Cair em um buraco negro pode não ser tão definitivo quanto parece. Ao invés da morte certa, aplique a teoria quântica da gravidade a esses objetos bizarros, e a singularidade de esmagamento total em seu núcleo desaparece. Em seu lugar, surge algo que se parece muito com um ponto de entrada para um outro universo. Embora muito provavelmente nenhum ser humano vá cair em um buraco negro tão cedo, imaginar o que aconteceria neste caso é uma ótima maneira de sondar alguns dos maiores mistérios do universo. Mais recentemente, isso levou a algo conhecido como o “paradoxo da informação em buracos negros”.
Segundo a teoria da relatividade geral de Albert Einstein, se um buraco negro lhe engolir, suas chances de sobrevivência são nulas. Primeiro, você será dilacerado pelas forças do buraco negro, um processo chamado caprichosamente de “espaguetificação”. Eventualmente, você atingirá a singularidade, onde o campo gravitacional é infinitamente forte. Nesse ponto, você será esmagado a uma densidade infinita. Infelizmente, a relatividade geral não fornece nenhuma base para descobrir o que acontece em seguida. “Quando você chegar à singularidade na relatividade geral, a física simplesmente para, as equações quebram”, explica Abhay Ashtekar, da Universidade Estadual da Pensilvânia (EUA). O mesmo problema surge quando se tenta explicar o Big Bang, que os cientistas acreditavam ter começado com uma singularidade.
Então, em 2006, Ashtekar e seus colegas aplicaram a teoria da gravidade quântica em loop para o nascimento do universo. Essa teoria combina a relatividade geral com a mecânica quântica e define o espaço-tempo como uma “teia” de blocos indivisíveis de cerca de 10 a 35 metros de tamanho. A equipe descobriu que, conforme eles “rebobinavam” o tempo em um universo com gravidade quântica em loop, chegaram ao Big Bang, mas não chegaram a nenhuma singularidade – em vez disso, atravessaram uma “ponte quântica” em um outro universo mais velho. Esta é a base para a teoria do “grande salto” (Big Bounce, em inglês) das origens do nosso universo.
Gravidade quântica e buracos negros
Agora, Jorge Pullin da Universidade Estadual de Louisiana (EUA) e Rodolfo Gambini da Universidade da República em Montevidéu (Uruguai) aplicaram a teoria em uma escala muito menor – a um buraco negro individual – na esperança de remover essa singularidade também. Para simplificar as coisas, o par aplicou as equações da teoria a um modelo de buraco negro simétrico, esférico e não rotativo. Neste novo modelo, o campo gravitacional ainda aumenta à medida que você se aproxima do núcleo do buraco negro. Mas, ao contrário dos modelos anteriores, não termina em uma singularidade. Em vez disso, eventualmente reduz a gravidade, como se você saísse do outro lado do buraco negro e pousasse em outra região do nosso universo, ou em outro universo completamente diferente. Os pesquisadores acreditam que a mesma teoria poderia banir singularidades de buracos negros reais também. Isso significa que os buracos negros podem servir como portais para outros universos. Enquanto outras teorias já haviam mencionado isso, até agora nada poderia passar por esse suposto portal, devido à singularidade.
Futuro da descoberta
É pouco provável que a remoção da singularidade seja de uso prático imediato, mas a descoberta poderia, de fato, ajudar a resolver pelo menos um dos paradoxos envolvendo buracos negros: o problema da perda de informação. Buracos negros absorvem informação juntamente com a matéria que engolem, mas também devem evaporar com o tempo. Isso faria com que essa informação desaparecesse para sempre, desafiando a teoria quântica. Mas, se um buraco negro não tiver singularidade, as informações não precisam ser perdidas – podem simplesmente fazer seu caminho até um outro universo.
Fonte:Hypescience.com
[NewScientist]
quinta-feira, 19 de setembro de 2013
Buracos de minhoca são a melhor aposta para viagens no tempo diz astrofisico
O conceito de uma máquina do tempo normalmente evoca imagens de um enredo usado em muitas histórias de ficção científica. Mas de acordo com a teoria da relatividade geral de Albert Einstein, que explica como a gravidade opera no universo, viagens no tempo podem muito bem ser reais.
Viajar para o futuro é uma possibilidade incontroversa, de acordo com a teoria de Einstein. Na verdade, os físicos foram capazes de enviar para o futuro pequenas partículas chamadas múons, que são semelhantes aos elétrons, por meio da manipulação da gravidade em torno deles. Isso não quer dizer que a tecnologia para o envio de seres humanos 100 anos no futuro estará disponível em breve, no entanto. Já a viagem para o passado é menos compreendida. Ainda assim, o astrofísico Eric W. Davis, do Instituto Internacional Earthtech, de Estudos Avançados em Austin, EUA, argumenta que isso é possível. Tudo que você precisa, diz ele, é um buraco de minhoca, uma estrutura prevista pela teoria da relatividade que manipularia o espaço-tempo.
“Você pode ir para o futuro ou para o passado usando buracos de minhoca”, Davis disse.
Onde está o meu buraco de minhoca?
Buracos de minhoca nunca foram encontrados, e se eles forem descobertos (ou criados), eles seriam tão pequenos que uma pessoa não poderia caber dentro, muito menos uma nave espacial. Mesmo assim, o estudo aborda as máquinas do tempo e a possibilidade de que um buraco de minhoca possa ser usado como um meio para viajar para o passado. Tanto a teoria geral da relatividade quanto a teoria quântica parecem oferecer várias possibilidades para viajar ao longo do que os físicos chamam de “curva tipo-tempo fechada”, ou um caminho que atravessa o tempo e o espaço – essencialmente, uma máquina do tempo. Na verdade, disse Davis, o atual entendimento dos cientistas das leis da física estão infestados com máquinas do tempo em que existem inúmeras soluções de geometria do espaço-tempo que possibilitam tal façanha.
Um buraco de minhoca funcional permitiria que uma nave, por exemplo, viajasse de um ponto a outro mais rápido do que a velocidade da luz. Isso porque a nave chegaria ao seu destino mais cedo do que um raio de luz, ao tomar um atalho através do espaço-tempo por meio do buraco de minhoca. Dessa forma, o veículo realmente não quebraria a regra do chamado limite de velocidade universal – a velocidade da luz. Teoricamente, um buraco de minhoca poderia ser usado para cortar caminho não só através do espaço, mas ao longo do tempo também. No entanto, Davis acrescentou, transformar um buraco de minhoca em uma máquina do tempo não será fácil. “Seria preciso um esforço hercúleo para isso”, disse ele.
Isso porque uma vez que um buraco de minhoca é criado, uma ou ambas as extremidades deveriam ser aceleradas a uma velocidade enorme (metade da velocidade da luz, por exemplo) até a posição desejada, o que exigiria uma colossal quantidade de energia.
Desafios
Existem várias teorias sobre como as leis da física podem trabalhar para evitara viagem no tempo através de buracos de minhoca. Não somente assumimos [que viagens para o passado] não são possíveis, mas também que as leis da física, quando totalmente compreendidas, vão descartá-las totalmente”, disse Robert Owen, astrofísico do Oberlin College, em Ohio, que é especialista em buracos negros e em teoria da gravitação. De acordo com o atual entendimento dos cientistas, manter um buraco de minhoca estável o suficiente para ser funcional requer grandes quantidades de matéria exótica, uma substância que ainda é muito mal compreendida. A relatividade geral não postula a existência da matéria exótica. Mas ela existe. É aí que a teoria quântica entra em cena. Assim como a relatividade geral, a teoria quântica é um sistema para explicar o universo em sua microescala.
No entanto, a matéria exótica só foi observada em quantidades muito pequenas – não o suficiente para manter aberto um buraco de minhoca. Físicos teriam que encontrar uma maneira de gerar e utilizar grandes quantidades de matéria exótica para produzir um buraco de minhoca funcional. Além disso, outros físicos usaram a mecânica quântica para postular que a tentativa de viajar através de um buraco de minhoca criaria algo chamado de reação de volta quântica.
Em uma reação de volta quântica, o ato de transformar um buraco de minhoca em uma máquina do tempo poderia causar uma acumulação maciça de energia, em última análise destruindo a estrutura antes que ela pudesse ser utilizada como uma máquina de tempo. No entanto, o modelo matemático utilizado para calcular a reação de volta quântica leva em conta apenas uma dimensão do espaço-tempo.
“Estou confiante de que, uma vez que a relatividade geral não falhou, suas previsões para as máquinas do tempo permanecem válidas e testáveis, independentemente do que a teoria quântica diz sobre esses assuntos”, acrescentou Davis. Isso ilustra um dos principais problemas nas teorias de viagens no tempo: os físicos têm de fundamentar seus argumentos na relatividade geral ou na teoria quântica, sendo que ambas são incompletas e incapazes de explicar em sua totalidade o nosso complexo universo. Antes que eles possam figurar uma viagem no tempo, os físicos precisam encontrar uma maneira de conciliar a relatividade geral e a teoria quântica em uma teoria quântica da gravidade. Essa teoria, então, serviria como base para um estudo mais aprofundado das viagens no tempo.
Portanto, Owen argumenta que é impossível ter certeza sobre a possibilidade de viajar no tempo. “A ideia de máquina do tempo baseada em buracos de minhoca leva em conta a relatividade geral, mas deixa de fora a mecânica quântica”, Owen disse. “A mecânica quântica parece nos mostrar que a máquina do tempo poderia funcionar de uma maneira que não esperamos.”
Fonte: LiveScience
Viajar para o futuro é uma possibilidade incontroversa, de acordo com a teoria de Einstein. Na verdade, os físicos foram capazes de enviar para o futuro pequenas partículas chamadas múons, que são semelhantes aos elétrons, por meio da manipulação da gravidade em torno deles. Isso não quer dizer que a tecnologia para o envio de seres humanos 100 anos no futuro estará disponível em breve, no entanto. Já a viagem para o passado é menos compreendida. Ainda assim, o astrofísico Eric W. Davis, do Instituto Internacional Earthtech, de Estudos Avançados em Austin, EUA, argumenta que isso é possível. Tudo que você precisa, diz ele, é um buraco de minhoca, uma estrutura prevista pela teoria da relatividade que manipularia o espaço-tempo.
“Você pode ir para o futuro ou para o passado usando buracos de minhoca”, Davis disse.
Onde está o meu buraco de minhoca?
Buracos de minhoca nunca foram encontrados, e se eles forem descobertos (ou criados), eles seriam tão pequenos que uma pessoa não poderia caber dentro, muito menos uma nave espacial. Mesmo assim, o estudo aborda as máquinas do tempo e a possibilidade de que um buraco de minhoca possa ser usado como um meio para viajar para o passado. Tanto a teoria geral da relatividade quanto a teoria quântica parecem oferecer várias possibilidades para viajar ao longo do que os físicos chamam de “curva tipo-tempo fechada”, ou um caminho que atravessa o tempo e o espaço – essencialmente, uma máquina do tempo. Na verdade, disse Davis, o atual entendimento dos cientistas das leis da física estão infestados com máquinas do tempo em que existem inúmeras soluções de geometria do espaço-tempo que possibilitam tal façanha.
Um buraco de minhoca funcional permitiria que uma nave, por exemplo, viajasse de um ponto a outro mais rápido do que a velocidade da luz. Isso porque a nave chegaria ao seu destino mais cedo do que um raio de luz, ao tomar um atalho através do espaço-tempo por meio do buraco de minhoca. Dessa forma, o veículo realmente não quebraria a regra do chamado limite de velocidade universal – a velocidade da luz. Teoricamente, um buraco de minhoca poderia ser usado para cortar caminho não só através do espaço, mas ao longo do tempo também. No entanto, Davis acrescentou, transformar um buraco de minhoca em uma máquina do tempo não será fácil. “Seria preciso um esforço hercúleo para isso”, disse ele.
Isso porque uma vez que um buraco de minhoca é criado, uma ou ambas as extremidades deveriam ser aceleradas a uma velocidade enorme (metade da velocidade da luz, por exemplo) até a posição desejada, o que exigiria uma colossal quantidade de energia.
Desafios
Existem várias teorias sobre como as leis da física podem trabalhar para evitara viagem no tempo através de buracos de minhoca. Não somente assumimos [que viagens para o passado] não são possíveis, mas também que as leis da física, quando totalmente compreendidas, vão descartá-las totalmente”, disse Robert Owen, astrofísico do Oberlin College, em Ohio, que é especialista em buracos negros e em teoria da gravitação. De acordo com o atual entendimento dos cientistas, manter um buraco de minhoca estável o suficiente para ser funcional requer grandes quantidades de matéria exótica, uma substância que ainda é muito mal compreendida. A relatividade geral não postula a existência da matéria exótica. Mas ela existe. É aí que a teoria quântica entra em cena. Assim como a relatividade geral, a teoria quântica é um sistema para explicar o universo em sua microescala.
No entanto, a matéria exótica só foi observada em quantidades muito pequenas – não o suficiente para manter aberto um buraco de minhoca. Físicos teriam que encontrar uma maneira de gerar e utilizar grandes quantidades de matéria exótica para produzir um buraco de minhoca funcional. Além disso, outros físicos usaram a mecânica quântica para postular que a tentativa de viajar através de um buraco de minhoca criaria algo chamado de reação de volta quântica.
Em uma reação de volta quântica, o ato de transformar um buraco de minhoca em uma máquina do tempo poderia causar uma acumulação maciça de energia, em última análise destruindo a estrutura antes que ela pudesse ser utilizada como uma máquina de tempo. No entanto, o modelo matemático utilizado para calcular a reação de volta quântica leva em conta apenas uma dimensão do espaço-tempo.
“Estou confiante de que, uma vez que a relatividade geral não falhou, suas previsões para as máquinas do tempo permanecem válidas e testáveis, independentemente do que a teoria quântica diz sobre esses assuntos”, acrescentou Davis. Isso ilustra um dos principais problemas nas teorias de viagens no tempo: os físicos têm de fundamentar seus argumentos na relatividade geral ou na teoria quântica, sendo que ambas são incompletas e incapazes de explicar em sua totalidade o nosso complexo universo. Antes que eles possam figurar uma viagem no tempo, os físicos precisam encontrar uma maneira de conciliar a relatividade geral e a teoria quântica em uma teoria quântica da gravidade. Essa teoria, então, serviria como base para um estudo mais aprofundado das viagens no tempo.
Portanto, Owen argumenta que é impossível ter certeza sobre a possibilidade de viajar no tempo. “A ideia de máquina do tempo baseada em buracos de minhoca leva em conta a relatividade geral, mas deixa de fora a mecânica quântica”, Owen disse. “A mecânica quântica parece nos mostrar que a máquina do tempo poderia funcionar de uma maneira que não esperamos.”
Fonte: LiveScience
terça-feira, 7 de maio de 2013
Como surgiu o primeiro átomo?
Provavelmente você já deve ter se perguntado o que aconteceu milionésimos de segundo após a criação do universo. Sabemos que ele surgiu de uma singularidade (um ponto infinitamente pequeno, quente e denso) e que houve uma expansão inicial, denominada equivocadamente de Big Bang, que aconteceu à aproximadamente 13,7 bilhões de anos. Após esse momento inicial, aconteceu a “inflação”, período que o universo se expandiu em uma velocidade inimaginável. Após a inflação, o ritmo de expansão diminuiu consideravelmente, mas está acelerando novamente desde então, graças à misteriosa força da energia escura. Mas como surgiu a unidade formadora do tudo, o primeiro átomo? Para responder isso, precisamos voltar no tempo, quando o universo tinha frações da sua idade hoje.
Mas antes de falarmos propriamente dos átomos e de suas unidades formadoras, os quarks, precisamos falar sobre as 4 forças forças fundamentais da natureza. Existem 4 forças que permitem a existência de tudo o que existe, são elas: a gravidade, o electromagnetismo, a força nuclear forte e a força nuclear fraca. Elas são responsáveis por “ordenar” o universo, mas na verdade, elas fazem nosso universo ser muito assimétrico, diferentemente de momentos após o seu nascimento. Quando o universo tinha apenas uma ínfima fração de segundos de idade, com 1 trilionésimo de trilionésimo de trilionésimo de trilionésimo de segundo (0,000…1 com 44 zeros após a vírgula) a temperatura era tão alta que as 4 forças eram uma só. Nesse período, o universo era perfeitamente simétrico, já que era governado por apenas uma força fundamental.
Agora, já sabendo como era o universo primordial, podemos falar propriamente da matéria. Tudo é composto por átomos, que por sua vez são formados por prótons, nêutrons e elétrons (este último orbita o núcleo do átomo). Os prótons e os nêutrons são formados por quarks (quarks up e down), que são mantidos unidos pelos glúons (que age como se fosse uma cola). Nos instantes iniciais do universo, os átomos não existiam. Havia uma sopa cósmica de quarks, elétrons, fótons e outras partículas subatômicas que não estavam unidas.
Nesse momento, quando os quarks tentavam se unir para formar prótons e nêutrons, eles eram arremessados para longe pelos fótons, que com a altíssima temperatura estavam “descontrolados”. Mas conforme o universo foi se expandindo, sua temperatura foi diminuindo. Assim, somente quando o universo tinha 1 centésimo de segundo de vida, os quarks conseguiram se juntar para formar os prótons e os nêutrons. Somente após cerca de 3 minutos que os núcleos dos átomos se formaram.
Contudo, somente os núcleos de átomos leves conseguiram nascer nesse período, e assim foram formados apenas núcleos de 3 elementos: o hélio, lítio e hidrogênio, todos leves. Mas os elétrons ainda estava sendo arremessados para longe dos núcleos dos átomos pelos mesmos fótons. Somente após aproximadamente 380 mil anos após o Big Bang, o universo apresentava uma temperatura que permitia os elétrons de se unirem com os núcleos e finalmente formarem os primeiros átomos. Nesse período, os fótons se “acalmaram”, se tornando o que chamamos hoje de radiação cósmica de fundo. Até a formação dos primeiros átomos, o universo viveu um período denominado Idade das Trevas. Somente após esses 380 mil anos, a luz passou a existir, e as primeiras estruturas do universo começaram a nascer.
Fonte: http://misteriosdomundo.com
segunda-feira, 29 de abril de 2013
Uma bolha verde fantasma
Esta nova imagem obtida com o Very Large Telescope do ESO mostra a nebulosa planetária IC 1295, verde e brilhante, que rodeia uma estrela moribunda ténue situada a cerca de 3300 anos-luz de distância, na constelação do Escudo de Sobieski. Esta é a imagem mais detalhada deste objeto obtida até hoje.
Esta imagem, obtida pelo Very Large Telescope do ESO, mostra a nebulosa planetária verde IC 1295 que rodeia uma ténue estrela moribunda e é a mais detalhada obtida até hoje deste objeto. Esta nebulosa planetária situa-se a cerca de 3300 anos-luz de distância na constelação do Escudo de Sobieski.Créditos:ESO
Estrelas do tamanho do Sol terminam as suas vidas sob a forma de anãs brancas, estrelas pequenas e ténues. Na transição final para a “reforma”, a atmosfera é lançada para o espaço. Durante apenas alguns milhares de anos, estes objetos encontram-se rodeados por espectaculares nuvens brilhantes e coloridas de gás ionizado, conhecidas como nebulosas planetárias. Esta nova imagem obtida pelo VLT mostra a nebulosa planetária IC 1295, que se situa na constelação do Escudo de Sobieski. Tem a característica particular de ser composta por inúmeras conchas que a fazem parecer um micro-organismo visto através do microscópio, com as muitas camadas correspondendo às várias membranas de uma célula.
Estas bolhas são formadas pelo gás que constituía a atmosfera da estrela e que foi expelido pelas reacções de fusão instáveis, a acontecer no núcleo da estrela, que geram libertação de energia súbita, como se de enormes jorros termonucleares se tratassem. O gás brilha devido à intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela moribunda. Os diferentes elementos químicos brilham com diferentes cores e o proeminente tom esverdeado da IC 1295 vem do oxigénio ionizado. No centro da imagem podemos ver um ponto brilhante azul esbranquiçado situado no coração da nebulosa, que é o que resta do núcleo queimado da estrela. Esta estrela irá transformar-se numa anã branca muito ténue, arrefecendo lentamente ao longo de muitos milhares de milhões de anos.
Estrelas com a massa do Sol e com massas que podem ir até oito vezes a massa solar, darão origem a nebulosas planetárias na fase final das suas vidas. O Sol tem 4,6 mil milhões de anos e viverá ainda muito provavelmente mais quatro mil milhões de anos. Apesar do seu nome, as nebulosas planetárias não têm nada a ver com planetas. Este termo descritivo foi usado em algumas das primeiras descobertas destes objetos invulgares e deveu-se à semelhança visual apresentada entre eles e os planetas exteriores Urano e Neptuno, quando observados através dos telescópios da época [1]. Através de observações espectroscópicas no século XIX, descobriu-se que estes objetos eram, na realidade, gás brilhante.
Esta imagem foi obtida pelo Very Large Telescope do ESO, situado no Cerro Paranal no deserto do Atacama, no norte do Chile, com o auxílio do instrumento FORS (sigla do inglês FOcal Reducer Spectrograph). Foram feitas exposições em três filtros diferentes, na luz azul (mostradas a azul), na radiação visível (mostradas a verde) e na luz vermelha (mostradas a vermelho), que foram combinadas nesta imagem.
Notas
[1] Observadores antigos, como por exemplo William Herschel, que descobriu muitas nebulosas planetárias e especulou sobre a sua origem e composição, sabiam já que estes objetos não eram planetas que se encontrassem em órbita do Sol, já que não se moviam relativamente às estrelas de fundo.
Fonte: ESO
Esta imagem, obtida pelo Very Large Telescope do ESO, mostra a nebulosa planetária verde IC 1295 que rodeia uma ténue estrela moribunda e é a mais detalhada obtida até hoje deste objeto. Esta nebulosa planetária situa-se a cerca de 3300 anos-luz de distância na constelação do Escudo de Sobieski.Créditos:ESO
Estrelas do tamanho do Sol terminam as suas vidas sob a forma de anãs brancas, estrelas pequenas e ténues. Na transição final para a “reforma”, a atmosfera é lançada para o espaço. Durante apenas alguns milhares de anos, estes objetos encontram-se rodeados por espectaculares nuvens brilhantes e coloridas de gás ionizado, conhecidas como nebulosas planetárias. Esta nova imagem obtida pelo VLT mostra a nebulosa planetária IC 1295, que se situa na constelação do Escudo de Sobieski. Tem a característica particular de ser composta por inúmeras conchas que a fazem parecer um micro-organismo visto através do microscópio, com as muitas camadas correspondendo às várias membranas de uma célula.
Estas bolhas são formadas pelo gás que constituía a atmosfera da estrela e que foi expelido pelas reacções de fusão instáveis, a acontecer no núcleo da estrela, que geram libertação de energia súbita, como se de enormes jorros termonucleares se tratassem. O gás brilha devido à intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela moribunda. Os diferentes elementos químicos brilham com diferentes cores e o proeminente tom esverdeado da IC 1295 vem do oxigénio ionizado. No centro da imagem podemos ver um ponto brilhante azul esbranquiçado situado no coração da nebulosa, que é o que resta do núcleo queimado da estrela. Esta estrela irá transformar-se numa anã branca muito ténue, arrefecendo lentamente ao longo de muitos milhares de milhões de anos.
Estrelas com a massa do Sol e com massas que podem ir até oito vezes a massa solar, darão origem a nebulosas planetárias na fase final das suas vidas. O Sol tem 4,6 mil milhões de anos e viverá ainda muito provavelmente mais quatro mil milhões de anos. Apesar do seu nome, as nebulosas planetárias não têm nada a ver com planetas. Este termo descritivo foi usado em algumas das primeiras descobertas destes objetos invulgares e deveu-se à semelhança visual apresentada entre eles e os planetas exteriores Urano e Neptuno, quando observados através dos telescópios da época [1]. Através de observações espectroscópicas no século XIX, descobriu-se que estes objetos eram, na realidade, gás brilhante.
Esta imagem foi obtida pelo Very Large Telescope do ESO, situado no Cerro Paranal no deserto do Atacama, no norte do Chile, com o auxílio do instrumento FORS (sigla do inglês FOcal Reducer Spectrograph). Foram feitas exposições em três filtros diferentes, na luz azul (mostradas a azul), na radiação visível (mostradas a verde) e na luz vermelha (mostradas a vermelho), que foram combinadas nesta imagem.
Notas
[1] Observadores antigos, como por exemplo William Herschel, que descobriu muitas nebulosas planetárias e especulou sobre a sua origem e composição, sabiam já que estes objetos não eram planetas que se encontrassem em órbita do Sol, já que não se moviam relativamente às estrelas de fundo.
Fonte: ESO
terça-feira, 16 de abril de 2013
Aceleração de prótons em supernovas
O disparo de nuvem é um déficit de raios gama de baixa energia se comparados com suas contrapartes mais energéticas no espectro de fótons emitidos pelos remanescentes de supernova. Isso sinaliza uma origem de raios gama a partir de um decaimento de partículas chamado de píons neutros, que são produzidos quando prótons de alta energia (a partir da onda de choque de uma supernova, por exemplo) colidem com prótons mais comuns em densas nuvens de gás interestelar. A produção de píons neutros nos dois locais remanescentes de supernovas sinaliza, portanto, que os objetos de fato aceleraram prótons a velocidades tremendas.
Os astrofísicos precisam se basear em evidências observacionais como píons neutros e os raios gamas que eles produzem porque os raios cósmicos em si – os prótons de alta energia – carregam carga elétrica e, portanto, são desviados por campos magnéticos conforme viajam pela galáxia. E aí reside o apelo de fótons de raios gama, que não carregam carga elétrica. “Esses raios gama podem ser produzidos por prótons energéticos e então viajar em linhas retas e nos dizer onde os prótons são acelerados, onde os raios cósmicos são produzidos”, adiciona Funk. Os dois objetos que Funk e seus colegas estudaram têm raios gama em intensidade superior a qualquer outro remanescente de supernova, o que os torna alvos óbvios para a busca. Mas mesmo assim, distinguir a produção de raios gama brilhantes do material ao redor de estrelas mortas levou algum tempo. O problema é que a assinatura que está sendo procurada está no limite do espectro de energia do detector. E nessas energias baixas, os raios gama não deixam muita informação no detector.
Fonte: http://www.sciencemag.org/
terça-feira, 9 de abril de 2013
Restante atmosfera marciana ainda dinâmica
Descobertas recentes do rover Curiosity da NASA indicam que Marte perdeu muito da sua atmosfera original, mas a que resta continua bastante activa. Membros da equipa do rover relataram ontem diversos resultados na Assembleia-Geral da União Europeia de Geociências em Viena, Áustria.Esta imagem mostra os primeiros buracos perfurados pelo rover Curiosity da NASA, com pequenos aglomerados de rocha "triturada" e recolhida, e mais tarde descartada após outras porções da amostra terem sido entregues aos instrumentos analíticos dentro do rover.Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Surgiram este mês fortes evidências de que Marte perdeu muito da sua atmosfera original por um processo de gás que escapa do topo da atmosfera. O instrumento SAM (Sample Analysis at Mars) do Curiosity analisou uma amostra da atmosfera a semana passada usando um processo que concentra gases seleccionados. Os resultados forneceram as medições mais precisas já obtidas de isótopos de árgon na atmosfera marciana. Os isótopos são variantes do mesmo elemento com diferentes pesos atómicos. "Nós encontramos sem dúvida a assinatura mais clara e robusta da perda atmosférica em Marte," afirma Sushil Atreya, co-investigador da Universidade de Michigan em Ann Arbor, EUA. O SAM descobriu que a atmosfera de Marte tem cerca de quatro vezes mais de um isótopo estável e leve (árgon-36) em omparação com outro mais pesado (árgon-38). Isto remove a incerteza anterior acerca do rácio na atmosfera marciana obtida em 1976 a partir de medições do projecto Viking da NASA e de pequenos volumes de árgon extraídos de meteoritos marcianos. A proporção é muito mais baixa do que a proporção original do Sistema Solar, tal como estimado a partir de medições dos isótopos de árgon do Sol e Júpiter. Isto aponta para um processo em Marte que favoreceu a perda preferencial do isótopo mais leve em relação ao mais pesado.
O Curiosity mede diversas variáveis na atmosfera marciana de hoje em dia com o instrumento espanhol REMS (Rover Environmental Monitoring Station). Ao passo que a temperatura diária do ar subiu de forma constante desde que as medições começaram há oito meses atrás e não está fortemente ligada com a localização do rover, a humidade tem variado significativamente em diferentes locais da viagem do veículo robótico. Estas são as primeiras medições sistemáticas da humidade em Marte. Não foram observadas trilhas de "diabos marcianos" dentro da Cratera Gale, mas os sensores do REMS detectaram muitos padrões turbulentos durante os primeiros cem dias marcianos da missão, embora não tantos como os detectados no mesmo período de tempo por missões anteriores. "Um turbilhão é um evento bastante rápido, que ocorre em poucos segundos e pode ser verificado por uma combinação de oscilações de temperatura, pressão e do vento e, em alguns casos, uma redução na radiação ultravioleta," afirma Javier Gómez-Elvira, investigador principal do REMS do Centro de Astrobiologia de Madrid.
A poeira distribuída pelo vento foi examinada pelo instrumento ChemCam (Chemistry and Camera) do Curiosity. Os pulsos de laser iniciais sobre cada alvo atingiram poeira. A energia do rover remove a poeira para expôr o material subjacente, mas esses pulsos iniciais também fornecem informação sobre a poeira. "Nós sabíamos que Marte é vermelho por causa de óxidos de ferro na poeira," afirma Sylvestre Maurice, investigador principal do ChemCam do Instituto de Pesquisa em Astrofísica e Planetologia em Toulouse, França. "O ChemCam revela uma composição química complexa da poeira que inclui hidrogénio, e que pode estar sob a forma de grupos hidroxilo ou de moléculas de água. O possível intercâmbio de moléculas de água entre a atmosfera e o solo é estudado por uma combinação de instrumentos no rover, incluindo o DAN (Dynamic Albedo of Neutrons), fornecido pela Rússia sob a liderança de Igor Mitrofanov, investigador principal. Para o resto de Abril, o Curiosity irá realizar actividades diárias para comandos enviados em Março, usando o DAN, o REMS e o RAD (Radiation Assessment Detector).
Não serão enviados novos comandos durante um período de quatro semanas enquanto Marte passa por trás do Sol, do ponto de vista da Terra. Esta geometria ocorre aproximadamente a cada 26 meses e é chamada de conjunção solar de Marte. "Após a conjunção, o Curiosity irá perfurar outra rocha onde actualmente se encontra, mas esse alvo ainda não foi seleccionado. A equipa científica vai discutir isto durante o período de conjunção", realça John Grotzinger, cientista do projecto MSL (Mars Science Laboratory), do Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena, EUA. O MSL da NASA está usando o Curiosity para investigar a história ambiental dentro da Cratera Gale, um local que o projecto já constatou que as condições há muito tempo eram favoráveis para a vida microbiana. O Curiosity, transportando 10 instrumentos científicos, aterrou em Agosto de 2012 para começar uma missão principal de dois anos.
Fonte: Astronomia Online
segunda-feira, 8 de abril de 2013
Foram detectados no espaço os primeiros indícios de matéria escura
Os primeiros resultados oferecidos pelo Espectrômetro Magnético Alfa (AMS), podem indicar os primeiros sinais da existência de matéria escura.
O instrumento utilizado para medir radiações cósmicas, AMS, custou 4 bilhões de reais e está instalado na Estação Espacial Internacional (ISS),A matéria escura é uma substância invisível, correspondendo a cerca de um quarto do Universo. É difícil de detectar, exceto quando muito raramente interage com a matéria visível. As evidências sobre a matéria escura são hipotéticas e baseadas em técnicas experimentais e observações de astrofísicos. Segundo as leis da Física, as estrelas, planetas, deveriam se movimentar lentamente à medida que se afastam do centro, porém, para as equações da física fazerem sentindo, existe uma força adicional identificada por ser a matéria escura.
Instalado desde Maio de 2011, os dados do AMS detectaram mais presença de antimatéria do que matéria. Além disso, o instrumento fornece evidências para um novo fenômeno físico, partículas de alta carga energética formada por elétrons e pósitrons juntos, o que pode ser um ponto de colisão entre partículas de matéria escura. O AMS detectou em um ano e meio, cerca de 25 bilhões de raios cósmicos, desses 6,8 milhões são elétrons e pósitrons, incluindo 400.000 pósitrons avaliados separadamente. Esta é a maior coleção de partículas de antimatéria registrada no espaço. Os dados indicam aumento na energia dos pósitrons, mas sem variações significativas no tempo ou direção.
Estes resultados são consistentes com a ideia de que os pósitrons são provenientes da aniquilação de partículas de matéria escura no espaço, mas ainda não são suficientemente conclusivos para descartar outras explicações. "Nos próximos meses, o AMS será capaz de nos dizer com certeza se esses pósitrons são sinais de matéria escura ou se eles têm outra origem", explicou Samuel Ting, ganhador do Nobel e porta-voz dos estudos.Segundo um artigo publicado por Garisto, editor da revista de física Physical Review Letters:
“Não importa o que as medições AMS finalmente anunciem - seja a matéria escura ou algo mais - os resultados não teriam sido possíveis sem a plataforma da Estação Espacial Internacional, um laboratório orbital que custou 100 bilhões de dólares, onde uma equipe de três a seis astronautas trabalham em tempo integral. AMS coleta partículas de raios cósmicos, que são abundantes no espaço, embora em grande parte bloqueados na Terra pela atmosfera do nosso planeta. Uma das explicações principais para a matéria escura é que ela é feita de partículas chamadas de WIMPs (partículas massivas de interação), são pensados para serem os seus próprios parceiros de partículas antimatéria.
Quando matéria e antimatéria se encontram, elas destroem umas as outras. A procura por mais informações sobre WIMPs foi uma das principais motivações para a construção do Espectrômetro Magnético Alfa. O instrumento consegue detectar a matéria escura, e os cientistas dizem que estão satisfeitos com os primeiros resultados da AMS até agora. "Estou confiante de que esta é apenas a primeira de muitas descobertas científicas que permitiram mudar a nossa compreensão do Universo", disse o administrador da NASA, Charles Bolden, através de um comunicado.
Fonte: Jornal Ciência
O instrumento utilizado para medir radiações cósmicas, AMS, custou 4 bilhões de reais e está instalado na Estação Espacial Internacional (ISS),A matéria escura é uma substância invisível, correspondendo a cerca de um quarto do Universo. É difícil de detectar, exceto quando muito raramente interage com a matéria visível. As evidências sobre a matéria escura são hipotéticas e baseadas em técnicas experimentais e observações de astrofísicos. Segundo as leis da Física, as estrelas, planetas, deveriam se movimentar lentamente à medida que se afastam do centro, porém, para as equações da física fazerem sentindo, existe uma força adicional identificada por ser a matéria escura.
Instalado desde Maio de 2011, os dados do AMS detectaram mais presença de antimatéria do que matéria. Além disso, o instrumento fornece evidências para um novo fenômeno físico, partículas de alta carga energética formada por elétrons e pósitrons juntos, o que pode ser um ponto de colisão entre partículas de matéria escura. O AMS detectou em um ano e meio, cerca de 25 bilhões de raios cósmicos, desses 6,8 milhões são elétrons e pósitrons, incluindo 400.000 pósitrons avaliados separadamente. Esta é a maior coleção de partículas de antimatéria registrada no espaço. Os dados indicam aumento na energia dos pósitrons, mas sem variações significativas no tempo ou direção.
Estes resultados são consistentes com a ideia de que os pósitrons são provenientes da aniquilação de partículas de matéria escura no espaço, mas ainda não são suficientemente conclusivos para descartar outras explicações. "Nos próximos meses, o AMS será capaz de nos dizer com certeza se esses pósitrons são sinais de matéria escura ou se eles têm outra origem", explicou Samuel Ting, ganhador do Nobel e porta-voz dos estudos.Segundo um artigo publicado por Garisto, editor da revista de física Physical Review Letters:
“Não importa o que as medições AMS finalmente anunciem - seja a matéria escura ou algo mais - os resultados não teriam sido possíveis sem a plataforma da Estação Espacial Internacional, um laboratório orbital que custou 100 bilhões de dólares, onde uma equipe de três a seis astronautas trabalham em tempo integral. AMS coleta partículas de raios cósmicos, que são abundantes no espaço, embora em grande parte bloqueados na Terra pela atmosfera do nosso planeta. Uma das explicações principais para a matéria escura é que ela é feita de partículas chamadas de WIMPs (partículas massivas de interação), são pensados para serem os seus próprios parceiros de partículas antimatéria.
Quando matéria e antimatéria se encontram, elas destroem umas as outras. A procura por mais informações sobre WIMPs foi uma das principais motivações para a construção do Espectrômetro Magnético Alfa. O instrumento consegue detectar a matéria escura, e os cientistas dizem que estão satisfeitos com os primeiros resultados da AMS até agora. "Estou confiante de que esta é apenas a primeira de muitas descobertas científicas que permitiram mudar a nossa compreensão do Universo", disse o administrador da NASA, Charles Bolden, através de um comunicado.
Fonte: Jornal Ciência
sexta-feira, 5 de abril de 2013
Descoberta de supernova dá pistas sobre a expansão do universo
Chamada de SN Wilson, a supernova está localizada há 10 bilhões de anos-luz da Terra.
Imagem mostra a supernova descoberta (detalhe) em meio ao universo Foto: Nasa / Divulgação
A agência espacial americana (Nasa) divulgou nesta quinta-feira a descoberta feita pelo telescópio espacial Hubble de uma supernova localizada há 10 bilhões de anos-luz da Terra. Chamada de SN Wilson, em homenagem ao ex-presidente americano Woodrow Wilson, a supernova deve ajudar a medir a expansão do universo. Ela também deve dar pistas sobre a natureza da matéria escura. SN Wilson é classificada como uma supernova do tipo Ia, que tem um nível constante de brilho e que, por isso, ajuda nas pesquisas sobre a expansão do universo. A distância de 10 bilhões de anos-luz em relação à Terra é considerada a maior entre os corpos celestes do grupo. "Essa nova recordista em distância abre uma janela para o universo primordial, oferecendo novas pisas sobre como as estrelas explodem", disse David O. Jones, pesquisador da Universidade Johns Hopkins, em nota divulgada pela Nasa. "Com essa descoberta podemos testar teorias sobre quão confiável são essas explosões para a compreensão da evolução do universo", disse o líder do estudo. A descoberta faz parte de um programa de pesquisa desenvolvido há três anos. A ideia é usar as supernovas – corpos celestes que surgiram a partir da explosão e estrelas de grande massa – para analisar a teoria vigente de que o universo formou-se a partir do Big Bang, há cerca de 13,8 bilhões de anos.
Fonte: Terra
Imagem mostra a supernova descoberta (detalhe) em meio ao universo Foto: Nasa / Divulgação
A agência espacial americana (Nasa) divulgou nesta quinta-feira a descoberta feita pelo telescópio espacial Hubble de uma supernova localizada há 10 bilhões de anos-luz da Terra. Chamada de SN Wilson, em homenagem ao ex-presidente americano Woodrow Wilson, a supernova deve ajudar a medir a expansão do universo. Ela também deve dar pistas sobre a natureza da matéria escura. SN Wilson é classificada como uma supernova do tipo Ia, que tem um nível constante de brilho e que, por isso, ajuda nas pesquisas sobre a expansão do universo. A distância de 10 bilhões de anos-luz em relação à Terra é considerada a maior entre os corpos celestes do grupo. "Essa nova recordista em distância abre uma janela para o universo primordial, oferecendo novas pisas sobre como as estrelas explodem", disse David O. Jones, pesquisador da Universidade Johns Hopkins, em nota divulgada pela Nasa. "Com essa descoberta podemos testar teorias sobre quão confiável são essas explosões para a compreensão da evolução do universo", disse o líder do estudo. A descoberta faz parte de um programa de pesquisa desenvolvido há três anos. A ideia é usar as supernovas – corpos celestes que surgiram a partir da explosão e estrelas de grande massa – para analisar a teoria vigente de que o universo formou-se a partir do Big Bang, há cerca de 13,8 bilhões de anos.
Fonte: Terra
quarta-feira, 3 de abril de 2013
Antimatéria, Matéria Escura e Energia Escura: 3 Grandes mistérios da cosmologia
Desde a época de Galileu, a ciência vem avançando cada vez mais e a cada dia surgem novas descobertas nos mais diversos campos da ciência. No entanto, a cada nova descoberta, principalmente no campo da cosmologia, surgem mais perguntas, e novos mistérios a serem resolvidos. Nesse artigo, vamos falar sobre os maiores desafios que os cientistas tem pela frente.
Antimatéria
Todas as partículas possuem sua antipartícula. Por exemplo, a antipartícula do nêutron é o antinêutron e a do próton é o antipróton. A diferença básica entre a partícula e antipartícula é que a carga elétrica das antipartículas são contrárias da partículas, mas possuem a mesma massa e rotação. Quanta uma antipartícula entra em contato com uma partícula, eles se aniquilam instantaneamente, virando energia. Para todo o lado que olhamos no universo, só enxergamos a matéria, e vez ou outra surge uma partícula de antimatéria, como nos aceleradores de partículas. Não existem antiplanetas ou antipessoas, só existe a matéria em sua forma convencional.
Após o Big Bang, o universo era pura energia, e teoricamente, deveria ter formado partículas iguais de matéria e antimatéria. Mas obviamente isso não aconteceu, senão você ou qualquer outra coisa feita de matéria (ou antimatéria) não existiria. O universo seria um vasto campo de energia, muito monótono, sem capacidade para criar estrelas ou planetas. E entender porque a matéria prevaleceu sobre a antimatéria é um dos maiores enigmas da ciência. Para cada 1 bilhão de partículas de antimatéria, surgem 1 bilhão e 1 partículas de matéria. Ou seja, temos 2 bilhões de partículas mortas, mas uma sobreviveu e pôde dar continuidade no processo de desenvolvimento do universo.
Matéria escura
Pouco se sabe sobre essa misteriosa matéria e entendê-la é outro grande objetivo dos físicos atualmente. A existência da matéria escura é fundamental para explicar o comportamento das galáxias e aglomerados galácticos. É uma matéria invisível, mas que pode ser observada pela força gravitacional que exerce sobre os grandes corpos celestes. De acordo com os cientistas, aproximadamente 5% do universo é composto pela matéria convencional. Cerca de 22% do universo é composto por uma matéria totalmente incomum, onde não residem prótons, elétrons ou essas partículas que você já deve conhecer: a matéria escura.
Energia escura
Mas e o restante da (leia “A Expansão do Universo“). E isso só pode ser explicado pela energia escura, que segundo algumas teorias, é uma espécie de gravidade repulsiva, o oposto da gravidade (que é atrair as coisas menos massivas para as mais massivas, causando a expansão cósmica e afastando as galáxias e grandes astros uns dos outros. Essa ideia vem dos tempos de Einstein. O cientista mais famoso do mundo criou uma constante cosmológica, uma força oposta a gravidade, que impedia que planetas, estrelas e galáxias se colidissem uns com os outros por causa da gravidade. Então o universo só pararia se expandir caso a energia escura viesse a não cumprir mais seu papel, mas por enquanmatéria do universo? Sim, o universo é composto principalmente pela energia escura (cerca de 73%), que assim como a matéria escura, é um grande mistério. O universo está se expandindo, e cada vez mais rápido to, não vem dando nem sinais disso, já que o universo está se expandindo mais rápido que a luz.
Fonte: http://misteriosdomundo.com
Antimatéria
Todas as partículas possuem sua antipartícula. Por exemplo, a antipartícula do nêutron é o antinêutron e a do próton é o antipróton. A diferença básica entre a partícula e antipartícula é que a carga elétrica das antipartículas são contrárias da partículas, mas possuem a mesma massa e rotação. Quanta uma antipartícula entra em contato com uma partícula, eles se aniquilam instantaneamente, virando energia. Para todo o lado que olhamos no universo, só enxergamos a matéria, e vez ou outra surge uma partícula de antimatéria, como nos aceleradores de partículas. Não existem antiplanetas ou antipessoas, só existe a matéria em sua forma convencional.
Após o Big Bang, o universo era pura energia, e teoricamente, deveria ter formado partículas iguais de matéria e antimatéria. Mas obviamente isso não aconteceu, senão você ou qualquer outra coisa feita de matéria (ou antimatéria) não existiria. O universo seria um vasto campo de energia, muito monótono, sem capacidade para criar estrelas ou planetas. E entender porque a matéria prevaleceu sobre a antimatéria é um dos maiores enigmas da ciência. Para cada 1 bilhão de partículas de antimatéria, surgem 1 bilhão e 1 partículas de matéria. Ou seja, temos 2 bilhões de partículas mortas, mas uma sobreviveu e pôde dar continuidade no processo de desenvolvimento do universo.
Matéria escura
Pouco se sabe sobre essa misteriosa matéria e entendê-la é outro grande objetivo dos físicos atualmente. A existência da matéria escura é fundamental para explicar o comportamento das galáxias e aglomerados galácticos. É uma matéria invisível, mas que pode ser observada pela força gravitacional que exerce sobre os grandes corpos celestes. De acordo com os cientistas, aproximadamente 5% do universo é composto pela matéria convencional. Cerca de 22% do universo é composto por uma matéria totalmente incomum, onde não residem prótons, elétrons ou essas partículas que você já deve conhecer: a matéria escura.
Energia escura
Mas e o restante da (leia “A Expansão do Universo“). E isso só pode ser explicado pela energia escura, que segundo algumas teorias, é uma espécie de gravidade repulsiva, o oposto da gravidade (que é atrair as coisas menos massivas para as mais massivas, causando a expansão cósmica e afastando as galáxias e grandes astros uns dos outros. Essa ideia vem dos tempos de Einstein. O cientista mais famoso do mundo criou uma constante cosmológica, uma força oposta a gravidade, que impedia que planetas, estrelas e galáxias se colidissem uns com os outros por causa da gravidade. Então o universo só pararia se expandir caso a energia escura viesse a não cumprir mais seu papel, mas por enquanmatéria do universo? Sim, o universo é composto principalmente pela energia escura (cerca de 73%), que assim como a matéria escura, é um grande mistério. O universo está se expandindo, e cada vez mais rápido to, não vem dando nem sinais disso, já que o universo está se expandindo mais rápido que a luz.
Fonte: http://misteriosdomundo.com
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