11 de dezembro de 2018

Por que cientistas tentaram medir toda a luz já emitida das estrelas

Astrônomos anunciaram durante a semana que tentaram medir toda a luz das estrelas no universo. Você deve estar se perguntando por quê. Em última análise, eles estão tentando contar a história do Universo.  “Queríamos saber como a história da formação de estrelas se deu”, disse Kari Helgason, cientista do Instituto Max Planck de Astrofísica, na Alemanha, em entrevista ao Gizmodo.
A “luz de fundo extragaláctica” se difunde por todo o universo. Ela também é chamada de EBL (sigla em inglês para “extragalactic background light”) e é composta por fótons emitidos por todas as estrelas das galáxias em comprimentos de onda infravermelha, óptica e ultravioleta. Voltando no tempo, essa luz é a soma de toda a luz emitida pelas estrelas desde o Big Bang até o momento e a distância que você olha — lembre-se, a distância é a mesma do tempo no espaço, então olhar para uma região mais distante significa olhar menos estrelas. 
A EBL pode enfraquecer os raios gama. Então, os cientistas mediram os raios gama vindos de quasares distantes para ver se eles carregavam a assinatura de uma sombra dessa luz das estrelas. Com essa informação, os cientistas podem fazer uma declaração sobre a velocidade de formação de estrelas ao longo do tempo.
Os pesquisadores analisaram raios gama de nove anos a partir de dados coletados pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi. Especificamente, eles analisaram 739 blazars, que são buracos negros expelindo jatos de matéria apontados para a Terra, e uma explosão de raios gama. Esses objetos datavam de 200 milhões a 11,6 bilhões de anos. Eles aplicaram uma equação a todos os dados que calculou a luz de fundo total, de acordo com o novo estudo, publicado na Science.
Os resultados foram consistentes com as tentativas anteriores de medir a luz de fundo extragaláctica, mostrando que a formação de estrelas atingiu seu máximo cerca de dez bilhões de anos atrás.
No entanto, a luz de fundo extragaláctica é intrigante por outras razões, escreve Elisa Prandini, física de astropartículas da Universidade de Pádua, na Itália, em um comentário para a Science. A medição fornece um limite para quantas galáxias fracas existiam por volta de 12 bilhões de anos atrás. Acredita-se que essas galáxias tenham causado uma “era de reionização”, um momento importante na história do universo quando, após os primeiros átomos foram formados a partir de prótons combinados com elétrons, a energia das novas galáxias os dividiu de volta. Mas poucas fontes foram usadas para fazer essa medida específica, diz a cientista. Portanto, mais observações de fontes distantes de raios gama poderiam esclarecer as coisas.  
Além disso, a luz de fundo extragaláctica poderia fornecer uma nova maneira de caçar partículas nunca antes vistas, afirma Prandini. O estudo tem suas limitações, diz Helgason — eles presumiram que toda a luz de fundo tenha vindo das estrelas, mas buracos negros poderosos também podem expelir radiação para o espaço. As estimativas atuais sugerem que eles não contribuem muito com o total, mas vale uma análise mais profunda, apenas por precaução.
Fonte: gizmodo.uol.com.br

Após o lançamento fracassado, os relógios atômicos em órbita confirmam a teoria da relatividade de Einstein

Fazendo limonada a partir de limões, duas equipes de físicos usaram dados de satélites mal orientados para colocar a teoria da gravidade de Albert Einstein, a teoria geral da relatividade, em um teste inesperado. O experimento oportunista confirma, para uma precisão sem precedentes, uma previsão chave da teoria - que o tempo passa mais devagar perto de um corpo massivo como a Terra do que mais longe.

Como Einstein explicou, a gravidade surge porque corpos massivos distorcem o espaço-tempo. Os objetos em queda livre seguem os caminhos mais retos possíveis naquele espaço-tempo curvo, que para nós aparece como o arco parabólico de uma bola lançada ou a órbita circular ou elíptica de um satélite. Como parte dessa deformação, o tempo deve andar mais devagar perto de um corpo massivo do que mais longe. Esse efeito bizarro foi confirmado pela primeira vez com baixa precisão em 1959 em um experimento na Terra e em 1976 por Gravity Probe A, um experimento de duas horas de foguete que comparou o tique-taque de um relógio atômico no foguete com outro no solo.

Em 2014, os cientistas tiveram outra chance de testar o efeito quando dois dos 26 satélites agora no sistema de navegação global Galileo da Europa, como o mostrado acima, foram acidentalmente lançados em órbitas elípticas, em vez de circulares. Os satélites agora sobem e descem em 8500 quilômetros a cada 13 horas de órbita, o que deve fazer com que o tempo de aceleração diminua em cerca de uma parte em 10 bilhões ao longo de cada órbita. 

Agora, duas equipes de físicos acompanharam as variações e mostraram, com precisão cinco vezes melhor do que antes, que correspondem às previsões da relatividade geral , informam 4 de dezembro na Physical Review Letters.. Isso não é ruim, considerando que os satélites não foram projetados para o experimento. No entanto, outro experimento programado para ser lançado para a estação espacial em 2020 visa buscar desvios similares com precisão cinco vezes maior.
Fonte: http://science.sciencemag.org/

Sonda da NASA encontra sinais de água no asteroide Bennu

A nave espacial OSIRIS-REx, da NASA, já detectou evidências de água no seu alvo, o asteroide Bennu, apenas uma semana após sua chegada.  Os objetivos da missão OSIRIS-REx incluem entender que tipos de coisas os asteroides contêm, caracterizar o movimento do Bennu no caso de sua trajetória ameaçar a Terra e aprender sobre como era o Sistema Solar nos seus primórdios. 

A missão visa até mesmo pegar uma amostra do Bennu e trazê-la de volta à Terra para um estudo mais aprofundado. Nesta segunda-feira (10), a NASA anunciou que a OSIRIS-REx já coletou dados relacionados ao primeiro e ao terceiro desses objetivos, detectando sinais de água.  O asteroide não tem água líquida na sua superfície, aponta o comunicado de imprensa da NASA. Em vez disso, os dados sugerem que, "em algum momento, o material rochoso do Bennu interagiu com a água.  

A sonda, que foi lançada em 2016, chegou com sucesso a 19,3 quilômetros do Bennu, de 487 metros de largura, na segunda-feira passada (3), carregando um conjunto de instrumentos que serão usados para examinar o asteroide. Dois desses instrumentos incluem o Espectrômetro de Emissão Térmica e o Espectrômetro Visível e Infravermelho, que medem os comprimentos de onda de luz da rocha para determinar sua composição.

Nesta segunda-feira, os cientistas por trás desses instrumentos encontraram "hidroxilas", moléculas de oxigênio e hidrogênio unidas — porém, em vez de existirem por conta própria, elas são ligadas provavelmente aos minerais de argila de Bennu, de acordo com NASA. Talvez o Bennu um dia tenha vindo de um asteroide maior que continha água líquida.  Essa não é uma enorme surpresa. 

Cientistas acreditam que podem ter sido os asteroides que depositaram água em nosso planeta. O maior asteroide do Sistema Solar, o Ceres, está cheio de água. A água, de fato, é um dos principais recursos que aspirantes a mineradores de asteroides esperam colher dessas rochas no futuro.

Embora a sonda só tenha detectado hidroxilas, e não a água líquida em si, este ainda é um marco importante para a missão OSIRIS-REx. A OSIRIS-REx está agora fazendo um levantamento sobre o Bennu para escolher um caminho orbital, devendo começar a orbitar o asteroide em 31 de dezembro. Por fim, tentará tocar no asteroide para recolher uma amostra para trazer de volta à Terra.
Fonte: MSN

Idéias mais distantes de Stephen Hawking sobre buracos negros

 Introdução


Stephen Hawking faleceu hoje (14 de março), após uma longa carreira em física. Alguns dos trabalhos mais impressionantes do falecido cosmólogo abordaram os buracos negros - aquelas bolhas insaciáveis ​​de matéria infinitamente densa das quais quase nada pode escapar. Esses aspiradores cósmicos fascinantes parecem desafiar tantas noções de como o universo deveria parecer, e o trabalho de Hawking foi fundamental para refinar nossa compreensão desses bizarros objetos celestes. Desde a percepção de que os buracos negros não são verdadeiramente negros, até os "cabelos" que podem emanar deles, aqui estão várias das idéias mais estranhas de Hawking sobre os buracos negros.

Buracos negros têm cabelo

Em seus últimos anos, Hawking continuou a desenvolver sua teoria dos buracos negros. Os cientistas originalmente pensavam que os buracos negros eram "calvos", o que significava que não havia detalhes complicados em suas bordas e todos eram idênticos, exceto por sua massa, momento angular e rotação. Mas, em 2016, o físico Andrew Strominger, de Hawking e da Universidade de Harvard, sugeriu que os buracos negros apresentam uma safra luxuosa de "cabelos" - na forma de longas cadeias de partículas de energia zero que emanam de seu horizonte de eventos. A idéia, então, é que algumas das informações que são devoradas por um buraco negro podem ser armazenadas nesses pêlos.

Buracos negros podem fracassar e explodir

Originalmente, os pesquisadores acreditavam que absolutamente nada poderia escapar de um buraco negro, o que significa que tudo o que passa pelo seu horizonte de eventos seria dilacerado, devorado e nunca visto como ganho, enquanto o buraco negro se tornaria cada vez maior. Mas nos anos 70, Hawking desenvolveu o conceito de radiação Hawking , o que significaria que, em vez de se expandir ao longo do tempo, os buracos negros poderiam eventualmente se dissolver.A ideia baseia-se em dois fenômenos estranhos: a flutuação quântica, uma capacidade bizarra de partículas subatômicas (muito raramente) surgirem espontaneamente e o tunelamento quântico, que permite que as partículas penetrem essencialmente através de barreiras impenetráveis. 

Às vezes, por exemplo, as partículas de matéria e antimatéria emergem do nada de repente e depois se aniquilam, e se isso acontece no limite do buraco negro, é possível que uma partícula venha a existir na borda externa do buraco negro e diminuir o zoom no espaço, para que seu parceiro de antimatéria não tenha a chance de aniquilá-lo e, em vez disso, seja sugado para o centro dos buracos negros. Com o tempo, isso significaria que o buraco negro está vazando e acabaria diminuindo de tamanho. Para escapar, no entanto, as partículas precisariam ser extremamente grandes - na ordem do buraco negro em tamanho, o que significaria que apenas uma luz muito baixa de energia poderia vazar dos buracos negros mais massivos. Até agora, ninguém mediu diretamente a radiação de Hawking, mas a maioria dos físicos está convencida de que existe,Ciência Viva relatada anteriormente .

O universo começou em uma singularidade

Uma das primeiras contribuições de Hawking à física foi a tese de doutorado que ele escreveu para a Universidade de Cambridge em 1966, na qual ele postulava que o universo começava como uma partícula infinitamente pequena e infinitamente densa de matéria enrolada em si mesma - o primeiro modo moderno de conceituando o Big Bang. Enquanto essa mancha primordial é uma singularidade, e os buracos negros também são uma singularidade, a matéria primordial na origem do universo não é um buraco negro, porque a matéria pode escapar dela. Em vez disso, outra maneira possível, embora problemática, de conceituá-la é como um "buraco branco" - uma versão invertida no tempo de um buraco negro, segundo John Baez, matemático da Universidade da Califórnia em Riverside.Enquanto o Big Bang pode não ter se originado em um buraco branco, teremos que esperar até o fim do universo para descobrir, diz Baez.

Mini buracos negros poderiam alimentar o universo

Acredita-se que os maiores buracos negros do universo sejam buracos negros supermassivos, que ficam no coração das galáxias e são bilhões de vezes mais massivos que o nosso Sol, enquanto buracos negros com cerca de 10 vezes a massa do Sol também pontuam o universo. Mas os cientistas também propuseram alguns primos menores, que seriam do tamanho de uma montanha terrestre. Por serem tão pequenos (e a radiação de Hawking permitir que as partículas escapem apenas quando têm comprimentos de onda do tamanho do buraco negro), esses miniburacos negros poderiam emitir partículas de energia mais alta, que poderiam então ser usadas como fonte de energia, Hawking propôs. 

"Um buraco negro do tamanho de uma montanha produziria raios-X e raios gama a uma taxa de cerca de 10 milhões de megawatts, o suficiente para abastecer o fornecimento de eletricidade do mundo".Hawking disse em uma palestra de 2 de fevereiro de 2016 . "Não seria fácil, entretanto, aproveitar um mini buraco negro. Você não poderia mantê-lo em uma estação de energia, porque cairia pelo chão e terminaria no centro da Terra."

Buracos negros não têm limite

Em 2014, Hawking chegou a questionar um dos conceitos fundamentais dos buracos negros - o horizonte de eventos alémque nada poderia escapar. Em um artigo no arXiv.org, Hawking propôs que o horizonte de eventos não era um limite fixo, mas sim deslocado descontroladamente baseado no que as partículas subatômicas dentro de um buraco negro estavam fazendo. A noção do limite do buraco negro flutuante foi desenvolvida para abordar o que é conhecido como o paradoxo do Firewall. Isso decorre do fato de que um astronauta vagando em um buraco negro não notaria nada incomum quando cruzasse o horizonte de eventos, porque estaria em queda livre e não sofreria nenhuma força. No entanto, a radiação de Hawking prevê que deve haver um "anel do inferno" que fica dentro do horizonte de eventos, que incineraria o astronauta antes que ele tivesse a chance de ser atingido pelo buraco negro. A falta de um horizonte de eventos fixo foi uma tentativa de conciliar esses dois conceitos.
Fonte: Live Science .
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