Category Archives: Cosmologia

Hélio é encontrado pela primeira vez em exoplaneta gigante

Uma equipe internacional de cientistas detectou a presença de hélio na atmosfera de um exoplaneta gigante, revela um estudo publicado nesta quarta-feira (2) pela revista “Nature”.

Hélio é encontrado pela primeira vez em exoplaneta gigante.

Hélio é encontrado pela primeira vez em exoplaneta gigante.

A pesquisa, liderada pelo Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Exeter, no Reino Unido, confirma, pela primeira vez, a existência desse elemento em um planeta extrassolar gasoso.

O hélio, conforme lembraram os especialistas, é o segundo elemento mais comum no universo, depois do hidrogênio, assim como um dos componentes principais dos grandes planetas gasosos de nosso sistema solar.

A maioria dos exoplanetas identificados, que são mais de 3.500, também são gigantes gasosos, mas a busca por hélio em suas atmosferas não tinha dado resultados satisfatórios até agora.

O estudo de suas atmosferas, explicaram os cientistas, acontece, normalmente, através da observação da passagem do planeta em questão em frente a suas estrelas, o que permite medir a absorção de luz por parte das áreas mais externas de sua atmosfera.

O método, segundo os cientistas, quantifica a absorção de luz no espectro ultravioleta, mas apresenta dificuldades devido às limitações tecnológicas atuais e só é viável para o estudo de planetas mais próximos.

Para superar essas dificuldades, os responsáveis pela nova pesquisa optaram por observar com o telescópio espacial Hubble a absorção de luz no espectro infravermelho próximo do exoplaneta WASP-107b, um gigante gasoso que orbita ao redor de uma pequena estrela laranja.

Assim, os astrônomos detectaram a presença de hélio em um comprimento de onda de 10.833 angstrom.

A amplitude do sinal também indicou que a atmosfera de WASP-107b tem uma taxa de expansão de entre 0,1% e 4% de sua massa total a cada 1 bilhão de anos.

Apesar de ter um tamanho similar a Júpiter, este exoplaneta é um dos menos densos conhecidos e sua atração gravitacional, consequentemente, não é forte o suficiente para reter sua atmosfera.

Além disso, as emissões de radiação ultravioleta de sua estrela, segundo os especialistas, aquecem seus gases atmosféricos, o que provoca sua rápida saída para o espaço como se fosse vento.

A busca por outras atmosferas extrassolares ricas em hélio, destacaram os cientistas, poderia abrir novos caminhos para explorar a formação e evolução dos exoplanetas.

Seria a misteriosa matéria escura formada por buracos negros

Sabe tudo que existe? Você, sua mãe, o Sol, a constelação de Órion e os bons bilhões de galáxias que não são a Via Láctea? Pois é, essa porção de coisas – que em conjunto é chamada pelos físicos de “matéria bariônica” – corresponde a só 15% da massa do Universo. O resto é uma substância misteriosa chamada “matéria escura”. Ela não interage com a matéria normal. Não emite radiação detectável nem reflete a radiação que a atinge. Inclusive, pode ser que haja um pouquinho dela debaixo do seu nariz nesse exato momento. Tanto faz.

 A ideia de que um anel de buracos negros possa explicar o movimento das galáxias é improvável – mas não impossível

Seria a misteriosa matéria escura formada por buracos negros?

Só sabemos que ela está lá porque, se não fosse sua influência gravitacional, as galáxias simplesmente não poderiam girar da maneira como giram. A matéria escura existe para justificar um dos únicos descompassos entre as previsões teóricas da elegante Relatividade Geral de Einstein e o que acontece no espaço de verdade.

A maior parte dos especialistas concorda que, se a matéria escura existe mesmo, então ela é algo diferente dos prótons, nêutrons e elétrons que nos compõem. Algo que ainda está além do alcance da ciência. Mas um pequeno grupo de dissidentes acha que ela é composta de velhos conhecidos nossos: buracos negros. Montes deles.

Essa hipótese não é nova – afinal, astros tão pesados que engolem até a luz são bons candidatos a formar coisas invisíveis, capazes de influenciar a rotação de galáxias inteiras. Mas da década de 1970 pra cá, diversas observações, simulações de computador e modelos teóricos foram na contramão dessa hipótese. Ela só voltou a ser popular no mainstream científico em 2015, quando o observatório LIGO detectou pela primeira vez ondas gravitacionais oriundas de um choque entre dois buracos negros – cada um deles com dezenas de vezes a massa do Sol.

Não é que a colisão tenha invalidado tudo que se sabia sobre matéria escura até então: a teoria continua tão sólida quanto sempre foi. Mas a percepção de que há choques entre buracos negros ocorrendo com frequência a bilhões de anos-luz daqui reacendeu em alguns físicos cabeça aberta a esperança de que esses monstros cósmicos sejam mais comuns do que parece – de que sua população seja grande o suficiente para justificar uma teoria alternativa sobre o inexplicável equilíbrio gravitacional de aglomerados de estrelas como a Via Láctea.

Essa alternativa à matéria escura vai assim: para dar o empurrãozinho que corresponde às observações – que reconciliaria Einstein com o Universo real, como já explicado há alguns parágrafos –, todas as galáxias precisariam estar assentadas em uma espécie de cama (um halo) formada por milhares de buracos negros primordiais. Um buraco negro primordial não é um dos comuns, formado quando uma estrela de altíssima massa explode ao final de sua vida. Ele é uma singularidade que nasceu na juventude do Universo, provavelmente por causa do “desabamento” de enormes nuvens de gás hidrogênio – sem antes passar pelo estágio de estrela.

Esse halo de buracos primordiais teria densidade e outras características diferentes de um halo formado por partículas da misteriosa matéria escura, o que permitiria um desempate entre as duas ideias. Para ver se essas diferenças poderiam ser medidas por nós, daqui da Terra, a equipe do astrônomo Qirong Zhu, da Universidade Estadual da Pensilvânia, rodou uma simulação de computador para descobrir como, exatamente, galáxias anãs seriam afetadas pelo fenômeno. Galáxias anãs têm pouco brilho e os corpos que as compõem estão mais sujeitos a serem influenciados visivelmente pela presença de corpos invisíveis em seu entorno, o que as tornam bons laboratórios para especulações cósmicas.

Eles concluíram que sim, que buracos negros são uma alternativa viável à matéria escura, e que nós conseguiríamos notar as diferenças entre os dois. Basta que as singularidades tenham algo entre 2 e 14 vezes a massa do Sol, o que é bem aceitável. Mas isso não significa, é claro, que o mistério esteja resolvido: ainda estamos muito, muito longe de saber a identidade de 85% do Universo. Há mais coisas no vão entre uma galáxia e outra do que imagina nossa vã filosofia.

 

 

Pela 1ª vez, cientistas observam mega fusão de 14 galáxias ao mesmo tempo

Feito foi publicado nesta quarta-feira (25) na revista ‘Nature’. Algumas das 14 galáxias estão formando estrelas até 1.000 vezes mais rápido que a Via Láctea.

ILUSTRAÇÃO DAS 14 GALÁXIAS IDENTIFICADAS PELOS CIENTISTAS (FOTO: NRAO/AUI/NSF; S. DAGNELLO)

Pela 1ª vez, cientistas observam mega fusão de 14 galáxias ao mesmo tempo
Feito foi publicado nesta quarta-feira (25) na revista ‘Nature’. Algumas das 14 galáxias estão formando estrelas até 1.000 vezes mais rápido que a Via Láctea.

Uma equipe internacional de cientistas descobriu uma concentração de 14 galáxias que estão prestes a se fundir. A megafusão foi publicada nesta quarta-feira (25) na revista “Nature” e está localizada a 12,4 bilhões de anos-luz de distância. Pela 1ª vez, cientistas conseguiram observar o processo em formação.

A aglomeração deve se tornar um dos elementos mais massivos do universo moderno, sendo 10 trilhões de vezes superior à massa do Sol. Ainda, galáxias dentro do aglomerado estão produzindo estrelas a um ritmo incrível, relatam os autores. Algumas das 14 galáxias estão formando estrelas até 1.000 vezes mais rápido do que a Via Láctea.

“Com o tempo, as 14 galáxias que observamos irão parar de formar estrelas e se aglutinar em uma única galáxia gigantesca”, afirmou Scott Chapman, astrofísico da Universidade Dalhousie (Canadá), em nota.

“O fato de que isso está acontecendo tão cedo na história do universo representa um desafio para a nossa compreensão atual do modo como as estruturas se formam”, continuou o especialista.

Cientistas pontuam que, na história do universo, a matéria começou a se aglomerar em concentrações cada vez maiores, dando origem às galáxias. Já as aglomerações de galáxias, por sua vez, são conhecidas como “protoclusters” e modelos computacionais atuais indicavam que aglomerados tão grandes quanto os observados agora poderiam ter demorado muito mais para evoluir.

“Como essa galáxia ficou tão grande tão rapidamente é um mistério”, diz Tim Miller, candidato a doutorado na Universidade de Yale (EUA) e coautor do estudo, em nota.

Os astrônomos perceberam que as galáxias estão em processo de fusão pela alta massa em um espaço confinado. Um outro ponto é a alta taxa de formação de estrelas, que fornece evidências para a fusão.

Importância do achado

A observação desses processos no universo podem fornecer descobertas interessantes para a ciência. É sabido, por exemplo, que esses aglomerados de galáxias transbordam um gás superaquecido que pode atingir temperaturas de 1 milhão de graus celsius.

 

Uma hipótese apresentada para o porquê de haver esse gás é que, com a velocidade de formação das estrelas nesse aglomerado, há a emissão de gás quente. Como esse gás não é denso o suficiente para formar estrelas, ele acaba sendo emitido dentre os espaços vazios nas galáxias.

A observação do aglomerado de galáxias foi possível com a utilização do radiotelescópio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Localizado no deserto do Atacama (Chile), o instrumento foi construído por meio de uma colaboração internacional e é atualmente o maior radiotelescópio do mundo.

A Terra não é plana, mas o Universo pode ser

Apesar de algumas pessoas sustentarem teorias de que a Terra seria plana, basta uma busca na internet para encontrar registros de satélites que mostram como o nosso planeta é esférico –além das muitas pesquisas e cálculos matemáticos que chegaram ao mesmo resultado.

Ou seja, o Universo seria plano.

Ou seja, o Universo seria plano.

Mas qual seria a forma do Universo? Nesse caso, as respostas são um pouco mais complicadas e o consenso é recente.

Se os filósofos gregos já apontavam para a possibilidade de a Terra ser esférica, o que pode ser comprovado pela primeira fotografia tirada do espaço em 1972, até o início dos anos 2000 eram três as principais teorias a respeito do formato do Universo:

Plano,

Fechado (como a superfície de uma bola) e

Aberto (como a sela de um cavalo).

As três hipóteses de formato do Universo:

A Terra não é plana, mas o Universo pode ser

eram três as principais teorias a respeito do formato do Universo: plano, fechado (como a superfície de uma bola) e aberto (como a sela de um cavalo)

Aberto, Plano e Esférico

A dúvida existia porque a partir da Terra não conseguimos fazer registros completos do Universo. Foi preciso então esperar o lançamento de satélites especializados, para conseguir fazer novas observações e encontrar as respostas.

Em 2001, a Nasa (agência espacial norte-americana) enviou para o espaço a missão WMAP, que no fim de 2012 apresentou seus resultados. Um dos mais importantes é que eles conseguiram calcular a curvatura do Universo: 0,4%. Ou seja, o Universo seria plano.

“No passado, a gente conhecia menos sobre o Universo, por isso existiram várias teorias”, diz Thaisa  Storchi-Bergmann, astrofísica e professora do Instituto de Física da UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul). “Hoje sabemos que, se ele fosse bem curvo, poderíamos observar um objeto em diferentes épocas, o que não acontece”, afirma a pesquisadora, que é membro da Academia Brasileira de Ciências.

Ou seja, o Universo seria plano.

A Terra não é plana, mas o Universo pode ser

Imagem feita pela Nasa mostra a radiação liberada após o Big Bang

“O que sabemos é que, se o Universo nasceu plano, ele vai continuar plano. E o modelo mais aceito é dos cientistas que mostraram que ele se comporta de acordo com as equações de Einsten”, explica a professora.

Se a teoria mais aceita atualmente é de que o universo é plano, seu formato exato ainda não tem uma resposta. “Não há um limite conhecido, porque tem Universo além do que podemos ver”, diz a pesquisadora da UFRGS.

Medir o formato é difícil porque, desde o Big Bang, que aconteceu há quase 14 bilhões de anos, o universo está em um processo de expansão. Por isso, estima-se que sua distância seja de aproximadamente 46 bilhões de anos-luz.

Outro enigma que inquieta os cientistas é a composição do Universo.

Segundo o mapeamento da WMAP, 71,4% dele é formado de, 24% de matéria escura e 4,6% de átomos. Como os cientistas só sabem como estes últimos se comportam, 95% da Universo permanece como um grande mistério.

Satélite europeu cria censo galáctico com 1,7 bilhão de estrelas da Via Láctea

O satélite europeu Gaia completou a cartografia em 3D de 1,7 bilhão de estrelas da Via Láctea e determinou a distância entre muitas delas e a Terra.

O censo galáctico toma forma

Satélite europeu cria censo galáctico com 1,7 bilhão de estrelas da Via Láctea

“Estes dados são muito importantes e acreditamos que revolucionarão a astronomia e nossa compreensão da Via Láctea”, disse à AFP Uwe Lammers, um responsável científico do Gaia para a ESA (Agência Espacial Europeia).

O catálogo Gaia permitiu realizar a cartografia a cores, dinâmica e tridimensional da Via Láctea, a mais completa até hoje, ressaltou o Observatório de Paris. No entanto, ainda compila menos de 1% das estrelas da galáxia.

Com o Gaia, podemos observar toda a história da Via Láctea, é como se praticássemos arqueoastronomia (…) para reconstruir realmente a história de nosso Universo”, apontou Günther Hasinger, diretor de ciências da ESA, em uma apresentação destes dados durante um Salão aeronáutico em Berlim.

Lançado no fim de 2013, o satélite, que escaneia as fontes de luz de nossa galáxia, orbita o sol a 1,5 milhão de quilômetros da Terra e faz 500 milhões de medições por dia. Os dados são transmitidos à Terra e processados por um consórcio de 450 cientistas de 20 países.

Gaia, que funciona desde 2014, já havia fornecido uma primeira série de resultados em setembro de 2016. Estes davam a posição de 1,1 bilhão de estrelas da Via Láctea, mas o satélite só conseguiu determinar com precisão a distância de dois milhões de estrelas.

O censo galáctico toma forma

Satélite europeu cria censo galáctico com 1,7 bilhão de estrelas da Via Láctea

“Foi só um aperitivo”, disse à AFP  Frédéric  Arenou, pesquisador do CNRS no Observatório de Paris-PSL.

“Agora, é um verdadeiro espetáculo de fogos de artifício”, estimou François  Mignard, diretor de pesquisa emérito do CNRS, responsável pela equipe francesa em Gaia.

“Conhecendo a distância destas estrelas, conheceremos seu brilho intrínseco, conheceremos sua idade, sua evolução”, explicou Frédéric  Arenou.

Entusiasmo entre astrônomos

Os novos dados compilados por Gaia durante 22 meses – entre julho de 2014 e maio de 2016 – foram publicados on-line nesta quarta-feira, de modo que todos podem acessar este catálogo na Internet.

No mundo inteiro, os pesquisadores estão “muito entusiasmados” por descobrir estes novos dados e poder começar a trabalhar sobre eles, ressaltou Anthony Brown, da Universidade de Leiden (Holanda), um dos cientistas envolvidos presentes no salão de Berlim.

O catálogo Gaia contém agora as posições e a luminosidade de 1,7 bilhão de estrelas. Também proporciona a distância e o movimento de 1,3 bilhão delas, o que é considerada uma informação crucial.

Há, ainda, informações sobre as velocidades radiais de cerca de 7,2 milhões de estrelas – indicando o ritmo no qual elas estão se movendo em direção à Terra ou se afastando dela.

Por outro lado, Gaia também identificou dentro do sistema solar 14.000 asteroides e calculou suas órbitas.

Além disso, fora da galáxia detectou 500.000 quasares, objetos extremamente energéticos e distantes que emitem uma energia colossal.

O satélite Gaia está funcionando bem e continua reunindo dados, reafirmou a ESA.

Sua missão, prevista inicialmente para durar cinco anos, foi prolongada por um ano e meio, detalhou Uwe Lammer sobre este satélite que conta com o financiamento necessário para poder trabalhar até 2020.

O custo desta missão é calculado em 740 milhões de euros para a ESA, mais os custos de funcionamento do consórcio de pesquisadores, financiado pelos países implicados.

Como é Ícaro, a estrela mais distante já fotografada

Ela está tão longe que sua luz demorou 9 bilhões de anos para chegar à Terra. Ainda assim, o telescópio espacial Hubble da Nasa conseguiu registrá-la.

Ícaro foi observada a 9 bilhões de anos-luz da Terra.

Como é Ícaro, a estrela mais distante já fotografada

Chama-se MACS J1149+2223 Lensed Star 1, mas foi apelidada de Ícaro, em homenagem ao personagem mitológico que voou para tão perto do sol que a cera de suas asas derreteu.

Icaro é a estrela mais distante já fotografada, afirmaram os astrônomos da Nasa e da Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos, em um artigo publicado nesta segunda na revista científica Nature Astronomy.

“Normalmente, (Ícaro) seria fraca demais (em termos de luminosidade) para ser vista, mesmo pelos maiores telescópios do mundo”, explicou a agência espacial norte-americana em um comunicado.

“Mas, graças a um raro fenômeno da natureza que amplificou o brilho fraco da estrela, os astrônomos que usam o Telescópio Espacial Hubble, da Nasa, puderam localizar esta estrela longínqua e estabelecer um novo recorde de distância”, afirmou.

O fenômeno que permitiu observar esta estrela azul gigante, localizada numa galáxia distante, se chama “lente gravitacional”.

Lupa natural

“A gravidade de um agrupamento galáctico massivo atua como uma lente natural no espaço, dobrando e amplificando a luz”, informou a Nasa.

Esta é a luz que faz com que objeto tênues e distantes brilhem o suficiente para serem fotografados à distância.

Ícaro foi observada a 9 bilhões de anos-luz da Terra.

O telescópio espacial Hubble, da Nasa, se dedica a fotografar o espaço desde seu lançamento, em 24 de abril de 1990.

O acúmulo massivo de estrelas se transformou numa lupa natural que permitiu que Ícaro parecesse 2 mil vezes mais brilhante. Esse agrupamento galáctico se chama MACS J1149+2223 e está a 5 milhões de anos luz da Terra.

Para efeito de referência, esta estrela está 100 vezes mais longe que qualquer outra observada individualmente, com exceção apenas das supernovas (gigante explosão de uma estrela no fim de seu ciclo de vida).

Graças à foto tirada pelo telescópio, Ícaro foi classificado como uma estrela azul gigante – um tipo que é muito “maior, massivo, quente e possivelmente centenas de milhares de vezes mais intrinsicamente brilhante que o nosso sol”, afirma a Nasa.

“Agora podemos estudar em detalhe como era o Universo e, especificamente, como evoluíram as estrelas e qual é a sua natureza, desde os primórdios do Universo até as primeiras gerações de estrelas”, afirmou à agência Reuters o principal autor do estudo, o astrofísico Patrick Kelly.

Telescópio de R$ 30 bi revestido com ouro promete a melhor imagem do espaço

Batizado de James Webb, telescópio da Nasa já consumiu cerca de R$ 30 bilhões

A Nasa (Agência Espacial Norte-Americana) faz os últimos ajustes para lançar seu melhor telescópio espacial. O equipamento permitirá a observação de estrelas através de um espelho revestido com uma fina camada de ouro puro, formado por 18 segmentos. Batizado de James Webb, o telescópio já custou por volta de R$ 30 bilhões à agência e promete oferecer visões sem precedentes do espaço.

Batizado de James Webb, telescópio da Nasa já consumiu cerca de R$ 30 bilhões.

Batizado de James Webb, telescópio da Nasa já consumiu cerca de R$ 30 bilhões.

“O Webb irá resolver mistérios do nosso sistema solar, olhar através de mundos distantes e ao redor das estrelas, e desvendar as estruturas misteriosas e origens de nosso universo e nosso lugar nele”, afirmou Lee Feinberg, diretor do Elemento Óptico do Telescópio da Nasa em entrevista ao canal “CNN”.

O telescópio é desenvolvido como um sucessor aprimorado do Hubble, lançado em 1990. Mas diferente dele, que orbitava a Terra numa altitude de aproximadamente 550 quilômetros, o Webb será lançado a mais de 1 milhão de quilômetros no espaço. O telescópio ficará em um local específico onde a gravidade da Terra e do Sol se equilibram de uma maneira que qualquer objeto fica em uma posição fixa em relação a esses dois corpos celestes.

Engenheiro da Nasa observa hexágono que forma espelho do telescópio espacial sucessor do Hubble.

Engenheiro da Nasa observa hexágono que forma espelho do telescópio espacial sucessor do Hubble.

Engenheiro da Nasa observa hexágono que forma espelho do telescópio espacial sucessor do Hubble

Essa localidade também é muita fria, exatamente como os cientistas da Nasa queriam. O James Webb conseguirá ter uma visão mais profunda do espaço pois usa radiação infravermelha, que emite bastante calor. Portanto, o espelho do telescópio precisa estar resfriado para que não ocorra nenhuma interferência nas observações.

Para se proteger do calor do Sol, o espelho ficará em um escudo solar de aproximadamente 20 metros – do tamanho de uma quadra de tênis – feito de um material resistente ao calor. O equipamento, que se parece com uma pipa gigante, deve manter o espelho a uma temperatura de -223º C, quase três vezes mais frio do que a temperatura mais fria já registrada na Terra.

Concepção artística de como o telescópio James Webb ficará no espaço.

Concepção artística de como o telescópio James Webb ficará no espaço.

Cada um dos 18 segmentos do espelho pesa 20 quilos e tem 1.3 metros de comprimento. Para caber todo esse equipamento no foguete que lançará o telescópio, no entanto, ele precisa ser dobrado, o que explica o formato de hexágono. “A forma hexagonal permite que os segmentos sejam dobrados e encaixem perfeitamente, sem lacunas”, explicou Feinberg.

Após estar em órbita, o maior desafio será fazer os espelhos focarem corretamente nas galáxias distantes. Só para desdobrar, esfriar e posicionar todos os segmentos de forma certa, deve demorar dois meses. Para isso, a equipe que trabalho na construção.

O Telescópio James Webb foi nomeado em homenagem a um funcionário da Nasa que trabalhou no projeto Apollo nos anos 60. O equipamento já está totalmente construído e passa por testes na Califórnia. O lançamento, que já foi adiado várias vezes, está previsto para 2020.

 

 

A aparência de seus espelhos chama a atenção pela beleza e simetria. O telescópio já foi fonte inspiração, inclusive, para artistas que desenvolveram joias e pinturas. “Nós desenhamos e chegamos nessa estética do espelho por razões de engenharia, a fim de alcançar nossos objetivos científicos”, finalizou Feinberg.

O PARADOXO DE OLBERS – POR QUE A NOITE É ESCURA?

Heirich Wilhelm Olbers nasceu em 1758 na pequena cidade de Arbergen, na Alemanha.

Seus trabalhos como astrônomo incluem a elaboração de um novo método para a determinação das órbitas de cometas; a descoberta de 6 cometas, um dos quais leva seu nome; vários estudos sobre os planetas e a descoberta de 2 dos maiores asteróides: Palas e Vesta.

Heirich Wilhelm Olbers nasceu em 1758 na pequena cidade de Arbergen, na Alemanha.

O PARADOXO DE OLBERS – POR QUE A NOITE É ESCURA?

Nada mal para um astrônomo de sua época!

Mas o que o tornou mais conhecido não foi a difícil observação dos asteróides ou os sistemáticos estudos dos planetas. Nem a descoberta de cometas ou seu elaborado método para calcular-lhes as órbitas.

O que fez Olbers um nome conhecido até nossos dias entre os astrônomos foi uma singela pergunta que ele fez a si mesmo e para a qual nunca obteve uma resposta satisfatória:

Por quê a noite é escura?

UM UNIVERSO INFINITO E IMUTÁVEL

Nos tempos de Olbers era ideia corrente que o Universo fosse infinito e que fossem também infinitas as estrelas.

Espalhadas de maneira uniforme por todo o espaço, elas permaneceriam estáticas e imutáveis por toda a eternidade.

Olbers, ao tentar responder a pergunta que se havia feito, percebeu que havia algo errado com essa idealização de Universo.

Se ele fosse infinito e imutável, as noites deveriam ser claras… muito… muito claras!

Infinitamente claras!

E, mais do que isso: Os dias também deveriam ser infinitamente claros!

Através de cálculos muito simples, Olbers concluiu que tanto as noites quanto os dias eram demasiadamente “escuros”.

Em suas tentativas para explicar a enorme discrepância entre seus cálculos e suas observações, Olbers fez várias suposições que, mais tarde se mostraram errôneas.

Por exemplo, ele imaginou que a luz da maioria das estrelas era absorvida por outras estrelas ou por matéria opaca existente entre as estrelas, e que, por isso, não chegava até nós. Isso não resolvia a questão, como chegou a pensar Olbers. Se assim fosse, as estrelas e a matéria opaca estariam recebendo energia luminosa e também iriam se aquecer até irradiarem, elas mesmas, tanta luz quanto estivessem recebendo. E, nesse caso, o céu inteiro deveria ser tão ou mais luminoso que a superfície do Sol!

Parte da Via-Láctea observada através de
um pequeno telescópio.

Imagem fotográfica de uma região da Via-Láctea.

Imagem fotográfica de uma região da Via-Láctea.

Havia um mistério muito mais profundo do que Olbers imaginava no fato de as noites e os dias serem tão “escuros”.

O UNIVERSO DE OLBERS

No início do século XIX era comum imaginar o Universo com as 7 características enumeradas abaixo. Nem sempre elas eram explicitadas, mas estavam sempre presentes, implícitas nas conjecturas dos astrônomos da época. Para eles, o Universo:

1. Era INFINITO em extensão;
2. Era ESTÁTICO, sem grandes movimentos em grande escala;
3. Era HOMOGÊNEO, com infinitas estrelas distribuídas uniformemente por todo o espaço;
4. Era ISOTRÓPICO, isto é, suas estrelas tinham brilhos parecidos em todas as regiões e para onde quer que olhássemos, o aspecto geral do Universo seria o mesmo.
5. Era IMUTÁVEL, tendo suas características gerais inalteradas com o passar do tempo;
6. Era EUCLIDIANO, isto é, em todos os lugares a geometria euclidiana seria válida: o Teorema de Pitágoras poderia ser aplicado em qualquer porção do espaço;
7. Era FÍSICO, e não metafísico: as leis da Física valeriam em todo o Universo (e não apenas na Terra) e seriam sempre válidas, em quaisquer circunstâncias.

Mas, se existem infinitas estrelas espalhadas uniformemente pelo espaço, nós, aqui na Terra, deveríamos estar, a cada instante, recebendo a luz de todas elas simultaneamente!

Com esse modelo de Universo em mente, era absolutamente necessária uma oitava e indesejada característica: os dias e as noites deveriam ser infinitamente luminosos.

Como as noites são escuras e os dias são apenas suportavelmente claros, o modelo deveria estar errado.

Herman Bondi, um grande físico do século XX, chamou a essa inconsistência de “Paradoxo de Olbers” e mostrou que, até então, ele ainda não estava completamente solucionado.

É surpreendente como uma pergunta tão “infantil” pôde suscitar tantas outras questões e como a singela observação de que existem as noites e os dias pôde nos dar tantas respostas. Nesta, com em inúmeras outras vezes na história da Ciência, foi muito mais importante fazer a pergunta certa que encontrar a resposta para ela.

Vamos ver o que podemos mudar no modelo de Universo de Olbers para tentar deixá-lo coerente, eliminado o “paradoxo”.

UM UNIVERSO FINITO

Num Universo finito teremos uma quantidade finita de estrelas, de modo que, no máximo, estaríamos recebendo aqui na Terra a luz procedente de todas elas, mas não de infinitas estrelas.

Se supusermos que o Universo é finito, ele terá que ser muito pequeno para explicar a escuridão das noites e a fraca claridade dos dias.

Atualmente, acredita-se que o Universo é finito, mas não tão pequeno a ponto de justificar e explicar completamente o “paradoxo” de Olbers.

UM UNIVERSO (QUASE) VAZIO (NÃO HOMOGÊNEO)

Independentemente de o Universo ser finito ou infinito, se supusermos que a quantidade de estrelas é bem pequena, podemos resolver o “paradoxo”. Entretanto, a quantidade de estrelas teria que ser muito… muito pequena mesmo!

Os modelos de Universo atuais preveem que existam cerca de 10 bilhões de trilhões de estrelas irradiando energia sob forma luminosa. Só com isso, o céu deveria ser bem mais claro do que é.

UM UNIVERSO HIERÁRQUICO (NÃO HOMOGÊNEO)

Se a maioria das estrelas estiverem concentradas numa região do espaço, podemos explicar as noites e os dias. Nesse caso, a homogeneidade do Universo tem que ser abandonada, mas todas as observações já realizadas indicam que o Universo é, efetivamente, homogêneo em larga escala.

UM UNIVERSO CURVO (NÃO EUCLIDIANO)

Mesmo que não consideremos o Teorema de Pitágoras válido e o substituamos por outra regra, de outra geometria, o “paradoxo” não é eliminado. De nada adianta mudar a geometria do espaço.

UM UNIVERSO DINÂMICO (NÃO ESTÁTICO)

Na época de Olbers, a suposição de movimentos globais, em larga escala, no Universo, não implicava na solução do “paradoxo”.

Em 1848, Armand Hippolyte L. Fizeau (1819-1896) aplicou à Óptica os princípios que Christian Doppler (1803-1853) usara na acústica para explicar a mudança na freqüência do som emitido por corpos em movimento. O Efeito Doppler, aplicável ao som, podia ser, então, aplicado à luz.

Usando o Efeito Doppler-Fizeau podemos explicar a escuridão das noites supondo que a maioria das estrelas estão se afastando muito rapidamente de nós, de modo que a energia que elas emitem em nossa direção fica cada vez mais fraca.

UM UNIVERSO DE ESTRELAS ESTRANHAS (NÃO ISOTRÓPICO)

Se supusermos que a grande maioria das estrelas têm brilho muito menor que o do Sol, podemos ajeitar as coisas para que o céu seja escuro como o observamos.

Entretanto, o Sol é considerado pelos físicos com uma estrela típica. Isto é, se pudéssemos determinar as características de todas as estrelas, tirar uma média e fazer uma estrela com as características médias, ela seria muito parecida com o Sol.

Tanto os modelos teóricos quanto as observações indicam que as estrelas não são muito estranhas.

UM UNIVERSO JOVEM (NÃO IMUTÁVEL)

Se todas as estrelas forem muito jovens, pode ser que a luz das que estão mais distantes ainda não tenha chegado até nós.

O “paradoxo” poderia ser resolvido com esta suposição, porém as teorias sobre a evolução das estrelas mostra que a maioria delas é velha o suficiente para que já as vejamos brilhando no céu.

O Universo teria que ser muito mais jovem do que parece ser, com seus 15 bilhões de anos.

UM UNIVERSO METAFÍSICO

Talvez a maneira mais simples e mais eficiente de resolver o “paradoxo” de Olbers seja imaginar que as leis da física têm validade restrita à uma certa porção de espaço e num certo intervalo de tempo.

Qualquer coisa seria possível e natural. Nada seria de estranhar.

Apesar de ser muito mais eficiente, abrangente e completa essa forma de “driblar” o “paradoxo” de Olbers (e todos os demais paradoxos) é descartada pelos cientistas. Ela explica qualquer coisa; está de acordo com todas as observações já realizadas e com todas as que ainda serão feitas. Pena que não possamos tirar proveito dela.

A EXPLICAÇÃO “OFICIAL”

Os modernos modelos de Universo explicam a existência dos dias e das noites a partir de 3 pressupostos:

1. Existe um número finito de estrelas no Universo;
2. As estrelas “vivem” por um tempo limitado, isto é, elas não emitem radiação para sempre;
3. Todo o Universo está se expandindo e a luz da maioria das estrelas sofre uma significativa perda de energia antes de chegar à Terra.
Este último pressuposto parece ser o principal responsável pela escuridão do céu noturno.

A solução para o “paradoxo” de Olbers só foi possível através dos modernos modelos cosmológicos. Entretanto, antes de obter respostas satisfatórias, foi preciso formular as perguntas certas.

Olbers não foi o primeiro a questionar-se sobre a escuridão da noite. Antes dele, vários outros físicos e astrônomos pensaram a respeito desse assunto: Thomas Digges (1576), William Gilbert (1600), Johannes Keppler (1610), Otto von Guericke (por volta de 1640), Edmund Halley (1721), Jean-Philip Loys de Cheseux (1744), e muitos outros.

Às vezes, o limite está bem ali, diante de nós, à nossa frente. Quase tropeçamos nele, mas é preciso saber olhar para poder vê-lo.

Heirich Wilhelm Olbers nasceu em 1758 na pequena cidade de Arbergen, na Alemanha.

O PARADOXO DE OLBERS – POR QUE A NOITE É ESCURA?


Aparentemente a primeira pessoa que reconheceu as implicações cosmológicas da escuridão noturna foi Johannes Kepler (1571-1630), em 1610. Kepler rejeitava veementemente a idéia de um universo infinito recoberto de estrelas, que nessa época estava ganhando vários adeptos principalmente depois da comprovação por Galileu Galilei de que a Via Láctea era composta de uma miríade de estrelas, e usou o fato de que o céu é escuro à noite como argumento para provar que o universo era finito, como que encerrado por uma parede cósmica escura.

A questão foi retomada por Edmund Halley (1656-1742) no século XVIII e pelo médico e astrônomo Heinrich Wilhelm Mattäus Olbers (1758-1840) em 1826, quando passou a ser conhecida como paradoxo de Olbers. Olbers também descobriu os dois planetas menores Palas (1802) e Vesta (1807).

O problema é o seguinte: suponha que as estrelas estejam distribuídas de maneira uniforme em um espaço infinito. Para um observador em qualquer lugar, o volume de uma esfera com centro nele aumentará com o quadrado do raio dessa esfera (dV = 4pR2 dr). Portanto, à medida que ele olha mais longe, vê um número de estrelas que cresce com o quadrado da distância. Como resultado, sua linha de visada sempre interceptará uma estrela seja lá qual for a direção que ele olhe.

Uma analogia simples de fazer é com uma floresta de árvores. Se estou no meio da floresta, a meu redor vejo as árvores bem espaçadas entre si, mas quanto mais longe olho, mais diminui o espaçamento entre as árvores de forma que no limite da minha linha de visada as àrvores estão todas juntas e nada posso ver além delas.

Portanto, o céu em média deve deveria ser tão brilhante quanto a superfície de uma estrela média, pois estaria completamente coberto delas. Mas obviamente não é isso que vemos, e portanto o raciocínio está errado. Por que?

Algumas propostas de solução:

1. A poeira interestelar absorve a luz das estrelas.

Foi a solução proposta por Olbers, mas tem um problema. Com o passar do tempo, à medida que fosse absorvendo radiação, a poeira entraria em equilíbrio térmico com as estrelas, e passaria a brilhar tanto quanto elas. Não ajuda na solução.

2. A expansão do universo degrada a energia, de forma que a luz de objetos muito distantes chega muito desviada pro vermelho e portanto muito fraca.

O desvio para o vermelho ajuda na solução, mas os cálculos mostram que a degradação da energia pela expansão do universo não é suficiente para resolver o paradoxo.

3. O universo não existiu por todo o sempre.

Essa é a solução atualmente aceita para o paradoxo. Como o universo tem uma idade finita, e a luz tem uma velocidade finita, a luz das estrelas mais distantes ainda não teve tempo de chegar até nós. Portanto, o universo que enxergamos é limitado no espaço, por ser finito no tempo. A escuridão da noite é uma prova de que o universo teve um início.

Usando-se a separação média entre as estrelas de 1 parsec, obtém-se que o céu seria tão luminoso quanto a superfície do Sol se o Universo tivesse um raio de 2 ×1015 parsecs, equivalente a 6,6 ×1015 anos-luz. Como o Universo só tem 12 bilhões de anos, a idade finita do Universo é a principal explicação ao Paradoxo de Olbers.O PARADOXO DE OLBERS – POR QUE A NOITE É ESCURA?

 

 

 

 

 

 

Equipe acha galáxia sem matéria escura

Um grupo de astrônomos americanos publicou uma descoberta extremamente importante para confirmar a existência da misteriosa matéria escura. Eles encontraram uma galáxia sem matéria escura.Equipe acha galáxia sem matéria escura

Parece paradoxal que uma galáxia assim possa ser evidência da existência de algo que ela não tem, mas é exatamente esse o caso. Palmas, portanto, para a galáxia NGC1052-DF2, localizada a aproximadamente 65 milhões de anos-luz daqui.

Os astrônomos costumam “pesar” galáxias medindo a luz que elas emanam — que dão pistas da massa existente em termos de gás e estrelas ali — e o movimento dos objetos mais externos da galáxia em questão, que, em sua órbita, segundo a gravidade conforme descrita pela teoria da relatividade geral, precisam obedecer à quantidade total de massa presente. Normalmente, esses dois conjuntos de medidas sugerem que cada galáxia tem cerca de 30 vezes mais massa do que a que é visível diretamente por sua luz. Daí o nome “matéria escura” — trata-se de algo que exerce gravidade, mas não interage com a matéria convencional de nenhum outro modo.

Entra em cena a galáxia NGC1052-DF2. Combinando observações feitas com o Telescópio Espacial Hubble ao estudo espectroscópico de dez objetos pertencentes à galáxia que parecem ser aglomerados globulares de estrelas, feito com o telescópio de 10 metros do Observatório Keck, no Havaí, os pesquisadores puderam medir tanto a massa visível quanto a massa total, baseada no movimento dos aglomerados. E aí veio a surpresa: a massa visível bate com a massa total. Estamos diante de uma galáxia que não tem matéria escura.

“NGC1052-DF2 demonstra que a matéria escura não está sempre associada à matéria bariônica em escalas galácticas”, afirmam Pieter van Dokkum, da Universidade Yale, e seus colegas, em artigo publicado nesta semana no periódico Nature.

Equipe acha galáxia sem matéria escura

O achado é um grande alívio e compõe o conjunto de evidências reunidas pelos cientistas de que a matéria escura existe mesmo, e não é simplesmente um artefato gerado por uma compreensão deficiente da lei da gravidade nas maiores escalas. Se o que medimos como matéria escura fosse na verdade um problema com a teoria da relatividade geral, sempre que houvesse grande quantidade de matéria convencional, bariônica, haveria também um sinal de matéria escura.

No passado, os pesquisadores já haviam encontrado um par de aglomerados de galáxias distante, conhecido como o “aglomerado da bala”, em que a colisão entre os dois separou matéria escura da matéria convencional. Agora, com a descoberta de que a galáxia NGC1052-DF2 não tem matéria escura, fica mais uma vez constatado que não se trata apenas de um entendimento deficiente de como funciona a gravidade — há algo real, que pode ou não estar presente em galáxias e aglomerados galácticos.

Há modelos que explicam como pode haver galáxias sem matéria escura. No caso em questão, uma hipótese provável, segundo os cientistas, é que a galáxia tenha se formado a partir de um bolsão de gás que foi ejetado durante uma colisão de galáxias maiores. Na trombada, uma parte do gás é ejetada, mas a matéria escura das galáxias maiores não, reunindo-se ao redor das duas galáxias fundidas. “A localização [de NGC1052-DF2] próxima a uma galáxia elíptica e sua velocidade peculiarmente alta são consistentes com essa ideia”, explicam os cientistas em seu artigo.

Ao que parece, Einstein triunfará mais uma vez, e as teorias alternativas da gravidade capazes de dispensar a existência da matéria escura vão ficando pelo caminho. Resta, contudo, o grande enigma: se já sabemos o que a matéria escura não é, resta descobrir o que de fato ela é! De que é feita? Que tipo de partículas? Por que elas não interagem com a luz e com a matéria, exceto pela gravidade? Galáxias como a NGC1052-DF2 são só a proverbial ponta do iceberg.

Stephen Hawking pode ter solucionado paradoxo sobre buracos negros

BURACO NEGRO PRÓXIMO A CENTAURO: SERÁ QUE UM DIA APRENDEREMOS TODOS OS SEUS MISTÉRIOS? (FOTO: WIKIMEDIA)

BURACO NEGRO PRÓXIMO A CENTAURO: SERÁ QUE UM DIA APRENDEREMOS TODOS OS SEUS MISTÉRIOS? (FOTO: WIKIMEDIA)

No ano passado, o físico teórico (e celebridade pop) Stephen Hawking anunciou que estava trabalhando em um artigo que poderia solucionar um mistério científico: o paradoxo da informação em buracos negros. De acordo com a Teoria Geral da Relatividade de Einstein, toda informação que cruza a fronteira do buraco negro, chamada horizonte de eventos, é perdida para sempre. Nem mesmo a luz é exceção a isso.

Em 1970, Hawking propôs que o Universo seria cheio de “partículas virtuais” que, de acordo com o que sabemos sobre mecânica quântica, aparecem e desaparecem simultaneamente, além de aniquilarem umas às outras quando entram em contato – a não ser que estejam em diferentes extremidades de um horizonte de eventos de um buraco negro. Nesse cenário, teoricamente, uma das partículas seria engolida – e a outra sobreviveria, radioativa. Essa radiação que escapou, em tese, tiraria uma certa quantidade de energia do buraco; logo, ele estaria fadado a desaparecer também. De acordo com o cálculo de Hawking, escreveu Devin Powella única informação que fica para trás de um buraco negro é radiação – e ela não contém nenhuma informação sobre como o buraco negro se formou. Logo, essa informação também se perdeu para sempre, o que é um problemão para a mecânica quântica, que afirma que informação simplesmente não desaparece. Esse é o paradoxo que Hawking vem tentando esmiuçar – e aparentemente, está mais perto da resposta.

Depois da publicação de Hawking, os estudiosos da física quântica se dividiram. Alguns passaram a defender a teoria de que buracos negros têm “cabelo”: na verdade, seriam deformidades de minutos no espaço-tempo, que poderiam conter essas informações de alguma forma. Hawking sempre foi um defensor da teoria dos “cabelos” e, agora, essa seria a solução do paradoxo. Em agosto de 2015, Hawking fez uma palestra onde dizia que as deformidades não se encontravam dentro do buraco negro, mas na fronteira mencionada ali em cima, o horizonte de eventos. “Buracos negros não são prisões eternas como pensávamos. Coisas podem escapar do buraco negro por qualquer um dos lados – e talvez saiam em outro Universo”, explicou na ocasião.

Agora, Hawking – acompanhado de seus colegas Malcolm J. Perry e Andrew Strominger – está tentando aprofundar sua linha de raciocínio e encontrar provas “palpáveis” . Strominger anunciou à Scientific American que quando uma partícula carregada entra dentro de um buraco negro, adiciona um tipo de fóton a ele, gerando os tais “cabelos”. Essas partículas deixam uma espécie de impressão holográfica e bidimensional no horizonte de eventos. Tudo que é físico desaparece por completo no buraco negro, menos essas “impressões” que foram deixadas; logo, as informações sobre o buraco negro – como o que ele comeu, por exemplo – não morrem.

Mas as partículas de informação não ficam ali, paradas, na fronteira do buraco negro. Por conta de um fenômeno apelidado de “radiação de Hawking”, elas são expelidas com toda a força para longe dali. “A informação está ali, mas toda misturada e caótica”, explicou Hawking. Isso resolve o mistério da informação que não pode desaparecer – mas ainda não é uma resposta definitiva.

Agora que o artigo está online, comentários da comunidade científica são encorajados e já estão aparecendo. Há quem diga que o artigo está incompleto, uma vez que não traz uma solução para a perda de informação caso o buraco negro desapareça – afinal, se tudo depende dos tais “cabelos”, que irão desaparecer com a morte do buraco negro, onde fica a informação armazenada quando tudo acabar? E qual o limite de armazenamento de informação dos “cabelos”? Perry, outro colega de Hawking, admitiu que ainda não estão totalmente seguros de todas as respostas, mas chegando mais perto. “É um passo na direção correta”, comentou o físico.