Uma janela para o passado

 Rodrigo Stenio

No Cosmo de quatro dimensões, as estrelas reluzem no passado
Análise breve da mudança e da luminosidade dos astros no universo.

Quem vê a luz dos grandes astros situados nas galáxias vizinhas não imagina que eles podem já estar mortos.

Todos nós conhecemos a regra número um do tráfego do universo – nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz. E ela é de 299,792.458 metros por segundo. Mas por que é assim?

Antes de 1600 a maioria das pessoas presumia que luz se movia instantaneamente. Galileu foi um dos primeiros a pensar que a luz viajava a uma velocidade finita.

Em 1638 ele tentou medi-la. Ele e um assistente subiram no topo de montanhas distantes, com lanternas cobertas. A ideia era que assim que o assistente de Galileu visse o flash, ele descobriria sua lanterna. Galileu mediria então quanto tempo levou para ver o flash de retorno. O experimento fracassou miseravelmente! Para ter sucesso, Galileu seria obrigado a registrar uma diferença de tempo de microssegundos. Ele não tinha tal dispositivo de medição de tempo e seu tempo de reação seria muito mais lento do que ele.

Destemido, Galileu concluiu que o movimento da luz, “se não for instantâneo, é extraordinariamente rápido”.

Mas não muito tempo depois, em 1676, tivemos uma estimativa razoável da velocidade de luz vinda de um jovem astrônomo dinamarquês chamado Ole Römer. Uma das maneiras dos marinheiros no mar verificarem seus relógios era observando o eclipse de Júpiter por sua lua Io. O tempo que Io levava para fazer um circuito completo em torno de Júpiter havia sido medido em 1,769 dias. No entanto, havia um pequeno problema.

Römer observou que o tempo entre os eclipses variavam um pouco dependendo da época do ano. Às vezes, quando a Terra estava se afastando de Júpiter, o tempo entre os eclipses de Io aumentava gradualmente; à medida que se aproximava o tempo diminuía. O efeito cumulativo significava que os tempos previstos poderia conter um erro de mais de 10 minutos.

Römer percebeu que suas observações poderiam ser explicadas pela distância variável entre Júpiter e Io, e a Terra. Os tempos diferentes para a órbita de Io refletia as diferentes distâncias que a luz tinha que viajar. Isso também permitiu que Römer estimasse a velocidade da luz como 214,000 km/s. Nada mal!

A primeira medição experimental da velocidade da luz veio 150 anos depois com Hippolye Fizeau. Ele criou um engenhoso avanço sobre o método de Galileu. Em seu experimento, um feixe de luz foi projetado em uma roda dentada de rotação rápida. Os dentes da engrenagem girando cortavam a luz para cima em pulsos muito curtos. Esses pulsos viajaram cerca de 8 quilômetros até onde Fizeau tinha um espelho alinhado posicionado cuidadosamente. Na viagem de volta, o pulso de luz refletido só poderia chegar até Fizeau pela passagem de volta através de uma das lacunas na roda dentada.

Ok. Nós sabemos que a luz viaja numa velocidade finita. Mas por que ela é finita?

Essa questão deu a Albert Einstein um tempo para pensar. Se a luz tem uma velocidade finita, o que acontece se você prender uma tocha na frente de um foguete? A luz vinda dessa tocha estaria viajando mais rápido que a velocidade da luz? Einstein intrigado com essa questão fez vários “Gedakens” (experimentos mentais) e trouxe uma ideia maluca: o movimento de um objeto deve de alguma forma deixar o tempo mais lento. O tempo já não era mais uma constante e assim nasceu a relatividade.

Muitas experiências testaram cuidadosamente as previsões de Einstein.

Em 1964, Bill Bertozzi no MIT acelerou elétrons a uma série de velocidades. Ele então mediu sua energia cinética e descobriu que a medida que suas velocidades aproximavam-se a velocidade da luz, os elétrons se tornavam mais e mais pesados – até o ponto que se tornavam tão pesados que era impossível fazê-los ir mais rápido. A velocidade máxima que ele poderia fazer os elétrons viajar antes de se tornarem demasiado pesado para acelerar ainda mais? A velocidade da luz.

Em outro teste crucial, os físicos Joseph Hafele e Richard E. Keating colocaram relógios atômicos de césio super-precisos sincronizados em várias viagens ao redor do mundo em voos comerciais. Após a jornada, todos os relógios em movimento discordaram entre si e com o relógio de referência no laboratório. O tempo correu mais lentamente assim como Einstein previu. Quanto mais rápido algo viaja, mais massivo ele se torna e o tempo passa mais devagar – até você finalmente chegar na velocidade da luz, nesse ponto o tempo para completamente. Então nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz.
Aliás, da próxima vez que você usar seu smartphone esteja ciente que os satélites GPS orbitando a Terra levam em conta a desaceleração do tempo (dilatação do tempo). Desative essas correções relativística e o mundo moderno pode estar perdido para sempre.

Roger Rassool é um físico de partículas da Universidade de Melbourne. Seus programas de divulgação tem atraído uma nova geração para as maravilhas da física.

Há muito tempo, a humanidade sonha com velocidades indescritíveis e além de nossa própria imaginação, segundo o que já lemos acima, salvas algumas poucas exceções que veremos mais à seguir, nada pode “andar” no Universo com velocidade maior que a da luz: 300.000 quilômetros por segundo. Assim, todas as informações que nos chegam são de coisas que já aconteceram há bastante tempo.
Esse efeito da teoria da Relatividade de Einstein é bem pequeno na escala humana; em geral, não e preciso levá-lo em conta. Por exemplo, numa corrida de formula 1 realizada no Japão, retransmitida pela tevê, nós só ficamos sabendo o resultado 7 centésimos de segundos depois das pessoas que vêem a corrida ao vivo. Mas na escala astronômica o efeito tem impacto profundo. Se o Sol se apagar, só ficaremos sabendo disso 8,3 minutos mais tarde. 

Estaremos vendo Alfa Centauri como ela era a quando o Muro de Berlim ainda estava de pé. Quem olha para o Cruzeiro do Sul, vê a Intrometida como ela era nos tempos do imperador Dom Pedro I; vê Delta Crucis como era quando o sábio italiano Galileu morreu, em 1645; e Mimosa como era quando Cabral chegou ao Brasil. Em suma, estamos vendo o Cruzeiro não só no espaço mas também no tempo. E não é pouca coisa: suas cinco estrelas mais brilhantes formam um sanduíche de quase quatro séculos. Elas já não estão na posição que aparentam, nem sua luminosidade é a mesma. Mesmo assim, as mudanças físicas dos astros acontecem em escala de tempo muito superior a quatro séculos: nesse período, a imagem do Cruzeiro permanecerá praticamente a mesma. De fato, já enxergamos milhões de vezes mais “longe” que quatro séculos, cobrindo períodos tão longos que as estrelas têm tempo de percorrer várias fases de sua vida. 

Uma estrela de massa equivalente a 30 vezes a do Sol, por exemplo, vive cerca de 2 milhões de anos. Assim, todas as estrelas com mais de 30 massas solares que vemos na vizinha galáxia Andrômeda, distante 2 milhões de anos-luz, já estão mortas. Quanto mais distante a galáxia observada, tanto mais estrelas já morreram. Em outras palavras, quando mais longe olhamos, mais estamos vendo a galáxia como elas eram no passado, ou seja, mais jovens. Se quisermos saber como era o Universo em sua infância, é só olhar bem longe, em qualquer direção. A cerca de 1 bilhão de anos-luz, vemos galáxias que, além das estrelas, tem uma outra fonte de luz muito poderosa no centro. São as galáxias com núcleos ativos, como as galáxias de Seyfert e as radiogaláxias. Da fonte central sai um jorro de luz e de matéria a altíssima velocidade, percorrendo milhões de anos-luz através do espaço intergaláctico. Esse tipo de fonte de energia gera mais Luz que todas as estrelas de uma galáxia juntas.

Quanto mais longe olhamos (mais no início do Universo), tanto mais luminosas são as fontes centrais de energia. Para lá de 10 ou 15 bilhões de anos- luz, o Universo é predominante iluminado por fontes de luz desse tipo, que ofuscam por completo as estrelas à sua volta. 

São os quasares, galáxias bebê. Alguns, como o OQ172, têm apenas um quarto de idade do Universo. Percorrendo o espaço a partir dos quasares, em nossa direção, podemos acompanhar todos os estágios de evolução das galáxias. A poderosa fonte central de energia se enfraquece; parecem as estrelas. Mas alguns bilhões de anos a fonte central se apaga quase completamente; as galáxias ficam mais velhas como a nossa. 

As luzes do Universo em nossa vizinhança já se tornaram bem fracas. Mas, em sua própria vizinhança, os quasares também estão, hoje, bilhões de anos mais velhos. Um hipotético habitante do OQ 172, por exemplo, vive agora numa galáxia normal. Se ele olhar para o fundo do céu, verá a Via Láctea em sua infância e dirá: “Olha lá um quasar!”.

Por isso dizemos que observar o cosmos e todos os seus astros e fenômenos, é como olhar para o passado!

Mais rápido que a luz

O táquion, partícula hipotética, alimenta o sonho de inúmeros cientistas de superar o limite universal de velocidade, sem violar a Teoria da Relatividade. O centro das dificuldades é uma dedução de que um objeto capaz de superar a velocidade da luz também pode viajar para o passado.

No século XIX, algumas pessoas acreditavam que nunca seria possível viajar mais rápido que o som, acima de 331 metros por segundo, ou 1192 quilômetros por hora. Até que em 1947 o piloto americano Charles Yeager quebrou essa barreira a bordo do avião foguete Bell XS-1. Essa história é às vezes usada para se argumentar que não existem limites à velocidade: com tecnologia adequada qualquer tipo de barreira cairia. A velocidade da luz, no entanto, constitui um limite físico inexpugnável. 

Deslocando-se no vácuo a 299 000 quilômetros por segundo, a luz não é apenas muitíssimo mais rápida que o som. Na verdade, ela não pode ser superada, por princípio, não importa o quanto se aperfeiçoem as tecnologias.

Em vista disso, o que significa dizer que algo é mais veloz que a luz? A resposta é um mundo de paradoxos, no qual o próprio sentido do tempo pode se inverter – a ponto de uma pessoa poder conversar consigo mesma no passado. Para isso, ela teria que enviar suas mensagens por meio de certas partículas hipotéticas, os táquions (termo grego que quer dizer “rápido”). É o que relata o professor e divulgador cientifico inglês Paul Davies, no texto a seguir:

“A ideia de que existe uma barreira ao deslocamento dos coros nasceu com a Teoria da Relatividade de Einsten, publicada em 1905. Seu princípio central pode ser compreendido a partir de uma experiência real que analisa pulsos de rádio (tanto o rádio quanto a luz são formas de ondas eletromagnéticas e se deslocam com a mesma velocidade). Tais pulsos são emitidos, por exemplo, por um objeto situado na constelação Monoceros, a cerca de 16 000 anos-luz da Terra. Trata-se de um pulsar binário, formado por duas estrelas altamente compactas, ou estrelas de nêutrons, que giram uma em torno da outra. A gravidade que liga as duas estrelas é tão forte que elas percorrem suas órbitas a 200 quilômetros por segundo, ou 0,1% da velocidade da luz.

A cada 59 milésimos de segundo uma das estrelas emite um sinal de extraordinária regularidade – como o tique-taque de um relógio superacurado – que pode ser monitorado a partir da Terra. Ao girar em torno de seu companheiro, um pulsar as vezes se aproxima um pouco da terra e às vezes se afasta. Assim, pode-se ficar tentado a pensar que a velocidade dos pulsos é maior durante a aproximação do que durante o afastamento. Mas, se fosse assim, os pulsos mais rápidos alcançariam os mais lentos, ao longo dos 16 000 anos-luz de viagem até a terra. Bastaria uma minúscula diferença de velocidade para misturar os sinais de maneira complicada.

Como nada disso acontece, essas observações continuam a trazer a confirmação direta do princípio relativístico de que a velocidade da luz é independente do movimento do observador ou da fonte de luz. E tem uma consequência imediata sobre a possibilidade de uma viagem mais rápida que a luz: obviamente, se a rapidez com que a luz passa não é afetada pelo movimento de uma pessoa, esta nunca poderá alcançar aquela. É interessante imaginar o que aconteceria se um foguete partisse da terra em perseguição a um raio luminoso. Quando se liga o motor, a nave acelera e sua velocidade começa a aumentar. À primeira vista, nada impede que o motor continue a acelerar o foguete até a velocidade se tornar maior que a da luz.

Como enviar mensagens ao passado

Mas há um impedimento. Um observador na terra veria a nave acelerar, inicialmente, mas depois de certo tempo perceberia que a aceleração não corresponderia ao esforço do motor. À medida que se aproximasse da velocidade da luz, seria preciso gastar mais e mais combustível para conseguir um aumento cada vez menor de velocidade. O observador observa esse fato como um contínuo aumento da massa da nave, que cresce sem limite ao se aproximar da velocidade máxima do universo. A massa extra torna o foguete mais resistente à aceleração, e nenhum acréscimo no impulso o faria atingir aquela velocidade.

Não há aparelho em condições de realizar tal teste, mas é possível acelerar partículas subatômicas a uma velocidade quase igual à da luz. E isso realmente mostra que não se pode acelerar um objetivo material além da barreira da luz. Mas, a Teoria da Relatividade não faz restrição a objetos que sejam sempre mais velozes que a luz. Daí a ideia dos táquions – partículas cuja velocidade nunca é inferior à da luz. Portanto, eles também obedecem ao limite de movimento, mas no sentido inverso ao usual.

Se os táquions existem, dever ter propriedades estranhas. As partículas comuns, por exemplo, têm mis energia quando se deslocam mais velozmente; os táquions, em vez disso, têm menos energia. De modo que, se um deles perder energia, será acelerado e se tiver energia zero, sua velocidade será infinita. Ele cruzará o Universo instantaneamente! Isso porque o conceito comum de massa não se aplica a essas partículas, que têm o que se chama de massa imaginária, no jargão técnico. Enquanto é preciso gastar energia, ou realizar trabalho, para acelerar massas comuns, deve-se realizar trabalho para desacelerar um objeto taquiônico.

O simples fato de a natureza permitir a existência dos táquions, no entanto, não significa que eles efetivamente existam. Resta saber se eles são reais ou mera hipótese. E, caso sejam reais, onde se deveria procurá-los? Uma possibilidade é o Big Bang, a grande explosão que deu origem ao Universo. Foi no Big Bang afinal, que se produziu toda a matéria comum. Talvez a tórrida fase primordial do Cosmo tenha deixado resíduos taquitônicos que se espalharam posteriormente pelo espaço. Os astrônomos estão convencidos de que o espaço contém muita matéria sob forma desconhecida; é intrigante a sugestão de que parte dela esteja em forma taquitônica.

Para testar essa possibilidade, é preciso saber como os táquions se comportam em um Universo em expansão. Um gás comum, por exemplo, torna-se mais frio quando se expande e isso significa que uma molécula qualquer do gás está em agitação caótica, mas aos poucos se aquieta. Na verdade, a expansão reduz sua energia: não é por outro motivo que o intenso calor do Big Bang se diluiu. Um gás de táquions também perde energia, mas deve-se ter em mente que isso acelera, em vez e aquietar tais partículas. Assim, tal gás se aquece a uma taxa crescente ao longo da expansão. Quando se chega à energia zero, a velocidade se tona infinita e as partículas deixam de existir abruptamente.

Esse súbito desaparecimento pode se melhor ilustrado em um diagrama de espaço-tempo, no qual uma partícula, ou uma pessoa, aparece como uma linha mais ou menos inclinada na direção vertical. Se a pessoa está parada, a linha é totalmente vertical, indicando que apenas o tempo passa – se a pessoa está em movimento, à linha se desloca também na horizontal, indicando mudanças e posição no eixo do espaço. Seguindo esse raciocínio, vê-se que, quanto maior a velocidade, maior é o avanço para a direita e maior a inclinação da linha. O limite é a velocidade da luz (ou das partículas de luz, os fótons). Inclinada de 45 graus, essa linha corre a igual distância dos dois eixos.

Partículas mais rápidas que a luz, como os táquions, tem angulo mais acentuado que 45 graus e tendem a ficar horizontais quando a velocidade se aproxima do infinito. É como se estivesse simultaneamente em muitos lugares e o tempo não passasse para elas. Diz-se então que tais partículas deixam de existir no espaço-tempo e esse é o efeito que a expansão do Universo tem sobre elas: encurva suas linhas até a horizontal, quando deixam de existir. Caso tenha sido este o destino de todos os táquions produzidos pelo Big Bang, a maior esperança de encontrá-los é numa experiência de física de partículas. Em 1974 um grupo de pesquisadores da Universidade de Adelaide, Austrália, registrou o trajeto de uma partícula em tempo tão curto que só poderia ter sido feito em velocidade superior à da luz. A partícula foi vista em raios cósmicos – criados na alta atmosfera pelo choque de núcleos atômicos vindos do espaço. Apesar disso, todas as tentativas posteriores deram resultado negativo. Daí o atual ceticismo dos físicos, agravado por obstáculos de ordem teórica e também filosófica.

O centro das dificuldades é uma dedução da Teoria da Relatividade de que um objeto capaz de superar a velocidade da Luz também pode viajar para o passado. O diagrama de espaço-tempo ajuda a entender por quê. Desta vez, no entanto, é preciso desenhá-lo do ponto de vista do observador que está em movimento, que se pode batizar de João. Vale à pena comparar esse diagrama com os anteriores, desenhados do ponto de vista do observador imóvel, batizado José. O primeiro ponto relevante é que a linha da luz não se altera em obediência ao preceito relativístico de que sua velocidade não muda se o observador está em movimento.

As outras linhas ficam mais inclinadas para a direita, mas o segundo ponto importante é que, ainda assim elas continuam limitadas pela linha da luz. As linhas de movimento mais vagaroso que o da luz ainda estão mais próximas do eixo do tempo, e aquelas de movimento mais rápido, mais próximas do eixo do espaço. Assim, o movimento relativo dos observadores não poderia transformar uma partícula comum em táquion. Mas nota-se algo estranho com as linhas deste último: a que é vista por José inclina-se para cima e a outra, para baixo. O problema e que o tempo corre para cima no diagrama.

Tal possibilidade cai como uma bomba sobre a ideia de causa e efeito. Basta imaginar que essa última linha mostra o táquion entre um canhão de partículas e um alvo que explode ao ser atingido. Então, do ponto de vista de João, o alvo explode antes de o canhão ser disparado! Também se pode interpretar essa situação dizendo que a explosão do alvo é a causa do disparo – e não seu efeito. De uma maneira ou de outra, eventos que são aceitáveis para o observador imóvel, parecem bizarros aos olhos de que se move. Tais possibilidades inspiram paradoxos divertidos ou tormentos metafísicos, dependendo da inclinação pessoal de cada um.

Num enredo possível, os personagens trocam enganosos sinais taquiônicos entre si. Nesse caos, não há nada demais do ponto de vista de quem envia a primeira mensagem. José por exemplo, pensará que João recebe o sinal depois de ser enviado. Mas João pode não concordar: se ele retrucar à mensagem recebida, a resposta pode chegar ao destinatário antes de este enviar o sinal original. Ou seja, por intermédio, de João, José Poe até mandar um recado para si mesmo – mas no passado. Que atitude se deve tomar diante de tais incongruências? Os escritores de ficção científica ficam deliciados.

Para muitos dos físicos profissionais, porém, os paradoxos do tempo impugnam por completo o conceito de táquions. Uma maneira de evitar dilemas seria isolar tais partículas do mundo convencional. Desde que não se procure agir ou exercer controle sobre elas, não há por que pensar em paradoxos. Uma conclusão, pelo menos, parece certa? Embora conduza a possibilidades difíceis de compreender, a existência os táquions não viola as leis da natureza. Então, talvez se possa invocar a seu favor uma curiosa regra informal da ciência: se algo não é estritamente proibido, a natureza tende a produzi-lo, de uma forma ou de outra. Não deve causar surpresa se um dia alguém surgir com evidencias desse estranho viajante do espaço-tempo”.

A primeira e única pista dos táquions surgiu em 1794 numa “chuva” de raios cósmicos”.

Partícula "mais veloz que a luz" pode ser revolução na física

Estudiosos dizem que se a velocidade for confirmada, essa partícula pode provar que é possível viajar no tempo

Cientistas de ponta disseram que a descoberta de partículas sub-atômicas que viajam mais rápido que a velocidade da luz poderia obrigar uma ampla reavaliação das teorias sobre a composição do cosmos, caso seja independentemente confirmada.

Jeff Forshaw, professor de física de partículas na Universidade de Manchester, na Grã-Bretanha, disse à Reuters que os resultados, se confirmados, poderiam significar que é possível teoricamente "enviar informações para o passado". 

"Em outras palavras, a viagem para o passado poderia ser possível... (apesar de que) isso não significa que estaremos construindo máquinas do tempo em qualquer momento próximo."

O instituto de pesquisa CERN, localizado perto de Genebra, na Suíça, confirmou em uma coletiva de imprensa de mais de uma hora que medições feitas durante três anos revelaram que neutrinos injetados em um receptor em Gran Sasso, na Itália, haviam chegado em média 60 nanossegundos mais rápido do que a luz teria feito -- uma diferença minúscula que poderia, no entanto, minar a Teoria da Relatividade de Albert Einstein, de 1905.

"Afirmações extraordinárias exigem provas extraordinárias, e essa é uma afirmação extraordinária", disse o eminente cosmologista e astrofísico Martin Rees à Reuters.

"É prematuro comentar sobre isso", disse o professor Stephen Hawking, o físico mais conhecido do mundo, à Reuters. "Mais experimentos e esclarecimentos são necessários."

A professora Jenny Thomas, que trabalha com neutrinos no Fermilab, rival do CERN localizado em Chicago, nos EUA, comentou: "O impacto dessa medição, se estiver correta, seria enorme."

O diretor de pesquisa do próprio CERN, Sergio Bertolucci, disse que se as descobertas forem confirmadas -- e ao menos dois laboratórios separados devem começar a trabalha nisso no futuro próximo -- "poderá mudar nossa visão da física".

O alto nível de cautela é normal nas ciências, onde qualquer coisa que poderia ser uma descoberta inovadora, especialmente aquelas que poderiam romper com pensamentos estabelecidos há muito tempo, é em princípio, sempre verificada e reconfirmada por outros pesquisadores.

Em comentário divulgado pela CERN, o laboratório mais avançado do mundo em pesquisa de partículas, Bertolucci enfatizou esse princípio.

"Quando uma experiência descobre um resultado aparentemente inacreditável e não consegue encontrar nenhum artefato de medição para explicar isso, é normal que se tenha maior escrutínio... é uma boa prática científica", afirmou.

As medições foram publicadas no site de pesquisas científicas http://arxiv.org/abs/1109.489 7.

A descoberta poderá abrir as portas para intrigantes possibilidades teóricas.

"A velocidade da luz é uma velocidade cósmica limite e existe para proteger a lei de causa e efeito", disse o professor Forshaw.

"Se algo viaja mais rápido do que a velocidade cósmica limite, então se torna possível enviar informações para o passado -- em outras palavras, a viagem para o passado poderia se tornar possível. No entanto, isso não significa que estaremos construindo máquinas do tempo em algum momento próximo -- existe um grande abismo entre a viagem no tempo de um neutrino e a viagem no tempo de um ser humano.

Partícula fantasma

A equipe do CERN, que está trabalhando em um experimento denominado OPERA, injetou neutrinos -- muitas vezes chamados de partículas fantasma porque conseguem atravessar matéria, e corpos humanos, sem serem percebidos -- do CERN, na Suíça, 730 quilômetros até Gran Sasso, ao sul de Roma. A experiência não tem qualquer relação com o Grande Colisor de Hádrons (na sigla em inglês, LHC) construído no CERN para tentar reproduzir o instante da criação do Universo

Ao longo de três anos, e de 15 mil "eventos" neutrinos, um enorme detector no centro italiano, localizado profundamente debaixo de rochas montanhosas, registrou o que o porta-voz do OPERA, Antonio Ereditato, descreveu como sendo descobertas "espantosas".

Ele disse que sua equipe tinha alta confiança de que haviam realizado as medições corretamente e excluiu qualquer possibilidade de influência externa, ou artefatos, que poderiam ter afetado o resultado.

"Meu sonho agora é que outros colegas descubram que estamos certos", acrescentou.

Segundo a Teoria da Relatividade Especial de Einstein, que fundamenta a atual visão sobre o funcionamento do universo, nada pode viajar mais rápido do que a luz -- 300 mil quilômetros por segundo -- porque sua massa se tornaria impossivelmente infinita.

A teoria de Einstein foi testada milhares de vezes nos últimos 106 anos e apenas recentemente houve pequenos indícios de que o comportamento de algumas partículas elementares de matéria podem não seguir a teoria.

Esses indícios foram detectados no ano passado pelo experimento MINOS, do Fermilab, com neutrinos -- mas, diferente daqueles do OPERA -- estavam dentro da margem de erro.

Thomas, do Fermilab, que deve participar dos experimentos MINOS para confirmar as medições feitas entre CERN e Gran Sasso, disse que se estiverem certos "causaria uma reviravolta em tudo o que pensávamos que entendíamos sobre a relatividade e a velocidade da luz."

Ereditato, um físico que também trabalha no Instituto Einstein na Universidade de Berna, disse que o impacto potencial para a ciência "é muito enorme para fazer conclusões imediatas ou tentar interpretações físicas".

Também sem alegar uma descoberta científica verdadeira antes que outros pesquisadores pudessem confirmá-la, ele disse que o neutrino, cuja existência foi confirmada em 1934, "ainda está nos surpreendendo com mistérios".

Blogueiros na área da ciência disseram que a partícula pode estar entrando e saindo de dimensões, como previsto pela controversa teoria das supercordas de como o cosmos funciona.

"Apenas quando a poeira baixar finalmente poderemos nos atrever a fazer qualquer conclusão firme", disse o professor Forshaw. "É de natureza da ciência que para cada descoberta nova e importante, haverá centenas de alarmes falsos. 

De qualquer maneira, os avanços estão surgindo e os estudos nunca param...hoje de forma lícita e registrada, existem mais de 6.800 cientistas em todo o mundo, pesquisando sobre os assuntos acima citados. Vai ser muito comum à partir de agora que visualizemos muitos sites e blogs, dizendo que já foi comprovado a existência de velocidades superiores à luz, isso como visto, não está de todo errado, mas daí a dizer que viagens no tempo já são plausíveis e que podemos criar tecnologias capazes de ultrapassar essa velocidade da luz, ainda é pura conjecturação! Vale lembrar que estamos falando apenas em partículas sub atômicas, dentro de equipamentos extremamente estruturados, em experimentos que duram pouco tempo, fora isso, ao menos para mim e toda a academia científica, qualquer resultado comentado, cujo experimento não seja apresentado, bem como todos os dados colhidos que o validem, também sejam apresentados, não passa de falácia e pseudo ciência!

Por enquanto apenas podemos dizer que abrimos uma janela ao passado, mas ainda não podemos acessá-la de forma direta, apenas podemos observar, medir, configurar, qualificar, quantificar, colher dados e criar conhecimentos que em nosso futuro, talvez até próximo, nos traga possibilidades incríveis...até lá, ou lidamos com fatos, ou lidamos com anseios...eu também gostaria que já estivéssemos muito mais avançados e capazes de realizações tecnológicas incríveis! Mas gostaria que o grau de interesse das pessoas, acerca da evolução tecnológica, fosse tão intenso quanto à busca pela evolução espiritual, ética e moral.

A terra não é redonda? E a lua, nosso satélite...É redonda?

Rodrigo Stenio

Nossa formação primária, e às vezes também a secundária, está cheia de erros e mitos. São várias as mentiras que, ingenuamente, povoaram nossa educação. Baseados em livros e inúmeras fontes que conhecemos durante nosso processo de aprendizagem, transformamos nossa percepção acerca do mundo que nos rodeia. Um dos relatos mais cheios de mentiras, curiosamente, tem a ver com um personagem muito famoso: o chamado descobridor da América, Cristóvão Colombo.

Segundo informam os livros de história, o navegador italiano procurava uma rota interna que lhe guiasse para as Índias. Devido a um erro de cálculo, no entanto, Colombo acabou chegando às costas de um novo continente, em 12 de outubro de 1492. Ao "Novo Mundo" chamaram de "As Índias Ocidentais". Já conhecemos as crenças populares daquela época que supunham que a Terra era completamente plana.

Essas crenças vinham de antigos mitos que, por sua vez, supunham que a Terra fosse como um disco redondo e plano, que flutuava sobre as águas do oceano. Na verdade, os primeiros mapas gregos foram baseados nestas teorias. Nos tempos de Colombo, muitas pessoas ignorantes ainda pensavam que, navegando em direção ao horizonte se alcançaria a borda do mundo, e se terminaria caindo em um precipício. No entanto, tanto estudiosos quanto governantes daquela época, sabiam que nada disso era verdade.

A forma esférica da Terra foi determinada por uma série de filósofos e intelectuais (tais como Pitágoras, Aristóteles, Claudio Ptolomeu, Copérnico e Galileu Galilei), muito antes de Colombo pôr os pés no solo do continente americano. Na verdade, diz-se que os primeiros a chegarem ali haviam sido os siberianos do Pleistoceno, seguidos pelos Vikings. Curiosamente, o mito da Terra plana foi novamente popularizado por volta dos séculos XIX e XX, graças a um romance de Washington Irving entitulado "Vida e viagens de Cristóvão Colombo".

O desenvolvimento da tecnologia e as concepções cada vez melhores dos sábios dos nossos tempos, conseguimos nos alçar para fora da atmosfera e levar o ser humano para o espaço, para a Lua e até para outros planetas. Descobrimos galáxias, aprendemos cada vez mais sobre o cosmos, mas... nem com tanto cuidado e progresso conseguimos demonstrar, em 100%, o formato verdadeira do nosso lar terrestre. Pelo menos, não até agora.

Na atualidade de há pouco, todos já sabíamos que nosso planeta não era um disco plano, nem tampouco se parecia com uma bola perfeitamente redonda, mas que teria uma forma bastante irregular (especialmente levando-se em conta o aspecto do Equador e dos polos). Há pouco tempo, no entanto, a Agência Espacial Europeia publicou uma imagem que parece demonstrar algo que vai além do já estávamos cientes. Acontece que, se olhamos bem, o nosso planeta poderia ser comparado a...uma batata!

Embora os próprios cientistas não se sintam muito confortáveis ao utilizar esta comparação, a Terra é realmente parecida com uma batata. Ultimamente, foram capazes de gerar uma visualização do formato real do nosso planeta, que também representa as inclinações de força e gravidade que o influenciam. A ilustração surgiu graças a pesquisas feitas por um satélite geocosmico da ESA, chamado GOCE. A animação que você está prestes a ver é uma representação fiel de tais evidências.

Portanto, podemos, agora, dizer em alto e bom tom que, embora ao proclamar que o nosso planeta seja plano como uma mesa seja uma falácia, também o é acreditarmos que ela seja uma esfera redonda como qualquer bola azul. Como as pesquisas do satélite levaram 4 anos para serem concluídas, não há dúvidas, no momento, que, finalmente, temos uma imagem completamente verídica da Terra, e, finalmente, está solucionada a questão sobre seu real formato. 

[Paraoscuriosos]

10 Incríveis fatos sobre a lua

Uma nova sonda lunar, a Lunar Reconnaissance Orbiter, será lançada para mapear a superfície lunar com uma precisão tão grande que será possível ver as marcas deixadas pelos veículos anteriores que enviamos para o satélite.

Recentemente uma sonda japonesa gerou imagens incríveis da lua antes de se chocar na sua superfície. Alguns momentos depois outra sonda também caiu no satélite natural.

Todos estes são esforços para aprendermos mais sobre o material do qual a lua é feita, se há ou não gelo em suas crateras e para onde os EUA deverão mandar os astronautas que serão enviados para lá em 2020.

10. O grande impacto

Cientistas acreditam que a lua foi formada como resultado de uma colisão. Um objeto do tamanho de Marte teria atingido a Terra há 4,6 bilhões de anos atrás, quando o sistema solar e o sol ainda estavam se formando. Rochas vaporizadas resultantes do choque começaram a orbitar a Terra, se condensaram e formaram um corpo sólido, que depois se tornou a lua.

9. A Terra faz a lua nascer

Todos os dias, a lua nasce no leste e se põe no oeste, assim como o sol e outras estrelas, e pelo mesmo motivo: enquanto a Terra está em rotação em seu eixo, ela puxa objetos celestiais, e depois os afasta novamente. A lua faz uma viagem em torno do planeta a cada 29,5 dias. No céu, este movimento é para o leste, mas isso não é observável. Porém, este é o motivo pelo qual a lua nasce aproximadamente 50 minutos mais tarde a cada dia, e também por que às vezes a lua aparece durante o dia.

8. Sem lado escuro

Diferente do que ouvimos por aí, a lua não tem um lado escuro, e sim um lado distante, que não podemos ver aqui da Terra. Os efeitos gravitacionais da terra diminuíram a rotação da lua, e uma vez que ela se tornou igual ao tempo que demora para a lua dar uma volta no planeta, o efeito estabilizou. O que resulta disso é que a lua gira em torno da Terra e em torno do próprio eixo ao mesmo tempo, e só nos mostra uma parte do satélite. Mas a luz do sol também atinge o lado da lua que não enxergamos.

7. A gravidade lá é muito menor

A lua tem aproximadamente 27% do tamanho da Terra, e a gravidade lá é quase 1/6 da gravidade do planeta. Se você derrubar uma pedra na lua, ela vai demorar muito mais para cair no chão.

6. Luas cheias maiores e menores

A órbita da lua ao redor da Terra é oval, então a distância entre o planeta e seu satélite variam durante cada volta da terra. Quando ela está mais próxima à Terra, fica a aproximadamente 360 mil quilômetros do centro do planeta, e quando está mais distante fica a pouco mais de 400 mil quilômetros. Quando está mais próxima, a lua pode ser vista 14% mais brilhante e 30% mais brilhante do que outras luas cheias.

Quando a lua está nascendo, ela parece ser maior, mas isso é uma ilusão, que ainda não sabemos por que ocorre. Se você quiser testar, segure um objeto pequeno, como uma borracha, com o braço esticado próximo à lua, e depois faça a mesma experiência quando a lua estiver mais alta e parecer menor. Próxima ao objeto pequeno, ela fica com o mesmo tamanho nos dois testes.

5. História violenta

As crateras na lua mostram uma parte de sua história violenta. O satélite quase não tem atmosfera e pouca atividade, então as crateras contam uma história de bilhões de anos atrás. Datando as crateras da lua, cientistas descobriram que a lua e a Terra sofreram um bombardeio de objetos cósmicos há quatro bilhões de anos. Esses impactos, segundo um estudo, podem não ter destruído qualquer forma de vida que existisse na Terra na época, e sim ajudado-a a se desenvolver.

4. Ela não é redonda

Ao contrário do que parece, a lua não é redonda nem esférica. Ela tem o formato parecido com um ovo. A ponta menor do “ovo” aponta para a Terra, por isso a lua nos parece redonda.

3. Cuidado! Terremotos lunares

Astronautas usaram sismógrafos durante suas visitas à lua e descobriram que, geologicamente, o lugar é tudo menos morto. Pequenos terremotos lunares acontecem frequentemente, provavelmente causados pela força gravitacional causada pela Terra, e às vezes causam rachaduras na superfície, liberando gases. Cientistas acreditam que a lua tem um centro quente, parecido com o da Terra.

2. Puxando os mares

As marés na Terra são causadas pela lua: a gravidade do satélite “puxa” os oceanos. Marés altas se alinham com a lua enquanto a Terra gira, e a maré também fica alta do outro lado do planeta, pois a gravidade puxa a Terra em direção à lua mais do que puxa a água. Toda essa gravidade tem efeito sobre o planeta: parte da energia rotacional da Terra é “roubada” pela lua, e o planeta diminui a rotação em aproximadamente 1,5 milisegundos por século.

1. Ciao, luna!

Ao mesmo tempo que você lê isso, a lua está se afastando de nós: a cada ano, ela se afasta aproximadamente quatro centímetros da Terra. Pesquisadores acreditam que quando foi formada, há 4,6 bilhões de anos, a lua ficava a 22 mil quilômetros da terra, enquanto agora fica a mais de 450 mil quilômetros.

[Live Science]

Uma equipa de cientistas dos Estados Unidos atribuiu a forma da Lua, que não é uma esfera perfeita, a forças gravitacionais exercidas pela Terra durante a infância do satélite, há 4,4 mil milhões de anos.
O satélite natural da Terra não é totalmente esférico, mas ligeiramente achatado, sendo igualmente deformado por um ligeiro “inchaço” na face visível a partir do “planeta azul” e por uma outra protuberância na face escondida.

Segundo a equipa do investigador Ian Garrick-Bethell, da Universidade da Califórnia, as primeiras forças de maré exercidas pela Terra, quando esta estava mais próxima da Lua, aqueceram de maneira desigual, conforme os sítios, a crosta do satélite natural, quando este flutuava num oceano de rocha em fusão.

Posteriormente, quando a Lua arrefecia, as forças gravitacionais deformaram o seu exterior e coagularam as suas protuberâncias.

A força de maré sincronizou, também, a rotação da Lua e a sua evolução em torno da Terra, o que fez com que os humanos vejam sempre a mesma face do satélite natural.

Para chegar às suas conclusões, publicadas hoje na revista Nature, a equipa de Ian Garrick-Bethell analisou a topografia da Lua, abstraindo-se das suas vastas crateras, que terão aparecido numa fase posterior.

O astrofísico estima que a compreensão da forma da Lua poderá ajudar a apreender “um grande número de fenómenos geológicos que terão ocorrido depois da sua formação”, inclusive a sua assimetria. Só a face visível da Lua apresenta planícies vulcânicas.

O Sistema Solar formou-se há cerca de 4,5 mil milhões de anos e a Lua terá nascido de uma colisão em massa suportada pela Terra.

A Lua localiza-se a uma distância média da Terra de 384 mil quilómetros e afasta-se do “planeta azul” 3,8 centímetros por ano.

[Lusa]

Do que é feito o universo?

Rodrigo Stenio
Essa é uma das questões mais complexas de se responder!

Com o advento das novas conquistas científicas conceituais e tecnológicas, hoje podemos através de muitas vertentes e experimentos, mostrar que quando olhamos para as estruturas mais básicas que compõem a nossa matéria, descobrimos outro universo de possibilidades e de características, propriedades e interações. Quando pensamos e falamos em matéria, devemos hoje saber que, um pequena parte do nosso cosmos é composto por matéria, como a conhecemos...hoje temos uma compreensão que ainda obviamente não é plena e resoluta, que a grande parte do cosmos, é composta por subpartículas que estamos apenas começando a compreender. O que antes era visto apenas como um vácuo negro, um vazio incomensurável, na verdade contém “energia”, “possibilidade”, existe algo no que considerávamos ser o “nada”.

Algumas correntes científicas da astrofísica de hoje, sugerem que o universo seja composto por 26% de matéria escura, 70% de energia escura e 4% de matéria como a conhecemos mais habitualmente.
Após a descoberta do núcleo do átomo em 1911, foi comprovada a existência de partículas sub atômicas. Desde aquela época, foram estabelecidas leis fundamentais da matéria-energia, que governam suas inter-relações, predizendo o comportamento das subpartículas. Isso levou os cientistas a criarem conceitos e teorias, além de estudos e experimentos que buscavam compreender a estrutura básica do universo. Muitas foram as correntes e vertentes de estudos dentro da física e hoje da nano física, a astrofísica. Uma das correntes mais interessantes e talvez controversa desses estudos, são da mecânica quântica da física, ou a forma que essas subpartículas interagem, ao ponto de inclusive subverter a energia em algo como uma onda, algo não material, ou algo como uma partícula, ou material. A abordagem através da física quântica, ou física das possibilidades, apresenta uma gama infinita de variações e teorias, aliada à astrofísica, vem demonstrando avanços significativos rumo há uma melhor compreensão do que há em nosso universo.

Um exemplo muito atual dos avanços científicos nessa área:

Investigadores do CERN (Organização Europeia de Pesquisa Nuclear) observaram pela primeira vez um fenómeno raro previsto pelo modelo mais consensual da física de partículas – o modelo-padrão. A seguir à observação do bosão de Higgs, registrou o decaimento do mesão BS em dois muões, é a descoberta mais importante do maior acelerador de partículas europeu (Large Hadron Collider, LHC).
Esta observação, além de se revelar muito importante na confirmação do modelo-padrão da física de partículas, foi também inédita do ponto de vista da cooperação entre duas equipas ligadas à colisão de partículas no LHC – o LHCb e o CMS -, conta Nuno Leonardo, um dos investigadores que participou nesta experiência.

Recuemos um pouco no tempo. Durante três anos, o acelerador de partículas fez correr dois feixes de protões (partículas que existem no núcleo dos átomos) em direções opostas ao longo da circunferência de 27 quilômetros. Os feixes foram forçados a colidir em quatro localizações específicas, nos locais onde se encontram milhares de detectores pertencentes às experiências ALICE, ATLAS, CMS and LHCb.

De cada vez que os protoões colidem podem formar novas partículas, que se podem manter por mais ou menos tempo ou decair e dar origem a partículas diferentes. Estas observações são registadas por cada uma das experiências: ATLAS e CMS mais dedicadas a estudar a generalidade dos fenômenos, ALICE para estudar iões pesados e LHCb com um foco específico em quarks b (bottom).

Quarks e antiquarks são a base de todos os tipos de mesões. Quando têm um antiquark b – a partícula oposta do quark b (com a mesma massa e carga contrária) – temos um mesão B, mas mesmo dentro destes a variedade é grande, varia com o tipo de quark. O mesão Bs tem um antiquark b e um quark s (strange) e o mesão B0 tem antiquark b e um quark d (down). E estes dois mesões são as estrelas do artigo que LHCb e CMS (Compact Muon Solenoid) já publicaram no meio acadêmico.

Cada experiência faz as próprias detecções, medições e análises de forma independente. E quando duas experiências chegam à mesma conclusão, a força dos resultados é ainda maior. Foi o que aconteceu com o bosão de Higgs. ATLAS e CMS tinham encontrado sinais da partícula, mas nenhum dos grupos conhecia os resultados do outro.

Quando cada grupo apresentou os resultados que tinha na mesma conferência de imprensa, em 2012, ficou confirmada a descoberta deste bosão. Era a única partícula fundamental do modelo-padrão que estava por descobrir. E a descoberta foi tão importante que valeu o prémio Nobel da Física em 2013 a dois dos físicos teóricos que a descreveram há 50 anos – Peter Higgs e François Englert. O terceiro físico a descrevê-la, Robert Brout, faleceu ainda antes da partícula ser detectada pelas equipas do CERN.
Os mesões Bs são partículas compostas que têm um comportamento fora do vulgar: “Oscilam entre partícula e antipartícula três biliões de vezes por segundo”, conta Nuno Leonardo, investigador do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP), em Lisboa, que coordena o grupo de física do quark b em CMS.

VÍDEO ILUSTRATIVO: 

O decaimento dos mesões Bs em dois muões (um muão e um antimuão) foi detectado por LHCb e CMS de forma independente e os resultados apresentados em julho de 2013, mas as observações não permitiam ter certezas. “Embora os resultados estivessem em excelente acordo, ambos ficavam aquém do nível de precisão estatística de 5 sigma [grau de confiança estatística] que é historicamente requerido para reivindicar uma observação”, explica o comunicado de imprensa do CERN.

A combinação dos dados das duas experiências e um ajuste no tipo de análise realizado pelas equipas permitiu realizar observações com 6,2 sigma para o decaimento dos mesões Bs, conta Nuno Leonardo. A detecção deste processo vem, por agora, confirmar o que estava previsto pelo modelo-padrão: um fenômeno extremamente raro com uma probabilidade de acontecer quatro vezes em cada mil milhões de decaimentos. “Do bilião de partículas com quarks b produzidas nas colisões, detectamos 100 que decaem em 2 muões”, conta o investigador. Adicionalmente, exclui alguns dos modelos mais recentes da física de partículas (nova física), como a super simetria, conclui.

Este resultado constitui um excelente exemplo da precisão que pode ser alcançada quando experiências combinam as suas medições”, disse em comunicado de imprensa Rolf Heuer, diretor-geral do CERN.

Para excluir o modelo-padrão como um modelo possível para o decaimento do mesões B em muões e antimuões era preciso observá-los com uma maior frequência do que a que está prevista. Esse é um dos motivos porque na segunda temporada de colisões no LHC, que está prevista ter início em junho de 2015, se vai aumentar a energia de 8 teraelectronvolt (TeV) da primeira temporada para 13 TeV. Quanto maior a energia, maior o número de colisões, logo maior a probabilidade de se encontrarem partículas novas ou fenómenos imprevistos.

A nova etapa do LHC poderá ajudar a perceber melhor o decaimento dos mesões B0. Por agora, a observação do decaimento deste mesão em muão e antimuão foi suficientemente frequente para ser estatisticamente significativa (3 sigma). Já discrepância de 2 sigma em relação ao modelo-padrão, na interpretação dos resultados, deixa a dúvida no ar. A discrepância (que equivale a 5% de probabilidade de flutuação) não permite dizer que este decaimento é incompatível com o modelo-padrão, mas deixa uma porta aberta para investigar este fenómeno.

Os resultados agora publicados resultam da partilha de dados e do trabalho conjunto de duas equipas – LHCb e CMS – que trabalham normalmente de forma independente numa forma de “cooperação competitiva” em que o desejo de serem os primeiro a revelar novas descobertas estimula o trabalho de investigação. Mas neste caso, como explica Nuno Leonardo, foi preciso encontrar o consenso entre os mais de 4.500 colaboradores das duas experiências.

“Havia um bom espírito de colaboração e uma grande motivação”, diz o investigador, justificados pela necessidade de ambos os grupos chegarem ao melhor resultado possível. “Havia um bom ambiente dentro do grupo de trabalho, mas a necessidade de consenso entre todos os investigadores torna os processos de decisão e aprovação mais lentos.”

Esse é apenas um exemplo de pesquisa que vem sendo realizada hoje. Sua relevância, obviamente pelo nível de infra-estrutura e coordenação, além de investimento e proporção, é extremamente relevante, mas existem dezenas outros colisores de partículas menores espalhados pelo globo e muita pesquisa sendo realizada.

Fundamentalmente a questão: “Do que é feito o universo?”, não apenas é extremamente pertinente, como está na vanguarda dos estudos mais atuais da física, astronomia, astrofísica e de forma complementar, da cosmologia.

Nessa pequena resenha, vou me ater à discorrer sobre a energia escura, a matéria escura e suas diferenças, além de uma pequena abordagem mais explicativa do que vem a ser os estudos sobre o prisma da física quântica.

Matéria escura e energia escura: o que é?

A matéria escura e a energia escura são soluções propostas para explicar alguns fenômenos gravitacionais, e, até onde sabemos, são coisas distintas.

Embora juntas respondam por mais de 95% do nosso universo, só sabemos de sua existência por meios indiretos, observando seus efeitos sobre o universo e tentando deduzir suas propriedades a partir deles.

Matéria escura

A matéria escura foi proposta nos anos 1930 por Fritz Zwicky para explicar a diferença entre a massa gravitacional e a massa luminosa de aglomerados de galáxias (Fritz Zwicky estava trabalhando com curvas de rotação de galáxias).
A massa gravitacional de um objeto é determinada pela medida da velocidade e raio da órbita de seus satélites, um processo igual à medição da massa do sol usando a velocidade e distância radial dos planetas.

A massa luminosa é determinada pela soma de toda luz e convertendo este número em uma estimativa de massa, baseado na nossa compreensão sobre como as estrelas brilham. Esta comparação de massa-para-luz indica que a energia na matéria luminosa contribui com menos de 1% da densidade média de energia do universo.

. Matéria escura protege galáxias

Certamente existe mais matéria nas galáxias que não emite luz, mas as evidências indicam que há um limite máximo para a matéria normal (aquela feita de átomos) presente no universo. Evidências vindo da medição da radiação cósmica de fundo, por exemplo, apontam que no máximo 5% da densidade de massa-energia do universo e 20% da massa dos aglomerados está na forma de átomos.

Mas do que é feita a matéria escura? Muitos físicos e astrônomos acham que a matéria escura é provavelmente uma nova partícula que ainda não foi detectada em aceleradores de partículas ou em raios cósmicos.

Para ser uma partícula de matéria escura, ela tem que ter bastante massa, provavelmente mais que um nêutron, e interagir muito fracamente com a matéria normal, de forma a dificilmente reagir produzindo luz.

. Anel de matéria escura é encontrado em grupo de galáxias

O protótipo do candidato é algo parecido com um neutrino, só que todos os tipos de neutrinos conhecidos são muito leves e muito raros para explicar a matéria escura.

E como a matéria escura afeta o universo? Aparentemente, ela é responsável pelas estruturas que vemos no universo, como galáxias e aglomerados; é ela que “segura” estes objetos imensos, não deixando que se desfaçam.

Como curiosidade, a proposta de uma matéria escura na década de 1930 por Fritz Zwicky não foi levada a sério porque o suíço tinha entrado em atrito com muitos colegas na comunidade astronômica. Em 1962, a astrônoma Vera Rubin fez a mesma descoberta, que novamente não foi levada à sério, desta vez porque ela era uma mulher. Ela persistiu e conseguiu atenção da comunidade em 1978, com um estudo profundo de 11 galáxias, inclusive a nossa.

Energia escura

A energia escura tem sua origem nos trabalhos para entender a expansão acelerada do universo. Basicamente, a teoria atual não consegue explicar essa aceleração. Uma das especulações é que a aceleração é consequência de uma nova forma de matéria, apelidada “energia escura”, que também não foi detectada até agora.

É chamada de “escura” porque deve interagir muito fracamente com a matéria, como a matéria escura, e é chamada de energia porque uma das coisas de que estamos certos é que ela contribui com cerca de 70% da energia total do universo. Se descobrirmos o que é, podemos então trocar o nome para algo menos misterioso.

Com o estabelecimento do modelo cosmológico do Big Bang, acreditava-se que a expansão inicial de 13,7 bilhões de anos atrás estaria diminuindo com o tempo, mas duas equipes de pesquisadores independentes descobriram em 1998 que a expansão estava acelerando.

. É confirmada a existência da energia escura

A aceleração é determinada pela medida dos tamanhos relativos do universo em diferentes eras. De uma forma específica, os astrônomos medem o redshift ou desvio para o vermelho do espectro e a distância da luminosidade de explosões estelares chamadas supernovas tipo 1a.

O tempo que a luz da supernova leva para chegar aos telescópios é descoberto examinando a distância da luminosidade, enquanto a mudança do tamanho do universo entre a explosão e a observação é determinada pelo desvio para o vermelho. Uma comparação destes tamanhos em uma sequência de tempo revela que o universo está crescendo cada vez mais rápido. Desde esta descoberta, os equipamentos ficaram mais sensíveis e os dados foram confirmados pela medição de outros fenômenos cosmológicos.

A teoria da relatividade prevê que a aceleração cósmica é determinada pela densidade média de energia e pressão de todas as formas de matéria e energia no universo. Só que as quantidades da matéria normal, da energia normal, e da matéria escura não respondem pela densidade de energia necessária para a aceleração – tem que ser outra coisa.

. 9 projetos milionários que pretendem desvendar os mistérios da energia escura

Uma das hipóteses mais aceitas é que o universo é preenchido por um mar de energia quântica de ponto zero, que exerce uma pressão negativa, como uma tensão, fazendo com que o espaço-tempo sofra uma repulsão gravitacional. É a chamada constante cosmológica, introduzida por Einsten em outro contexto (e referida por ele como seu maior erro).

E como a energia escura afeta o universo atualmente? Ela é responsável pela aceleração cósmica, e equipes internacionais de astrônomos estão trabalhando para refinar a medida desta aceleração. Dela depende o julgamento da constante cosmológica de Einstein, uma possível compreensão da teoria fundamental da natureza (gravidade quântica e o estado quântico do universo), e o destino do universo (Big Chill ou Big Rip?).

 Os feijões representam a matéria e energia escura no universo e as jujubas a matéria que podemos enxergar.


 Diferenças entre as duas

As duas, matéria escura e energia escura, possuem diferenças enormes. A matéria escura atrai e a energia escura repele, ou seja, a matéria escura é usada para explicar uma atração gravitacional maior que o esperado, enquanto a energia escura é usada para explicar uma atração gravitacional negativa.

Além disso, os efeitos da matéria escura se manifestam em uma escala de 10 megaparsecs (um megaparsec corresponde a 3,2 milhões de anos luz, aproximadamente) ou menor, enquanto que a energia escura parece que só se torna relevante em escala de 1.000 megaparsecs ou mais.

. Matemáticos incluem matéria e energia escuras nas equações de Einstein

Finalmente, é importante questionar se os fenômenos da matéria escura e da energia escura podem ter uma explicação gravitacional. Talvez as leis da gravidade sejam diferentes do que desenhou a teoria de Einstein. Esta é uma possibilidade, só que até hoje a teoria da relatividade não falhou em nenhum teste. Além disto, novas imagens de aglomerados revelaram um comportamento que é inconsistente com teorias gravitacionais alternativas, como a MOND – ou seja, a matéria escura está ali.

Nossas melhores mentes estão trabalhando no problema e nossa melhor tecnologia está examinando o cosmos, e, por enquanto, não há outra explicação para os efeitos que observamos: a matéria escura e a energia escura são reais. A composição do universo atual, até onde sabemos, é de 4,2% matéria normal, 24% matéria escura e 71,6% energia escura.

[en.Wikipedia 1 2, Nasa Ask an Astronomer, How Stuff Works, Nasa Astrophysics, Dummies, National Radio Astronomy Observatory, Scientific American, Space.com, WMAP’s Universe]
Bom, agora que revisamos os conceitos sobre a matéria escura e a energia escura, bem como seus estudos atuais e diferenças entre si, vamos ver os conceitos básicos, cientistas e definições sobre a física quântica?

O que é Física Quântica?

Física quântica é um ramo teórico da ciência que estuda todos os fenômenos que acontecem com as partículas atômicas e subatômicas, ou seja, que são iguais ou menores que os átomos, como os elétrons, os prótons, as moléculas e os fótons, por exemplo.

Todas essas micropartículas não podem ser estudadas sob a ótica da física clássica, pois não são influenciadas pelas leis que a compõe, como a gravidade, a lei da inércia, ação e reação e etc.

Ao contrário da física clássica, a física quântica é classificada como “não intuitiva”, isso significa que, neste ramo de estudo, determinadas coisas são verdadeiras mesmo quando aparentam não ser. Aliás, por ser considerada não intuitiva, a física quântica ficou conhecida como uma “falsa teoria”.

Também conhecida por mecânica quântica, essa teoria revolucionária da física moderna surgiu durante os primeiros anos do século XX, sendo o físico Max Planck (1858 – 1947) um dos pioneiros a desenvolver os seus princípios básicos, e que contrariam grande parte das leis fundamentais da física clássica. Planck foi o responsável, por exemplo, pela criação da “constante de Planck” (E = h.v).

No entanto, foi Albert Einstein, o criador da Teoria da Relatividade, que batizou a equação de Planck de quantum (palavra latina que significa “quantidade”) pela primeira vez. Quântico é uma referência ao evento físico da quantização, que consiste na alteração instantânea dos elétrons que contém um nível mínimo de energia para um superior, caso sejam aquecidos. Mesmo que a teoria da física quântica esteja focada nos fenômenos microscópicos, estes são refletidos em todos os aspectos macroscópicos, uma vez que todas as coisas no universo são feitas a partir de moléculas, átomos e demais partículas subatômicas.

Ao longo do século XX, vários cientistas e físicos contribuíram para o desenvolvimento da teoria física quântica, como: Werner Heisenberg (1901 – 1976), Louis de Broglie (1892 – 1987), Niels Bohr (1885 – 1962), Erwin Schrödinger (1887 – 1961), Max Born (1882 – 1970), John von Neumann (1903 – 1957), Richard Feynman (1918 – 1988), Wolfgang Pauli (1900 – 1958), entre outros.

A partir de então, a física quântica se tornou a teoria base de vários outros ramos da física e da química, como a física atômica, física nuclear, física molecular, química quântica, física de partículas e etc. Aliás, os princípios da física quântica também são aplicados em vários setores do conhecimento humano, revolucionando não apenas as Ciências Exatas, mas também correntes filosóficas.

A principal ligação entre a física quântica e os conceitos filosóficos e espirituais, de acordo com os defensores desta relação, está na condição de casualidade e incerteza desta teoria, que diz ser possível a existência de duas situações diferentes e simultâneas para determinado corpo subatômico.

Esse princípio foi observado na física quântica a partir da chamada "dualidade onda-partícula", ou seja, quando uma partícula se comporta ora como partícula e ora como uma onda, afirmação está totalmente anormal perante a física clássica.

Partindo desta ideia, por exemplo, surgem diversas hipóteses teóricas de estudo, como a “teoria dos vários mundos”, que diz ser possível a existência de diversas realidades alternativas para cada indivíduo.


Física quântica e a espiritualidade

Essa relação é polêmica, pois consiste no debate entre dois núcleos distintos, sendo um formado pelos que defendem a veracidade da influência quântica no plano espiritual, e outro que nega totalmente o uso da mecânica quântica como modo de explicar a espiritualidade.

Para os que defendem a existência de uma relação entre a física quântica e o espiritual, a força do pensamento humano poderia exercer um grande poder sobre a realidade individual de cada pessoa, sendo ela, com as corretas indicações, capaz de alterar o mundo ao seu redor.

Física quântica e o pensamento

Vários físicos de renome internacional relacionam os princípios da física quântica com as teorias sobre a consciência humana e o poder do pensamento como “construtor” da realidade.

Em suma, a mente humana teria uma capacidade profunda de influenciar na disposição das micropartículas atômicas ao redor das pessoas, do modo como elas se comportam e como elas constroem a realidade de cada indivíduo. Para os estudiosos que acreditam nesta ideia, as intenções das pessoas influenciariam a construção da realidade.