sexta-feira, 22 de abril de 2016

LUGAR DO PLANETA TERRA NO UNIVERSO ENTRE O "CONSELHO DE GIGANTES"


Astrônomos mapeiam lugar da Terra no universo entre o “Conselho de Gigantes”
 

Vivemos em uma galáxia conhecida como Via Láctea, um vasto conglomerado de 300 bilhões de estrelas, planetas em torno delas, e nuvens de gás e poeira flutuando no meio.  Via Láctea e sua companheira em órbita, a galáxia Andrômeda, são os membros dominantes de um pequeno grupo de galáxias conhecido como Grupo de galáxias é tão grande que 'entorta' a luz que ..., que tem cerca de 3 milhões de anos-luz de diâmetro.
 
Um novo estudo de Marshall McCall da Universidade York (Canadá) mapeou as galáxias brilhantes dentro de 35 milhões de anos-luz da Terra, oferecendo uma visão ampliada do que está além da porta da nossa casa. “Todas as galáxias brilhantes dentro de 20 milhões de anos-luz, como nós, são organizadas em uma ‘Folha Local’ de 34 milhões de anos-luz de diâmetro e apenas 1,5 milhões de anos-luz de espessura”, explica McCall.
 
A Via Láctea e a Andrômeda são cercadas por doze grandes galáxias dispostas em um anel de cerca de 24 milhões de anos-luz de diâmetro, que ele chama de “Conselho de Gigantes”. Doze das quatorze gigantes na Folha Local, incluindo a Via Láctea e Andrômeda, são “galáxias espirais”, que têm discos achatados nos quais estrelas ainda estão se formando. As duas restantes são “galáxias elípticas”, cujos volumes estelares foram estabelecidos há muito tempo.
 
 As duas galáxias elípticas ficam em lados opostos do Conselho. Ventos liberados das primeiras fases do seu desenvolvimento poderiam ter levado gás para o Grupo Local, ajudando assim a construir os discos da Via Láctea e da Andrômeda.
 
O estudo deste Conselho trouxe algumas descobertas sobre as condições que levaram à formação da Via Láctea. A mais importante é que um pequeno aumento na densidade de matéria no universo parece ter sido necessário para produzir o Grupo Local. Para chegar a um arranjo tão ordenado quanto a Folha Local e seu Conselho, galáxias próximas devem ter se desenvolvido dentro de uma “base” pré-existente, composta principalmente de matéria escura.
 
“Pesquisas recentes do universo mais distante revelaram que as galáxias se encontram em folhas e filamentos com grandes regiões de espaço vazio no meio. A geometria é como a de uma esponja. O que o novo mapa revela é que a estrutura semelhante à observada em grandes escalas se estende até as menores também”, afirma McCall.
 
 Phys
 hypescience.com/astronomos-mapeiam-lugar-da-terra-no-universo-entre...

quarta-feira, 20 de abril de 2016

UNIVERSO ESTÁ EXPANDINDO MAIS RÁPIDO DO QUE AS LEIS DA FÍSICA PREVIRAM


GALÁXIA DO CATAVENTO
"mãe sorrindo com o filho no colo"

Trabalhando com um método novo para medir a expansão do universo, que usa lâmpadas padrão em vez do mapa da radiação cósmica de fundo, físicos trabalhando nos Estados Unidos encontraram um valor 8% maior do que o previsto pelas leis da física atuais.

Este resultado, se confirmado por trabalhos independentes, pode forçar uma revisão na compreensão de como a matéria escura e a energia escura têm influenciado a evolução do universo nos últimos 13,8 bilhões de anos, e alguma coisa no modelo padrão de partículas provavelmente vai ter que mudar.

“Acho que há algo no modelo cosmológico padrão que não entendemos”, afirmou o pesquisador Adam Riess, da Universidade Johns Hopkins, um dos codescobridores da energia escura em 1998. Desde a descoberta da energia escura, a evolução do universo tem sido explicada em termos da competição entre o efeito de expansão desta energia, que compõe 68% do universo, e o efeito contrário da matéria escura, que compõe 27% do universo, com a matéria normal respondendo por meros 5% do universo.

Este cabo-de-guerra cósmico foi descoberto com a ajuda das medidas da radiação que foi deixada pelo Big Bang, que agora pode ser observada como a radiação cósmica de fundo de microondas, ou CMB na sigla em inglês. Pelas observações, a aceleração causada pela energia escura teria ficado constante desde o Big Bang.


Imagem da radiação cósmica de fundo. Crédito: NASA

Esta hipótese tem sido apoiada pelas análises mais completas já feitas do CMB, executadas recentemente pelo Observatório Planck, da ESA. As observações do Planck também têm sido usadas para estimar a taxa de expansão em qualquer ponto da história do universo.

Só que, por anos, as predições discordaram das medições diretas da expansão cósmica atual, também conhecida como constante Hubble. Esta discordância tem sido ignorada, pelo motivo simples que as margens de erro na medição da constante Hubble eram grandes o suficiente para permitir isso.

Só que depois que Riess e seus colegas começaram a usar um novo método para medir a expansão do universo, usando o brilho de “lâmpadas padrão” como as cefeidas e certas supernovas, a discrepância apareceu novamente, na forma de uma expansão 8% mais rápida que o previsto pelas medidas do Planck.

Lâmpadas padrão são fontes de luz que têm uma luminosidade conhecida. É como medir a luz de uma lâmpada de 20W a uma certa distância, e comparar com o brilho de uma lâmpada igual a um metro. A partir da diferença de brilho, dá para calcular a distância entre as duas lâmpadas. Geralmente são usadas estrelas cefeidas e supernovas do tipo Ia.

A equipe de Riess analisou 18 destas lâmpadas padrão a partir de dados obtidos pelo Telescópio Espacial Hubble para então chegar ao valor de uma velocidade de expansão diferente, 8% maior a partir do que se obtém ao analisar os dados da radiação cósmica de fundo obtidos pelo Observatório Planck.

Se estas novas medições são precisas, e nossos mapas do CMB também são precisos, então algo fundamental na nossa compreensão do universo está errado. Pode ser que a matéria escura tenha algum efeito desconhecido sobre a expansão, ou talvez a energia escura tenha ficado mais forte com o passar do tempo. Ou talvez a maneira que medimos a expansão não é muito precisa – “lâmpadas padrão” podem não ser tão padrão assim, como parecem indicar alguns estudos.
O trabalho poi postado no site gratuito de pré-impressão arXiv, e está esperando a revisão por pares. 

Science Alert, Nature, arXiv, Science.Mic

ESTRUTURA DO COSMO

TEORIA DO UNIVERSO BIOCÊNTRICO: A VIDA CRIA TEMPO, ESPAÇO E O COSMO EM SI MESMO

terça-feira, 19 de abril de 2016

TECIDO DO COSMO: A ILUSÃO DO TEMPO

POTENCIAL É IMENSO SOBRE ONDAS DE GRAVIDADE


Foto: Reprodução/ Ligo)

Há 100 anos, quando publicou sua Teoria da Relatividade Geral, o físico Albert Einstein previu a existência de ondas de gravidade – ondulações no tecido do espaço-tempo provocadas pela movimentação de corpos com grandes massas, dotados de poderosos campos gravitacionais. As tais ondas eram bonitas na lógica e os cientistas achavam que elas existiam mesmo. Ninguém conseguira detectá-las. Até setembro passado.

Na quinta-feira (12), cientistas do  Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (Ligo) anunciaram a detecção de ondas de gravidade geradas pela colisão de dois buracos negros. O evento aconteceu há 1,3 bilhão de anos e atingiu a Terra no final de 2015. ÉPOCA explicou o que são ondas de gravidade e como a descoberta foi feita em outra reportagem.

O anúncio do Ligo animou os cientistas. A detecção de ondas de gravidade serve de evidência para a Teoria da Relatividade Geral, e ressalta a importância do trabalho de Einstein para a física moderna. Mais que isso, elas também nos fornecem uma nova maneira de investigar o Universo. Até hoje, a astronomia tenta entender o cosmos por meio da radiação – nossas variedades de telescópio processam diferentes comprimentos de onda do espectro eletromagnético, desde a luz visível aos raios-x, para criar imagens de galáxias distantes.  Eles são inúteis para estudar algumas estruturas mesquinhas, como os buracos negros, pouco afeitas à ideia de liberar radiação para ser estudada. As ondas de gravidade poderão ser usadas para investigar esses fenômenos e nos permitir maior compreensão do que acontece no espaço profundo: “O potencial de descoberta é incrível”, diz Ira Thorpe, astrofísico da Nasa, a Agência Espacial Americana. “Nós inauguramos o campo da astronomia de ondas gravitacionais”.

Thorpe também trabalha com ondas de gravidade. Ele é membro de um projeto chamado Lisa Pathfinder, realizado pela Agência Espacial Europeia em parceria com outras organizações em todo o mundo. A ambição desses cientistas é colocar um detector de ondas de gravidade no espaço, entre a Terra e o Sol. Ali, o aparelho – muito sensível – estará livre do ambiente tumultuado encontrado em terra, cheio de interferências. “Ele nos permitirá obervar tipos diferentes de fontes de ondas de gravidade, como os milhões de buracos negros nos centros das galáxias”, diz Thorpe. O Lisa Pathfinder é uma versão de testes desse projeto e foi lançado em dezembro de 2015. Thorpe explica porque está animado com o anúncio do Ligo.

ÉPOCA – O que as ondas gravitacionais podem nos ensinar sobre o Universo? O potencial de descobertas é imenso. Historicamente, toda vez que começamos a usar uma nova ferramenta para olhar o universo – radioastronomia, raios x – fizemos descobertas inesperadas e fascinantes. Um detector de ondas gravitacionais é o tipo de telescópio mais peculiar que conseguimos imaginar, por isso espero que façamos descobertas de grande importância. Mesmo o sistema anunciado nesta quinta-feira, resultante da fusão de dois buracos negros cuja massa era 29 e 36 vezes a massa do nosso Sol, foi um anúncio inesperado. Nós sabíamos que, na teoria, o Ligo era capaz de detectar esse tipo de sistema, mas não tínhamos certeza de que eles existiam na natureza. Porque trata-se de algo quase impossível de observar por qualquer outro método. Essa descoberta é apenas uma pequena amostra do potencial dessa técnica.

ÉPOCA: A comunidade científica alimentava grandes expectativas para o anúncio do Ligo desde setembro passado. Há quem diga tratar-se da descoberta científica mais importante em décadas. Qual a relevância desse anúncio para a ciência? O anúncio é importante porque ele é pioneiro, e inaugura o campo da astronomia de ondas gravitacionais. Ainda vamos fazer ciência de boa qualidade com os dados coletados a partir desse sistema, e eu espero que o Ligo traga novas descobertas – em ritmo crescente –à medida que seu aparato for sendo aperfeiçoado. Outros esforços de pesquisa vão se unir ao Ligo nos próximos anos, e o campo deve se desenvolver muito. Mas esse sistema de buraco negro, que agora batizamos de GW20150914, vai ser famoso para sempre por ter sido o primeiro.

De maneira mais geral, a descoberta também exemplifica o poder do método científico. Tínhamos uma previsão, uma teoria elaborada por Einstein há um século que, na época, era vista mais como uma espécie de curiosidade matemática. Conforme a tecnologia avançava, percebeu-se que confirmar essa teoria era algo factível. Um esforço empreendido por centenas de cientistas ao longo de décadas provou que aquela previsão era verdadeira. É algo fascinante.

ÉPOCA: Ondas gravitacionais são geradas apenas por eventos extremos, como o choque de dois buracos negros? Ou corpos com menos massa também podem criá-las? Em princípio, qualquer massa em movimento, como a Terra girando em torno do Sol, vai gerar ondas gravitacionais. No entanto, essas ondas são muito fracas para ser detectadas por qualquer instrumento que possamos imaginar atualmente. É necessário algo da medida extrema de um buraco negro para produzir um efeito capaz de ser percebido na Terra, ainda que a bilhões de anos luz de distância.

ÉPOCA: Durante os anos 1990, quando o Ligo foi criado, houve uma discussão quanto a se ele deveria ou não receber verbas do governo americano. Ondas gravitacionais não têm aplicações cotidianas. Por que, ainda assim, é importante apostar nesse tipo de pesquisa? Como várias outras áreas das ciências básicas, a onda gravitacionais não têm impacto prático e imediato na sociedade. Não vamos usá-las como fonte de energia nem como meio de comunicação. Mas é possível que outras tecnologias desenvolvidas para o Ligo tenham aplicação em outras áreas da ciência, ou mesmo potencial comercial. Mais importante que isso, nós usamos essas pesquisas para entender a natureza do universo e nosso lugar nele, um esforço com o qual a sociedade simpatiza. O dinheiro investido nessa pesquisa vai retornar para a sociedade, para a indústria e para o mundo acadêmico. A força de trabalho treinada em projetos como o Ligo será capaz de prestar contribuições importantes, dentro e fora da esfera científica.

ÉPOCA: A teoria da relatividade geral de Einstein completou 100 anos em 2015. Há ainda algo nela que careça de confirmação? A natureza da ciência diz que uma teoria nunca é completamente provada. A evidência que a suporta simplesmente continua a surgir. Ondas de gravidade, sem dúvida, estão entre as mais bizarras e exóticas previsões da Relatividade Geral, e sua observação representa um imenso triunfo para a teoria de Einstein. Eu espero que a astronomia de ondas de gravidade seja capaz de fazer experimentos cada vez mais precisos. Ainda sim, em algum nível, continuamos a procurar por falhas na teoria que, talvez, possam levar a novas descobertas.

ÉPOCA: O senhor trabalha em um projeto que, no futuro, planeja colocar um detector de ondas de gravidade no espaço. Qual a vantagem de um aparelho desses em relação a um detector em terra? Trabalho no Lisa Pathfinder, um projeto que tenta demonstrar quais tecnologias podem ser usadas para detectar ondas de gravidade no espaço. Ele antecipa certos conceitos que tentamos testar, como o da Antena Espacial de Interferômetro Laser (Lisa, na sigla em inglês). Estar nos espaço pode ser vantajoso em, pelo menos, dois sentidos: esses aparelhos podem ser muito grandes (com milhares de quilômetros), e podem ficar distantes do ambiente barulhento da Terra. Isso permitira a Lisa ser sensível a comprimentos de onda diferentes do que Ligo detecta hoje. E nos permitirá obervar tipos diferentes de fontes de ondas de gravidade, como os milhões de buracos negros nos centros das galáxias. A ideia do Lisa não é suplantar o Ligo, mas servir como seu complemento. Mais ou menos como a radioastronomia complementa a astronomia óptica.

ÉPOCA: O anúncio feito pelo Ligo terá de ser reproduzido por outros grupos de pesquisa, ou já podemos considerar a descoberta deles correta? Certeza é um conceito difícil de trabalhar em ciência. Pessoalmente, eu confio bastante no Ligo. Eles não anunciaram sua descoberta antes de o trabalho ser revisado por cientistas de fora do grupo e ser aceito por uma revista científica. O Ligo tenta evitar alarmes falsos ao manter dois detectores distantes um do outro. O sinal deve ser reconhecido por ambos, para ser levado em conta. Há outros grupos trabalhando com abordagens semelhantes ao Ligo. A relação é de colaboração muito mais que de competição. Ao colocar mais detectores para funcionar,  nós vamos, gradualmente, aumentar a sensibilidade do sistema, reduzir as possibilidades de alarmes falsos e aprimorar a nossa habilidade de determinar de que ponto do céu o sinal detectado partiu. Há detectores na Europa que ajudaram no trabalho apresentado na quinta-feira. E outros devem ser construídos no Japão, Índia e China.

Revista Época

O CAMPO MAGNÉTICO DA TERRA PERMITIU A EXISTÊNCIA DE VIDA NO PLANETA

Edufrn/UFRN

a Terra teria sido varrida pelos ventos de um Sol jovem

Para um planeta abrigar vida, ele precisa ganhar numa espécie de loteria cósmica. O surgimento de vida, ao menos do tipo de vida que conhecemos, exige que o planeta atenda a uma série de requisitos: é preciso que ele seja rochoso e tenha água em estado líquido. É preciso que ele esteja a uma distância de sua estrela que lhe garanta receber a quantidade adequada de radiação – de modo a não ser nem muito quente, nem muito frio. Pesquisas recentes sustentam, inclusive, que para a vida ser bem-sucedida em um planeta, é preciso que os primeiros seres vivos a surgir em sua superfície sejam capazes de interferir na quantidade de gases estuda da atmosfera – para evitar que a temperatura caia demais. Não basta que a vida apareça. É preciso aparecer o tipo certo de vida.

O professor José-Dias do Nascimento, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte e pesquisador do Centro de Astrofísica da Universidade Harvard, decidiu adicionar uma nova exigência a essa lista já bastante extensa. Segundo ele, para um planeta rochoso, com água líquida e na zona habitável de uma estrela ser propício ao surgimento de seres vivos, ele também precisa contar com a proteção de um campo magnético. Nascimento e sua equipe simularam o que aconteceria à Terra se o planeta não tivesse esse escudo e ficasse exposta à violência de um Sol jovem. Concluiu que a radiação solar teria varrido a atmosfera do planeta – que viraria um deserto gelado. O estudo foi publicado nesta quarta-feira (16) no periódico científico Astrophysical Journal Letters. 

Nascimento estuda estrelas gêmeas do Sol - que possuam massa e composição semelhante as dele. Nesse grupo, há uma estrela jovem chamada Kappa Ceti. Ela tem algo entre 400 e 600 milhões de anos e está localizada à 30 anos luz de distância da Terra, na constelação de Baleia: “A Kappa Ceti é bastante parecida com o que o Sol era quando a vida surgiu na Terra”, diz ele.

O estudo de Nascimento demonstrou que o campo magnético de Kappa Ceti – e os ventos solares que dela emanam – é 50 vezes mais forte que o do Sol hoje. Isso significa que, quando a vida começava a surgir na Terra, nossa estrela era muito mais violenta. Sabendo disso, os cientistas decidiram simular o que aconteceria a um planeta hipotético caso estivesse na zona habitável dessa estrela jovem.  Pelo modelo que os pesquisadores geraram, a atmosfera desse planeta seria extirpada. “O vento solar que chega a Terra é cheio de partículas carregadas” diz Nascimento. “Se a Terra não tivesse nenhuma proteção, qualquer tipo de vida teria desaparecido nessa época”.

Para nossa sorte, a Terra era protegida – segundo os pesquisadores, o campo magnético do planeta já era, naquele período, semelhante ao que é hoje. Essa proteção evitou que tivéssemos o destino reservado aos nossos vizinhos. No sistema solar, Marte era outro forte candidato a abrigar vida. “Se um astrônomo alienígena olhasse o Sistema Solar, diria que há vida na Terra e em Marte”, diz Nascimento. Mas as características físicas de Marte não permitiram a existência de um campo magnético duradouro. Acredita-se que o campo magnético terrestre seja gerado pela movimentação de material líquido no núcleo do planeta. “Mas Marte é menor que a Terra. Provavelmente, esse núcleo resfriou e o campo magnético desapareceu”, diz Nascimento.  Sem esse escudo, a atmosfera Marciana foi sumindo aos poucos. Em 2015, astrônomos da Nasa conseguiram medir a quantidade de gases tirada de Marte pelos ventos solares – 100g por segundo. No passado, Marte era um planeta quente e úmido. Essa ação deletéria do Sol o transformou em um deserto gelado.

Nascimento conta que ainda não se sabe se há planetas nas proximidades de Kappa Ceti. Se houver, e esses planetas estiverem na zona habitável da estrela, pode ser que abriguem vida. Isto é, se tiverem a sorte de contar com escudos magnéticos para protegê-los de seu sol violento.
Revista Época   

domingo, 17 de abril de 2016

POLOS MAGNÉTICOS DA TERRA SÃO CONECTADOS


Conexões atmosféricas de longa distância entre os pólos Norte e Sul estão ligando o tempo e o clima em partes distantes do globo, de acordo com dados de uma sonda da NASA. Chamadas de “teleconexões”, os pesquisadores dizem que elas explicam por que a temperatura do ar de inverno em Indianápolis, nos Estados Unidos, durante o chamado vórtice polar, estava correlacionada com uma redução de nuvens de alta altitude sobre a Antártica, a milhares de quilômetros de distância.

“As mudanças nas regiões polares do Norte foram ‘comunicadas’ até o outro lado do mundo”, disse Cora Randall, cientista atmosférica da Universidade do Colorado, Boulder (EUA) e membro da equipe científica da sonda espacial Aeronomy of Ice in the Mesosphere (AIM – em português: Aeronomia do Gelo na Mesosfera).

A sonda AIM da NASA foi lançada em 2007 para estudar nuvens noctilucentes, que se formam a mais de 80 quilômetros acima da superfície da Terra, em uma camada conhecida como a mesosfera. As nuvens, que brilham em azul elétrico após o anoitecer ou de madrugada, são compostas de cristais de gelo que se acumulam sobre a “fumaça de meteoros”, o pó retirado de meteoros conforme eles passam através da atmosfera.

Ao estudar essas nuvens, os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir estas teleconexões. Ventos na estratosfera do Hemisfério Norte, a segunda camada da atmosfera da Terra, estavam afetando, algumas semanas mais tarde, a mesosfera do Hemisfério Sul, a camada acima da estratosfera.

Especificamente, o enorme sistema de vento conhecido como vórtice polar – que trouxe temperaturas frias para a América do Norte em janeiro passado – abrandou. Essa desaceleração, por sua vez, fez a mesosfera do Hemisfério Sul ficar mais quente e seca, causando a formação de menos nuvens noctilucentes.

“Quando você altera a circulação, você muda temperaturas”, conta Randall. Se você alterar as temperaturas em uma área, mas não em outra, os ventos mudam. Ela explica que é criado um sistema de feedback, de modo que tudo o que acontece no Hemisfério Norte se propaga até o Hemisfério Sul.

A equipe encontrou uma ligação estatística entre o tempo invernal no estado norte-americano de Indiana e um declínio nas nuvens noctilucentes sobre a Antártida, duas semanas depois. Randall disse que ela escolheu estudar Indiana porque tem família lá, mas a mesma ligação se provou verdadeira para outras áreas da América do Norte.

Planeta conectado

O tempo frio na América do Norte não fez com que as nuvens sobre a Antártica mudassem, nem as nuvens causaram o tempo frio. Em vez disso, a estratosfera do Norte é que altera ambos.

Tais teleconexões entre a estratosfera do Norte e mesosfera do Sul já tinham sido observadas antes, e os cientistas também sabiam que as condições na estratosfera poderiam afetar o clima na superfície. Mas, agora, parece que a estratosfera influencia, em paralelo, o tempo na superfície local e partes distantes da mesosfera.

Outro estudo recente descobriu que essas nuvens estão se tornando mais comuns sobre latitudes mais baixas, incluindo o sul do Canadá e o norte dos Estados Unidos. Os resultados mostram como as mudanças feitas em uma parte da atmosfera – incluindo aquelas causadas por atividades humanas – não são restritas a apenas essa área. A liberação de grandes quantidades de dióxido de carbono e metano na atmosfera pode provocar a formação de nuvens no Hemisfério Sul, e essas nuvens podem ser usadas como um indicador da mudança climática. “Estamos descobrindo o quão conectada toda a Terra realmente é”, concluiu Randall.

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