cometa com a atmosfera do planeta.
A missão NEOWISE da NASA detectou o Cometa C/2013 A1 Siding Spring no dia 28 de Julho de 2014, a menos de três meses da maior aproximação por Marte de dia 19 de Outubro. O NEOWISE capturou múltiplas imagens do cometa, combinadas aqui para que o cometa seja visto em quatro posições diferentes em relação às estrelas de fundo. A imagem também inclui, perto do canto superior esquerdo, a galáxia NGC 1316. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Pensa-se que o núcleo do Cometa Siding Spring tenha 700 metros de diâmetro e que a cabeleira meça 19.300 km em diâmetro. A maior aproximação terá pouco menos de seis vezes a distância entre Marte e Deimos (a sua lua mais exterior) e a cabeleira terá quase 8 graus em tamanho a partir da perspectiva de um marciano - 16 vezes o diâmetro de uma Lua Cheia vista a partir da Terra - viajando pelos céus a uns fascinantes 1,5º por minuto. Se estivéssemos em Marte, seria muito fácil de observar o movimento a olho nu (claro, protegidos com fatos espaciais) após algumas dezenas de segundos de observação! Visto à superfície, a magnitude do cometa poderá chegar aos -5.

Por exemplo, a partir de Acidalia Planitia, a latitudes médias norte na superfície de Marte, o cometa seria um belo objecto situado 48 graus acima do horizonte a Nordeste ao amanhecer, talvez até fosse visível após o nascer-do-Sol. E a vista do cometa? Esse sim, seria um passeio espectacular, à medida que Marte "incha" até 3 graus em diâmetro enquanto se aproxima e se afasta. O cometa propriamente dito tem uma órbita superior a um milhão de anos, para nunca mais visitar o Sistema Solar interior nas nossas vidas. Tal espectáculo nunca foi visto na história registada do planeta Terra.
Amanhecer de dia 19 de Outubro de 2014, em Marte (hora correspondente à maior aproximação do cometa pelo planeta - 19:27, hora portuguesa). Crédito: Miguel Montes, Starry Night Pro Plus 7.1

A passagem mais próxima e confirmada de um grande cometa pelo nosso planeta foi a do Cometa D/1770 L1 Lexell, que passou a mais de 15 vezes a distância entre o Siding Spring e Marte, a 2,2 milhões de quilómetros da Terra no dia 1 de Julho de 1770. Há que realçar que uma passagem cometária ainda mais próxima em 1491 permanece não confirmada. Em tempos mais recentes, o Cometa Hyakutake passou a 15,8 milhões de quilómetros da Terra no dia 25 de Março de 1996, com uma cauda que abrangia metade do céu a partir de um local escuro, e os observadores cometários de longa data podem estar recordados da passagem do Cometa IRAS-Araki-Alcock em 1983, que passou a apenas 4,7 milhões de quilómetros da Terra.

Não nos podemos esquecer do impacto histórico do Cometa Shoemaker-Levy 9 com Júpiter em 1994, que nos relembrou que catástrofes cósmicas podem e de facto ocorrem. A estimativa superior do tamanho do núcleo do Siding Spring corresponde a 70% do tamanho do Fragmento G do Shoemaker-Levy 9, e um impacto de uma destas "bolas de neve sujas" com a Terra ou Marte seria muito mau para nós, humanos, e para os rovers. Felizmente, temos apenas um lugar na primeira fila para o espectáculo deste fim-de-semana e o nosso planeta não é o evento principal. O Cometa A1 Siding SPring será um objecto de magnitude 11,5 e passa a menos de 0,03º de Marte (com magnitude 0,9). Ambos serão visíveis brevemente no nosso céu ao lusco-fusco.
Fonte: Astronomia On-Line - Portugal



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