28 de junho de 2018

A última teoria de Stephen Hawking sobre buracos negros

Por muito tempo, era aceita a afirmação de que qualquer coisa que caísse em um buraco negro seria perdida para sempre. Porém, Stephen Hawking tentou provar o contrário em sua última teoria. Em um artigo publicado na Physical Review Letters, o Dr. Hawking e outros cientistas disseram que encontraram uma pista apontando o caminho para fora dos buracos negros.

Mas primeiro, o que são os buracos negros?

Um buraco negro é formado quando uma grande estrela começa a ficar sem combustível e começa a colapsar sob sua própria gravidade. Essa estrela pode se tornar uma anã branca ou uma estrela de nêutrons, mas se ela tem muita massa, pode continuar diminuindo eventualmente ao tamanho de um pequeno átomo.
Um buraco negro seria então uma região no espaço em que a força gravitacional da singularidade é tão forte que nem mesmo a luz pode escapar da sua atração.
De acordo com a teoria da relatividade de Einstein, tudo o que atravessa o limite de um buraco negro estaria perdido para sempre. Mesmo a luz não poderia escapar, e é por isso que os buracos negros são chamados assim.

Uma luz no fim do buraco negro?

Porém, na década de 1970, Hawking propôs que a radiação poderia sim escapar de um buraco negro, por causa das leis da mecânica quântica.
Ele sugeriu que, quando um buraco negro engole uma partícula, uma parte dela irradia para o espaço, roubando um pouco de energia do buraco negro à medida que ela sai. Por isso, eventualmente, os buracos negros podem desaparecer, e o único vestígio restante seria a radiação eletromagnética que eles emitiram - o que é conhecido como "Radiação Hawking".
De acordo com os cálculos de Hawking, essa radiação não conteria informações úteis sobre o que o buraco negro engoliu. As informações sobre o material sugado se perderiam para sempre.
O problema é que isso vai contra as ideias da física moderna, que afirma que sempre é possível reverter o tempo. Teoricamente, o universo deveria sempre ter registrado as informações de cada elemento. Mesmo se essas coisas fossem destruídas, seus atributos físicos essenciais devem viver para sempre.
Para Hawking, essa informação parecia estar perdida no buraco negro, como se uma parte do chip de memória do universo tivesse sido apagada. Apenas as informações sobre a massa, carga e momento angular do que entrou poderiam sobreviver.
Porém, cerca de 10 anos atrás, o Dr. Hawking concedeu uma derrota no debate sobre as informações do buraco negro, admitindo que os avanços na teoria das cordas, não deixaram espaço no universo para perda de informação.
A princípio, Hawking concordou que a informação sempre é preservada, e com os cálculos corretos, você sempre deve conseguir reconstruir os padrões.

Buracos negros têm cabelos?

Essa pergunta parece um pouco estranha, mas é uma metáfora que explica se a informação que entra em um buraco negro realmente se perde para sempre ou não.
Após Hawking admitir que a informação seria sempre preservada, surgiu outro embate. Onde estaria essa informação?
De acordo com o física tradicional, os buracos negros seriam definidos apenas por duas grandezas: a massa e a velocidade de sua rotação (momento angular). Assim que uma estrela colapsa, toda a sua memória seria perdida para sempre, e o que resta é um buraco negro, sem características distintivas.
A afirmação feita pelo físico John Wheeler, de que  "os buracos negros não têm cabelos" foi por muito tempo aceita pela ciência. Isso quer dizer que nada poderia escapar do horizonte de eventos de um buraco negro. Porém, de acordo com novos estudos do Hawking, os buracos negros poderiam sim ter cabelos em torno deles, e estes seriam capazes de armazenar informações.
Esse cabelo, na verdade, se trata de uma excitação quântica de baixa energia, que poderia carregar neles um padrão de assinatura de tudo o que foi engolido pelo buraco negro. Esse padrão, assim como os pixels de uma tela de celular, ou as cavidades em um disco de vinil, conteriam informações sobre o que passou pelo horizonte de um buraco negro e desapareceu.
A identificação desses cabelos quânticos nos buracos negros, revelam que sua primeira teoria, de que informação dentro de um buraco negro se perderia para sempre, estava errada. Pesquisadores afirmam que, embora haja mais trabalho a ser feito, essa teoria é um passo promissor para resolver o paradoxo sobre a informação que entra em um buraco negro.
Fonte: HiperCultura

Estudo sugere que aliens poderiam estar rearranjando estrelas

Segundo a perspectiva do astrofísico russo Nikolai Kardashev, para que uma civilização se transforme em uma superpotência universal, ela precisa cumprir três etapas: aproveitar ao máximo todos os recursos do seu planeta; aproveitar toda a energia da sua estrela mais próxima; aproveitar toda a energia de todas as estrelas da sua galáxia local. Depois disso, é só passar para outra galáxia.

Kardashev propôs essas três fases (chamadas Nível I, II e III) de expansão galáctica pela primeira vez em 1962. Os níveis determinariam os três “tipos” de civilizações tecnologicamente avançadas existentes, através da medição do consumo de energia de sociedades cada vez mais poderosas. A título de comparação, os seres humanos ainda estariam no Nível I – Carl Sagan nos colocou em cerca de 0,7 em 1973.

Recentemente, um novo artigo reviveu o modelo de Kardashev, acrescentando uma reviravolta apocalíptica: de acordo com Dan Hooper, cientista do Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) e professor de astronomia e astrofísica na Universidade de Chicago, nos EUA, colher a energia de estrelas distantes não é apenas a melhor maneira de aumentar recursos disponíveis, mas também a única maneira de impedir que o universo em expansão deixe a civilização totalmente sem recursos na vastidão do espaço.

Energia escura

Hooper explica que a presença de energia escura em nosso universo está fazendo com que o espaço se expanda em um ritmo acelerado. Isso significa que, nos próximos 100 bilhões de anos, as estrelas além do nosso grupo local – um grupo de galáxias gravitacionalmente ligadas que inclui a Via Láctea – vão parar além do horizonte cósmico, e um observador terrestre jamais poderá recuperar informações sobre elas. Nesse ponto, a maioria das estrelas se tornará não apenas inobservável, mas totalmente inacessível, limitando a quantidade de energia que um dia poderia ser extraída delas. Qualquer civilização alien avançada, se existe, sabe disso. E, portanto, vai fazer de tudo o que puder para colher energia dessas estrelas antes que elas se tornem inacessíveis.

Para nós, isso pode ser uma forma de encontrar tais civilizações.

Colhendo uma estrela

Como você colhe energia de uma estrela em primeiro lugar? Cientistas e autores de ficção científica têm ponderado essa questão há décadas. A resposta favorita, por enquanto, é usando uma rede de satélites – um enxame de milhões deles movidos a energia solar, conhecidos como “esferas de Dyson. Uma nuvem colossal de satélites poderia pairar permanentemente em torno de uma estrela, irradiando energia para um planeta próximo.

Isso pode parecer uma tarefa difícil para humanos, que não sabem aproveitar nem os recursos do próprio planeta sem destruí-lo, mas os pesquisadores creem que pode haver civilizações alienígenas milhares ou milhões de anos mais velhas que a nossa, vivendo na terceira fase de exploração galáctica. E, se outra civilização realmente começar a reorganizar estrelas, pode ser algo notável daqui da Terra. Estrelas sendo colhidas por alguma civilização podem ser visíveis como resultado da propulsão que estão sofrendo. Essa aceleração exigiria necessariamente grandes quantidades de energia e provavelmente produziria fluxos significativos de radiação eletromagnética.

Procurando por esse sinal

Hooper sugere que os astrônomos poderiam ficar de olho em galáxias incomuns que tiveram suas principais estrelas arrancadas. Esses hipotéticos extraterrestres provavelmente seriam exigentes: pequenas estrelas, centenas de vezes menores que o sol, não produziriam radiação suficiente para serem úteis, enquanto estrelas significativamente maiores provavelmente estariam muito próximas de se tornar supernovas para serem usadas como bateria.

Apenas estrelas com uma massa de 20 a 100 vezes a do nosso sol seriam candidatas viáveis. E como os objetos solares nessa faixa de massa irradiam mais certos comprimentos de onda do que outros, a extração de estrelas alienígenas apareceria nas assinaturas de luz dessas galáxias.

“O espectro da luz das estrelas de uma galáxia que teve suas estrelas úteis colhidas por uma civilização avançada seria dominado por estrelas massivas e, assim, atingiria comprimentos de onda mais longos do que seria o caso”, avaliou Hooper. Nós provavelmente ainda não temos instrumentos precisos o suficiente para detectar essas assinaturas nas profundezas do universo, mas esperançosamente teremos um dia.
Fonte: https://hypescience.com

O VLT do ESO vê ‘Oumuamua acelerando

Novos resultados indicam que o nômade interestelar ‘Oumuamua é um cometa

Oumuamua, o primeiro objeto interestelar descoberto no Sistema Solar, está se afastando do Sol mais depressa do que o esperado. Este comportamento anômalo foi detectado por uma colaboração internacional astronômica que inclui o Very Large Telescope do ESO, no Chile. Os novos resultados sugerem que ‘Oumuamua é muito provavelmente um cometa interestelar e não um asteroide. A descoberta vai ser publicada na revista Nature.

‘Oumuamua — o primeiro objeto interestelar descoberto no seio do nosso Sistema Solar — tem sido sujeito a um intenso escrutínio desde a sua descoberta em Outubro de 2017. Agora, ao combinar dados do Very Large Telescope do ESO e outros observatórios, uma equipe internacional de astrônomos descobriu que o objeto está se deslocando mais depressa do que o previsto. O ganho medido em velocidade é pequeno e ‘Oumuamua ainda está desacelerando devido à atração do Sol — mas não tão rapidamente como o previsto pela mecânica celeste. 

A equipe liderada por Marco Micheli (Agência Espacial Europeia) explorou diversos cenários para explicar a velocidade mais elevada que este visitante interestelar peculiar apresenta. Pensa-se que o mais provável é que ‘Oumuamua esteja perdendo material da sua superfície devido ao aquecimento solar, algo conhecido por desgaseificação, e que seja este empurrão dado pelo material ejetado que dá origem ao impulso, pequeno mas constante, que faz com que o ‘Oumuamua esteja se afastando do Sistema Solar mais depressa do que o esperado — no dia 1 de Junho de 2018 o objeto deslocava-se a uma velocidade de aproximadamente 114 mil quilômetros por hora.

Tal desgaseificação é um comportamento típico dos cometas, contradizendo por isso a classificação anterior do ‘Oumuamua de asteroide interestelar. “Pensamos que este objeto se trata afinal de um estranho cometa minúsculo,” comenta Marco Micheli. “Através dos dados vemos que o seu “empurrão extra” está ficando mais fraco à medida que o objeto se afasta do Sol, o que é típico dos cometas.  Normalmente, quando os cometas são aquecidos pelo Sol, ejetam poeira e gases que formam uma nuvem de material, a chamada coma, em sua volta, além de uma cauda bastante caraterística. No entanto, a equipe de pesquisadores não conseguiu detectar nenhuma evidência visual de desgaseificação.

“Não observamos nem poeira, nem coma e nem cauda, o que é incomum,” explica a co-autora do trabalho Karen Meech, da Universidade do Hawai, EUA. Meech liderou a equipe que fez a descoberta inicial, na caraterização de ‘Oumuamua em 2017. “Pensamos que ‘Oumuamua possa estar liberando grãos de poeira anormalmente irregulares e grandes.”

A equipe especulou que talvez os pequenos grãos de poeira que se encontram geralmente na superfície da maioria dos cometas tenham sido erodidos durante a viagem de ‘Oumuamua pelo espaço interestelar, restando apenas os grãos maiores. Apesar de uma nuvem composta por estas partículas maiores não ser suficientemente brilhante para poder ser detectada, a sua presença poderia explicar a variação inesperada na velocidade de ‘Oumuamua.

Além do mistério da desgaseificação hipotética de ‘Oumuamua, temos ainda o mistério da sua origem interestelar. O intuito destas novas observações era determinar com exatidão o seu trajeto, o que teria provavelmente permitido obter o percurso do objeto até ao seu sistema estelar progenitor. Os novos resultados significam, no entanto, que será muito mais difícil obter esta informação.  A verdadeira natureza deste nômade interestelar enigmático poderá permanecer um mistério,” concluiu o membro da equipe Olivier Hainaut, astrônomo no ESO. “O recentemente descoberto aumento de velocidade de ‘Oumuamua torna mais difícil descobrir qual o caminho que o objeto tomou desde da sua estrela progenitora até nós.”
Fonte: ESO
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