29 de fev de 2016

Especial Matéria Escura: Do que a matéria escura é feita?

Especial Matéria Escura

O telescópio de raios X Chandra detectou uma partícula misteriosa no Aglomerado de Perseu em 2014, que está sendo chamada de bulbulon, que já entrou na fila de candidatos a partícula de matéria escura.[Imagem: NASA]

Átomos de matéria escura
Com a detecção das ondas gravitacionais, e a eventual confirmação da existência dos buracos negros, a atenção se volta agora para um dos dois enormes "vazios escuros" da teoria cosmológica atual: a matéria escura - a outra incógnita é a energia escura, mas ela está envolta em uma escuridão muito maior. Embora quase um século já tenha se passado desde que um astrônomo usou pela primeira vez o termo "matéria escura", na década de 1930, a substância ainda carece de explicações. Os físicos podem medir seus efeitos gravitacionais sobre os movimentos das galáxias e outros corpos celestes, mas o que a constitui permanece um mistério. Como seu efeito conhecido é unicamente gravitacional, o aprimoramento da detecção das ondas gravitacionais poderá ajudar nessa busca. De qualquer forma, ainda que os cientistas não saibam do que a matéria escura é feita, eles estão cheios de ideias.

Os físicos têm sugerido inúmeras possibilidades para os "átomos de matéria escura" ao longo dos anos, cada uma exigindo suas próprias técnicas e instrumentos de detecção. Você não sabe qual experimento no final irá revelá-la. E se você não considerar o experimento certo, então você pode não encontrá-la," diz Neal Weiner, professor de física da Universidade de Nova Iorque, nos EUA. Nesta série de reportagens, baseada em uma compilação feita pela pesquisadora Laura Dattaro, do Fermilab, nos EUA, serão discutidos os principais candidatos a átomos de matéria escura e as possibilidades de detecção de cada um.

WIMPs
O termo WIMP engloba várias partículas hipotéticas de matéria escura, algumas das quais serão apresentadas em nossa série. O termo é uma sigla para Weakly Interacting Massive Particles, partículas maciças fracamente interativas, englobando a ideia de que as partículas de matéria escura não interagem entre si. As WIMPs teriam entre 1 e 1000 vezes a massa de um próton e interagiriam umas com as outras apenas através da força fraca, a força responsável pelo decaimento radioativo. As WIMPs estão em primeiro lugar na lista de apostas dos físicos, mas uma recente onda de dados lançou dúvidas sobre sua existência, incluindo o experimento LUX, o observatório Xenon100 e o detector espacial AMS.

A caçada continua, no espaço e na terra, incluindo otimizações desses experimentos e ainda os enormes detectores do LHC. Mas, para se manterem no topo da lista de preferências, as WIMPs estão ficando sem tempo para se mostrar, à medida que esses mesmos experimentos ampliam as restrições sobre sua massa, força da interação e outras propriedades. Se as WIMPs não aparecerem logo, isto significará um impulso para novas soluções mais criativas e mais audaciosas. Se nós não as virmos, elas irão, pelo menos, acabar fechando o capítulo sobre um paradigma realmente dominante que tem sido o guia no campo por muitos e muitos anos," reconhece a professora Mariangela Lisanti, da Universidade de Princeton.
Fonte: Inovação Tecnológica

É possível construir uma máquina do tempo?

maquina do tempo

Todo mundo já pensou sobre viajar no tempo pelo menos uma vez na vida. Sim, no geral, a maioria dos nossos pensamentos permanece mais no campo da ficção científica do que da realidade, mas a viagem no tempo também pode ser simplesmente matemática. Ela é possível? Sim. Graças a muitas teorias, sabemos que ela é possível, embora existam diversas dificuldades.


Massa, gravidade, espaço… tempo
Nós já sabíamos desde o tempo de Isaac Newton que a massa está indissociavelmente ligada à gravidade. O incidente da maçã fez o físico pensar que a mesma força poderia ser responsável por fazer a lua cair em direção à Terra em sua órbita. Logo, ele mostrou que todos os corpos se atraem devido à gravidade. No início do século 20, Einstein foi mais longe com a sua teoria geral da relatividade e mostrou que a massa e gravidade estão ligadas ao tempo; foi mais um momento de unificação na ciência.

Até ele escrever um artigo sobre isso, ninguém tinha pensado muito sobre a velocidade da luz – era apenas mais uma constante universal que os físicos experimentais tentavam calcular cada vez com maior precisão. Não tínhamos nos dado conta de quão diferentes as ondas de luz eram em relação a ondas de água e som, por exemplo. Einstein, no entanto, nos mostrou que o tempo desacelera para alguém que está se movendo. Sua teoria diz que, se você quiser retardar o tempo – essencialmente, viajar no tempo – você precisa se mover rapidamente.


Que ano é?
Imagine sair em uma missão da Terra no ano de 2000, por exemplo. Você está programado para ficar afastado até 2032, mas estará viajando a 95% da velocidade da luz (cerca de 285.000 km por segundo). A coisa surpreendente é que, em seu retorno, o calendário iria dizer-lhe que é 2010, apesar de ser 2032 na Terra, e você seria 22 anos mais jovem do que qualquer um que deixou para trás. Essa é a dilatação do tempo e ela funciona em velocidades mais lentas, ainda que em um grau muito menos profundo.

Mas há um porém – 285.000 km por segundo é muito, muito rápido. O veículo terrestre mais rápido não pode nem mesmo chegar a um 1 km por segundo, e até a nossa atual melhor nave espacial viaja em lamentáveis 10 km por segundo. Mesmo se pudéssemos alcançar estas velocidades, é questionável se sobreviveríamos ao estresse que tal velocidade causaria em nossos corpos. Assim, a viagem para o futuro é possível, mas muito (MUITO) difícil. E para o passado?


Como construir uma máquina do tempo
Viajar para o passado é um pouco (SÓ UM POUCO) mais fácil. Para isso, você precisa construir uma máquina do tempo, é claro. Como? O Professor Frank Tipler ensina. Ele publicou um artigo sobre isso em 1974. Tal máquina lhe permitiria viajar de volta no tempo. Em primeiro lugar, você precisa de muito dinheiro para comprar um grande cilindro. Grande tipo 100 km de comprimento. O cilindro também precisa ter, pelo menos, a massa do sol, de forma adensada, é claro. Daí você precisa fazê-lo girar cada vez mais rápido até que comece a perturbar o tecido do Ah! Vale um aviso de cuidado: chegar perto de uma estrutura tão densa seria muito perigoso.

 Por exemplo, ela poderia arrastá-lo em direção a ela e te esmagar até que você pudesse passar por debaixo de uma porta. Se você puder contornar esse problema de esmagamento, no entanto, é só chegar perto o suficiente do cilindro rotativo para seguir seu giro e… Pronto! Seu caminho, que normalmente inextricavelmente se move para a frente, vai se deslocar de volta no tempo conforme você segue a rotação da estrutura. Quanto mais você seguir tal rotação, mais para trás no tempo irá. Para voltar ao normal, basta afastar-se do cilindro e ser devolvido para o presente – embora um presente no passado.
Fonte: Phys

Esta estrela gigante é linda. Pena que está condenada

estrela gigante

Eis a 31a WR, uma estrela maciça cercada por uma nuvem em rápida expansão de gás e poeira. Esta linda estrutura celestial surgiu apenas 20.000 anos atrás, e atualmente está crescendo a uma taxa de 220 mil quilômetros por hora. A WR 31a é uma estrela Wolf-Rayet (WR) localizada a cerca de 30.000 anos-luz da Terra. Essas estrelas são particularmente grandes, com massas normalmente atingindo 20 vezes o tamanho do nosso sol. A bolha azul característica em torno do objeto é uma nebulosa Wolf-Rayet composta de poeira, hidrogênio, hélio e outros gases. Esses objetos, que são frequentemente esféricos ou em forma de anel, aparecem quando os ventos estelares rápidos entram em contato com o hidrogênio expelido das estrelas WR.  Estrelas WR duram apenas algumas centenas de milhares anos, uma dolorosamente breve lasca de tempo em termos cosmológicos. Nosso sol, por exemplo, já tem 4,5 bilhões de anos e espera-se que viva outros 5 bilhões. Estrelas WR normalmente perdem cerca de metade da sua massa em menos de 100.000 anos. Eventualmente, esta estrela vai virar uma supernova, expulsando seu material estelar de volta para o cosmos, onde ele vai alimentar a próxima geração de estrelas e planetas.
Fonte: HYPESCIENCE.COM
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