quarta-feira, 28 de maio de 2014

Universo não está se expandido, afirmam astrofísicos


             


              Uma equipe de astrofísicos liderada por Eric Lerner, do centro de pesquisa Lawrenceville Plasma Physics (EUA), diz ter encontrado novas evidências, com base em medidas detalhadas do tamanho e brilho de centenas de galáxias, de que o universo não está em expansão como se pensava anteriormente.
              O Prêmio Nobel de Física de 2011 foi atribuído conjuntamente a três cientistas que descobriram que a expansão do universo está acontecendo de maneira acelerada. Os físicos Saul Perlmutter, Brian Schmidt e Adam Riess chegaram a essa conclusão estudando as supernovas do tipo Ia – as violentas explosões resultantes da morte de estrelas anãs brancas.
              Eles mediram a maneira como a luz de supernovas Ia se distorciam para ver a rapidez com que as galáxias estão se afastando umas das outras, ou seja, o quão rápido o universo está se expandindo. A partir da análise,foi concluído que todas as estrelas, galáxias e aglomerados de galáxias estão se movendo cada vez mais rápido.
              Outras medidas de galáxias brilhantes e distantes, como as feitas por cientistas da Universidade de Tóquio, no Japão, através de lentes gravitacionais, também indicaram que o universo estava “crescendo” como um balão gigante.
              Também surgiram teorias um pouco diferentes que diziam o universo não estava expandindo, mas sim ganhando massa.
Agora, um novo estudo entra na contramão de todas essas hipóteses dizendo que a expansão do universo simplesmente não existe.


O Estudo



              Os cientistas testaram uma das previsões marcantes da teoria do Big Bang, de que a geometria comum não funciona em grandes distâncias.
              Segundo a geometria comum, no espaço que nos rodeia (na Terra, no sistema solar e na Via Láctea), conforme objetos semelhantes estão mais longes, parecem mais fracos e menores. O seu brilho de superfície, que é o brilho por unidade de área, mantém-se constante.
              Em contraste, a teoria do Big Bang nos diz que, em um universo em expansão, objetos mais distantes devem parecer mais fracos, só que maiores. Nesta teoria, o brilho da superfície diminui com a distância. Além disso, a luz é esticada conforme o universo é expandido, o que diminui ainda mais o brilho.
              Assim, em um universo em expansão, galáxias mais distantes devem ser centenas de vezes mais fracas do que o brilho da superfície de galáxias próximas semelhantes, o que as tornaria indetectáveis com os telescópios atuais.
              E não é isso que as observações mostram.
              No novo estudo, os pesquisadores cuidadosamente compararam o tamanho e o brilho de cerca de mil galáxias próximas e muito distantes. Eles escolheram as galáxias espirais mais luminosas para as comparações, combinando a luminosidade média das amostras próximas e distantes.
              Ao contrário do que a previsão dita, eles descobriram que o brilho da superfície das galáxias próximas e distantes são idênticos.
              Estes resultados são consistentes com o que seria esperado da geometria normal se o universo não estivesse se expandindo. Ou seja, os resultados estão em contradição com o escurecimento drástico do brilho superficial previsto pela hipótese universo em expansão.
              “Claro, você pode supor que as galáxias distantes eram muito menores e, portanto, tinham centenas de vezes mais brilho de superfície intrínseco no passado, e que, apenas por coincidência, o escurecimento do Big Bang cancela exatamente esse maior brilho em todas as distâncias para produzir a ilusão de um brilho constante, mas isso seria uma grande coincidência”, explica Lerner.
                Esse não foi o único resultado surpreendente da pesquisa. Para aplicar o teste de brilho de superfície, proposto pela primeira vez em 1930 pelo físico Richard C. Tolman, a equipe teve que determinar a luminosidade real das galáxias, de modo a corresponder galáxias próximas e distantes.
                Para isso, os astrofísicos vincularam a distância das galáxias ao seu redshift (desvio para o vermelho, que corresponde a uma alteração na forma como a frequência das ondas de luz é observada no espectroscópio em função da velocidade relativa entre a fonte emissora e o receptor observador).
                Eles participaram do pressuposto de que a distância é proporcional ao desvio para o vermelho em todas as distâncias, tal como foi verificado no universo próximo.
                Em seguida, os pesquisadores checaram essa relação entre redshift e distância com os dados do brilho de supernovas que foram usados para medir a hipótese da expansão acelerada do universo.
               “É surpreendente que as previsões desta fórmula simples são tão boas quanto as previsões da teoria do universo em expansão, que incluem correções complexas para a matéria escura e a energia escura hipotéticas”, disse um dos coautores do estudo, Dr. Renato Falomo, do Observatório Astronômico de Padova, na Itália.
                O Dr. Riccardo Scarpa do Instituto de Astrofísica de Canarias, na Espanha, outro coautor do estudo, acrescentou: “Mais uma vez você pode pensar nisso como mera coincidência, mas seria uma segunda grande coincidência”.

E agora?

              Se o universo não está se expandindo, o desvio para o vermelho da luz com o aumento da distância deve ser causado por algum outro fenômeno – algo que acontece com a própria luz que viaja através do espaço.
                “No momento, não estamos especulando sobre o que poderia causar esse desvio”, afirma Lerner. “No entanto, tal desvio para o vermelho, o qual não está associada com a expansão, pode ser observado com a sonda adequada dentro do nosso sistema solar no futuro”.
                    O novo estudo foi publicado na revista International Journal of Modern Physics D.

Referência: http://hypescience.com/universo-nao-esta-se-expandido-afirmam-astrofisicos/

segunda-feira, 19 de maio de 2014

Competição do 2º trimestre

          Neste trimestre estaria programado para realizarmos a competição do "Robô Gladiador". Porém, aconteceram imprevistos com as peças que os grupos iriam receber. 
          Teremos agora a competição do "Telefone de Latinha". Envolve integrantes do mesmo grupo onde um será o receptor de um lado da linha e terá que anotar a mensagem que a outra pessoa da latinha falar. Quem escrever palavras ou frases a mais e corretas que o outro grupo vence.


sábado, 17 de maio de 2014

Super simulação cria o primeiro universo virtual realista



          Ainda não é uma Matrix, mas parece que os astrônomos estão no caminho certo. Eles criaram o primeiro universo virtual realista usando uma simulação de computador chamada “Illustris”. Este programa fantástico pode recriar 13 bilhões de anos de evolução cósmica em um cubo de 350 milhões de anos-luz de lado com uma resolução sem precedentes.
          “Até agora, nenhuma simulação tinha sido capaz de reproduzir o universo em pequenas e grandes escalas simultaneamente”, disse Mark Vogelsberger, do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) e do CFA (Centro de Astrofísica Harvard – Smithsoniano, em tradução livre), ambos nos Estados Unidos, que conduziu o trabalho em colaboração com pesquisadores de várias instituições, incluindo o Instituto Heidelberg para Estudos Teóricos na Alemanha.
           Os resultados foram relatados na edição de 8 de maio da revista Nature. As tentativas anteriores para simular o universo foram prejudicadas pela falta de poder de computação e pelas complexidades da física subjacente. Como resultado, esses programas foram limitados em resolução ou forçados a se concentrar em uma pequena parte do universo. Simulações anteriores também tiveram problemas na modelagem das complexas formações de estrelas, explosões de supernovas e buracos negros supermassivos.
             O Illustris emprega um sofisticado programa de computador para recriar a evolução do universo em alta fidelidade. Ele inclui tanto a matéria normal quanto a matéria escura usando 12 bilhões de pixels 3D.
          A equipe dedicou cinco anos para o desenvolvimento do programa. Os cálculos reais levaram 3 meses de “tempo de execução”, usando um total de 8.000 CPUs que trabalharam em paralelo. Se eles tivessem usado um computador comum, os cálculos teriam levado mais de 2.000 anos para serem concluídos.
            A simulação de computador começa apenas 12 milhões de anos após o Big Bang. Até chegar aos dia de hoje, os astrônomos contaram mais de 41.000 galáxias no espaço simulado. Importante: o Illustris tem uma mistura realista de galáxias espirais como a Via Láctea e galáxias elípticas, com o formato de uma bola de futebol americano. Ele também recriou estruturas em larga escala, como aglomerados de galáxias e as bolhas e vazios da teia cósmica. Em pequena escala, foram recriadas com precisão as químicas de galáxias individuais.
              Como a luz viaja a uma velocidade fixa, quanto mais longe os astrônomos olham, mais para trás no tempo eles podem ver. Uma galáxia de um bilhão de anos-luz é vista como era bilhões de anos atrás. Telescópios como o Hubble podem nos dar uma vista do início do universo, observando maiores distâncias. No entanto, os astrônomos não podem usar o Hubble para acompanhar a evolução de uma única galáxia ao longo do tempo.
           “O Illustris é como uma máquina do tempo. Nós podemos ir para a frente e para trás. Nós podemos pausar a simulação e dar zoom em uma única galáxia ou aglomerado de galáxias para ver o que está acontecendo lá”, comemora o coautor Genel Shy, do CFA.

sábado, 10 de maio de 2014

Imagens da Terra e do universo AO VIVO

Disponibilizaremos para vocês um link que proporciona a todos imagens da Terra e do espaço por câmeras posicionadas na EEI (Estação Espacial Internacional)ou ISS, em inglês.
O canal "ISS Live" foi criado pela própria NASA.




sexta-feira, 9 de maio de 2014

Atividade no núcleo da Via Láctea pode indicar matéria escura

              




"Excesso de raios gama no centro da galáxia sugere autodestruição de matéria escura"

            SAVANNAH, Georgia – Raios gama vindos do centro da Via Láctea poderiam ser o resultado da colisão de partículas de matéria escura, declaram cientistas. Se esse for o caso, o sinal vislumbrado pelo telescópio espacial Fermi, da Nasa, marcaria a primeira detecção indireta das partículas que compõem a matéria escura, a substância oculta e elusiva que contribui com a maior parte da matéria do universo.
            Em teoria, a quantidade de matéria escura invisível excede em muito a matéria comum presente em estrelas, galáxias e em nós mesmos, mas até agora é impossível medí-la diretamente.
           Pesquisadores já detectaram indícios de sinal de matéria escura no Fermi no passado, mas a nova análise fornece a evidência mais forte já encontrada para um padrão que não pode ser facilmente explicado por outros tipos de atividade galáctica.
             O sinal registrado agora, se vier da matéria escura, indicaria um novo tipo de partícula subatômica, e possivelmente de uma nova força no Universo. “Atualmente, eu o consideraria o sinal mais empolgante que temos com o potencial de realmente ser matéria escura”, declarou o físico Rafael Lang da Purdue University, que não se envolveu no estudo, durante a reunião de abril da American Physical Society, no sábado (dia 5).
             Ainda é possível, no entanto, que essa luz intrigante tenha uma origem mais mundana, como estrelas giratórias chamadas de pulsares. “Eu acho que esse é um sinal convincente da matéria escura, mas sozinho ele não vai convencer ninguém”, brinca Tracy Slatyer do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, uma das coautoras do estudo, que foi enviado para Physical Review D.
           Uma das principais explicações da matéria escura sustenta que ela é composta de partículas massivas de interação fraca (WIMPs, em inglês), que são teóricas mas que até agora não foram detectadas. Acredita-se que as WIMPs sejam suas próprias parceiras de antimatéria, e que portanto destruiriam umas as outras em uma colisão – assim como a matéria e a antimatéria.
         Essas aniquilações de WIMPs produziriam partículas de matéria convencional que por sua vez criariam fótons de alta energia, ou partículas de luz, que poderíamos observar. Como a matéria escura deve ser mais densa no núcleo da Via Láctea, esse é o melhor lugar para procurar aniquilações.
             O telescópio Fermi varre o céu em busca de raios gama de alta energia, e sua última análise mostra de maneira inequívoca que existe mais luz no centro de nossa galáxia que o esperado.
            Ainda que análises anteriores tenham sido inconclusivas, Slatyer e seus colegas encontraram um sinal distinto quando consideraram apenas os fótons que o Fermi poderia usar para medir uma rota confiável de origem, e eliminar os fótons que tivessem direções incertas.
           Com esse conjunto limitado de dados, o Fermi mostra um excesso de fótons espalhados de maneira regular em uma esfera que se estende pelo menos cinco mil anos-luz a partir do centro da Via Láctea. Eles têm energias entre um bilhão e três bilhões de elétron volts (GeV), o que os torna aproximadamente um bilhão de vezes mais energéticos que a luz visível. “É impressionante que esse sinal seja tão simétrico, e ele tem cerca de 10 mil fótons” além do esperado, declara Blas Cabrera, físico da Stanford University que trabalha na Busca Criogênica de Matéria Escura, um dos vários experimentos subterrâneos mundiais que atualmente procuram ocorrências raras de partículas de matéria escura interagindo diretamente com partículas de matéria conheclda.
        Se o sinal realmente for criado pela matéria escura, Slatyer e seus colegas calculam que essas partículas invisíveis teriam entre 30 e 35 vezes a massa do próton, ou entre 30 e 35 GeV.
              Isso intriga Cabrera, que observa que partículas assim já deveriam ter aparecido em experimentos de detecção direta. “Nós já temos a melhor sensibilidade na faixa de 30 GeV”, explica ele. Uma partícula com essa massa também poderia ter aparecido no Grande Colisor de Hádrons (LHC, em inglês), na Suíça. “Se nós realmente estivermos observando matéria escura no interior da galáxia, então o fato de não estarmos detectando essas partículas no LHC ou em experimentos de detecção direta já nos diz algo muito interessante sobre suas interações”.
           Teorias básicas, por exemplo, preveem que partículas de matéria escura devem interagir com partículas normais trocando ou um bóson Z, ou um bóson de Higgs, que são respectivamente associados à força fraca e ao mecanismo que dá massa às partículas.
              Mas experimentos de detecção direta já deveriam ter identificado essas interações se a massa das partículas de matéria escura fosse de aproximadamente 30 GeV. Uma das possibilidades é que a matéria escura esteja interagindo por meio de um novo tipo de partícula intermediária, diferente dos bósons Z ou Higgs, associadas a uma quinta força fundamental desconhecida. “Seria sensacional se, por meio da descoberta da matéria escura, também descobríssemos uma nova força da natureza”, aponta Slatyer.
               Mesmo assim, o sinal do Fermi pode não ter qualquer relação com a matéria escura.O excesso de raios gama também poderia ter origem em pulsares girando tão rápido que realizariam uma rotação a cada milisegundo.
            Acredita-se que os campos magnéticos dessas estrelas acelerem partículas carregadas quase à velocidade da luz, que por sua vez emitem fótons de alta energia no comprimento de onda dos raios gama. Mas existem alguns problemas com essa explicação. “Pulsares de milisegundos produzem mais raios gama em energias mais baixas (abaixo de aproximadamente um GeV) que a observada no centro galáctico”, explica Slavko Bogdanov, especialista em pulsares da Columbia University.
               Além disso, observações do Fermi não identificam um número suficiente de pulsares individuais no centro galáctico para responder pelos raios gama. “Teria que ser um tipo de pulsar que não conhecemos”, comenta Kevork Abazajian, astrônomo da University of California, Irvine, que investigou o sinal do Fermi de maneira independente. De acordo com ele, essa é uma possibilidade distinta: “É mais fácil pensar em uma nova classe de pulsar do que em um tipo completamente novo de matéria”. 
            Um teste mais definitivo seria observar o mesmo excesso de raios gama em algumas das duas dúzias de galáxias-anãs que orbitam a Via Láctea.
           Acredita-se que esses objetos sejam especialmente abundantes em matéria escura. Se essa matéria realmente está sendo aniquilada, isso deve acontecer por lá.
            As galáxias-anãs conhecidas são tênues e difíceis de estudar, e nenhum excesso de luz foi observado até agora. Mas novos observatórios que entrarão em funcionamento em breve poderiam descobrir novas galáxias-anãs para estudar. “Se o mesmo excesso estiver presente na direção de satélites da Via Láctea com a força esperada do sinal, eu me convenceria de que estamos vendo raios gama resultantes da aniquilação de matéria escura”, declara Manoj Kaplinghat da U.C. Irvine que colaborou com Abazajian em seu estudo independente do sinal do Fermi. “É claro que uma detecção direta da matéria escura em um de nossos laboratórios subterrâneos seria o ideal”.

Scientific American Brasil, por Clara Moskowitz