22 de out de 2015

Por que não podemos viajar ao passado?

Cena do filme "De Volta para o Futuro", em que um adolescente vivido por Michael J. Fox viaja no tempo, graças à invenção do cientista interpretado por Christopher Lloyd

Viajar para o futuro não só é possível, como os astronautas fazem isso o tempo todo. E voltar ao passado? Bom, aí já é querer demais. Alguns cientistas até admitem essa possibilidade, contanto que a Terra e seus arredores não sejam o ponto de partida: isso só seria possível em uma galáxia muito, muito distante. Respeitado no Brasil e no exterior, o cosmólogo Mário Novello, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), é desses cientistas que conseguem fazer até leigos pensarem "fora da caixa". E, além de insistir que o Universo já existia no momento do Big Bang, ele explica que o campo gravitacional da Terra e de seus arredores é muito fraco para permitir viagens ao passado. Mas faz um porém: "É possível que haja configurações diferentes da nossa vizinhança", diz. Para entender melhor o que ele diz, é bom lembrar que, a partir das descobertas de Albert Einstein, descobriu-se que o tempo é relativo, trazendo à tona, digamos assim, várias formas de se viajar nele. Um corredor de Fórmula 1 é algumas frações de segundo mais jovem, ao final de uma corrida, que os seus colegas de mesma idade que permaneceram nos boxes. Isso foi comprovado experimentalmente com aviões a jato e relógios atômicos superprecisos", ensina o físico Cássius Anderson de Melo, professor da Universidade Federal de Alfenas - Campus Poços de Caldas e da Universidade Estadual Paulista (Unesp).

"Também quando se está em um campo gravitacional mais forte, o tempo passa mais devagar (nosso 'tic-tac' aqui é mais lento que aquele no espaço sideral, longe de tudo)", continua Melo. Isso é comprovado a todo momento pelos nossos aparelhos de GPS: se os computadores não corrigirem o tempo dos satélites (que tem um "tic-tac" mais lento que o nosso pela gravidade menor e velocidade maior), a posição marcada apresentaria erro. Astronautas da Estação Espacial Internacional também experimentam esse tipo de diferença. A propósito, o cosmonauta russo Sergei Avdeyev é conhecido como o recordista humano em viagem no tempo - ao passar 747,5 dias na estação Mir, ele viajou aproximadamente 20 milissegundos ao futuro. Teoricamente, se alguém conseguisse ultrapassar a velocidade da luz, conseguiria viajar ao passado. O problema é que, para isso se tornar possível – e muitos físicos acreditam que não é, seria preciso uma quantidade absurda de energia. 

Os buracos de minhoca seriam outro caminho para se viajar no tempo-espaço. "Entretanto, como soluções matemáticas consistentes, eles não podem violar o Princípio de Causalidade, ou seja, você não poderia viajar para o passado em um ponto do espaço tridimensional que te permita influenciar na sua própria história", afirma o professor da Universidade Federal de Alfenas. Em outras palavras, um buraco de minhoca poderia nos levar para o tempo dos dinossauros, mas somente em um ponto distante (do outro lado da nossa galáxia, digamos), de forma que jamais veríamos esses animais. Os físicos mencionam sempre o "paradoxo do avô" ao abordar o assunto: se uma pessoa voltasse ao passado e matasse seu próprio avô, ela não teria nascido e, portanto, não teria como voltar ao passado.

"Há apenas uma única possibilidade de você voltar para um evento do seu próprio 'cone de luz passado' (um evento da sua própria história): é aquela em que a sua 'linha de mundo' (sua trajetória no espaço e no tempo) forma uma 'linha de tempo fechada', ou seja, aquela em que a sua volta ao passado é a origem da sua própria história", descreve Melo. Um dos maiores especialistas do mundo em "linhas de tempo fechadas" é justamente Mário Novello, autor de "A máquina do tempo: um olhar científico" (Ed. Zahar), entre outro livros. Suas teorias partiram dos pensamentos do matemático austríaco Kurt Gödel, que mostrou ser impossível viajar ao passado com o campo gravitacional a que estamos acostumados. Gödel mostrou que, seguindo a teoria de Einstein sobre a gravitação, poderiam existir lugares no Universo nos quais o campo gravitacional é tão intenso que é capaz de permitir uma volta ao passado (o próprio Einstein, é bom dizer, não gostou muito dessas ideias, na época). O tema foi explorado em filmes e séries de ficção. Em vários episódios da série Star Trek, as naves Enterprise utilizam fortes campos gravitacionais aliados aos "motores de dobra" para viajar ao passado.

Se considerarmos que o Big Bang não foi o início do Universo, e que, de repente, existem vários Universos ou mesmo galáxias onde as leis físicas são diferentes às que conhecemos, nada impede que alguém viaje no tempo e mate seu avô sem deixar de existir, já que o avô desse universo paralelo não seria o mesmo avô que ele matou. Para Novello, o mais provável é que, no retorno ao passado, haveria perda de informação. Ou seja: a pessoa não teria consciência de que voltou no tempo. "A questão é que passado e futuro podem não estar distantes como estão na nossa vizinhança, e até esses termos teriam que ser revistos", observa. Uma realidade que, a princípio, não parece tão excitante para nós quanto a apresentada na trilogia "De Volta Para o Futuro", de Robert Zemeckis.

Sim, dá um nó na cabeça. E, acredite, não é algo que deva se limitar às obras de ficção. Novello entende que, no mundo atual, cientistas estejam mais interessados em desenvolver técnicas ou equipamentos do que em entender a natureza, como faziam Galileu e Kepler, seus grandes inspiradores. Mas ele lembra que buscar respostas para as perguntas "quem somos nós" e "de onde viemos" é o que deu origem ao pensamento científico.  "Por 30 anos, a maior parte dos cientistas propagou que o Universo surgiu há poucos bilhões de anos, com o Big Bang. Nós, cosmólogos, precisamos ir além disso - faz parte do nosso conhecimento como espécie humana", conclui.
Fonte: UOL

Novas imagens de Plutão e Caronte

Esta imagem foi capturada pelo instrumento LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) a bordo da New Horizons pouco antes da maior aproximação a Plutão de dia 14 de julho de 2015; consegue resolver detalhes tão pequenos quanto 250 metros. A cena mede cerca de 210 km de comprimento. O Sol ilumina a cena a partir da esquerda, e o norte está para cima à esquerda.
Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI

Parece que quanto mais vemos Plutão, mais fascinante se torna. Com a sua proeminente característica em forma de coração, montanhas de gelo e terreno "pele de cobra", Plutão já surpreendeu os cientistas da New Horizons com a variedade e complexidade das suas características à superfície. Agora esta imagem mais recente, do coração da região em forma de coração de Plutão, mostra o enigmático padrão celular (esquerda) das planícies bem como agrupamentos invulgares de pequenos buracos e depressões (da secção inferior esquerda até à superior direita). Os cientistas pensam que esta área, informalmente conhecida como Sputnik Planum, é composta por gelos voláteis como por exemplo azoto (também chamado nitrogénio) sólido.
Este mosaico de Caronte, a maior lua de Plutão, foi obtida pelo LORRI da New Horizons pouco antes da maior aproximação de dia 14 de julho de 2015; resolve detalhes tão pequenos quanto 310 metros. A cena na parte de baixo mede cerca de 200 km de comprimento. Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI

 Eles teorizam que os buracos e as depressões - normalmente com centenas de metros de diâmetro e centenas de metros de profundidade - são possivelmente formados por sublimação ou evaporação destes gelos. No entanto, as razões para as formas marcantes e alinhamentos destas características permanecem um mistério. À intriga soma-se a ausência de crateras de impacto, mesma a esta resolução, o que atesta à extrema juventude geológica de Sputnik Planum. Plutão é esquisito, mas num bom sentido," afirma Hal Weaver, cientista do projeto New Horizons e do Laboratório de Física Aplicada de Johns Hopkins em Laurel, Maryland, EUA. "Os buracos, e a forma como estão alinhados, fornecem pistas sobre o fluxo de gelo e a troca de voláteis entre a superfície e a atmosfera, e a equipa científica está a trabalhar para compreender os processos físicos em jogo. O arrebatador mosaico acima foi feito com as imagens de mais alta resolução que a New Horizons captou de Caronte. Esta paisagem estende-se desde o limbo à esquerda até ao terminador, ou linha dia-noite, à direita. A partir da esquerda, a vista move-se por terreno acidentado e craterado, passa pelos grandes desfiladeiros de Serenity Chasma e dirige-se para as planícies de Vulcan Planum, ambas as características com nomes informais. A imagem ampliada de Vulcan Planum em baixo, com as suas depressões longas e estreitas e crateras de impacto, realça uma paisagem que lembra as planícies vulcânicas da Lua (mares lunares). No entanto, os mares da Lua são constituídos por basalto e estas planícies são de água gelada.
Fonte: Astronomia Online

K2 da NASA encontra estrela moribunda vaporizando um mini planeta

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Na concepção artistica um pequeno objeto rochoso vaporiza enquanto orbita uma estrela anã branca. Os astrónomos detectaram o primeiro objeto planetário em trânsito uma anã branca usando dados da missão K2. Lentamente o objecto irá desintegrar-se, deixando uma camada de metais na superfície da estrela.Créditos: CfA / Mark A. Garlick

Cientistas usando o telescópio espacial Kepler, na sua nova missão, conhecida como K2, descobriram uma forte evidência, de que um pequeno objeto rochoso está sendo  desintegrado à medida que ele orbita a sua estrela, uma anã branca em espiral. Essa descoberta valida uma teoria de longa data de que anãs brancas são capazes de canibalizar possíveis planetas remanescentes que sobreviveram em seu sistema estelar. Nós estamos pela primeira vez testemunhando um planeta em miniatura sendo desintegrado pela intensa gravidade, sendo vaporizado pela luz da estrela e fazendo com que material rochoso caia como uma chuva na estrela”, disse Andrew Vanderburg, estudante do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, Massachussets, e principal autor do artigo publicado na revista Nature.

À medida que estrelas como o nosso Sol envelhecem, elas passam pela fase de gigante vermelha e então gradativamente perdem cerca de metade de sua massa, encolhendo e atingindo cerca de um centésimo de seu tamanho original, ficando aproximadamente do tamanho da Terra. Essa estrela densa e morta é chamada de anã branca. O planetesimal desvastado, ou o objeto cósmico formado da poeira, rocha e outros materiais, estima-se, tenha o mesmo tamanho de um grande asteroide, e é o primeiro objeto planetário a ser confirmado transitando uma anã branca. Sua órbita ao redor da anã branca, WD 1145+017, leva 4.5 horas. Esse período orbital é extremamente próximo à anã branca, e por isso, o objeto sofre com sua força gravitacional e com o seu calor intenso.

Durante as primeiras campanhas de observação ocorridas em 30 de Maio de 2014 até 21 de Agosto de 2014, o K2, treinou sua capacidade de varrer um pedaço do céu na constelação de Virgo, medindo a minúscula mudança no brilho da distante anã branca. Quando um objeto transita, ou passa na frente de uma estrela, do ponto de vista do telescópio espacial, uma queda na luz da estrela é registrada. A diminuição periódica da luz da estrela indica a presença de um objeto na sua órbita. Uma equipe de pesquisa liderada por Vanderburg descobriu, um padrão incomum nos dados. Enquanto existia uma proeminente queda no brilho a cada 4.5 horas, bloqueando 40% da luz da anã branca, o sinal de trânsito do pequeno planeta não exibia um padrão típico em forma de U.

Ele mostrava um padrão de queda alongado e assimétrico que indicaria a presença de uma cauda como de um cometa. Juntas, essas feições indicaram um anel de detritos empoeirados circulando a anã branca, e que poderia ser a assinatura de um pequeno planeta sendo vaporizado. O momento eureca da descoberta, veio no final da noite da observação com uma repentina realização do que estava acontecendo ao redor da anã branca. A forma e profundidade da mudança do trânsito tinham  uma assinatura diferente”, disse Vanderburg. Além da estranha forma do trânsito, Vanderburg e sua equipe encontraram sinais de elementos pesados poluindo a atmosfera da WD 1145+017, como prediz a teoria. Devido a intensa gravidade, espera-se que as anãs brancas tenham uma superfície quimicamente pura, coberta somente com elementos leves de hélio e hidrogênio.

 Por anos, os pesquisadores descobriram evidências que algumas atmosferas de anãs brancas eram poluídas com traços de elementos mais pesados como cálcio, silício, magnésio e ferro. Os cientistas suspeitavam a muito tempo que a fonte dessa poluição fosse um asteroide ou um pequeno planeta sendo desintegrado pela intensa gravidade da anã branca. As análises da composição atmosférica foram conduzidas usando observações feitas pelo Observatório MMT na Universidade do Arizona. “Nas últimas décadas suspeitava-se que as estrelas anãs brancas fossem alimentadas pelos remanescentes de objetos rochosos, e seu resultado pudesse ser bem o que estávamos procurando”, disse Fergal Mullally, cientista da equipe do K2 no SETI e no Ames Research Center da NASA em Moffett Field na Califórnia. “Contudo, existe muito trabalho para ser feito para se descobrir a história completa desse sistema”.

“Essa descoberta destaca o poder do K2. A comunidade científica tem total acesso às observações do K2 e está usando esses dados para fazer uma grande quantidade de descobertas únicas através de uma grande quantidade de fenômenos astrofísicos”, disse Steve Howell, cientista de projeto do K2, no Ames. O Ames gerencia as missões do Kepler e a K2 para o Science Mission Directorate da NASA. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia, gerencia o desenvolvimento da missão do Kepler. A empresa Ball Aerospace & Technologies Corporation opera o sistema de voo, com o suporte do Laboratory for Atmospheric and Space Physics na Universidade do Colorado em Boulder.
Fonte: NASA

O beijo de despedida de duas estrelas que se aproximam de uma catástrofe

O VLT descobre o mais quente e mais massivo sistema binário de estrelas em contato
Concepção artística do mais quente e mais massivo sistema binário de estrelas em contato.Crédito:
ESO/L. Calçada

Com o auxílio do Very Large Telescope do ESO, uma equipe internacional de astrônomos descobriu a estrela dupla mais quente e mais massiva, com as duas componentes tão próximas que tocam uma na outra. As duas estrelas no sistema extremo VFTS 352 podem estar indo rumo a um final dramático, no qual se fundirão para formar uma única estrela gigante ou então dar origem um sistema binário de buracos negros. O sistema estelar duplo VFTS 352 situa-se a cerca de 160 000 anos-luz de distância na Nebulosa da Tarântula. Esta região extraordinária é a maternidade de estrelas jovens mais ativa no Universo próximo. Novas observações do VLT do ESO revelaram que este par de estrelas jovens se encontra entre os mais extremos e estranhos já descoberto.

VFTS 352 é composto por duas estrelas muito quentes, brilhantes e massivas que orbitam uma em torno da outra com um período pouco maior que um dia. Os centros das estrelas estão separados de apenas 12 milhões de quilômetros. De fato, as estrelas estão tão próximas que as suas superfícies se sobrepõem, tendo-se formado uma ponte entre elas. VFTS 352 não é apenas o sistema binário mais massivo conhecido desta pequena classe de “
binárias de overcontato” — tem uma massa combinada de cerca de 57 vezes a massa solar — mas também contém as componentes mais quentes — com temperaturas efetivas de cerca de 40 000º Celsius.

As estrelas extremas como as duas componentes de VFTS 352 desempenham um papel fundamental na evolução das galáxias e pensa-se que serão as principais produtoras de elementos como o oxigênio. Tais estrelas duplas estão também associadas ao comportamento exótico de “estrelas vampiras”, onde uma estrela companheira mais pequena “suga” matéria da superfície da sua vizinha maior. No entanto, no caso de VFTS 352, as duas estrelas do sistema têm quase o mesmo tamanho. A matéria não é por isso sugada de uma para a outra, mas sim compartilhada.  Estima-se que as estrelas de VFTS 352 estejam compartilhando cerca de 30% da sua matéria.

Este tipo de sistema é muito raro, já que esta fase da vida das estrelas é muito curta e por isso é difícil pegá-las no ato. Como as estrelas estão tão próximo uma da outra, os astrônomos pensam que as fortes forças de maré fazem com que haja uma maior mistura de material nos seus interiores. VFTS 352 é o melhor caso descoberto até hoje de uma estrela dupla quente e massiva que pode ter este tipo de mistura interna, explica o autor principal do trabalho Leonardo A. Almeida, da Universidade de São Paulo, Brasil.
Como tal, esta é uma descoberta importante e fascinante.
Os astrônomos preveem que VFTS 352 sofrerá um fim cataclísmico, fim esse com duas possibilidades diferentes. A primeira possibilidade será a fusão das duas estrelas, que muito provavelmente dará origem a uma única estrela gigante, com rotação muito rápida e possivelmente magnética. Se o objeto continuar a girar rapidamente, poderá terminar a sua vida numa das explosões mais energéticas do Universo, uma explosão de raios gama de longa duração,” diz o cientista principal do projeto Hugues Sana, da Universidade de Leuven, Bélgica.

A segunda possibilidade é explicada pela astrofísica teórica da equipe, Selma de Mink da Universidade de Amsterdam, Holanda: Se as estrelas estiverem bem misturadas entre si, ambas permanecerão objetos compactos e o sistema VFTS 352 poderá evitar a fusão. Este efeito levará os objetos a outro caminho de evolução completamente diferente das predições da evolução estelar clássica. No caso de VFTS 352, as componentes acabarão as suas vidas em explosões de supernova, formando um sistema binário de buracos negros próximos. Tal objeto seria uma intensa fonte de ondas gravitacionais.


Comprovar a existência deste segundo caminho evolucionário seria um grande avanço observacional no campo da astrofísica estelar. No entanto, independentemente do fim de VFTS 352, este sistema já deu aos astrônomos importantes pistas sobre os processos de evolução pouco conhecidos de sistemas binários com estrelas massivas em "overcontato".
Fonte:ESO
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