Diamante x Grafite

O diamante e o grafite possuem exatamente a mesma composição química. Ambos são formados de carbono. Entretanto, as suas propriedades são muito distintas. O diamante é o mineral mais duro que conhecemos, tem aparência transparente e é isolante elétrico. Já o grafite é mole, escuro e bom condutor de eletricidade.

Tais diferenças devem-se as suas estruturas moleculares. No diamante, os átomos de carbono se ligam fortemente entre si formando uma grande e rígida estrutura espacial. Nesse tipo de ligação, chamada covalente, os carbonos compartilham os seus elétrons, ficando fortemente unidos. Essa estrutura rígida permite que o diamante risque facilmente materiais duros como o vidro. Já no grafite os carbonos se ligam covalentemente formando uma estrutura plana, que formam várias camadas como folhas sobrepostas. Essas camadas são ligadas entre si por interações eletrostáticas muito fracas (chamadas de Van der Waals). Isso faz com que o grafite seja facilmente desfeito. Quando desenhamos com um lápis algumas dessas camadas ficam simplesmente aderidas ao papel.

O Méson de Yukawa

Em 1943, numa cave do Liceu Virgílio em Roma, uma série de investigações sobre raios cósmicos começaram e culminaram com as famosas "Experiências Conversi-Pancini-Pigeon" (1946).

Isto marcou uma fase muito importante na história da física. Luis Alvarez, em sua palestra com o Nobel em dezembro de 1968, escreveu:

"Na minha opinião pessoal, gostaria de dizer que a física de partículas moderna começou nos últimos dias da Segunda Guerra Mundial, quando um grupo de jovens físicos italianos, Conversi, Pancini, Piccioni, que estavam em Roma escondidos pelas forças de ocupação alemãs, começou uma experiência de extraordinária importância. "

Nos anos 30, um interesse particular foi dirigido ao estudo dos raios cósmicos ( alta - partículas de energia que se movem no espaço) e foi nesses anos que Hideki Yukawa, um jovem físico então pouco conhecido, publicou um artigo que se tornou um clássico neste campo: "Sobre a interação de Elementary" Partículas". Aqui ele previu a existência de uma partícula, o méson, mediador de fortes interações nucleares. Tal partícula, de acordo com os cálculos de Yukawa, não podia ser observada diretamente em interações nucleares porque a energia necessária para a sua produção não estava disponível em nenhum laboratório do mundo. Uma fonte de energia alta é na verdade os raios cósmicos. Então, em 1937 Neddermeyer e Anderson descobriram, com a ajuda de uma câmara de nevoeiro, que as partículas penetrantes da radiação cósmica tinham uma massa intermediária entre a de um elétron e a de um próton. Eles tinham acabado de descobrir o mesotrone ou, como é chamado hoje, muone. Estimativas teóricas de massa e vida média feitas por Yukawa levaram-no a identificar o mesotron dos raios cósmicos com o méson que ele teorizou, e por algum tempo confirmou esta suposição incorreta.

A lua poderia ter carga elétrica positiva ou negativa e já em 1940 entendeu-se que se tratava de uma partícula instável com uma vida média de poucos microssegundos (o microssegundo corresponde a um milionésimo de segundo), mas eles não tinham sido capazes de obter uma medida direta desta vez. Entretanto, na Itália, Marcello Conversi e Oreste Piccioni começaram a trabalhar juntos, construindo com as próprias mãos novas ferramentas para realizar as medidas necessárias. Em particular, os dois desenvolveram circuitos eletrônicos rápidos e coincidência, usando contadores Geiger para revelar a passagem de partículas. Lembrei-me do Conversi:

“Pigeons e eu, quando no final de 1941 decidimos trabalhar juntos, tivemos entretanto a determinação direta da vida média do mesotrono. Piccioni, com alguns anos a mais de experiência do que eu, tinha um profundo conhecimento e um grande entusiasmo pela eletrônica, e a maior parte do desenvolvimento que se seguiu deveu-se à sua grande competência e engenho neste campo. ”

Mesmo que o mérito seja dividido igualmente em dois, como Piccioni lembrou por sua vez: “Marcello (Conversi) fez eletrônica com cuidado e competência supremos”.

Tudo isto aconteceu no pano de fundo da Segunda Guerra Mundial. Em julho de 1943, Roma foi declarada cidade aberta, mas os alemães resistiram até o fim e os aliados bombardearam a cidade com vários tiros. Todo o equipamento de Conversi e Pombos foi, portanto, transferido com uma carroça para um porão do Virgílio Liceo, um lugar mais próximo do Vaticano e, portanto, considerado mais seguro de possíveis ataques. Eduardo Amaldi, que estava na função de diretor do laboratório de física, deu “uma mensagem de encorajamento e teste de amizade” ajudando no transporte daqueles bens preciosos que mais tarde foram utilizados para a descoberta da família de um novo grupo de partículas elementares: os léptons. Roubando as palavras de Giorgio Salvini: "Meus queridos amigos, poder de entender, hoje, que carroça foi essa?! ”.

É nesse clima de tensão constante, com o risco de ser pego e deportado para os campos alemães, que as buscas continuam. Na primavera de 1944, eles conseguiram medir a vida média dos mortos. Na Itália, foi a primeira demonstração da existência da partícula prevista por Yukawa. Dada a impossibilidade de comunicar com os colegas, mesmo depois de Bruno Rossi, um dos maiores especialistas na área dos raios cósmicos, ter conseguido obter um valor um pouco mais preciso. Rossi mais tarde comentou:

“Depois da guerra, aprendi que enquanto Nerenson e eu estávamos trabalhando confortavelmente nas proximidades da Universidade Cornell, dois colegas italianos, Marcello Conversi e Oreste Piccioni, desafiando as condições duras prevalecentes em Roma sob ocupação alemã, conseguiram completar uma experiência cuidadosamente projetada e extremamente elaborada para medir, Como nós, a vida média de mesotrons em repouso. O resultado deles foi absolutamente correto, dentro dos limites da incerteza estatística. ”

Os dois foram posteriormente juntados por Ettore Pancini, que tinha estado envolvido nos anos anteriores na frente da Resistência, que propôs algumas melhorias no aparelho experimental que levaram a uma nova descoberta: a teoria de capturar Tomonaga e Araki. Esta teoria fortaleceu ainda mais a teoria de que o múon era na verdade o méson teorizado pelo físico japonês, estava satisfeito com o ferro. Essencialmente, Tomonaga e Araki concluíram que, devido à carga elétrica positiva do nuclear, a captura das luas e o declínio espontâneo dependeriam da sua carga. Em outras palavras, os múons positivos, devido à repulsão colombiana, não interagem com o núcleo e têm tempo para decair, enquanto os múons negativos devido à atração colombiana são imediatamente absorvidos. E isto deve ser válido para qualquer núcleo em que o múon é formado, sejam elementos pesados ou leves.

Conversi, Pancini e Pigeons então repetiram o experimento usando carbono em vez de ferro e perceberam que ambas as luas, não apenas as positivas, mas também as negativas, escaparam da captura nuclear de carbono e decaíram em elétrons. Foi simplesmente maravilhoso.

As notícias, através de Amaldi, chegaram imediatamente a Fermi, que começou a confrontar outros físicos teóricos, como Weisskopf e Teller, concluindo que o múon não poderia ser a partícula de Yukawa. Os três italianos tinham identificado "um convidado inesperado" na selva de partículas elementares, abrindo o caminho para o estudo da nova família chamada leptons. A reação do físico Isaac Isidor Rabi, que saudou esta descoberta com a pergunta "quem encomendou isto? ”.

Em junho de 1947, Marshak e Bethe vieram a suposição vencedora: o méson Yukawa é produzido na atmosfera alta e durante décadas numa nova partícula, o múon, que é observada ao nível do mar. O primeiro é aquele que hoje é chamado de pione ou meson Pi e cuja descoberta também foi tomada por Beppo Occhialini.

Essa foto, muito desfocada, retrata um verdadeiro pedaço da história: Marcello Conversi e Oreste Piccioni no porão da escola Virgílio alta Créditos por INFN mi

Chegou Outono

Na semana passada no dia 20 de março, iniciou-se o outono de 2025 no hemisfério sul. Às 06:01 ocorreu o equinócio, momento em que a duração do dia é exatamente igual à da noite. Devido à inclinação do eixo da Terra, existe diferença na duração do dia e da noite na maior parte do ano. Porém, em dois dias (equinócio de outono e equinócio da primavera) os raios solares incidem perpendicularmente na linha do equador (e nos paralelos geográficos) e o dia e a noite têm exatamente 12 horas - Figura, à esquerda 

A inclinação do eixo da Terra e o seu movimento de translação (em volta do Sol) irão fazer com que cada noite fique mais longa até às 23:43 do dia 20 de junho. Nessa data teremos a noite mais longa do ano no hemisfério sul, estaremos no solstício de inverno - Figura à direita.

Veja no gif https://images.app.goo.gl/ci3L a animação dos equinócios e solstícios.

Créditos: ciência todo dia 

Newton’s theory of light

In the early 1660s, a young Isaac Newton conducted a series of experiments that would forever change our understanding of light and color. Using a simple glass prism, Newton allowed a beam of sunlight to pass through it, observing the emergence of a vibrant spectrum of colors projected onto a wall. This observation led him to question the prevailing belief that white light was a singular, pure entity.

To delve deeper, Newton introduced a second prism into the path of the separated colors. Remarkably, when these dispersed colors passed through the second prism, they recombined to form white light once again. This critical experiment demonstrated that white light is, in fact, a combination of all the colors in the visible spectrum, and that prisms merely separate and recombine these inherent colors rather than creating them.

Eager to share his revolutionary findings, Newton composed a letter detailing his experiments and conclusions. This correspondence was published on February 19, 1672, in the Philosophical Transactions of the Royal Society, marking Newton's first scientific publication. In this paper, he articulated his "New Theory about Light and Colors," challenging long-held notions and setting the stage for modern optics. Newton asserted that colors are intrinsic properties of light itself, not modifications imparted by mediums or surfaces.

However, Newton's groundbreaking ideas were met with skepticism and debate within the scientific community. Notably, Robert Hooke, a prominent scientist of the time, critiqued Newton's conclusions, leading to a prolonged and intense intellectual dispute. Despite the controversies, Newton's meticulous experiments and compelling arguments gradually persuaded many of his peers, solidifying his theories as foundational principles in the study of light and color.

This pioneering work not only revolutionized the field of optics but also exemplified the power of empirical evidence and mathematical reasoning in scientific inquiry. Newton's insights laid the groundwork for future explorations into the nature of light, influencing countless scientific endeavors in the centuries that followed.

Image credit: Getty Images

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstl.1671.0072

Em português 

A teoria da luz de Newton

No início da década de 1660, um jovem Isaac Newton conduziu uma série de experiências que mudariam para sempre a nossa compreensão da luz e da cor. Usando um simples prisma de vidro, Newton permitiu que um feixe de luz solar passasse através dele, observando o surgimento de um espectro vibrante de cores projetado numa parede. Esta observação levou-o a questionar a crença prevalecente de que a luz branca era uma entidade singular e pura.

Para aprofundar, Newton introduziu um segundo prisma no caminho das cores separadas. Notavelmente, quando essas cores dispersas passaram pelo segundo prisma, elas recombinaram para formar luz branca mais uma vez. Esta experiência crítica demonstrou que a luz branca é, de fato, uma combinação de todas as cores no espectro visível, e que os prismas apenas separam e recombinam essas cores inerentes em vez de cria-las.

Ansioso para compartilhar suas descobertas revolucionárias, Newton escreveu uma carta detalhando suas experiências e conclusões. Esta correspondência foi publicada em 19 de fevereiro de 1672, na Philosophical Transactions of the Royal Society, marcando a primeira publicação científica de Newton. Neste artigo, ele articulou sua "Nova Teoria sobre Luz e Cores", desafiando noções de longa data e preparando o palco para a óptica moderna. Newton afirmou que as cores são propriedades intrínsecas da própria luz, não modificações transmitidas por meios ou superfícies.

No entanto, as ideias inovadoras de Newton foram recebidas com ceticismo e debate dentro da comunidade científica. Notavelmente, Robert Hooke, um proeminente cientista da época, criticou as conclusões de Newton, levando a uma prolongada e intensa disputa intelectual. Apesar das controvérsias, as experiências meticulosas de Newton e argumentos convincentes gradualmente persuadiram muitos de seus pares, solidificando suas teorias como princípios fundamentais no estudo da luz e da cor.

Este trabalho pioneiro não só revolucionou o campo da óptica, mas também exemplificou o poder da evidência empírica e do raciocínio matemático na investigação científica. As ideias de Newton lançaram as bases para futuras explorações sobre a natureza da luz, influenciando inúmeros esforços científicos nos séculos que se seguiram.

Crédito de imagem: Getty Images

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstl.1671.0072

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsta.2014.0213

A matéria escura veio do Big Bang?

Enquanto os físicos continuam sua luta para encontrar e explicar a origem da matéria escura, aproximadamente 80% da matéria no universo que não podemos ver e até agora não fomos capazes de detectar, os pesquisadores agora propuseram um modelo onde ela é produzida antes do Big Bang.

A ideia deles é que a matéria escura seria produzida durante uma fase inflacionária infinitesimalmente curta, quando o tamanho do universo se expandiu exponencialmente. O novo modelo foi publicado na Physical Review Letters por três cientistas do Texas, nos EUA.

Uma ideia intrigante entre os cosmólogos é que a matéria escura foi produzida por meio de sua interação com um banho termal de algumas espécies, e sua abundância é criada por "congelamento" ou "congelamento". No cenário de congelamento, a matéria escura está em equilíbrio químico com o banho nos primeiros momentos - a concentração de cada um não muda com o tempo.

Na imagem congelada, a matéria escura nunca entra em equilíbrio com o banho. Essa interação suprimida entre a matéria escura e o banho térmico pode ser devido a interações nas teorias quânticas de campo, seja o congelamento infravermelho ou o ultravioleta.

No congelamento UV, a temperatura do banho térmico é sempre menor do que as massas das partículas que conectam a matéria escura ao Modelo Padrão da física de partículas. (Massa e temperatura são proporcionais à energia e podem ser relacionadas por meio de constantes fundamentais.)

A teoria da inflação foi desenvolvida há cerca de 45 anos, propondo um período de expansão exponencialmente rápida no universo primitivo, onde o universo se expandiu por um fator de cerca de 1026 em 10-36 Segundos. (Depois que a inflação cessou, o universo continuou a se expandir, embora não exponencialmente.)

Bilhões de anos depois, a energia escura iniciou a aceleração que vemos hoje.) A ideia da inflação explica ordenadamente muitos quebra-cabeças da cosmologia, como o problema da planicidade, o problema da homogeneidade e o problema do monopolo, e explica a origem da estrutura no universo como flutuações quânticas que foram enormemente ampliadas.

Embora a inflação seja aceita principalmente pelos cosmólogos como parte do quadro do Big Bang com base em algumas evidências (embora haja dissidência significativa), o impulsionador da inflação ainda é desconhecido.

Os cosmólogos se referem a ele genericamente como o inflaton, um campo hipotético que abrange todo o espaço-tempo de alguma partícula escalar (spin zero), talvez o campo de Higgs. (Talvez não.) A inflação ocorre tão rapidamente que o universo está em uma expansão super-resfriada, onde a temperatura cai por um fator de aproximadamente 100.000.

Essa baixa temperatura persiste durante o estágio inflacionário. Quando a inflação termina, a temperatura retorna à temperatura pré-inflacionária, um processo chamado reaquecimento, e o campo de inflaton decai nas partículas do Modelo Padrão, incluindo fótons.

A pesquisa mostrou que o banho pode atingir temperaturas muito mais altas do que a temperatura de reaquecimento e, para o congelamento ultravioleta, a quantidade de matéria escura produzida depende da temperatura mais alta do banho termal.

Mas até o momento a pesquisa não considerou a possibilidade de que uma parte significativa da matéria escura pudesse ser produzida durante a expansão inflacionária e não ser diluída.

No modelo WIFI do artigo - Inflação Quente via Freeze-In ultravioleta - a matéria escura é criada por meio de pequenas e raras interações com partículas em um ambiente quente e energético. Ele contém um novo mecanismo em que essa produção ocorre pouco antes do Big Bang, durante a inflação cósmica, levando a matéria escura a ser formada muito mais cedo do que nas teorias existentes por meio do congelamento.

Embora pareça incomum, muitos cosmólogos agora pensam que a inflação aconteceu antes do Big Bang, já que a existência de uma singularidade do Big Bang com densidade infinita e curvatura infinita do espaço-tempo parece irreal.

Em vez disso, o universo teria um tamanho pequeno após a inflação, cerca de 10-26 metros de diâmetro, e a partir daí ocorreriam as etapas padrão de radiação e produção de partículas, então a nucleossíntese ocorreria para povoar o universo.

Os teóricos propuseram uma perspectiva diferente sobre o papel da inflação no papel da matéria escura por meio de um congelamento.

"O que é único em nosso modelo é que a matéria escura é produzida com sucesso durante a inflação", disse Katherine Freese, diretora do Instituto Weinberg de Física Teórica e do Centro de Cosmologia e Física de Astropartículas do Texas da Universidade do Texas em Austin e principal autora do artigo. "Na maioria dos [outros] modelos, qualquer coisa que é criada durante a inflação é então 'inflada' pela expansão exponencial do universo, a ponto de não sobrar essencialmente nada."

Nesse novo mecanismo, toda a matéria escura que observamos hoje poderia ter sido criada durante aquele breve período de inflação pré-Big Bang. O campo quântico que impulsiona a inflação, o inflaton, perde parte de sua energia para a radiação, e essa radiação, por sua vez, produz partículas de matéria escura por meio do mecanismo de congelamento. O que era antes da inflação? Os físicos não têm ideia.

O modelo WIFI ainda não pode ser confirmado por observações. Mas uma parte fundamental do cenário, a inflação quente, será testada na próxima década pelos chamados experimentos cósmicos de fundo em micro-ondas. Confirmar a inflação quente seria um passo significativo para o cenário de produção de matéria escura do modelo WIFI.

"Em nosso estudo, nos concentramos na produção de matéria escura, mas o WIFI sugere uma aplicabilidade mais ampla", disse Barmak Shams Es Haghi, co-autor do artigo junto com Gabriele Montefalcone, "como a produção de outras partículas que poderiam desempenhar um papel crucial na evolução do universo primitivo. Isso destaca novas oportunidades de exploração em pesquisas futuras.

🔹 MAIS INFORMAÇÕES: Katherine Freese et al, Produção de matéria escura durante a inflação quente via congelamento, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.211001

Informações da revista: Physical Review Letters 

🌏 Créditos/fonte/Publicação: por  David Appell, Phys.org

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An even ghostlier neutrino may rule the universe

Why is the universe filled with something other than nothing? Almost all fundamental interactions in physics are exactly symmetrical, meaning that they produce just as much matter as they do antimatter. But the universe is filled with only matter, with antimatter only appearing in the occasional high-energy process.

Obviously something happened to tip the balance, but what?

New research posted to the arXiv preprint server suggests that the answer may lie in the ghostly little particles known as neutrinos.

Neutrinos are beyond strange. There are three varieties, and they each have almost no mass. Additionally, they are also all "left-handed," which means that their internal spins orient in only one direction as they travel. This is unlike all the other particles, which can orient in both directions.

Physicists suspect that there may be other kinds of neutrinos out there, ones that as yet remain undetected. These "right-handed" neutrinos would be much more massive than the more familiar left-handed ones.

Back in the early universe, these two kinds of neutrinos would have mixed together more freely. But as the cosmos expanded and cooled, this even symmetry broke, rendering the heavy right-handed neutrinos invisible. In the process, the symmetry breaking would separate matter from antimatter.

This could be the exact mechanism needed to explain that primordial mystery of the universe. But the right-handed neutrinos have one more trick up their sleeves.

The researchers behind the paper propose that the right-handed neutrinos didn't completely disappear from the cosmic scene. Instead, they mixed together to form yet another new entity: the Majoron, a hypothetical kind of particle that is its own anti-particle. The Majoron would still inhabit the cosmos, surviving as a relic of those ancient times.

A massive, invisible particle just hanging around the cosmos? That would be an ideal candidate for dark matter, the mysterious substance that makes up the mass of almost every galaxy.

This means that the interactions between different kinds of neutrinos could explain why all observed neutrinos are left-handed, why there is more matter than antimatter, and why the universe is filled with dark matter.

This is all hypothetical, but definitely worth pursuing. And if we ever discover evidence for right-handed neutrinos, we just might be on the right track to solving a number of cosmological mysteries.

by Paul M. Sutter , Universe Today

Richard Feynman

Richard Feynman era um personagem singular: um gênio da física, excêntrico, alegre e com um personagem bastante peculiar. Com sua inteligência infinita, sua intuição diabólica e sua imaginação inesgotável, ele revolucionou a física e lançou as bases da teoria quântica de campos. O principal trabalho de Feynman é influenciado por outro gênio da física: Paul Dirac. Um físico monstruoso cujo hobby era escrever equações físicas em formas compatíveis com a relatividade especial. O herói de Dirac foi Einstein e a inspiração de Einstein foi Maxwell.

Feynman aprendeu mecânica quântica com o livro de Dirac, descobriu que havia muitas incógnitas e que novas ideias eram necessárias. Dirac fez tudo o que estava ao seu alcance (o que era demais) para encontrar a versão quântica de Maxwell da eletrodinâmica clássica, mas ainda assim era uma teoria incompleta. É aqui que o Feynman entra. Profundamente influenciado pelo trabalho de Dirac "The Lagrangian in Quantum Mechanics", Feynman escreveu uma tese de doutorado completa que reformularia a mecânica quântica. Seu trabalho intitulado "Princípios de menor ação na mecânica quântica" consegue quantizar sistemas a partir da descrição clássica. Isto é, com elementos da mecânica clássica, amplitudes de probabilidade entre estados quânticos podem ser encontradas.

A ideia por trás disto é muito simples: considere dois pontos A e B no espaço, e um elétron movendo-se de A para B em um tempo inicial t1 e um tempo final tf. Quantos caminhos reais existem entre os pontos A e B? Na mecânica clássica há apenas um caminho (aquele que satisfaz a segunda lei de Newton). Mas o que acontece no mundo quântico? Feynman mostrou que qualquer caminho é provável e cada um contribui para a probabilidade de encontrar o elétron no ponto B no tempo tf começando do ponto A no tempo ti. Todos os caminhos contribuem em igual magnitude, mas a fase de sua contribuição é uma função clássica conhecida como ação. Desta forma, Feynman conseguiu encontrar amplitudes de probabilidade (mundo quântico) a partir da dinâmica clássica do sistema (ação).

Vale a pena mencionar que tanto as formulações de Schrödinger quanto Heisenberg são equivalentes ao trabalho de Feynman. Isto mudaria completamente a física e daria origem à teoria quântica de campos como a conhecemos hoje.

"A ciência nos une"

Dados retirados de: Física com FlAre

The Size of a Netrino

An international team of physicists has successfully measured the size of a certain type of neutrino to a certain degree. In their paper published in the journal Nature, the group describes experiments they conducted that involved measuring the radioactive decay of the element beryllium.

Neutrinos are subatomic particles with a mass very close to zero. They also have a half-integer spin and rarely react with normal matter. To date, three kinds of neutrinos have been identified, each by association with an electron, muon or tau particle. Physicists have become more interested in neutrinos over the past several years because it is thought better understanding them may lead to a better understanding of why there is more matter than antimatter in the known universe.

One of the first questions that needs to be answered about neutrinos is their size. This is important for designing appropriately sized and shaped neutrino detectors. Currently, these detectors are very large to increase the likelihood of capturing neutrinos, which interact very weakly with matter. In this new effort, the research team conducted experiments involving the radioactive decay of beryllium to measure the spatial extent of an electron-associated neutrino's wave packet.

The experiment consisted of measuring radioactive decay in beryllium, which decayed into lithium. As it does so, an electron in a single atomcombines with a proton, producing a neutron, resulting in the creation of a lithium atom. As that happens, energy is released, pushing the atom in one direction and the neutrino produced in the other. By starting the process in a particle accelerator and placing extremely sensitive neutrino detectors along the sides, they were able to measure the momentum of the lithium atoms and use that to calculate the size of the neutrino.

The experiments established a lower limit on the spatial extent of the neutrino's wave packet at 6.2 picometers. This measurement reflects the quantum mechanical nature of neutrinos, where the 'size' pertains to the spatial uncertainty of their wave packet, rather than a physical dimension. The findings suggest that the neutrino's wave packet is localized at a scale significantly larger than a typical atomic nucleus, offering new insights into the quantum properties of neutrinos.

by Bob Yirka , Phys.org

Em português: 

Uma equipe internacional de físicos conseguiu medir o tamanho de um determinado tipo de neutrino com um certo grau de precisão. Em seu artigo publicado na revista Nature, o grupo descreve os experimentos que conduziram, os quais envolveram a mediação do decaimento radioativo do elemento berílio.

Os neutrinos são partículas subatômicas com uma massa muito próxima de zero. Eles também m possuem um spin semi-inteiro e raramente interagem com a matéria comum. Até o momento, foram identificados três tipos de neutrinos, cada um associado a um elétron, múon ou tau. Nos últimos anos, os físicos estão demonstrado um interesse crescente pelos neutrinos, pois acredita-se que uma melhor compreensão dessas partículas possa levar a uma compreensão o mais profunda da razão pela qual há mais matéria do que antimatéria no universo conhecido.

Uma das primeiras questões a serem respondidas sobre os neutrinos é o seu tamanho. Essa informação o é essencial para o projeto de detectores de neutrinos com dimensões e formatos apropriados. Atualmente, esses detectores são muito grandes para aumentar a probabilidade de capturar neutrinos, que interagem muito fracamente com a matéria. Neste novo estudo, a equipe de pesquisa realizou experimentos envolvendo o decaimento radioativo do berílio para medir a extensão espacial do pacote de ondas de um neutrino associado a um elétron .

O experimento consistiu na mediação do decaimento radioativo do berílio, que se transformou em lítio. Durante esse processo, um elétron em um único átomo combina-se com um próton , produzindo um Nêutron e resultando na formação o de um átomo de lítio. Esse fenômeno meno libera energia, impulsionando o  átomo em uma direção e o neutrino produzido na direção oposta. Ao iniciar o processo em um acelerador de partículas e posicionar detectores de neutrinos extremamente sensíveis ao longo dos lados, os pesquisadores puderam medir o momento dos átomos de lítio e, a partir disso, calcular o tamanho do neutrino.

Os experimentos estabeleceram um limite inferior para a extensão espacial do pacote de ondas do neutrino em 6,2 picômetros. Essa medição reflete a natureza quântica dos neutrinos, na qual o tamanho se refere a incerteza espacial de seu pacote de ondas, e não a uma dimensão física concreta. Os resultados sugerem que o pacote de ondas do neutrino é localizado em uma escala significativamente maior do que um núcleo atômico típico oferecendo novas perspectivas sobre as propriedades quânticas dos neutrinos.

por Bob Yirka, Phys.org

Sobre. a Mecânica Quântica

"A mecânica quântica é uma teoria  que explica a estabilidade dos átomos. Quando você aceita a estranheza da mecânica quântica [no mundo macro], você tem que desistir da ideia de espaço-tempo como a conhecemos de Einstein. A maior estranheza aqui é que não faz sentido. Se seguires as regras, inventas algo que não está certo.

Não faz sentido nenhum, e há uma razão simples. Sabe, a matemática da mecânica quântica tem duas partes. Um deles é a evolução de um sistema quântico, que é descrito de forma extremamente precisa e precisa pela equação de Schrödinger. Essa equação diz-lhe o seguinte: Se souber qual é o estado do sistema agora, pode calcular o que ele estará a fazer daqui a 10 minutos. No entanto, existe a segunda parte da mecânica quântica - a coisa que acontece quando você quer fazer uma medição. Em vez de obter uma única resposta, você usa a equação para descobrir as probabilidades de certos resultados. Os resultados não dizem: "É isto que o mundo está a fazer. ” Em vez disso, eles apenas descrevem a probabilidade de fazer qualquer coisa. A equação deveria descrever o mundo de uma forma completamente determinística, mas não o faz.

Quero dizer, vejam três das maiores figuras da mecânica quântica: Schrödinger, Einstein e Paul Dirac. Eles eram todos céticos quânticos de certa forma. Dirac é aquele que as pessoas acham mais surpreendente, porque ele criou toda a fundação, a estrutura geral da mecânica quântica. As pessoas pensam nele como um tipo de linha dura, mas ele foi muito cauteloso no que disse. Quando lhe perguntaram: "Qual é a resposta para o problema de medição? ” sua resposta foi, “A mecânica quântica é uma teoria provisória. Por que eu deveria procurar uma resposta em mecânica quântica? ” Ele não acreditou que era verdade. Mas ele não disse isto muito alto. ”

-Sir Roger Penrose

Da Teoria das Cordas à Mecânica Quântica”, Revista Descubra, 2009.

O que é a matéria escura ?

Depois de quase um século de especulação, propostas e buscas por matéria escura, os físicos agora sabem que ela atualmente compreende cerca de 27% da massa-energia do universo, com uma abundância mais de cinco vezes maior que a da matéria comum como você, oceanos e exoplanetas.

A maior parte da matéria no universo é escura. Em grandes escalas, é frio e não colide com nada que reconhecemos e, portanto, é chamado de "matéria escura fria". Muitos candidatos foram propostos que poderiam explicar a estrutura em larga escala do universo, mas nenhum foi estabelecido por experimentos.

Mas em escalas menores, a matéria escura pode ser diferente e pode deixar assinaturas diferentes, especialmente no início do universo. Claro, esses são mais difíceis de observar.

Bárions como prótons e nêutrons também estavam no início do universo, e seus efeitos devem ser distinguidos de qualquer matéria escura que estivesse presente; ambos afetariam a formação de estruturas menores.

Existe uma série de discrepâncias nas distâncias galácticas e subgalácticas, e não se sabe se todas essas discrepâncias podem ser explicadas pela física dos bárions, mantendo o cenário da matéria escura fria. Em escalas de comprimento de um megaparsec ou menos e escalas de massa menores que 100 bilhões de massas solares, isso não foi fácil de fazer.

Um grupo liderado por Jo Verwohlt, da Universidade de Copenhague, na Dinamarca, mostrou agora que existe uma maneira de desvendar a matéria escura usando uma linha profundamente desviada para o vermelho no espectro de hidrogênio, das primeiras estrelas e galáxias agora na extremidade mais distante do universo. Seu trabalho aparece na revista Physical Review D.

Algumas ideias sobre a matéria escura propõem que ela interage com a radiação escura, também conhecida como eletromagnetismo escuro ou fótons escuros. À medida que os fótons são trocados em forças eletromagnéticas, a radiação escura mediaria as interações entre as partículas de matéria escura.

Assim como a matéria escura, a radiação escura não interagiria com as outras forças do Modelo Padrão, a força fraca e a força forte. Não se sabe se existe radiação escura; Um candidato é um neutrino estéril, se existir.

A radiação escura poderia ter aquecido o denso universo primitivo, já que a radiação escura quente interagiu com a matéria escura, aumentando sua temperatura. O aquecimento pode ter sido suficiente para que grandes concentrações de matéria escura formassem "halos de matéria escura", regiões hipotéticas nas quais a matéria escura está gravitacionalmente ligada e se desacoplou da expansão do universo, unida localmente e se expandindo como um todo, muito parecido com galáxias e aglomerados hoje.

Esses halos resistiriam temporária e repetidamente ao colapso gravitacional, ciclos que são chamados de "oscilações acústicas escuras" - acústicos porque são flutuações na densidade, assim como as ondas sonoras são flutuações na densidade do ar ou de algum outro fluido.

Esses ciclos de matéria escura teriam morrido rapidamente, mas primeiro teriam afetado o início do "amanhecer cósmico", quando as primeiras galáxias de matéria comum se formaram a partir do gás primordial que foi atraído para os halos.

Verwohlt e sua equipe exploraram "quão bem poderíamos medir as propriedades da matéria escura usando o espectro de potência de 21 cm em z > 10". ("z" é um parâmetro de desvio para o vermelho que os astrônomos usam para denotar a rapidez com que outro objeto ou região está se afastando de nós devido à expansão cósmica, o efeito Doppler que inclui velocidades relativísticas. A região onde z = 10 está se expandindo a 99,8% da velocidade da luz para longe da Terra.)

As condições em torno do amanhecer cósmico afetariam a luz de 21 cm. (A luz de 21 cm é emitida quando um átomo de hidrogênio neutro, com um próton e um elétron, faz a transição de um estado com ambas as partículas tendo seus spins na mesma direção para um estado em que o spin do elétron é oposto ao spin do próton inalterado, a chamada transição hiperfina spin-flip.)

No início, haveria uma absorção líquida (ou emissão) dos fótons de 21 cm da radiação cósmica de fundo pelos átomos de hidrogênio neutro no meio entre as galáxias.

"Assim, a evolução do sinal de 21 cm (tanto global quanto flutuantes) pode ser usada para inferir a presença de amortecimento de matéria escura em pequenas escalas", escreveram eles.

Eles usaram uma "teoria eficaz da formação de estruturas", que permite que a formação da estrutura cosmológica seja determinada em quase todos os modelos microfísicos da matéria escura, e modelos de outros processos físicos para vincular o sinal de 21 cm à densidade da taxa de formação de estrelas.

O resultado final descobriu que o radiotelescópio HERA, na África do Sul, precisaria de quase um ano e meio para observar a linha desviada para o vermelho de 21 centímetros para determinar se existem oscilações acústicas escuras e distinguir entre vários modelos escuros diferentes.

🔹 MAIS INFORMAÇÕES: Jo Verwohlt et al, Separando oscilações acústicas escuras da astrofísica na madrugada cósmica, Physical Review D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.110.103533. No arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2404.17640

🌏 Créditos/fonte/Publicação: por  David Appell, Phys.or

  

O modelo “ timescape “

Imagine olhar para as estrelas e perceber que a nossa compreensão do universo pode precisar de uma grande reescrita. Essa é a excitante possibilidade levantada por uma nova análise de supernovas Tipo Ia - estrelas explodindo que servem como "pontos cósmicos" para medir distâncias em todo o universo. Este estudo analisa os dados do conjunto de dados Pantheon, que é uma das maiores coleções dessas explosões estelares.

Normalmente, os cientistas usam um método padrão para analisar supernovas, envolvendo equações que ligam seu brilho, "estica" (quão rapidamente elas desvanecem) e "cor. " No entanto, este novo estudo evita potenciais viés nessas ligações, focando-se em uma abordagem mais direta para interpretar os dados.

Os pesquisadores compararam dois principais modelos cosmológicos. Um deles é o modelo ΛCDM amplamente aceito, que assume que o universo é feito principalmente de matéria escura e energia escura, com o espaço sendo plano e uniforme em grandes escalas. O outro é o modelo de cosmologia da timescape, que desafia esta visão. A escada de tempo sugere que, em vez de energia escura, o comportamento do universo pode ser explicado pelo movimento e aglomeração da matéria, bem como variações na energia gravitacional.

O que é inovador é que o modelo de escape de tempo teve um desempenho superior ao ΛCDM na explicação dos dados da supernova. Mesmo quando se analisa supernovas a distâncias onde o universo é esperado para ser estatisticamente uniforme, a escape de tempo era a melhor adaptação. Estes resultados são significativos porque colocam em questão suposições fundamentais sobre como modelamos o cosmos.

Em suma, esta pesquisa sugere que talvez seja hora de repensar os pilares da cosmologia moderna. Em vez de depender do conceito de energia escura, poderia a estrutura do próprio universo - os seus aglomerados e vazios - estar a impulsionar a sua expansão de maneiras que acabamos de começar a compreender? As provas fornecidas por estas supernovas são uma pista convincente de que podemos estar à beira de uma revolução cosmológica.

Por que o céu a noite é escuro?

POR QUE O ESPAÇO É TÃO ESCURO, APESAR DE TODAS AS ESTRELAS DO UNIVERSO?

A questão de por que o espaço é escuro, embora esteja cheio de estrelas, tem intrigado as pessoas há séculos. Na verdade, essa questão tem um nome especial na astronomia: paradoxo de Olbers.

Os astrônomos estimam que existam cerca de 200 bilhões de trilhões de estrelas no universo observável. Muitas dessas estrelas brilham tão intensamente - ou até mais intensamente - do que o nosso próprio sol. Então, por que o céu noturno não está em chamas com luz?

Como astrônomo que estuda estrelas e planetas, incluindo aqueles além do nosso sistema solar, exploro questões como essa para entender o cosmos. A resposta para o motivo pelo qual o espaço é tão escuro está em mais do que apenas as vastas distâncias entre as estrelas e a Terra.

À primeira vista, você pode pensar que a escuridão se deve ao fato de as estrelas estarem incrivelmente distantes. Embora seja verdade que a distância faz com que as estrelas pareçam mais fracas – uma estrela 10 vezes mais distante parece 100 vezes mais fraca – essa explicação não resolve totalmente o mistério. Há mais para descobrir.

🔹IMAGINE UMA BOLHA

Finja, por um momento, que o universo é tão antigo que a luz até mesmo das estrelas mais distantes teve tempo de chegar à Terra. Nesse cenário imaginário, todas as estrelas do universo não estão se movendo.

Imagine uma grande bolha com a Terra no centro. Se a bolha tivesse cerca de 10 anos-luz de diâmetro, ela conteria cerca de uma dúzia de estrelas. É claro que, a vários anos-luz de distância, muitas dessas estrelas pareceriam bem fracas da Terra.

Se você continuar ampliando a bolha para 1.000 anos-luz de diâmetro, depois para 1 milhão de anos-luz e depois 1 bilhão de anos-luz, as estrelas mais distantes da bolha parecerão ainda mais fracas. Mas também haveria mais e mais estrelas dentro da bolha cada vez maior, todas elas contribuindo com luz. Mesmo que as estrelas mais distantes pareçam cada vez mais fracas, haveria muito mais delas, e todo o céu noturno deveria parecer muito brilhante.

Parece que estou de volta onde comecei, mas na verdade estou um pouco mais perto da resposta.

🔹 A IDADE É IMPORTANTE

Na ilustração da bolha imaginária, pedi que você imaginasse que as estrelas não estão se movendo e que o universo é muito antigo. Mas o universo tem apenas cerca de 13 bilhões de anos.

Mesmo que seja um tempo incrivelmente longo em termos humanos, é curto em termos astronômicos. É curto o suficiente para que a luz de estrelas mais distantes do que cerca de 13 bilhões de anos-luz ainda não tenha chegado à Terra. E assim a bolha real ao redor da Terra que contém todas as estrelas que podemos ver se estende apenas a cerca de 13 bilhões de anos-luz da Terra.

Simplesmente não há estrelas suficientes na bolha para preencher todas as linhas de visão. Claro, se você olhar em algumas direções no céu, poderá ver estrelas. Se você olhar para outras partes do céu, não poderá ver nenhuma estrela. E isso porque, nesses pontos escuros, as estrelas que poderiam bloquear sua linha de visão estão tão distantes que sua luz ainda não atingiu a Terra. Com o passar do tempo, a luz dessas estrelas cada vez mais distantes terá tempo de chegar até nós.

🔹 O DESLOCAMENTO DOPPLER

Você pode perguntar se o céu noturno acabará se iluminando completamente. Mas isso me traz de volta à outra coisa que eu disse para você imaginar: que todas as estrelas não estão se movendo. O universo está realmente se expandindo, com as galáxias mais distantes se afastando da Terra quase à velocidade da luz.

Como as galáxias estão se afastando tão rápido, a luz de suas estrelas é empurrada para cores que o olho humano não pode ver. Esse efeito é chamado de deslocamento Doppler. Então, mesmo que tivesse tempo suficiente para chegar até você, você ainda não conseguia ver a luz das estrelas mais distantes com os olhos. E o céu noturno não estaria completamente iluminado.

Escrito por Brian Jackson, Professor Associado de Astronomia, Universidade Estadual de Boise.

Adaptado de um artigo publicado originalmente em The Conversation. 

🌏 Créditos/fonte/Publicação: por   Brian Jackson, Universidade Estadual de Boise -17 de dezembro de 2024

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A escala Kardeshew

Crédito: Wikimedia Commons

♦   Um dos aspectos mais desafiadores da astrobiologia e da Busca por Inteligência Extraterrestre (SETI) é antecipar como será a vida e as civilizações extraterrestres. Invariavelmente, temos apenas um exemplo de um planeta que sustenta a vida (Terra) e um exemplo de uma civilização tecnologicamente avançada (humanidade) sobre a qual basear nossas teorias.

Quanto às civilizações mais avançadas, o que estatisticamente parece mais provável, os cientistas estão limitados a projeções de nosso próprio desenvolvimento. No entanto, essas mesmas projeções oferecem restrições sobre o que os pesquisadores do SETI devem procurar e fornecer dicas sobre nosso desenvolvimento futuro.

Em uma série de artigos liderados pelo Blue Marble Space Institute of Science (BMSIS), uma equipe de pesquisadores examina como será o nível de desenvolvimento tecnológico da Terra (também conhecido como "tecnosfera") no futuro. Na edição mais recente, disponível no servidor de pré-impressão arXiv, eles oferecem uma reinterpretação da Escala de Kardashev, que sugere que as civilizações se expandem para aproveitar níveis maiores de energia (planeta, estrela hospedeira e galáxia).

Em vez disso, eles sugerem que a Escala de Kardashev estabelece limites superiores para a quantidade de energia estelar que uma civilização pode aproveitar (um "limite de luminosidade") e que as civilizações podem contornar isso aproveitando a massa estelar diretamente.

Tal como acontece com o estudo anterior desta série, a pesquisa foi liderada por Jacob Haqq-Misra, pesquisador sênior do Blue Marble Space Institute of Science. Ele foi acompanhado por George Profitiliotis, um cientista pesquisador afiliado do BMSIS e membro de pesquisa do Grupo de Trabalho sobre SETI e Direito do Instituto Internacional de Direito Espacial (IISL), e Clement Vidalb, pesquisador do Centro Leo Apostel (CLEO) da Universidade Livre de Bruxelas. O artigo "Projeções da Tecnosfera da Terra: Luminosidade e Massa como Limites ao Crescimento" está sendo revisado para publicação na Acta Astronautica.

A Escala de Kardashev, em homenagem ao astrofísico e radioastrônomo soviético-russo Nikolai Kardashev (1932–2019), foi proposta pela primeira vez em seu artigo seminal, "Transmissão de Informações por Civilizações Extraterrestres", lançado em 1964. Nele, Kardashev sugeriu quais tipos de frequências de rádio (e em quais energias) os cientistas deveriam procurar para discernir possíveis transmissões de uma civilização extraterrestre (ETC). De acordo com a ideia de que pode haver civilizações bilhões de anos mais velhas que a humanidade, ele raciocinou que essas civilizações poderiam aproveitar níveis de energia além das capacidades humanas.

Para caracterizar o nível de desenvolvimento de um ETC, Kardashev propôs uma escala de três níveis com base na quantidade de energia que eles poderiam aproveitar. Isso incluiu:

👁️ TIPO I - CIVILIZAÇÕES PLANETÁRIAS: ETCs que desenvolveram os meios para aproveitar e armazenar toda a energia de seu planeta natal, cerca de 4×1019 erg/seg.

👁️ TIPO II - CIVILIZAÇÕES ESTELARES: ETCs que evoluíram até o ponto em que podem colher toda a energia emitida por sua estrela - 4×1033 erg/seg.

👁️ TIPO III - CIVILIZAÇÕES GALÁCTICAS: ETCs capazes de aproveitar a energia de uma galáxia inteira - 4×1044 erg/seg.

No entanto, essa escala refletia a suposição de que as civilizações e suas necessidades energéticas crescerão exponencialmente. Isso está de acordo com as observações da própria "tecnosfera" da humanidade, que se refere à infraestrutura, maquinário, comunicações e outras indicações de atividade tecnológica feitas pelo homem (também conhecidas como "assinaturas tecnológicas"). Basicamente, reflete nossa perspectiva limitada quando se trata dos tipos de comportamentos que os ETCs avançados exibiriam. Como Haqq-Misra disse ao Universe Today por e-mail:

"A Terra é o nosso único exemplo conhecido de um planeta com tecnologia, então a busca por civilizações extraterrestres deve começar pensando em como procurar análogos às assinaturas tecnológicas da Terra hoje e possíveis assinaturas tecnológicas que possam surgir no futuro da Terra. Devemos também tentar esticar nossas mentes para considerar outras possibilidades, não terrestres e mais exóticas, mas mesmo essas possibilidades imaginativas sempre começarão com (ou contrastarão com) o que sabemos ser possível com base na física existente ou conhecida na Terra.

As aplicações tradicionais da Escala de Kardashev preveem que o crescimento será exponencial e até consideraram como isso poderia dar origem a uma civilização capaz de utilizar a produção de energia de todas as estrelas do universo - uma Civilização Cósmica Tipo IV. Esta aplicação tem motivado muitas buscas por civilizações que atingiram essas escalas de vasta utilização de energia, conforme indicado por megaestruturas (por exemplo, Esferas de Dyson, Clarke Bands, etc.) e outras tecnoesferas avançadas. Para o estudo, Haqq-Misra e seus colegas adotaram uma abordagem diferente:

"Nosso estudo reexamina essas suposições, observando que as civilizações podem seguir diferentes trajetórias para sua expansão no espaço e seu consumo de energia. Isso envolve compensações entre 'exploração' e 'exploração', e há muitas possibilidades de como uma civilização pode se desenvolver ao longo dessas duas dimensões.

"Algumas civilizações podem priorizar a exploração à distância física sem precisar expandir seu consumo de energia para as escalas Kardashev Tipo I ou Tipo II. Outras civilizações podem se concentrar na exploração e aumentar seu uso de energia mais localmente. Algumas civilizações podem tentar encontrar um equilíbrio ideal entre exploração e exploração.

"Ressaltamos também que a escala de Kardashev é melhor considerada como um limite teórico para uma civilização que utiliza energia estelar (luminosidade). Em vez de descrever uma trajetória que as civilizações avançadas seguirão, a escala de Kardashev é o limite superior para o uso de energia de uma civilização, no que se refere à expansão da distância física, mas um limite que pode nunca ser alcançado devido aos limites de eficiência termodinâmica.

"Em outras palavras, a escala de Kardashev descreve um limite superior para as compensações entre exploração e exploração, e uma civilização que depende da luminosidade estelar para suas necessidades de energia sempre cairá abaixo dos limites energéticos e espaciais descritos pela escala de Kardashev."

O cenário proposto por Haqq-Misra e seus colegas apresenta algumas possibilidades novas e interessantes para civilizações avançadas. Por exemplo, suponha que a humanidade atinja o limite de quanta energia ela pode aproveitar do nosso sol. Nesse caso, ele pode não optar por explorar e colonizar outros sistemas estelares (com a intenção de aproveitar a energia de mais planetas e mais estrelas). Em vez disso, eles podem se voltar para a colheita da própria massa estelar.

"Civilizações como essa, que consomem estrelas, que chamamos de 'estrelatívoros', seriam capazes de expandir o uso de energia além dos limites de luminosidade da escala de Kardashev", disse Haqq-Misra. "Ainda não estamos neste nível como civilização na Terra, mas podemos pelo menos pensar na possibilidade de que colher massa e convertê-la em energia (como descreve a famosa equação de Einstein) forneça uma maneira de uma civilização atingir escalas de uso de energia além daquelas previstas pela escala de Kardashev. "

Como todas as projeções sobre o desenvolvimento futuro da humanidade, este estudo também tem implicações para futuras pesquisas do SETI. Isso está de acordo com a suposição de que os ETCs em nossa galáxia seriam mais antigos e mais avançados do que a humanidade neste momento. Também é consistente com o princípio de que "se pudermos conceber isso, outra pessoa provavelmente já o fez". Como Haqq-Misra explicou, futuras pesquisas do SETI devem examinar "binários de acreção", orbitando de perto estrelas binárias com massa fluindo de uma estrela para outra.

Maqq-Misra e seus colegas recomendam que os cientistas observem binários de acreção para procurar comportamentos anormais, o que poderia indicar atividade tecnológica:

"Se algumas civilizações realmente evoluírem para estívoros, então algumas delas podem se parecer com sistemas estelares binários em acreção. Não podemos afirmar que todos, ou mesmo a maioria, dos binários de acreção são na verdade civilizações tecnológicas, mas também não podemos descartar a possibilidade de que alguns deles possam de fato ser tecnológicos. Vale a pena manter nossas mentes abertas e realmente procurar por essas evidências de civilizações avançadas e exóticas, em vez de descartá-las antes de olharmos.

🔹 MAIS INFORMAÇÕES: Jacob Haqq-Misra et al, Projeções da Tecnosfera da Terra: Luminosidade e Massa como Limites ao Crescimento, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2410.23420

Informações da revista: Acta Astronautica  , arXiv 

Fornecido por Universe Today 

🌏 Créditos/fonte/Publicação: por  Matt Williams, Universo Hoje. phys.org

  

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O céu de janeiro de 2025

Em janeiro deste ano, o céu noturno oferece uma exibição impressionante com a chuva de meteoros Quadrântidas e um raro alinhamento de quatro planetas brilhantes visíveis em uma única visão. Testemunhe Marte em oposição, brilhando intensamente a noite toda, e veja a aproximação de Vênus e Saturno por volta do meio do mês. Esses eventos astronômicos oferecem uma oportunidade perfeita para observadores do céu experientes e recém-chegados olharem para cima e se maravilharem com as maravilhas cósmicas.

🔹 QUATRO PLANETAS EM UMA VISTA!

Todas as noites deste mês, maravilhe-se com uma vista deslumbrante de quatro planetas brilhantes visíveis ao mesmo tempo. Além disso, não perca um encontro próximo entre Vênus e Saturno, a Lua passando na frente de Marte e uma deslumbrante chuva de meteoros.

Este mês, quatro planetas brilhantes o cumprimentam no início da noite. Vênus e Saturno se aconchegam nos dias 17 e 18, enquanto Marte está mais brilhante nos últimos dois anos. A Lua oculta Marte para aqueles nos EUA e no leste do Canadá em 13 de janeiro. Além disso, os meteoros Quadrântidas atingem o pico na manhã de 3 de janeiro, antes do amanhecer.

🔹 DESTAQUES DO SKYWATCHING

🗓️ 3 de janeiro - Picos da chuva de meteoros Quadrântidas: Esta é uma chuva moderada, geralmente entregando de 20 a 30 meteoros por hora sob céu claro e escuro em seu pico. Nenhuma interferência da Lua torna o pico deste ano uma aposta melhor para a observação de meteoros.

🗓️ 13 de janeiro - Lua oculta Marte: Para os observadores do céu nos EUA continentais e no leste do Canadá, a Lua parecerá passar na frente de Marte esta noite. Os horários variam de acordo com o local, portanto, verifique seu aplicativo favorito de observação do céu para obter detalhes.

🗓️ 17 a 18 de janeiro – Conjunção de Vênus e Saturno: Ao longo de algumas semanas, os dois planetas ficam a apenas alguns dedos de distância no céu (cerca de 2 graus). Eles estão mais próximos nos dias 17 e 18.

🗓️ Todo o mês – Quatro planetas visíveis: Nas primeiras horas após o anoitecer, você encontrará Vênus e Saturno no sudoeste, Júpiter no alto e Marte no leste. (Urano e Netuno também estão lá, mas é necessário um telescópio para vê-los.) Os planetas sempre aparecem uma longa linha no céu para o "alinhamento" não é especial. O que é menos comum é ver quatro ou cinco planetas brilhantes ao mesmo tempo, o que não acontece todos os anos. É um "desfile planetário"? Este não é um termo técnico em astronomia, então chame-o do que quiser!

🗓️ Todo o mês – Marte em Oposição: O Planeta Vermelho está diretamente oposto ao Sol da Terra e brilha intensamente a noite toda. Fica no leste ao cair da noite e no sudoeste ao amanhecer.

Durante todo o mês após o anoitecer, você encontrará Vênus e Saturno no sudoeste nas primeiras horas, enquanto Júpiter brilha alto e Marte nasce no leste. Urano e Netuno também estão lá, tecnicamente, mas não aparecem como "planetas brilhantes". Essas oportunidades de visualização de vários planetas não são muito raras, mas não acontecem todos os anos, então vale a pena conferir.

Agora, esses eventos às vezes são chamados de "alinhamentos" dos planetas e, embora seja verdade que eles aparecerão mais ou menos ao longo de uma linha no céu, é isso que os planetas sempre fazem. Essa linha é chamada de eclíptica e representa o plano do sistema solar no qual os planetas orbitam ao redor do Sol. É por isso, aliás, que às vezes observamos planetas parecendo se aproximar uns dos outros no céu, enquanto os vemos ao longo de uma linha enquanto eles giram em torno da pista de corrida cósmica.

Isso é exatamente o que veremos de Vênus e Saturno enquanto eles se aproximam em meados de janeiro. Após o início do mês, eles rapidamente se aproximam cada vez mais a cada noite, aparecendo no seu mais aconchegante nos dias 17 e 18 antes de seguirem caminhos separados. Lembre-se, eles estão realmente a centenas de milhões de quilômetros de distância no espaço, então quando você os observa, você está olhando claramente para o sistema solar!

Marte atinge a "oposição" este mês, que é quando o planeta fica diretamente no lado oposto da Terra ao Sol, formando uma linha reta. Isso ocorre na época em que o planeta está mais próximo da Terra, fazendo com que pareça maior e mais brilhante. Para Marte, as oposições acontecem a cada dois anos. Este não será o mais espetacular de todos os tempos, mas ainda está mais perto do que a média e oferece uma grande oportunidade de observar o planeta próximo, onde a NASA tem cinco missões operando atualmente.

E no dia 13, a Lua cheia se aproxima de Marte, aparecendo super perto do Planeta Vermelho naquela noite. Nos EUA e no leste do Canadá, a Lua parecerá passar na frente de Marte por algumas horas, à medida que o par sobe no céu oriental. Marte também será o único planeta no céu nas manhãs de janeiro. Você o encontrará no oeste no crepúsculo da manhã.

Os meteoros Quadrântidas atingem o pico nas primeiras horas da manhã de 3 de janeiro. A interferência do luar não será um problema, pois a Lua é um mero crescente e se põe no início da noite. A maneira de ver a maioria dos meteoros é observar depois da meia-noite de um céu claro e escuro, longe das luzes brilhantes da cidade, e deixar seus olhos se adaptarem ao escuro. A taxa de meteoros será mais alta à medida que o amanhecer se aproxima, e você verá mais meteoros de locais rurais do que nos subúrbios. Agora, esta é uma chuva melhor vista do Hemisfério Norte, e os observadores na região noroeste e do Pacífico provavelmente terão a melhor visualização este ano.

🌏 Créditos/fonte/Publicação: por Laboratório de Propulsão a Jato da NASA - 3 de janeiro de 2025 scitechdaily

 

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O Periélio da Terra 🌍

Neste 4 de janeiro de 2025, a Terra passa pelo seu PERIÉLIO, o ponto de sua órbita em que a distância Terra-Sol é mínima, ficando a “meros” 147 milhões de km de nossa estrela. Sua velocidade foi de 30,3 km/s (109.100 km/h), a mais rápida em sua órbita, como descrito pela 2a. Lei de Kepler. 

É amplamente conhecido que a órbita da Terra é uma elipse e não um círculo, conforme ilustrado na figura 1 (embora as dimensões estejam exageradas para efeito didático), sendo que o Sol se localiza em um dos focos da elipse. A órbita da Terra é pouco excêntrica resultando na variação entre a distância mínima e máxima de apenas 3,3%. Isto não é suficiente para influenciar a temperatura da atmosfera.

No dia 3 de julho deste ano, a Terra passará pelo ponto mais distante do Sol, chamado AFÉLIO, situado a 152 milhões de quilômetros, e terá uma velocidade de 29,3 km/s (105.500 km/h).

As palavras periélio e afélio foram cunhadas por Johannes Kepler para descrever o movimento orbital dos planetas em geral e não somente da Terra. As palavras são formadas a partir dos prefixos PERI (do grego Περί, próximo) e APO (do grego Ἀπό, longe) justapostas à palavra grega para o Helio (Ήλιος), referente ao Sol.

A segunda figura ilustra a diferença entre os tamanhos aparentes do Sol, observados a partir da Terra, quando esta se encontra no periélio e no afélio.