Qual a forma do universo?

A pergunta em si não parece fazer muito sentido.

Se, como diz a Nasa, o universo é simplesmente tudo, incluindo todo o espaço e toda a matéria e energia que ele contém, e até mesmo o próprio tempo, será que esse tudo tem uma forma?

Se você está lendo este texto, talvez seja um daqueles que está disposto a contemplar o inconcebível, visualizar o inimaginável e espionar o impenetrável.

Por outras palavras, se comporta como um cosmólogo, um daqueles teóricos que tentam apresentar ideias críveis e sustentáveis ​​sobre o espaço, um fato que ocupa os pensadores há séculos.

Para eles, a forma do universo é um assunto sério, pois implica o futuro do cosmos: dependendo do que for, saberemos se expandirá para sempre ou reverterá a sua expansão num cataclísmico Big Crunch, ou Grande Implosão ou Colapso.

Além disso, saber a resposta à dúvida em questão dá pistas se o universo é infinito ou finito.

Então, como você começa a resolver esse enigma?

Com Albert Einstein.

A ideia de que o espaço tinha forma surgiu com a teoria da relatividade geral de 1915.

E de todas as formas que poderiam ser consideradas, esta teoria só permite que o universo assuma uma de três:

1. Uma delas é que ele é curvo e fechado, como uma esfera gigante em expansão.

2. Outra é que seja hiperbólico, abertamente curvo, o oposto de uma esfera, algo como uma sela de cavalo.

3. Depois, há a hipótese plana. O cosmos é como uma folha de papel, exceto que tem mais de duas dimensões. 

Um dos fatores que determinam a forma que ele assume é a sua densidade, ou seja, a quantidade de matéria em um determinado volume de espaço.

Se for muito grande, a força da gravidade excederá a força da expansão e se curvará em uma esfera.

Se assim fosse, o universo seria finito, embora não tivesse fim (assim como a superfície de uma bola não é infinita, mas não há nenhum ponto na esfera que possa ser chamado de “fim”).

Além de finito, esse é o cenário em que a expansão irá parar em algum momento, as galáxias, em vez de se afastarem umas das outras, começarão a se aproximar, até que o que começou com um Big Bang termine com um Grande Colapso.

Nos outros dois casos, o hiperbólico e o plano, o universo é infinito e se expandirá para sempre.

Para estabelecer como é (e o futuro do cosmos), são necessárias evidências observacionais sólidas... mas de quê?

Bem, de algo crível.

🔹 A LUZ MAIS ANTIGA

Os cosmólogos mediram a radiação de fundo cósmico de micro-ondas, restos frios do Big Bang de cerca de 13,8 mil milhões de anos

Esses vestígios de quando a matéria, o espaço e o tempo se formaram, de acordo com o modelo cosmológico padrão, são fáceis de encontrar, diz o físico e autor Marcus Chown, porque estão literalmente em toda parte.

“Se você pegar um centímetro cúbico de espaço vazio em qualquer lugar do universo, ele contém 300 fótons, partículas leves dessa radiação.”

“Na verdade, 99% de toda a luz do universo não é a das estrelas ou algo parecido, mas o brilho do Big Bang”, afirmou.

Foi algo descoberto em 1965 e é como uma foto do cosmos recém-nascido.

“É a luz mais antiga e quando a capturamos com os nossos telescópios, olhamos para trás o mais longe que podemos.”

“Codificada nesta luz está uma imagem do universo tal como era um terço de milhão de anos após o Big Bang, um ponto crucial, tal como era quando as primeiras estruturas, as sementes das galáxias, foram formadas.”

Esses vestígios de radiação são frequentemente descritos como a Pedra de Roseta do cosmólogo para decifrar o passado, permitindo aos pesquisadores fazer deduções detalhadas a partir das evidências observacionais mais esparsas.

Como se pode inferir tanta coisa a partir da radiação fóssil do Big Bang?

Fazendo o que alguns descreveram como a medição mais difícil da ciência.

A luz do Big Bang que agora pode ser vista numa esfera que rodeia a Terra tem a forma de ondas muito curtas, as micro-ondas, e é uma mistura de luz e calor residual, extremamente fraca, embora suficiente para sugerir ideias poderosas.

É como “uma camada uniforme com uma temperatura quase constante de cerca de 3 graus acima do zero absoluto (-273,15 ° C)”, explicou o astrofísico teórico Dave Spergel à BBC.

O interessante está no “quase”.

“Pequenas variações chegam a 100 milésimos de grau de um lugar para outro.”

Foi isso que mediram, porque “quando olhamos para a radiação de fundo em micro-ondas, aprendemos sobre a geometria do universo”, explicou ele, que é conhecido pelo seu trabalho com a sonda WMAP da Nasa, lançada em 2001 com a missão de estudar o céu e medir essas diferenças de temperatura.

Foi um dos vários estudos que ajudaram a determinar a forma do universo.

Mas como podem as observações das partículas de luz do Big Bang ajudar astrofísicos como Carlos Frank, da Universidade de Durham, a decidir qual é a sua forma?

“Essa é a beleza da ciência. Podemos fazer inferências muito importantes com base em dados muito detalhados.”

“Essas partículas de luz têm se propagado ao longo de bilhões de anos até chegarem aos nossos telescópios e seguirem qualquer curvatura que possa estar presente”, afirmou.

Dependendo de como chegam, dizem os especialistas, é possível saber como foi a viagem.

🔹 E?

Imagine essas micro-ondas cósmicas como dois raios de luz.

Num universo plano, elas sempre permanecerão paralelas.

Num universo esférico, viajarão ao longo da curvatura do espaço e eventualmente se encontrarão.

Num universo hiperbólico, os raios nunca se cruzarão e ficarão cada vez mais separados.

E acontece que eles permanecem paralelos.

A primeira vez que a forma e o destino do cosmos foram inferidos com segurança a partir de observações foi em 2000, quando uma equipe internacional de astrônomos da Itália, Reino Unido, EUA, Canadá e França, conhecida como colaboração Boomerang, publicou os resultados do seu estudo.

“Acho que este é o momento que vamos lembrar nos livros didáticos onde dissemos que nosso universo é plano, que não vamos acabar em um grande colapso, que não temos um tempo limitado , que se expandirá para sempre”, disseram.

Esses resultados posteriormente foram confirmados com dados recolhidos pela sonda WMAP da Nasa, pela sonda Planck da Agência Espacial Europeia e por medições feitas com o Telescópio Cosmológico Atacama.

A evidência sobre o universo plano também aparece em estudos do que é conhecido como densidade crítica, que indica que está logo abaixo dela, o que significa que é plano e se expandirá indefinidamente.

E mais uma forma de encontrar evidências é através da linha isotrópica: se for plana, parece igual de todos os ângulos. A pesquisa constatou isso com margem de precisão de 0,2%.

Ainda assim, não podemos descartar a possibilidade de vivermos num mundo esférico ou hiperbólico.

Embora todas as medidas estejam sendo tomadas, existe sempre a possibilidade de que aconteça o que nos aconteceu durante séculos com a Terra: nas escalas que puderam ser observadas, sua curvatura era pequena demais para ser detectada, por isso se acreditava que ela era plana.

Quanto maior for uma esfera ou sela, mais plana será cada pequena parte dela.

Portanto, continua sendo possível que, uma vez que o Universo é extremamente grande, a parte que podemos observar esteja tão perto de ser plana que a sua curvatura só possa ser detectada por instrumentos extremamente precisos, que ainda não foram inventados.

Porém, no momento, tudo parece indicar que o cosmos é plano, em expansão e infinito.

O que chama a atenção neste mundo é que as respostas muitas vezes levantam mais questões... como ele pode se expandir se é infinito? e como pode ser infinito se teve um começo?

Paramos por aqui, porque ainda há inúmeras perguntas sobre o universo que não têm uma resposta exata.

🌏 Créditos/fonte/Publicação: www.bbc.com. msn.com ler em https://www.msn.com/pt-br/noticias/ciencia/qual-%C3%A9-a-forma-do-universo-plana-esf%C3%A9rica-ou-como-uma-sela/ar-AA1jM8f3?ocid=msedgntp&cvid=d2052cc394124ef0bdd9bd2c9000f723&ei=18#image=5

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Plasma - o estado mais abundante do universo

Todos estão familiarizados com os três estados tradicionais da matéria (sólido, líquido e gasoso), mas o quarto estado, o plasma, é pouco conhecido. Isso é surpreendente, pois é o estado mais abundante em todo o universo. 

OS TRÊS ESTADOS TRADICIONAIS DA MATÉRIA

O que determina o estado da matéria é a proximidade das moléculas entre si e a movimentação delas. No estado sólido as moléculas estão coesas entre si, não se movimentam e o grau de vibração é mínimo. Se elevarmos a temperatura, ainda haverá coesão, mas as moléculas podem se mover entre si (estado líquido). Com mais energia térmica as moléculas começam a vibrar e a se movimentar mais e em todas as direções (estado gasoso).

E O PLASMA? 

O plasma possui características similares aos gases, pois não tem forma e volume fixos. Ele pode ser gerado submetendo um gás a enormes temperaturas. Essa grande energia faz com que os elétrons sejam arrancados dos átomos. O plasma é uma “sopa” de prótons, nêutrons e elétrons livres (e alguns átomos íntegros). 

Há pesquisadores que acham inadequado chamar o plasma de quarto estado da matéria. Dizer se ele é ou não o quarto estado da matéria é uma questão de definição. O importante é entendermos que o plasma é algo diferente do estado gasoso em que as moléculas e átomos estão intactos. 

ONDE HÁ PLASMA?

O Sol e outras estrelas são formados de plasma. Portanto, mais de 90% do universo é constituído de plasma! Ele também está presente na Terra e pode ser observado nos raios e na aurora polar. Também é possível gerar plasma submetendo um gás a um forte campo eletromagnético. Outros exemplos desse estado da matéria aqui na Terra, mas produzidos pelo homem, são os letreiros de neon e a TV de plasma.

REFERÊNCIAS

https://www.psfc.mit.edu/vision/what_is_plasma#:~:text=Plasma%20is%20often%20called%20%E2%80%9Cthe,negatively%20charged%20particles%20(electrons).

https://ia802704.us.archive.org/31/items/onradiantmatterl00croorich/onradiantmatterl00croorich.pdf 

https://link.springer.com/article/10.1007/s11090-012-9356-1

Viagem na eletricidade

 Episódio 26 - os elétrons em liberdade 

Kleber Bastos

Prof. IFAM/CMC

Colaborador: GEDEP-fis / GIRPEN

Instagram: @fisikanarede

Estamos a sós no universo?

  

📷  Passos para a Constante de Hubble. Crédito: NASA, ESA e A. Feild (STScI)

♦   A Busca por Inteligência Extraterrestre (SETI) sempre foi atormentada pela incerteza. Tendo apenas um planeta habitável (Terra) e uma civilização tecnologicamente avançada (humanidade) como exemplos, os cientistas ainda estão confinados a teorizar onde poderiam estar outras formas de vida inteligentes (e o que poderão estar a fazer).

Sessenta anos depois, a resposta à famosa pergunta de Fermi (“Onde está todo mundo?”) permanece sem resposta. Do lado positivo, isto apresenta-nos muitas oportunidades para levantar hipóteses sobre possíveis locais, atividades e assinaturas tecnológicas que observações futuras podem testar.

Uma possibilidade é que o crescimento das civilizações seja limitado pelas leis da física e pela capacidade de suporte dos ambientes planetários – também conhecida como hipótese da teoria da percolação. Num estudo recente, uma equipa da Universidade das Filipinas Los Banos olhou além da teoria tradicional da percolação para considerar como as civilizações poderiam crescer em três tipos diferentes de universos (estático, dominado pela energia escura e dominado pela matéria). Os seus resultados indicam que, dependendo da estrutura, a vida inteligente tem uma quantidade finita de tempo para povoar o universo e é provável que o faça de forma exponencial.

O estudo foi conduzido por Allan L. Alinea e Cedrix Jake C. Jadrin, professor assistente de física e professor associado do Instituto de Ciências Matemáticas e Física da Universidade das Filipinas Los Banos. A pré-impressão de seu artigo , "Percolação de 'Civilização' em um Universo Isotrópico Homogêneo", foi postada recentemente no servidor de pré-impressão arXiv .

Para o seu estudo, a equipe considerou como a Teoria da Percolação tradicional poderia ser interpretada em termos de uma Função de Crescimento Logístico (LGF), onde a taxa de crescimento per capita de uma população diminui à medida que o tamanho da população se aproxima de um máximo imposto pelos limites dos recursos locais (também conhecido como transporte). capacidade).

🔹 TEORIA DA PERCOLAÇÃO

Em resumo, a teoria da percolação descreve como as redes se comportam quando nós ou links são removidos, onde serão divididos em clusters conectados menores. O primeiro exemplo conhecido desta teoria aplicada ao Paradoxo de Fermi foi talvez feito por Carl Sagan e William I. Newman em 1981. Em um artigo intitulado "Civilizações Galácticas: Dinâmica Populacional e Difusão Interestelar", eles argumentaram que a razão pela qual a humanidade não encontraram civilizações extraterrestres (ETCs) é porque a exploração e colonização interestelar não são fenômenos lineares.

Em contraste com a conjectura de Hart-Tipler, que argumenta que as ETCs avançadas teriam colonizado a nossa galáxia há muito tempo (portanto, elas não existem), Sagan e Newman postularam que a exploração interestelar é uma questão de difusão. Geoffrey A. Landis argumentou esses mesmos sentimentos em seu artigo de 1993 , "O Paradoxo de Fermi: Uma Abordagem Baseada na Teoria da Percolação", onde argumentou que as leis da física impõem limites ao crescimento interestelar. De acordo com Landis, não há “uniformidade de motivos” que se possa esperar das civilizações extraterrestres:

"Uma vez que é possível, dado um número suficientemente grande de civilizações extraterrestres, uma ou mais certamente teriam se comprometido a fazê-lo, possivelmente por motivos desconhecidos para nós. A colonização levará um tempo extremamente longo e será muito cara. É bastante razoável. supor que nem todas as civilizações estarão interessadas em fazer uma despesa tão grande para obter uma recompensa num futuro distante. A sociedade humana consiste numa mistura de culturas que exploram e colonizam, por vezes em distâncias extremamente grandes, e culturas que não têm interesse ao fazer isso."

Da mesma forma, o professor Adam Frank e colegas do Nexus for Exoplanetary Systems Science (NExSS) da NASA escreveram um artigo em 2019 intitulado "O Paradoxo de Fermi e o Efeito Aurora: Liquidação, Expansão e Estados Estacionários da Exocivilização". Inspirados no romance Aurora de 2015, de Kim Stanley Robinson, eles argumentaram que o assentamento interestelar ocorreria em aglomerados, uma vez que nem todos os planetas potencialmente habitáveis ​​seriam hospitaleiros para uma espécie alienígena. Em suma, as leis da física, da biologia e da evolução impõem limites à distância e rapidez com que uma espécie pode colonizar a nossa galáxia.

Para restringir esses limites, a equipe considerou os três principais modelos cosmológicos do universo, incluindo estático, dominado pela matéria e dominado pela energia escura. Um universo estático, tal como descrito originalmente por Einstein e a sua Constante Cosmológica, é infinito em termos de espaço e tempo e não se expande nem se contrai. Um universo dominado pela matéria descreve o estado do universo antes de 9,8 bilhões de anos após o Big Bang, uma época em que a densidade de energia da matéria excedia tanto a densidade de energia da radiação quanto a densidade de energia do vácuo.

Um universo dominado pela energia escura descreve a última fase da evolução cósmica, que começou há cerca de 9,8 mil milhões de anos e é caracterizada por uma taxa acelerada de expansão. A equipa também considerou todos os três cenários em termos de uma Função de Crescimento Logístico para determinar o número de planetas colonizados ao longo do tempo. A partir disso, a equipe obteve os dois parâmetros de seu estudo: T, o tempo necessário para estabelecer uma seção esférica de um universo ideal que é ao mesmo tempo homogêneo e isotrópico, e H, o parâmetro de Hubble que descreve a taxa de expansão cósmica – também conhecida como Lei de Hubble ou Lei Hubble-Lemaitre.

Para um universo estático, eles descobriram que o assentamento segue o LGF, de forma semelhante ao que acontece com o crescimento populacional, a propagação de doenças infecciosas e as reações químicas. Como observaram no seu estudo, estes sistemas dinâmicos seguem um padrão geral que começa com um início relativamente lento devido a fontes limitadas (neste caso, planetas habitáveis). Mas, à medida que continuam a expandir-se e a adquirir novas fontes, isso multiplica o número disponível e a propagação acelera. Isto continua até que o número de fontes comece a diminuir e/ou os elementos do sistema se esgotem.

Para sua surpresa, a equipe notou comportamentos semelhantes ao olhar para um universo dominado pela matéria e pela energia escura. Como a Dra. Alinea disse ao Universe Today por e-mail.

"Notavelmente, quando o próprio espaço está se expandindo, como nos universos dominados pela energia escura e pela matéria, o processo de colonização, na maior parte, ainda segue a Função de Crescimento Logístico. Não esperávamos este resultado porque um sistema com espaço em expansão nos pareceu muito diferente de um sistema estático. A maioria dos estudos que conhecemos sobre percolação são baseados em uma rede estática (por exemplo, propagação de incêndios florestais, propagação de doenças, difusão de informações) onde o comportamento de crescimento logístico é geralmente observado. O estudo 'estende' esse comportamento para casos em que a rede está se expandindo como o nosso próprio universo."

No entanto, descobriram que havia um atraso num universo em expansão em termos da taxa de colonização em comparação com um universo estático. Para um universo dominado pela energia escura, eles descobriram que o tempo total de liquidação (T) foi marcado com divergência para uma taxa de expansão suficientemente grande (H). De acordo com a Lei de Hubble, quando H for suficientemente grande, alguns planetas expandir-se-iam para além do horizonte e tornar-se-iam "inacessíveis". Em essência, os planetas distantes podem estar a afastar-se mais rapidamente do que a velocidade da luz, tornando improvável que uma civilização em expansão os alcance.

Eles também descobriram que nos casos em que a esfera de Hubble (H) era menor, a relação entre T e H era linear – em outras palavras, T era aproximadamente igual a H (T ~ H). Para um universo dominado pela matéria, as suas descobertas indicaram que onde H era igualmente pequeno, a mesma relação se aplicava, mas onde H se tornava maior, a relação mudava significativamente para T~ H2. Em comparação com um universo dominado pela energia escura, T não aumentou exponencialmente nem atingiu o infinito, a menos que H fosse infinito. Disse Alinear:

"Isto é interessante porque um universo dominado pela matéria também é caracterizado por um horizonte. Significa que, para planetas suficientemente distantes de um planeta de referência neste universo, estão a recuar a uma velocidade mais rápida que a da luz, fazendo parecer que são inalcançáveis. No entanto, para um universo dominado pela matéria, de acordo com a Equação de Friedmann, a esfera móvel de Hubble está encolhendo em vez de se expandir. Dito de forma simples e informal, aqueles planetas distantes de um planeta de referência neste universo (que estão inicialmente 'se movendo' mais rápido do que a velocidade da luz) estão 'desacelerando', tornando-os alcançáveis, pelo menos em princípio."

🔹 ENTÃO, ONDE ELES ESTÃO?

A partir dos seus resultados, a equipa determinou que as civilizações avançadas geralmente seguirão uma tendência de crescimento que é lenta no início, mas que irá decolar com o tempo, eventualmente abrandando e parando à medida que o número de planetas “alcançáveis” se esgota. Como descreveu o Dr. Alineal, “Este modelo é marcado por um padrão de três fases: taxa de liquidação lenta –> taxa de liquidação rápida –> taxa de liquidação lenta”. A questão permanece: o que isso significa para a antiga questão de Fermi? Como é que este padrão trifásico nos ajuda a refinar a busca por civilizações avançadas em expansão pela galáxia?

Para isso, a equipe conclui que a nossa galáxia pode estar atualmente na Fase I, caracterizada por uma lenta taxa de colonização. Isto pode acontecer porque apenas algumas civilizações inteligentes e avançadas estão envolvidas na colonização interestelar neste momento. "Esta fase lenta pode ser exacerbada por grandes distâncias entre os planetas 'vivos'. Mas uma vez alcançado um certo número de civilizações itinerantes, poderemos entrar na Fase II, caracterizada por uma rápida taxa de colonização. Se tivermos tempo suficiente para entrar nesta fase, poderemos finalmente diga olá aos alienígenas lá fora."

Além disso, os seus resultados abordam a possibilidade de a humanidade se tornar algum dia uma espécie interestelar, talvez como um meio de garantir a sobrevivência e o desenvolvimento contínuos da nossa espécie. Isto representa um desafio num universo em constante expansão e aceleração, dominado pela energia escura. Mas, como resumiu o Dr. Alineal, existem opções:

"Dada a tecnologia suficiente para viajar perto da velocidade da luz, ainda é um desafio alcançar qualquer planeta no universo, especialmente os planetas distantes. Dito isto, existe uma secção esférica deste universo, centrada na nossa localização, cujos planetas são alcançáveis, pelo menos em princípio, para possível assentamento. Além disso, estão planetas que se 'movem' para longe de nós a uma velocidade superior à da luz e podem não ser alcançáveis. Infelizmente, esta esfera está encolhendo, então uma seção do universo que podemos habitar, embora grande na escala humana, torna-se cada vez menor com o tempo."

"Se existir um mecanismo para levar o universo a um estado tal que a sua taxa de expansão seja igual ou semelhante à de um universo dominado pela matéria, então teríamos a sorte de ter um universo que pudesse, em princípio, ser colonizado até qualquer distância de nós; isto é, a colonização e a influência humana no universo não são limitadas por nenhuma esfera diferente daquela do universo dominado pela energia escura."

Em resumo, a resposta à pergunta de Fermi pode ser que as civilizações avançadas estão numa fase inicial e lenta de expansão que (até agora) nos impediu de fazer contacto. Mas à medida que o volume esférico do Espaço Hubble (H) que poderíamos ocupar se expande, é mais provável que nos aproximemos o suficiente de outra pessoa para finalmente sabermos que não estamos sozinhos no universo. Da mesma forma, embora a energia escura possa limitar o quão longe podemos chegar (dentro da nossa galáxia, não muito mais longe), um volume suficiente de espaço permitiria o nosso desenvolvimento contínuo e poderia impedir que um único destino cataclísmico assumisse toda a nossa espécie.

E quem sabe? Talvez a expansão cósmica não continue como tem acontecido nos últimos 4 mil milhões de anos, e o Universo abrandará e alcançará uma espécie de homeostase – do tipo em que Einstein preferia acreditar. , e não faltará mistura entre civilizações cósmicas. Isso traz algumas perspectivas interessantes, não é?

🔹 Créditos: Allan L. Alinea et al, Percolação de 'Civilização' em um Universo Isotrópico Homogêneo, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2309.06575

#InteligênciaExtraterrestre #planetahabitável #civilização #tecnologica #percolaçãodecivilizações #Teoriadapercolação

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A tecnologia Touch

A detecção do toque de seu dedo se deve à mudança no campo eletrostático da tela de seu celular. Então, naturalmente, essa tela  não é composta somente de vidro. É necessário a presença de um material condutor de eletricidade. 

Em 2001, pesquisadores do Georgia Institute of Technology, em Atlanta, nos EUA, anunciaram a criação de estruturas extremamente pequenas (nanoestruturas), condutoras de eletricidade (ver link abaixo) e que se tornaram a base dos sensores dos nossos celulares. 

Essas nanoestruturas, chamadas nanofitas, são feitas de óxidos de zinco, estanho, índio, cádmio e gálio, que são semicondutores e transparentes. Os celulares de hoje usam o óxido de índio, acrescentado de estanho (ver FOTO). 

Portanto, o "milagre" da resposta de seu celular ao toque de seu dedo, deve-se a uma rede de nanofitas contidas no vidro da tela, as quais são condutoras de eletricidade, transparentes e 100 mil vezes mais finas que um fio de cabelo.

Fonte: https://science.sciencemag.org/content/291/5510/1947

Viagem na eletricidade

 Episódio 25 - os elétrons em liberdade 

Kleber Bastos

Prof. IFAM/CMC

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Em quanto tempo um avião comercial levaria para cruzar Júpiter ?

 

♦   Você já se perguntou quanto tempo leva para um avião comercial viajar ao redor de Júpiter? Apesar da ideia parecer absurda, vamos nos aventurar nessa jornada imaginativa para descobrir quanto tempo um avião levaria para contornar o gigante gasoso do nosso sistema solar.

Outro fator crucial a ser levado em conta é a intensa força gravitacional de Júpiter. A força é estimada em 24,79 m/s², cerca de 2,5 vezes a gravidade da Terra. Para um avião comercial, projetado para operar em condições terrestres, enfrentar essa grande força gravitacional seria quase impossível.

🔹 AS COMPLEXIDADES TÉCNICAS

Voar em torno de Júpiter pode ser difícil por muitos problemas técnicos. A ausência de ar na atmosfera de Júpiter significa que uma aeronave não pode utilizar a sustentação aerodinâmica como fazemos na Terra. Em vez disso, um avião precisaria de propulsão constante para manter-se em movimento.

Além disso, os extremos do espaço profundo, como a radiação intensa e as partículas carregadas do campo magnético de Júpiter, tornam qualquer viagem ao redor do planeta um grande desafio logístico. As temperaturas baixas no espaço também podem ser difíceis para qualquer avião funcionar.

🔹 QUANTO TEMPO LEVARIA?

Uma viagem à volta do nosso planeta, sem escalas, pode levar entre 24 e 36 horas, a viagem de Júpiter apresenta um cenário muito diferente. Se fizéssemos aterrissagens mínimas para reabastecer, teríamos 48 ou 60 horas de viagem ininterrupta.

Contudo, há uma armadilha quando se leva em conta o tamanho de Júpiter em relação à Terra. Segundo a teoria, pode haver cerca de 1.321 planetas como o nosso. Se aplicássemos esta equação errada, teríamos 2.642 dias de voo, o que equivale a mais de sete anos de viagens constantes para a superfície de Júpiter.

Para estimar o tempo necessário para girar em torno de Júpiter, é importante levar em conta o seu tamanho em vez do seu diâmetro. Considerando que o diâmetro de Júpiter é maior do que o da Terra em onze vezes, uma viagem completa em torno dele em um avião comercial levaria em torno de 22 dias.

Isso levanta uma questão interessante sobre como podemos lidar com um planeta habitável do tamanho de Júpiter. 

🌏 Créditos: tcmundo. phys.org

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#SistemaSolar #Júpiter #Planetas #sistemaplanetários #Satelites #CiênciasPlanetárias 

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ELÉTRONS DA TERRA PODEM ESTAR FORMANDO ÁGUA NA LUA.

 

♦   Uma equipe de pesquisadores, liderada por um cientista planetário da Universidade do Havaí (UH) em Mānoa, descobriu que os elétrons de alta energia na camada de plasma da Terra estão contribuindo para os processos de intemperismo na superfície da lua e, mais importante, os elétrons podem ter ajudado na formação de água na superfície lunar. O estudo foi publicado na Nature Astronomy .

Compreender as concentrações e distribuições de água na Lua é fundamental para compreender a sua formação e evolução, e para fornecer recursos hídricos para futura exploração humana. A nova descoberta também pode ajudar a explicar a origem do gelo de água previamente descoberto nas regiões lunares permanentemente sombreadas .

Devido ao magnetismo da Terra, existe um campo de força ao redor do planeta, conhecido como magnetosfera, que protege a Terra das intempéries espaciais e da radiação prejudicial do sol. O vento solar empurra a magnetosfera e a remodela, formando uma longa cauda no lado noturno. A folha de plasma dentro desta cauda magnética é uma região que consiste em elétrons e íons de alta energia que podem ser provenientes da Terra e do vento solar.

Anteriormente, os cientistas concentravam-se principalmente no papel dos iões de alta energia na meteorização espacial da Lua e de outros corpos sem ar. O vento solar, que é composto de partículas de alta energia, como prótons, bombardeia a superfície lunar e é considerado uma das principais formas de formação de água na Lua.

Gráfico mostrando a magnetosfera e a folha de plasma. Crédito: NASA/Goddard/Aaron Kaase

Com base em seu trabalho anterior, que mostrou que o oxigênio na cauda magnética da Terra é o ferro enferrujado nas regiões polares da lua, Shuai Li, pesquisador assistente da Escola de Ciência e Tecnologia do Oceano e da Terra (SOEST) da UH Mānoa, estava interessado em investigar as mudanças no intemperismo da superfície. à medida que a lua passa pela cauda magnética da Terra, uma área que protege quase completamente a lua do vento solar, mas não dos fótons de luz do Sol.

“Isso fornece um laboratório natural para estudar os processos de formação das águas superficiais lunares”, disse Li. "Quando a Lua está fora da cauda magnética, a superfície lunar é bombardeada com vento solar. Dentro da cauda magnética, quase não há prótons do vento solar e espera-se que a formação de água caia para quase zero."

Li e coautores analisaram os dados de sensoriamento remoto coletados pelo instrumento Moon Mineralogy Mapper a bordo da missão Chandrayaan 1 da Índia entre 2008 e 2009. Especificamente, eles avaliaram as mudanças na formação de água à medida que a Lua atravessava a cauda magnética da Terra, que inclui a camada de plasma. 

“Para minha surpresa, as observações de sensoriamento remoto mostraram que a formação de água na cauda magnética da Terra é quase idêntica à época em que a Lua estava fora da cauda magnética da Terra”, disse Li. "Isso indica que, na cauda magnética, pode haver processos de formação adicionais ou novas fontes de água não diretamente associadas à implantação de prótons do vento solar. Em particular, a radiação por elétrons de alta energia exibe efeitos semelhantes aos dos prótons do vento solar ."

“Em conjunto, esta descoberta e as minhas descobertas anteriores de pólos lunares enferrujados indicam que a mãe Terra está fortemente ligada à sua lua em muitos aspectos não reconhecidos”, disse Li.

Em pesquisas futuras, Li pretende trabalhar em uma missão lunar por meio dos programas Artemis da NASA para monitorar o ambiente de plasma e o conteúdo de água na superfície polar lunar quando a lua está em diferentes fases durante a travessia da cauda magnética da Terra.

🌏 MAIS INFORMAÇÕES: Li, S. et al, Formação de água superficial lunar associada a elétrons de alta energia na cauda magnética da Terra, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02081-y . www.nature.com/articles/s41550-023-02081-y

Informações da revista: Astronomia da Natureza 

Fornecido pela Universidade do Havaí em Manoa 

🌏 Créditos/fonte/Publicação: pela Universidade do Havaí em Manoa,phys.org

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Viagem na eletricidade

 Episódio 24- Fresnel siga as setas 

Kleber Bastos

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Existe vida em outro lugar no universo?

Quanto mais evoluímos , mais descobrimos o quanto somos insignificantes.

♦  O universo é um lugar vasto e antigo, com bilhões de galáxias, cada uma com bilhões de estrelas. É provável que haja muitos planetas que poderiam sustentar a vida, mas é possível que eles estejam em estágios diferentes de desenvolvimento.

Por exemplo, um planeta pode ter surgido há bilhões de anos, mas a vida pode ainda estar em seus estágios iniciais ou pode ter sido extinta. Outro planeta pode ter surgido recentemente e a vida pode estar apenas começando a se desenvolver.

É também possível que a vida seja muito rara ou que os planetas habitáveis sejam muito difíceis de encontrar. Nossa tecnologia de detecção de vida ainda está em seus estágios iniciais e pode não ser suficientemente sensível para detectar vida em planetas distantes.

Embora não tenhamos encontrado evidências definitivas de vida extraterrestre, as descobertas recentes de exoplanetas habitáveis ​​aumentaram as chances de que a vida exista em outros lugares do universo.

🔹 Aqui estão algumas razões pelas quais acreditamos que a vida pode ser comum no universo:

1. A química da vida é relativamente simples e pode ser encontrada em muitos lugares do universo.

2. Os ingredientes necessários para a vida são abundantes no universo.

3. A vida surgiu na Terra rapidamente, em um período de apenas alguns bilhões de anos.

4. A vida é adaptável e pode sobreviver em uma ampla gama de condições.

Se a vida é comum no universo, é provável que estejamos em tempos diferentes com outras civilizações. Algumas civilizações podem ter surgido bilhões de anos antes de nós e podem ter se autodestruído ou evoluído para um estado em que não estão mais interessadas em se comunicar conosco. Outras civilizações podem ter surgido recentemente e ainda não estão tecnologicamente avançadas o suficiente para nos detectar.

Só o tempo dirá se estamos realmente sozinhos no universo. 

#SistemaSolar #Vialáctea #Planetas #sistemaplanetários #Satelites #CiênciasPlanetárias 

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Physic

A palavra física tem sua origem no termo grego physiké, que significa “natureza”, seu uso/significado está sempre relacionado a palavra episteme, que, de origem grega, também significa “conhecimento”, “ciência”. Pode se dividir resumidamente em quatro partes:

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Física Clássica - Abrange todas as teorias e conhecimentos desenvolvidos até fins do século XIX, abrangendo os princípios da Cinemática, Dinâmica, Estática, Hidrostática, Hidrodinâmica, Aerostática, Aerodinâmica, Termologia, Ondulatória, Acústica, Óptica e Eletromagnetismo.

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Física Nuclear - É uma importante área da Física e tem como principal objetivo o estudo dos fenômenos relativos aos núcleos atômicos. Física Nuclear é o estudo das partículas constituintes dos núcleos atômicos, como prótons e nêutrons, e das interações existentes entre elas.

Astrofísica - Astrofísica é o ramo da física e da astronomia responsável por estudar o universo através da aplicação de leis e conceitos da física, tais como luminosidade, densidade, temperatura e composição química, a objetos astronômicos como estrelas, galáxias e o meio interestelar.

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Física Quântica -  É a teoria física que obtém sucesso no estudo dos sistemas físicos cujas dimensões são próximas ou abaixo da escala atômica, tais como moléculas, átomos, elétrons, prótons e de outras partículas subatômicas, muito embora também possa descrever fenômenos macroscópicos em diversos casos.

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Viagem na eletricidade

 Episódio 23 - R, L, C , PHI e outros 

Kleber Bastos

Prof. IFAM/CMC

Colaborador: GEDEP-fis / GIRPEN

Instagram: @fisikanarede

A equação de Schrodinger

 Imagine que você tem um teclado de piano, e cada teclado corresponde a uma possível localização de uma partícula. A equação de Schrodinger diz-lhe como tocar uma melodia neste teclado, usando a função de onda como partitura. A função de onda dá-lhe a amplitude e frequência de cada nota, que representam a probabilidade e energia de encontrar a partícula naquele local. Quanto maior a amplitude, mais alta a nota, e quanto maior a frequência, maior o tom.

A equação de Schrodinger também lhe diz como a melodia muda ao longo do tempo, dependendo da energia potencial da partícula em cada local. A energia potencial é como um botão de afinação que afeta a frequência de cada nota. Se a energia potencial for @TAG, a nota fica mais nítida, e se for baixa, fica mais lisonja. A equação de Schrodinger descreve como a função de onda evolui em resposta a estas mudanças de frequência, e como a melodia se torna mais ou menos harmoniosa.

A equação é muito importante na mecânica quântica, porque nos permite calcular a função de onda para qualquer sistema físico, e usá-la para prever os resultados das medidas. No entanto, ao contrário da música clássica, a música quântica é muito imprevisível e probabilística. Só podemos conhecer os valores médios de quantidades observáveis, como posição e momento, mas não os seus valores exatos para qualquer medida. Além disso, nunca podemos conhecer completamente a função de onda, porque sempre que a medimos, perturbamo-la e mudamos a sua forma. Isto é conhecido como o colapso da função de onda, ou o salto quântico.

Foi descoberto por Erwin Schrödinger em 1926, e é baseado na conservação de energia. É uma equação diferencial parcial, o que significa que envolve derivadas da função de onda tanto no espaço como no tempo. Pode ser escrito de diferentes formas dependendo se usamos um quadro de referência fixo ou móvel. Também pode ser generalizado para incluir efeitos relativísticos, como quando as partículas se movem perto da velocidade da luz.

Fonte: Cecile G. Tamura

Ondas eletromagnéticas são perigosas ?

 ONDAS ELETROMAGNÉTICAS SÃO PERIGOSAS?

Depende! Ondas eletromagnéticas são ondas de energia elétrica e magnética movendo-se juntas pelo espaço. Elas fazem parte do nosso dia a dia, pois estamos continuamente recebendo esse tipo de radiação. Algumas são inofensivas aos seres vivos, mas outras merecem atenção.

Há vários tipos de ondas eletromagnéticas, as quais diferem entre si pelo comprimento e frequência. Ondas eletromagnéticas longas, como as de rádio - ver figura, não são consideradas prejudiciais aos sistemas biológicos. Por outro, as ondas mais curtas e de maior frequência (e energia) do espectro eletromagnético podem ser prejudiciais.

Ondas mais curtas que o ultravioleta, como o raio X e o raio gama (γ), são altamente deletérias. Tais ondas têm muita energia e podem arrancar elétrons dos átomos (processo conhecido como ionização). Uma vez que os elétrons dos átomos são removidos, várias moléculas presentes nas células são modificadas, incluindo o DNA (que constitui o nosso material genético). Daí o enorme perigo desse tipo de radiação, pois mudanças no DNA torna o ser humano mais propenso ao câncer.

As ondas ultravioletas, embora não ionizam os átomos, podem romper as ligações de algumas moléculas. Os danos de moléculas das nossas células causam queimaduras, e o nosso material genético (DNA) também pode ser danificado por essas ondas! Assim, o excesso de exposição ao ultravioleta (em horas mais quentes do dia) aumenta o risco de câncer de pele.

Ondas mais longas que o ultravioleta não removem os elétrons, nem rompem ligações interatômicas, mas podem fazer vibrar uma molécula. É o caso das ondas de luz visível, do infravermelho e das micro-ondas. Por isso, podemos usar o aparelho de micro-ondas sem preocupação para aquecer a nossa comida. As micro-ondas geradas pelo aparelho apenas fazem vibrar as moléculas de água, aquecendo assim o alimento. Elas não ionizam e nem quebram ligações moleculares, deixando o DNA de suas células perfeitamente intacto!

REFERÊNCIAS:

https://www.cdc.gov/nceh/radiation/spectrum.html

https://www.epa.gov/radiation/radiation-basics

https://www.radiationanswers.org/radiation-introduction/types-of-radiation.html?fbclid=IwAR2pDEDeeVh4QLk001rNVhSu7TbTt0t9dN3X3-sh7uXx0-hJ5IHPHH3s-Eg