A UTOPIA DA TEORIA UNIFICADA

 

A utopia da teoria unificada do Universo

RESUMO
A busca por uma "teoria de tudo", que unifique as explicações do Universo, é um sonho a que se dedicaram muitos cientistas, inclusive Marcelo Gleiser, que neste ensaio faz uma revisão desse propósito, em favor de uma nova concepção do universo que tenha como princípios as ideias de assimetria e imperfeição.

ilustração ANTONIO DIAS

MARCELO GLEISER

O que vejo da Natureza é uma estrutura magnífica que podemos apenas compreender muito imperfeitamente.
Albert Einstein

"TODA A FILOSOFIA baseia-se em apenas duas coisas: curiosidade e visão limitada [...] O problema é que queremos saber muito mais do que podemos ver." Assim escreveu o filósofo francês Bernard Le Bovier de Fontenelle em 1686. A afirmação não poderia ser mais propícia. Se entendemos por filosofia o esforço do intelecto humano em compreender quem somos e em que mundo vivemos, logo percebemos que, de fato, a mola que move nosso conhecimento é a curiosidade.

Já as nossas dificuldades, isto é, os limites do que podemos saber sobre o mundo, são consequência dessa "visão limitada", da miopia que nos permite ver apenas uma fração do que realmente ocorre à nossa volta. Daí que o conjunto do que criamos é, em essência, uma tentativa de aprimorar a nossa visão, de saciar a curiosidade que temos de saber cada vez mais sobre a realidade que nos cerca.
Podemos metaforicamente chamar de conhecimento a trilha que, aos poucos, vai abrindo espaço na imensa e sedutora floresta do desconhecimento. (Se esse conhecimento leva à sabedoria é uma outra questão.) A preocupação central dos filósofos e, nos últimos quatro séculos, dos cientistas, é precisamente ampliar essa trilha.

Uma questão fundamental é se essa trilha tem uma destinação final, que representaria o conhecimento "total" do mundo. Outra é se nós podemos chegar lá. Uma terceira é investigar quais seriam as consequências de chegarmos ou não ao final da trilha. Estas questões, que explorei em detalhe em meu livro "Criação Imperfeita" (Record, 368 págs., R$ 49,90), formam o arcabouço deste ensaio.

UNIDADE A noção de que tudo o que existe -das galáxias aos planetas, das pedras aos seres vivos- é manifestação duma unidade inerente a todas as coisas é muito antiga. Podemos argumentar que sua origem coincide ao menos com as religiões monoteístas: se tudo é criado por um Deus, tudo é parte desse Deus. Nele, encontramos a unidade de todas as coisas, como acreditava o faraó Akenaton em torno de 1350 a.C.

Já no taoísmo, tudo pode ser compreendido a partir da essência do Tao, onde todos os opostos são um. Com o advento da filosofia na Grécia, a questão tomou, ao menos inicialmente, uma orientação mais material: Tales, considerado o primeiro dos filósofos, já dizia que tudo vem duma única fonte de matéria.

Esse "absolutismo" material influenciou profundamente o pensamento ocidental. São vários os filósofos que buscaram construir um sistema em que tudo se baseia numa única entidade ou grupo de entidades, como as formas de Platão ou a mônada de Leibniz. Esse tipo de construção foi criticado pelo historiador das ideias Isaiah Berlin: "Uma afirmação do tipo 'Tudo consiste em...' ou 'Tudo é...', a menos que seja empírica, não significa nada, pois uma proposição que não pode ser contrariada ou questionada não contém informação".

Veja a ênfase no empirismo: para confirmarmos alguma suposição, ela precisa ser questionável, sua viabilidade tem que ser testável. Afinal, qualquer um pode tecer teorias sobre o mundo, convencido de que está correto. Mas, se suas hipóteses não puderem ser verificadas, serão de pouco uso para o resto do mundo. O valor da ciência está em proporcionar meios que tornam esse tipo de validação possível.

FIM DA TRILHA Imagine se fôssemos capazes de chegar a uma descrição completa do mundo, o "fim da trilha" Seria o clímax da razão humana, a confirmação de que somos, de fato, especiais. Não é à toa que tantas mentes brilhantes sucumbiram a essa tentação. Como não poderia deixar de ser, a ciência, ou melhor, os cientistas, não são uma exceção.

Na Renascença, Copérnico, Kepler e, mais tarde, Newton, falavam do cosmo como obra divina, e da ciência (ou, mais apropriadamente para a época, da filosofia natural) como ponte entre a razão humana e a de Deus. Para eles, o Criador, este geômetra, usou as leis da matemática na construção do mundo. Cabe aos astrônomos e aos filósofos naturais decifrar estas leis para conhecermos a "mente de Deus". O dialeto em comum entre os humanos e a divindade é a matemática.

Esse ímpeto intelectual consagrou o papel da simetria como a marca da obra divina: Deus criou o mundo da forma mais perfeita, usando as leis da matemática. A simetria passou a ser o princípio estético da Criação, equacionada com a verdade. As palavras do poeta John Keats ilustram a importância desta união: "A beleza é a verdade, a verdade a beleza".
Leia-se: a simetria é bela, a beleza é verdade e, portanto, a simetria é verdade. Esta estética encontra-se profundamente arraigada nas ciências físicas. E precisa mudar.

SIMETRIA E DOGMA Avançando no tempo, encontramos Einstein, que passou as duas últimas décadas de sua vida buscando pela chamada "teoria unificada", que visava provar que duas forças fundamentais da natureza, a gravidade e o eletromagnetismo, são, na verdade, manifestações de uma única força.
Por que Einstein acreditava nessa unidade fundamental? Curiosamente, não por alguma indicação empírica. Não havia experimento ou observação que sugerissem essa unificação entre as duas forças. Havia, sim, a intenção de Einstein de provar que a geometrização da natureza era possível, e que a união entre as duas forças fundamentais era consequência inevitável desta geometrização. Sua busca vinha mais da sua mente do que do mundo.
Como sabemos, Einstein falhou. 

Como falharam todos aqueles que se propuseram a encontrar tal união. Críticos modernos dizem que Einstein falhou por não ter incluído as duas outras forças fundamentais da natureza, que atuam dentro do núcleo atômico. Segundo eles, uma teoria unificada deve incluir todas as forças que regem o comportamento das partículas de matéria.
De fato, teorias de unificação atuais, infelizmente chamadas de "teorias de tudo", tentam demonstrar que as quatro forças são manifestações de uma única força. (De tudo as teorias não têm nada, pois estão relegadas a explicar "apenas" o comportamento das entidades fundamentais de matéria. Uma teoria de tudo da física das partículas não explica porque existe vida na Terra ou por que temos apenas uma Lua.)

SUPERCORDAS A candidata mais popular dessas teorias é a teoria de supercordas. Baseada em matemática elegante, ela propõe uma profunda mudança de paradigma: a matéria não é formada por pequenas entidades indivisíveis chamadas partículas; é formada por pequenas cordas, tubos de energia que, ao vibrar, reproduzem as partículas de matéria observadas nos experimentos.

A teoria de supercordas põe o conceito de simetria num novo patamar. Se antes a simetria era usada como ferramenta essencial na construção de explicações aproximadas da realidade física, agora passa a ser o conceito básico dessa realidade. Nas teorias de unificação modernas, simetria é dogma.
As simetrias que regem as interações entre as partículas de matéria não são como as do nosso dia a dia. Quando falamos de simetria, imaginamos um objeto simétrico, como um DVD, ou o rosto (quase simétrico!) duma pessoa. As simetrias da física de partículas são construções matemáticas que descrevem como elas interagem entre si: por exemplo, a atração elétrica entre um elétron e um próton.

FÉ Cada uma das três forças (a gravidade é diferente, suas simetrias atuam no espaço e no tempo) tem uma simetria associada. O objetivo da teoria de unificação é construir uma simetria que englobe todas as três, a "simetria das simetrias". A fé na unidade de todas as coisas é transportada para a física moderna.

Apesar do esforço de muitos e de mais de quatro décadas de experimentos, não temos nenhuma indicação de que essa unificação final exista. Claro, podemos sempre argumentar que a ausência de evidência não é evidência de ausência, que basta continuarmos a buscar que eventualmente encontraremos sinais da unidade profunda da natureza.
Também pensava assim, e dediquei muitos anos a essa busca. Hoje, penso diferente e vejo a busca por uma teoria de tudo como uma ilusão, uma consequência da influência do monoteísmo no pensamento científico. Acredito que esteja na hora de irmos em frente, criando uma nova estética para a ciência, baseada em assimetrias e não em simetrias.

LIMITES Não há dúvida de que a física precisa de simetrias e deve continuar a usá-las. Vemos sua importância em todos os campos de pesquisa. A questão é se uma teoria de tudo, como a metafórica trilha com um destino final mencionada acima, é uma proposta viável. Mesmo dentro dos parâmetros da física das partículas, isto é, restrita à descrição das partículas de matéria e suas interações, não vejo como a construção de uma teoria final seja possível.
Imagine que nosso conhecimento sobre o mundo caiba num círculo, o "círculo do conhecimento". Como cresce o círculo? Através de nossas observações sobre o mundo e nós mesmos. Essas observações, ao menos nas ciências, vêm do uso de instrumentos que ampliam nossa visão. O que os olhos não veem, os telescópios e microscópios veem.

Porém, é importante lembrar que todo instrumento tem o seu limite: vemos até um certo ponto, medimos com uma certa precisão e não além. Mesmo que os avanços da tecnologia permitam que a precisão de nossas medidas aumente, a informação que temos do mundo será sempre limitada. Em outras palavras, além do círculo do conhecimento -que sempre cresce- existe a escuridão do não saber.

TEORIA FINAL Voltando então à teoria final, é claro que se chegarmos a ela teremos conhecimento completo de todas as partículas de matéria e de como interagem entre si. Mas como poderemos ter certeza que, além do círculo, não existem efeitos ainda não previstos por essa teoria "final"? Visto que não podemos ter conhecimento completo sobre o mundo, jamais poderemos confirmar se essa teoria final é mesmo final, ou apenas mais um passo em direção a uma compreensão do mundo.

Certamente, unificações parciais são possíveis: existem já exemplos dela na física, como o eletromagnetismo (eletricidade + magnetismo). Experimentos que estão ocorrendo no Centro Europeu de Física Nuclear (CERN), na Suíça, podem até revelar sinais de que algumas das unificações propostas são viáveis. 

Mas uma unificação total e final não pertence ao empirismo que define as ciências físicas.
Quando menciono essas ideias, às vezes me dizem que estou sendo derrotista. Não é nada disso. Claro que devemos sempre continuar a buscar por descrições mais simples e completas do mundo natural. Essa é a função da ciência. O que me preocupa é o uso da noção de unidade de todas as coisas na física. Vejo nisso um esforço de equacionar a ciência com a religião e os cientistas a deuses que tudo sabem. As afirmações recentes de Stephen Hawking, de que a ciência hoje mostra que Deus é desnecessário, ilustram o meu ponto.

A ciência tem pouco a dizer sobre Deus ou sobre a fé. Sua missão não é tornar Deus desnecessário, mas proporcionar uma narrativa que explique da melhor forma possível como o mundo funciona. Dadas as limitações da sua estrutura -as hipóteses, aproximações e axiomas que usamos para basear nossas teorias-, sabemos, ou deveríamos saber, que a ciência não é completa e que o conhecimento do mundo também não. Precisamos de mais humildade em nosso confronto com o mundo.

ASSIMETRIAS O que aprendemos nas últimas quatro décadas é que são as assimetrias que estão por trás das estruturas que encontramos no Universo. Da origem da matéria à origem da vida, devemos nossa existência às imperfeições da natureza. Tomemos como exemplo a enigmática "quiralidade" das moléculas orgânicas. O termo vem da palavra grega para "mão".
Várias moléculas são quimicamente idênticas (os mesmos átomos), mas aparecem em dois tipos, um sendo a imagem no espelho do outro, tal qual as nossas mãos. Como Pasteur revelou há 150 anos, a vida prefere moléculas com um arranjo espacial bem específico.

Hoje, identificamos que os aminoácidos que constituem as proteínas em seres vivos são todos "canhotos", enquanto os açúcares que compõem o DNA e o RNA são "destros".
Já ao serem sintetizados no laboratório, tanto os aminoácidos quanto os açúcares aparecem em misturas com 50% de cada tipo. Portanto, das duas opções, a vida escolhe apenas uma. Ninguém sabe por quê. Talvez, como sugeri num artigo recente com meus alunos, a escolha da quiralidade dependa das interações que ocorreram entre a química primitiva e o meio ambiente terrestre há 4 bilhões de anos. Se a vida existir em outros planetas, poderá ter quiralidade oposta à vida na Terra.

IMPERFEIÇÕES Ao evoluir, a vida só sobreviveu devido às mutações genéticas, que podemos interpretar como imperfeições do ciclo reprodutivo. Sem elas, os organismos não poderiam ter sobrevivido às várias mudanças ambientais que ocorreram na Terra. A complexidade explosiva da vida terrestre, a transição de seres unicelulares a seres multicelulares, é um feito notável de adaptação.

Ao olharmos para nossos vizinhos planetários, encontramos mundos estéreis, muito provavelmente sem vida no presente. Talvez encontremos vida em outros sistemas estelares, onde planetas giram em torno de estrelas de vários tipos. Mas, pelo que aprendemos da história da vida na Terra, muito provavelmente essas formas de vida serão simples; seres unicelulares sem muita complexidade. Vida multicelular, em particular vida inteligente, será muito mais rara.

Mesmo que exista na nossa galáxia -e não podemos afirmar se sim ou não-, as distâncias são tão vastas que, na prática, estamos sós. Como ilustração, se quiséssemos hoje ir até a estrela mais próxima ao Sol, a Alfa Centauro, te-ríamos que viajar por 110 mil anos. Não temos nenhuma indicação concreta de que existem outras inteligências espalhadas pela galáxia. Infelizmente, relatos de encontros com alienígenas não apresentam provas convincentes. Estamos mesmo sozinhos, ao menos por um bom tempo.

MORALIDADE CÓSMICA A meu ver, essa revelação tem a força de redefinir nossa relação com nós mesmos, com a vida e com o planeta. Somos como o Universo pensa sobre si próprio.

Nada mau para uma espécie que tem apenas conhecimento limitado da realidade. Se a Terra é rara, se a vida é rara e se a vida inteligente é mais rara ainda, nós, seres no ápice da cadeia evolutiva, temos a obrigação moral de preservar a vida a todo custo. Após séculos em que a Terra e seus habitantes deixaram de ser o centro do cosmo, nós, humanos, voltamos a ter importância universal.

Não por sermos emissários divinos, ou porque o cosmo de alguma forma tem algum plano para nós. Nossa importância vem da nossa raridade, do fato de que somos produto de acidentes e imperfeições, da fragilidade da vida num planeta que flutua precariamente num cosmo extremamente hostil. Nossa importância vem do poder que temos sobre o futuro da vida. Vem porque representamos a consciência cósmica -ao menos nesta esquina do Universo.

Críticos modernos dizem que Einstein falhou por não ter incluído as duas outras forças fundamentais da natureza. Segundo eles, uma teoria unificada deve incluir todas as forças que regem o comportamento das partículas de matéria

O que me preocupa é o uso da noção de unidade de todas as coisas na física. Vejo nisso um esforço de equacionar a ciência com a religião e os cientistas a deuses que tudo sabem

Hoje, vejo a busca por uma teoria de tudo como uma ilusão, uma consequência da influência do monoteísmo no pensamento científico. Está na hora de criar uma nova estética para a ciência, baseada em assimetrias

 Fonte:

" Genismo"

 

Cosmos - Quem Pode Salvar A Terra ? Parte 6 de 7 (Dublado em Português)

Toda cultura celebra a natureza

Cosmos - Quem Pode Salvar A Terra ? Parte 7 de 7 (Dublado em Português)

Quem pode salvar a Terra?

Cosmos - Via Lactea (TV Escola)

Como vencer o medo? Entrevista com Maria Aparecida das Neves

No vencer o medo
novos horizontes se abrem
- pra alegria de viver.

LADO ESCURO DO UNIVERSO

 

 

Lado escuro do Universo é posto em dúvida por astrônomos

As fontes de rádio usadas para medir o efeito de suavização dos dados do telescópio WMAP estão assinalados no mapa da radiação cósmica de fundo (círculos abertos). [Imagem: NASA/WMAP/Durham University]

Astrônomos da Universidade de Durham, no Reino Unido, afirmaram que todo o conhecimento atual sobre a composição do Universo pode estar errado.

Utane Sawangwit e Tom Shanks estudaram os resultados das observações do telescópio espacial WMAP e afirmam que os erros em seus dados parecem ser muito maiores do que se acreditava anteriormente.

Lado escuro do Universo

 

A sonda WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) foi lançada em 2001 para medir a radiação cósmica de fundo (CMB: Cosmic Microwave Background), o calor residual do Big Bang que preenche o Universo e aparece ao longo de todo o céu.

Há poucas semanas a sonda terminou o mapeamento do Universo primitivo, embora ainda sejam necessários meses para que esses dados sejam totalmente processados.
Acredita-se que a dimensão angular das ondulações verificadas na CMB esteja ligada à composição do Universo. As observações do WMAP mostram que as ondulações têm aproximadamente duas vezes o tamanho da Lua cheia, ou cerca de um grau de diâmetro.

Com estes resultados, os cientistas concluíram que o cosmos é composto de 4% de matéria "normal", 22% de matéria escura ou matéria invisível e 74% de energia escura.
O debate sobre a exata natureza desse "lado negro" do Universo - a matéria escura e a energia escura - continua intenso até hoje.

Radiação cósmica de fundo
Sawangwit e Shanks usaram objetos astronômicos que aparecem como pontos não identificados nos radiotelescópios para testar a forma como o telescópio WMAP "suaviza" os dados para formar seus mapas.
Eles descobriram que essa "suavização" é muito maior do que se acreditava anteriormente, sugerindo que a medição do tamanho das ondulações da radiação de fundo residual não é tão rigorosa como se pensava.
Se for verdade, isso significaria que as ondulações são na verdade muito menores, o que poderia implicar que a matéria escura e a energia escura podem nem mesmo existir.

"As observações da CMB representam uma ferramenta poderosa para a cosmologia, e é vital checar [os dados]. Se nossos resultados se confirmarem, então será menos provável que partículas exóticas de energia escura e de matéria escura dominem o Universo. Assim, os indícios de que o Universo possui um 'lado negro' se enfraquecerão," diz o professor Shanks.

Expansão do Universo

Este é o efeito dos superaglomerados de galáxias sobre os fótons da radiação cósmica de fundo (CMB). [Imagem: IOP/Physicsworld]

 

Se a energia escura de fato existir, então, em última instância, ela faz com que a expansão do Universo se acelere.
Em sua jornada a partir da CMB até os sensores dos telescópios como o WMAP, os fótons - as partículas básicas da radiação eletromagnética, incluindo a luz e as ondas de rádio - viajam através de gigantescos superaglomerados de galáxias.

Normalmente, um fóton CMB sofre um decaimento para o azul - seus picos caminham em direção à extremidade azul do espectro - quando ele entra no superaglomerado de galáxias. E, quando ele sai do superaglomerado, ele tende novamente para o vermelho. Desta forma, os dois efeitos se anulam durante a travessia completa.
No entanto, se os superaglomerados de galáxias estiverem se acelerando uns em relação aos outros - por efeito da matéria escura - esse cancelamento não é exato, e os fótons ficam ligeiramente deslocados para o azul.
Com isto, a radiação de fundo deve mostrar temperaturas ligeiramente mais altas onde os fótons atravessaram superaglomerados de galáxias.

Entretanto, novos resultados obtidos com o Sloan Digital Sky Survey, que já pesquisou mais de um milhão de galáxias vermelhas, sugerem que esse efeito não existe, mais uma vez ameaçando o modelo padrão do Universo e ameaçando dispensar a matéria e a energia escuras - esses dados do Sloan recentemente validaram a teoria da relatividade em escala cósmica.

Partículas exóticas

O modelo cosmológico padrão prevê que o Universo é dominado por 74% de energia escura e 22% de matéria escura. Os restantes 4% são os átomos da matéria ordinária de que tudo o que conhecemos é feito. Assim, nesse modelo, 96% do Universo é escuro e seria mais razoável falar de um "lado claro do Universo". [Imagem: NASA/WMAP]

 

Se o Universo realmente não tiver um "lado negro", na verdade isso poderá representar um alívio para muito físicos teóricos, que se sentem desconfortáveis com o fato de não se haver sido ainda detectado qualquer sinal das partículas exóticas que comporiam a matéria escura e a energia escura.

Mas, conforme os próprios autores declaram, mais medições precisam ser feitas antes de qualquer declaração categórica a favor ou contra o modelo do Universo mais aceito atualmente.
"Se nossos resultados se repetirem em novos levantamentos de galáxias no hemisfério Sul, então isso vai significar problemas reais para a existência da energia escura," diz Sawangwit.

O telescópio espacial Planck, da Agência Espacial Europeia, está coletando mais dados sobre a radiação cósmica de fundo e poderá ajudar a indicar se há ou não um lado escuro no Universo.
Em 2005, um grupo de físicos propôs um novo modelo do Universo, que explicaria a expansão da aceleração do Universo pela própria gravidade - veja Alterações na Lei da Gravidade, e não a energia escura, causam a aceleração do universo.

Em apoio à teoria atual, outra equipe afirmou já ter encontrado indícios independentes da existência da energia escura - veja Descoberta primeira evidência da existência da Energia Escura.

Fonte:

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/10/2010

ANTIMATÉRIA É CAPTURADA

Uma equipe internacional de cientistas conseguiu pela primeira capturar átomos de antihidrogênio - a antimatéria equivalente ao átomo de hidrogênio.

"Esta é uma realização fenomenal. Ela vai nos permitir fazer experimentos que resultarão em alterações dramáticas na visão atual da física fundamental ou na confirmação daquilo que nós já damos por certo," afirmou Rob Thompson, membro da colaboração ALPHA, instalada no CERN, na Suíça.

A corrida pela captura da antimatéria já durava 10 anos, em uma disputa entre as equipes ALPHA, que utiliza os laboratórios do CERN, e ATRAP, sediada na Universidade de Harvard, nos Estados Unidos.

A equipe ALPHA tem atualmente mais de 40 membros, de 15 universidades ao redor do mundo, incluindo os brasileiros Cláudio Lenz César, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, e Daniel de Miranda Silveira, atualmente no Laboratório Riken, no Japão.

Tanque de antimatéria

A quantidade de antimatéria aprisionada ainda é pequena, e não seria suficiente para alimentar os motores da nave Enterprise e nem para ameaçar o Vaticano, como no filme Anjos e Demônios.

Mas é o suficiente para que os cientistas comecem a estudar aonde foi parar a antimatéria que se acredita ter sido criada no Big Bang.

Foram aprisionados 38 átomos de antihidrogênio no "tanque de antimatéria" criado pelos cientistas, cada um deles ficando retido por mais de um décimo de segundo.

O resultado foi obtido depois de 335 rodadas do experimento, misturando 10 milhões de antiprótons e 700 milhões de antipósitrons.

A antimatéria foi capturada durante 335 rodadas do experimento, misturando 10 milhões de antiprótons e 700 milhões de antipósitrons. [Imagem: ALPHA Collaboration]

 

O rendimento no aprisionamento dos átomos de antimatéria ainda é baixo - por volta de 0,005% - mas os cientistas afirmam que estão trabalhando para elevá-lo. Na verdade, o artigo que descreve a pesquisa apresenta uma série de inovações que tornaram possível a realização do experimento - a maioria das quais mereceria um artigo científico à parte.

O experimento ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus) já havia feito história em 2006, quando os físicos conseguiram fazer uma reação química entre matéria e antimatéria, usando átomos de antihidrogênio para criar uma matéria híbrida.

Os primeiros átomos de antihidrogênio de baixa energia produzidos artificialmente - constituídos por um pósitron ou elétron de antimatéria, orbitando em um núcleo de antiprótons - foram criados lá mesmo, no CERN, em 2002.

Mas até agora tinha sido impossível isolá-los, e eles acabam se chocando com átomos de matéria normal, aniquilando-se em um flash de raios gama apenas alguns microssegundos depois de serem criados - algo que pode ser extremamente útil para a construção de um laser de raios gama.

Em um experimento não diretamente relacionado, realizado em 2005, um grupo de físicos conseguiu criar o positrônio, um átomo exótico, feito de matéria e de antimatéria: um elétron e um pósitron (anti-elétron) ligados um ao outro, mas sem um núcleo.

Simetria de CPT

"Estamos chegando perto do ponto em que poderemos fazer algumas classes de experimentos sobre as propriedades do antihidrogênio," disse Joel Fajans, outro membro da equipe.

"Inicialmente, serão experiências simples para testar a simetria CPT, mas já que ninguém foi capaz de fazer esse tipo de medição em átomos de antimatéria até hoje, será um bom começo," explica o cientista.

A simetria CPT (carga-paridade-tempo) é a hipótese de que as interações físicas não se alteram se você inverter a carga de todas as partículas, mudar sua paridade - isto é, inverter suas coordenadas no espaço - e reverter o tempo.

Quaisquer diferenças entre o antihidrogênio e o hidrogênio, como diferenças no espectro atômico, violariam automaticamente a CPT, derrubando o Modelo Padrão da física de partículas e suas interações, e poderia explicar por que a antimatéria praticamente não existe no Universo hoje, apesar de ambas, matéria e antimatéria, terem sido criadas em quantidades iguais no Big Bang.

Uma visão geral do laboratório do Projeto ALPHA. [Imagem: ALPHA Collaboration]

 

Tanque de antimatéria

Para aprisionar a antimatéria, os físicos resfriaram os antiprótons e os comprimiram em uma nuvem com um tamanho equivalente à metade de um palito de dentes - 20 milímetros de comprimento e 1,4 milímetro de diâmetro).

Em seguida, usando uma técnica chamada autorressonância, a nuvem de antiprótons frios e comprimidos foi superposta a uma nuvem de pósitrons de dimensões semelhantes. Os dois tipos de partículas então se juntaram para formar o antihidrogênio.

Tudo isto acontece dentro de uma garrafa magnética, que prende os átomos de antihidrogênio. A armadilha magnética é um campo magnético especial, que usa um estranho e caríssimo ímã supercondutor de oito pólos - um octupólo - para criar um plasma mais estável.

"Atualmente nós conseguimos manter os átomos de antihidrogênio presos por pelo menos 172 milésimos de segundo - cerca de um sexto de segundo - tempo suficiente para nos certificarmos de que os apanhamos," disse Jonathan Würtele, outro membro da equipe.

De Agosto a Setembro de 2010, a equipe detectou um átomo de antihidrogênio em 38 dos 335 ciclos de injeção de antiprótons. Dado que a eficiência do detector usado é de aproximadamente 50 por cento, a equipe calculou ter capturado cerca de 80 dos vários milhões de átomos de antihidrogênio produzidos durante esses ciclos.

Redação do Site Inovação Tecnológica 

- 18/11/2010-Veja outras notícias sobre antimatéria.

A matéria foi alterada às 09h35 do dia 18/11/2010, 

para incluir a participação do segundo brasileiro, 

que não havia sido citado originalmente.

Conheça a galáxia mais estranha já vista

Conheça a galáxia mais estranha já vista:
















"É uma galáxia ou seriam duas?

O astrônomo Art Hoag foi o primeiro a fazer
essa pergunta quando ele próprio encontrou,
por acaso, esse objeto extragaláctico
absolutamente incomum."

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/08/2010

Hubble descobre uma misteriosa espiral celeste

Hubble descobre uma misteriosa espiral celeste:

"Ela é bela, estranha e uma das formas geométricas
mais perfeitas já encontradas no espaço. Os cientistas
agora só têm que descobrir o que ela é. E como ela brilha."

Estrela de nêutrons pode acordar o vácuo quântico

Estrela de nêutrons pode acordar o vácuo quântico:

"Físicos brasileiros demonstraram que o vazio do espaço
pode gerar uma energia capaz de produzir efeitos
gravitacionais que interferem com fenômenos astrofísicos."


Sejam felizes todos os seres.
Vivam em paz todos os seres.
Sejam abençoados todos os seres.

CONSTELAÇÃO DO LEÃO

Galáxia NGC 3190

Crédito: Hillary Mathis/NOAO/AURA/NSF.
Telescópio: 4 m Mayal (KPNO).

A galáxia espiral NGC 3190 foi observada pelo telescópio de 4 m do Kitt Peak National Observatory (KPNO) nos Estados Unidos da América em Janeiro de 2001. Situada na constelação do Leão, a cerca de 50 milhões de anos-luz da Terra, esta galáxia é vista por nós quase de perfil. Possui um diâmetro de cerca de 60000 anos-luz e faz parte de um pequeno grupo de galáxias designado por Hickson 44. Repare-se na enorme faixa de poeira que obscurece a luz das estrelas situadas na região central da galáxia. NGC 3190 possui um núcleo galactico activo. 

 

 Fonte:

Portal do Astrônomo - Portugal

Via Láctea

Dados observacionais (J2000)
Idade	13 800 000 000 anos
Tipo	SBb espiral barrada
N° de estrelas	200 000 000 000
Ascensão reta	-
Declinação	-
Distância (parsec)
Constelação	Sagitário
Características físicas
Dimensões	78500 al, 24000 pc
Raio	50.000 al, 15,33 kpc
Magnitude absoluta	-20,9
Massa	1012 massas solares
Outras denominações
Outros nomes	Galáxia da Terra, Galáxia local, Galáxia Via Láctea

A Via Láctea é a galáxia onde está localizado o Sistema Solar. É uma estrutura constituída por cerca de duzentos bilhões^[1] de estrelas (algumas estimativas colocam esse número no dobro, em torno de quatrocentos bilhões^[2]) e tem uma massa de cerca de um trilhão e 750 bilhões de massas solares. Sua idade está calculada entre 13 e 13,8 bilhões de anos, embora alguns autores afirmem estar na faixa de quatorze bilhões de anos.

Estrutura

São seis partes que constituem a Via Láctea: núcleo, bulbo central, disco, os braços espirais, o componente esférico e o halo.

Núcleo

O núcleo está localizado no centro do sistema, tem a forma de uma esfera achatada e é igualmente constituído por estrelas, mas de idade mais avançada (chamada de população 2), apresentando por isso uma cor mais avermelhada do que o disco. Tem um diâmetro calculado em cerca de cem mil anos-luz e uma altura de trinta mil anos-luz, sendo uma fonte de intensa radiação eletromagnética, provavelmente devido à existência de um buraco-negro no seu centro. Este é envolto por um disco de gás a alta temperatura e por partículas de poeira interestelar que o ocultam, absorvendo a luz visível e a radiação ultravioleta. Porém, na faixa de radiofrequência é detectável com certa facilidade.

O buraco negro central recebeu o nome de Sagittarius A, sua massa foi estimada em aproximadamente quatro milhões de vezes a massa do Sol. Ao seu redor parece haver indicação da presença de nuvens de gás em rápido movimento e ionizadas. Esta é devida a fortes emissões de raios X e radiação infravermelha provenientes do núcleo galáctico.

Bulbo central

O bulbo central galáctico é em torno do núcleo galáctico, sua forma é esférica e constituído principalmente por estrelas do tipo população 2 (estrelas velhas). Esta região da galáxia é rica em elementos pesados. Também estão presentes aglomerados globulares de estrelas semelhantes (de mesma composição), e suas órbitas são aproximadamente radiais ao redor do núcleo.

Disco

O disco é a parte mais visível da galáxia, e é nesta estrutura sobre a qual repousam os braços da Via Láctea; sua espessura equivale a um quinto de seu diâmetro. Constituído pela população mais jovem de estrelas (chamada de população 1) de cor azulada, por nuvens de poeira, gás e por aglomerados estelares. As estrelas do disco, têm um movimento de translação em volta do núcleo. Todas as estrelas que observamos no céu nocturno, estão localizadas no disco galáctico.

Braços espirais

Estrutura observada junto as extensões extrapoladas dos braços espirais da Via-Láctea.

Os 4 maiores braços espirais da galáxia junto com o braço menor de Órion estão nomeados como se segue, de acordo com a imagem à direita:

Cor	Braço(s)
Ciano	3kpc e Perseus
Violeta	Norma (Junto com a sua extensão externa recentemente descoberta)
Verde	Scutum-Crux
Rosa	Carina-Sagittarius
Existem pelo menos 2 braços menores ou ramificações que incluem:
Laranja	Órion (que contém o Sistema Solar e o Sol)

Fora dos braços principais está o anel externo ou anel de Monoceros, um anel de estrelas ao redor da Via-Láctea que foi proposto pelos astrónomos Brian Yanny e Heidi Jo Newberg. Esse anel consiste de estrelas, poeira e gás capturados de outras galáxias há bilhões de anos atrás.

Concepção artística da estrutura espiral da Via-Láctea com seus dois braços principais e uma barra.^[3]

Até 1953 não se conhecia a existência de braços espirais na Via Láctea. A visualização da estrutura espiral era ocultada pela poeira interestelar e dificultada por ser efectuada do interior da própria galáxia. Até 2008 acreditava-se que possuía 4 braços mas imagens reveladas pelo telescópio Spitzer vieram refazer uma teoria de décadas como acreditavam todos os astrónomos. Robert Benjamin da Universidade de Wisconsin-Whitewater sugeriu que a Via-Láctea possui apenas dois braços estelares principais: o braço Perseus e o braço Scutum-Centaurus. 

Os demais braços foram reclassificados como braços menores ou ramificações.^[3]

Esses dois braços principais, Centaurus e Perseus, contêm ambos uma enorme concentração de estrelas jovens e brilhantes. Desta forma, a Via-Láctea é classificada como sendo uma galáxia espiral e seus braços estão em movimento rotatório em torno do núcleo à semelhança de um grande cata-vento. É no braço menor de Órion que está localizado o nosso sistema solar. O Sol efetua uma rotação completa a cada duzentos milhões de anos e está localizado a cerca de 27 mil anos-luz do centro galáctico.

Componente esférico

A forma de disco da Via Láctea não é compacta, o centro e o bulbo central configuram uma região chamada de componente esférico. As estrelas compreendidas nesta são do tipo 1 e tipo 2, estando distribuídas de forma mais ou menos uniforme. Esta região é envolta pelo Halo e somente identificável de forma indireta.

Halo

O halo tem uma forma esférica e é constituída por partículas ultraexcitadas a alta temperatura, anãs vermelhas, anãs brancas e por aglomerados globulares, que estão em órbita em torno do centro de massa galáctica. O halo, como tal, não é observável opticamente. As estrelas que formam os aglomerados globulares (de forma esférica) são as mais antigas da galáxia. Por ser o componente menos conhecido da Via Láctea, supõe-se que sua estrutura seja gigantesca. 

O Halo envolve toda a estrutura visível da galáxia. Sua existência é demonstrada pelos efeitos provocados na curva de rotação externa da galáxia. É sabido, porém, que o halo se estende para além de cem mil anos-luz do centro galáctico. A sua massa gira entre cinco ou dez vezes maior do que a massa restante da galáxia. Sua forma, seus componentes e seus limites no espaço intergaláctico são desconhecidos até o início do século XXI, e muitas das afirmações acerca do halo são especulações científicas.

Dificuldades na sua observação

A observação e o estudo da Via Láctea é dificultado pelo fato de o plano galáctico estar obscurecido por nuvens de poeira e gás (atómico - H e molecular - HII) que absorvem a luz visível. Assim, muito do que sabemos da estrutura geral da nossa galáxia é inferido a partir da observação de outras galáxias e por observação através de observatórios capazes de medições em comprimentos de onda não bloqueados pelas poeiras (nomeadamente infravermelho, Raios X e SHF, principalmente).

A rotação galáctica

A Via Láctea descreve como um todo um movimento de rotação. Seus componentes não se deslocam à mesma velocidade. As estrelas que estão a uma distância maior do centro, movem-se a velocidades mais baixas do que as mais próximas.

O Sol descreve uma órbita que pode ser considerada circular. Sua velocidade relativa ao Universo gira em torno de 225 km/s, seu período de revolução é de aproximadamente de duzentos milhões de anos.

Envolvente

A Via Láctea está inserida no chamado Grupo Local de galáxias, que é constituído por cerca de trinta outras galáxias. As principais são a Via Láctea (a mais maciça) e a galáxia de Andrômeda (a de maior dimensão) separadas entre si em cerca de 2,6 milhões de anos-luz. Estas duas galáxias espirais gigantes estão em órbita de um centro de massa comum. As restantes galáxias do Grupo Local são de pequenas dimensões e forma irregular, sendo que algumas são satélites quer da nossa galáxia (como as famosas nuvens de Magalhães) quer da de Andrômeda e a sua cor azul e umas manchas pretas arrozadas.

Fotografia panorâmica de 360° de toda a galáxia, vista do Sistema Solar.

Histórico de pesquisas

Antes do século XX

O filósofo grego Demócrito (450 a.C. – 370 a.C.) foi o primeiro a propor que a Via Láctea era composta por estrelas distantes. A prova disso veio em 1610 quando Galileu Galilei usou um telescópio para a estudar e descobriu que era composta por um número incalculável de estrelas. Uma obra de Kant publicada em 1755 sugere (correctamente) que a Via Láctea era uma massa de muitíssimas estrelas em rotação, seguradas pela força da gravidade tal como o sistema solar mas numa escala gigantesca. Kant conjecturou também que algumas das nebulosas visíveis durante a noite deviam ser galáxias tal como a nossa.

A primeira tentativa de descrever forma da Via Láctea e o posicionamento do sol foi feita por William Herschel em 1785 pela cuidadosa contagem do número de estrelas nas diferentes regiões do céu. Herschel construiu um diagrama com a forma da galáxia com o sistema solar próximo do centro.

Em 1845, Lord Rosse construiu um novo telescópio e conseguiu distinguir as diferenças entre uma nebulosa elíptica e uma em forma de espiral.

Depois do século XX

Fragmento da Via Láctea (Foto: Observatório de Paranal).

Harlow Shapley

Até o início do século XX, acreditava-se que a Via Láctea fosse um sistema relativamente pequeno, com o Sol próximo de seu centro. Mediante a análise da distribuição espacial dos aglomerados globulares (esféricos ou elipsóides) na galáxia, Harlow Shapley realizou em 1917 o primeiro cálculo seguro das reais dimensões da Via Láctea. Shapley descobriu que o Sol se situava a trinta mil anos-luz do centro galáctico e que estava mais próximo das bordas. Calculou um diâmetro de cem mil anos-luz para a Via Láctea, e que havia corpos aparentemente em órbita desta, que em futuro próximo Edwin Hubble provou serem outras galáxias.

Edwin Hubble

Foi a partir do trabalho realizado pelo astrónomo norte-americano Edwin Hubble em 1924 que houve a determinação aproximada da extensão de nosso universo. Hubble provou pela teoria conhecida atualmente como a constante de Hubble que existem outras galáxias, e que estas se afastam de nós. Ao medir a razão (velocidade) a que as galáxias se afastavam (indicando assim que se encontravam a uma grande distância), permitiu demonstrar que afinal essas estruturas se encontravam fora da Via Láctea e eram "ilhas" constituídas por estrelas.

Walter Baade

O astrônomo Walter Baade observou pela primeira vez na década de 1940, durante suas pesquisas sobre a galáxia de Andrômeda, a teoria da nucleossíntese, que estabelece que a abundância de elementos pesados em gerações sucessivas de estrelas deve aumentar com o tempo, e que o processo de formação de estrelas terminou no halo há muito tempo, mas continua até os dias atuais no disco de Andrômeda. Através deste estudo, descobriu haver um paralelo também com a formação e evolução da Via Láctea pela análise da correlação existente entre a localização espacial de uma estrela no sistema galáctico e sua abundância em elementos pesados.

Baade e outros astrônomos concluíram então que as estrelas encontradas no disco da Via Láctea são tipo população I (estrelas jovens e pouco abundantes em elementos pesados), e que as do halo classificam-se principalmente como população II (estrelas velhas e abundantes em elementos pesados), enquanto as do núcleo são uma mistura homogênea dos dois tipos.

A Via Láctea

 O Gato dourado

A Via Láctea é uma grande galáxia espiral, e o Sol encontra-se num dos seus braços espirais. Também a Galáxia de Andrómeda é uma galáxia espiral. As duas maiores galáxias-satélite da Via Láctea, por seu lado (a Grande Nuvem de Magalhães e a Pequena Nuvem de Magalhães), eram classificadas como galáxias irregulares, mas uma observação mais minuciosa detectou estruturas de galáxias em barra, e desde então elas são classificadas como "SBm", um quarto tipo de galáxias em barra. No meio de nossa e de muitas outras galáxias, há provavelmente um poderoso buraco negro com mais ou menos quatro milhões de massas solares. Isso é o que mantem a galáxia uniforme. 

                                        O gato azul (trocar)
Não somos sugados pelo buraco negro por causa da rotação da galáxia, assim como não somos sugados pelo Sol por causa da rotação da Terra. A rotação do Sistema Solar ao redor do núcleo da Via Láctea tem um período de duzentos milhões de anos.

Fotografia panorâmica de parte da Via Láctea, vista do Sistema Solar

Nebulosa planetária NGC 3132

Crédito: NASA & The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).
Telescópio: Hubble Space Telescope (NASA/ESA).
Instrumento: Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2).

 

Esta imagem da nebulosa planetária NGC 3132, obtida pelo Hubble, foi colorida por forma a traduzir as diferentes temperaturas do gás em expansão em torno da estrela central. A azul, temos o gás mais quente, confinado à região mais interna da nebulosa, enquanto que, a vermelho, temos o gás mais frio, na orla externa. Um conjunto de filamentos aparece bem patente na imagem, em particular, um grande filamento que parece atravessar a nebulosa. 

Estes filamentos são constituídos por poeira que se condensou a partir dos gases em expansão. As partículas de poeira são ricas em elementos como o carbono. NGC 3132 tem um diâmetro de cerca de 0,5 anos-luz e encontra-se a uma distância de aproximadamente 2000 anos-luz. É uma das nebulosas planetárias mais próximas do nosso Sistema Solar.

Os gases que se encontram em expansão afastam-se da estrela central a uma velocidade de cerca de 15 km/s. No centro da nebulosa podemos ver 2 estrelas, uma brilhante e uma mais fraca. A estrela que produziu a nebulosa planetária é, na verdade, a mais fraca das duas.

Fonte:

Wikipedia