Pilares de poeira da Nebulosa Carina

Esse monstro interestelar está sendo destruído de dentro para fora. Uma estrela que fica ali dentro está lentamente acabando com esses pilares de poeira. Eles são feitos de gás e poeira interestelar e medem cerca de um ano luz de comprimento. 

A estrela não é visível, pois está coberta pela poeira opaca, mas está conseguindo dispersar a nuvem ejetando raios energizados de partículas. “Batalhas” parecidas estão sendo travadas através de toda a nebulosa, que é uma área de formação de estrelas.

No fim, as estrelas irão destruir essas nuvens de poeira e formar um aglomerado de estrelas na área da nebulosa que, hoje, é um berçário de novos astros. Esses pontos cor-de-rosa são novas estrelas que já se libertaram da nebulosa. 

A imagem foi feita pelo telescópio Hubble, que está completando 20 anos “de serviço”. 

O nome técnico dos jatos emitidos pela estrela é Herbig-Haro. Como uma estrela cria um Herbig-Haro ainda está em discussão mas suspeita-se que envolva um disco de acreção girando em volta de uma estrela central. Um Herbig-Haro pode ser observado diagonalmente na foto.

Fonte: http://antwrp.gsfc.nasa.gov/

Vídeo: assista a evolução da morte de uma estrela

A estrela variável V838 Monocerotis (V838 Mon), antes discreta e humilde, se tornou uma “celebridade instantânea” no mundo da astronomia em 2002, quando explodiu em luz, chegando a brilhar 600.000 vezes mais que nosso sol. Esta luz está aos poucos iluminando a poeira interestelar que cerca a estrela, produzindo o mais espetacular “eco luminoso” da história da astronomia.

À medida que a luz vai se propagando, vai iluminando e se espalhando pelas camadas cada vez mais externas de poeira, viajando em direção a Terra. O eco luminoso que vemos é similar ao eco de um sonar, ou de um radar.

O Telescópio Espacial Hubble, da NASA/ESA, tem observado periodicamente o eco luminoso de V838 Mon desde 2002. Cada nova observação do mesmo revela uma nova seção através da poeira interestelar que cerca a estrela. Os detalhes revelam numerosos espirais e redemoinhos caprichosos e complexos, que talvez tenham sido produzidos pelo efeito de campos magnéticos no espaço interestelar.

Nesta animação, oito fotos feitas pelo Hubble são combinadas em um processo de “morphing”. Ao olhar a imagem, você não está vendo a poeira interestelar expandindo, mas sim a luz viajando e iluminando as camadas exteriores da poeira. É como se a cada momento uma nova “casca” se tornasse visível.

O motivo da explosão de 2002, que fez de V838 Mon uma das estrelas mais brilhantes da nossa galáxia, ainda não está claro. Alguns astrônomos sugerem que talvez ele tenha sido causado por uma raríssima colisão entre duas estrelas.

Fonte:  http://www.spacetelescope.org/

Foto: os ecos de luz da estrela V838 Mon

Por razões desconhecidas, a superfície externa da estrela V838 Mon subitamente se expandiu muito, se tornando a estrela mais brilhante de toda a Via Láctea em janeiro de 2002. E de maneira ainda mais repentina, ela perdeu seu brilho.

Um lampejo estelar como esse nunca havia sido observado antes. É um fato conhecido que as supernovas e novas lançam matéria para o espaço. Mas enquanto o lampejo da V838 Mon parecia ser um processo de expelir material para o espaço, o que estava ocorrendo ali na verdade era o movimento do eco desse lampejo brilhante se movendo para fora.

Em um eco de luz, a luz do lampejo é refletida por anéis sucessivamente mais distantes na poeira do ambiente interestelar que já circundava a estrela. 

A V838 Mon, que você confere na foto acima, localiza-se a aproximadamente 20 mil anos-luz de distância, na direção da constelação de Monoceros, o Unicórnio. Nesta imagem do Telescópio Espacial Hubble, de fevereiro de 2004, o eco de luz tem aproximadamente seis anos-luz de diâmetro.

Fonte:  http://nasa.gov/

Telescópio captura “momentos finais” de uma estrela

Esse “olho” que o leitor vê na imagem acima é, na verdade, um retrato dos momentos finais de uma estrela distante, registrado pelo Telescópio Hubble. Localizada a 1.500 anos-luz da Terra, a U Cam faz parte da constelação Camelopardalis (“girafa”, em latim) e está no fim da sua vida. Em outras palavras, ela tem “apenas” alguns milhares de anos pela frente (o que, comparado com sua idade, não é quase nada).

U Cam é uma estrela de carbono, um tipo raro cuja atmosfera contém mais carbono do que oxigênio. Nos últimos milhares de anos, uma vez ou outra a estrela expeliu uma nuvem de gás, devido à instabilidade de seu núcleo. Normalmente, por estar tão distante, U Cam mal é vista mesmo pelo poderoso Telescópio Hubble. Desta vez, porém, foi possível registrar um momento em que ocorreu a expulsão de gás, quando seu núcleo se torna mais brilhante.

Fonte: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/

Higgs mostra como a matemática pode prever coisas no mundo real

Durante 40 anos, o bóson de Higgs não passou de uma letra nas equações dos físicos. Ele era usado para completar o modelo padrão de partículas, sendo responsável pela “quebra de simetria eletrofraca”, a separação da força eletromagnética, que é mediada pelos fótons, e a força nuclear fraca, que é conhecida pelo seu papel na radioatividade, logo nos primeiros momentos do Big Bang.

Matematicamente, o bóson de Higgs é uma consequência das equações que descrevem um campo de força, o campo de Higgs, um campo que exerce sua influência no universo invisível. Sem o campo de Higgs, as partículas podem viajar pelo espaço sem resistência alguma, e as mudanças de velocidade acontecem sem inércia – por que não existe massa.

No início do universo, a temperatura altíssima do Big Bang não permitia que o campo de Higgs se formasse. Com o resfriamento do universo a uma temperatura apropriada, logo depois do tempo de Planck, o momento mais remoto do Big Bang, o campo de Higgs pode se organizar.

A partir daquele momento, as partículas passaram a sofrer uma mudança em seus movimentos. Os transmissores da parte fraca da força eletrofraca, duas partículas W (uma positiva e outra negativa) e a partícula neutra Z passaram a sentir a força Higgs de forma dramática. Para o fóton nada mudou, mas para os W e Z, voar passou a ser como nadar no melado. 

Outras partículas que também sentiram a influência do campo de Higgs, mas de forma diferente, foram os quarks, que também passaram a ter massa. E com isto puderam se reunir em prótons e nêutros, e ser orbitados por elétrons. A influência do campo de Higgs permite a existência de átomos, de reações químicas e de estruturas complexas.

Pelo menos era isto o que os físicos diziam para si mesmos. Era algo tão matematicamente perfeito que alguns acreditavam que a natureza deveria seguir o script. Mas as dúvidas incomodavam muitos que conheciam história. Uma substância imponderável que preenche todo o espaço, e responsável por todos os fenômenos físicos? Será que existia mesmo?

Mas desta vez veio o sucesso. Os cientistas construíram uma máquina que colide prótons a 99,999999% da velocidade da luz, o suficiente para sacudir alguns bósons de Higgs. Os bósons têm vida muito curta, mas quando se desfazem, deixam um rastro de partículas que é a assinatura do seu decaimento. Os cientistas registraram esta assinatura nos detectores e com isto deduzem que alguns bósons decaíram.

Mas o sucesso dos cientistas tem um outro significado profundo: valida o empreendimento científico como uma forma de conhecer a natureza. De alguma forma, alguns humanos rabiscando em papéis descobriram um dos mais profundos segredos da natureza usando apenas a cabeça (e talvez lápis e papel), coisa que mais tarde uma máquina de vários bilhões de dólares que cria temperaturas de um milhão de bilhão de graus iria confirmar.

Durante os anos em que o bóson de Higgs era um símbolo matemático hipotético nas equações dos físicos, a sua existência era quase como um artigo de fé científica. Sem ele, haveria alguma coisa desesperadamente errada com toda a estrutura da compreensão científica do universo. Felizmente, a história termina bem, o bóson foi encontrado, o que é, segundo o físico Brian greene, “um enorme triunfo para os métodos mátemáticos que fazem predições de coisas no mundo real”.

Mas esta história é só um capítulo, e nem é o último capítulo no livro da natureza. Os cientistas ainda precisam descobrir mais partículas para explicar mistérios como a abundância da matéria escura no espaço e como a gravidade se encaixa nas forças da natureza.

Fonte: http://www.sciencenews.org/

Bóson de Higgs: cálculos independentes aumentam a significância da descoberta

Quando foi feito o anúncio do que pode ser a descoberta do bóson de Higgs, pouca gente parece ter notado que era a declaração conjunta de duas equipes: a equipe do detector ATLAS e a equipe do detector CMS. Cada uma fez um anúncio apontando que tinham uma precisão de quase 5 sigmas de que o que haviam observado era o bóson de Higgs.

Dentro do LHC existem sete experimentos acontecendo: o ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus), o CMS (Compact Muon Solenoid), o LHCb (LHC-beauty), o ALICE (A Large Ion Collider Experiment), o TOTEM (Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation), o LHCf (LHC-forward) e o MoEDAL (Monopole and Exotics Detector At the LHC). As colisões acontecem em quatro pontos dentro do LHC; dois deles são o ATLAS e o CMS.

Nestes dois detectores, o bóson de Higgs foi caçado durante vários anos. Como a partícula tem a vida muito curta, em vez de procurar “ver” o bóson de Higgs, os detectores procuram pelas partículas que são emitidas quando o bóson se desfaz: eles decaem em dois fótons ou em dois outros bósons Z, que por sua vez decaem em dois léptons. Existem outras maneiras do bóson de Higgs decair, mas estas duas são as mais fáceis de detectar.

Só que nem tudo são flores: os bósons Z acontecem uma vez para cada 12.000 bósons de Higgs, e os fótons podem ficar perdidos em um mar de fótons criados por outros processos de decaimento. O truque é usar as duas medidas combinadas, o que dá o número de 5 sigmas de significância nos dados, ou seja, uma chance em 2 milhões de que não seja o bóson de Higgs.

O que aconteceria se os dois experimentos fossem considerados um só? Combinar os dois processos de certa forma anula alguns pontos fracos de ambos, dando mais confiança no resultado. Mas quanta confiança?

O físico Phillip Gibbs, que não faz parte de nenhuma das equipes que trabalha no LHC, tentou fazer a combinação dos resultados de um ano e meio dos dois experimentos, e chegou a um novo número para a confiabilidade dos resultados: 7,4 sigma. Isto significa que as chances de que os resultados dos dois processos foram causados por acaso estatístico é menos de duas em 10 bilhões.

Se 3 sigmas significam “observação” e 5 sigmas significam “descoberta”, o que significam 7 sigmas? “Certeza”? Talvez. O problema de combinar os resultados dos dois experimentos desta forma significa que você não vai poder mais usar um processo para fazer uma verificação cruzada dos resultados do outro processo, conforme apontou o pesquisador do ATLAS, Aidan Randle-Conde. Outro problema no cálculo é que ele foi feito de forma bastante rudimentar. Um cálculo mais preciso demanda mais tempo, devido à complexidade da tarefa.

Mesmo assim, é mais um número para aumentar a nossa confiança nos resultados do LHC. E um bom número.

Fonte: http://hypescience.com/

Como Stephen Hawking perdeu U$ 100 por causa do bóson de Higgs

Neste vídeo Stephen Hawking explica a importância da descoberta do bóson de Higgs por ela ser a partícula que dá massa as outras partículas. A descoberta também fortalece o Modelo Padrão da física; que é a teoria que explica todos os resultados dos experimentos até o momento.

Segundo Hawking, Peter Higgs deveria ganhar um prêmio Nobel pela descoberta teórica na década de 1960 de uma partícula que hoje sabemos ser real.

Ele afirma que não esperava estes resultados e portanto fez uma aposta com o físico Gordon Kane da Universidade de Michigan (EUA) de U$ 100 de que a partícula nunca seria encontrada. Loser!

Fonte: http://gizmodo.com/

Porque o bóson de Higgs dá sentido ao universo

No dia 04 de Julho de 2012, em uma coletiva de imprensa realizada no laboratório CERN (Organização Europeia de Pesquisas Nucleares) em Genebra, na Suíça, cientistas anunciaram o que pode ser a descoberta de uma das partículas elementares para a formação de tudo o que existe: o bóson de Higgs.

Há anos, pesquisadores trabalhando no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), o maior acelerador de partículas que existe, procuram o bóson, partícula que foi proposta pela primeira vez por Peter Higgs em 1964, 48 anos atrás.

Agora, duas equipes separadas do LHC – ATLAS e CMS – chegaram a resultados parecidos que estão em conformidade com as previsões teóricas sobre as partículas subatômicas do Modelo Padrão da Física, com a inclusão do bóson de Higgs. Isso indica que a partícula de fato existe.

O bóson teria massa de 125.3 GeV, e os resultados têm o nível de certeza de 4,9 sigma (o ideal é 5 sigma, nível necessário para reivindicar uma descoberta, pois significa que há menos de uma chance em um milhão dos dados serem um acaso estatístico).

“Foi anunciada a descoberta de um bóson que pode ser o bóson previsto por Higgs há quase 50 anos. A beleza da descoberta vem não apenas da notável previsão teórica, baseada em alguns conceitos bastante simples de simetria, mas do avanço tecnológico que foi preciso fazer para comprovar a sua existência”, comenta a Prof. Dr. Carola Dobrigkeit Chinellato, do Grupo de Física Teórica (GFT), da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).

Tal êxito só foi possível com um enorme esforço e trabalho conjunto de milhares de pesquisadores, físicos, engenheiros e técnicos. “Acho que é mesmo um momento histórico”, diz.

Apesar de muita gente achar que o bóson de Higgs é um caso certo, ainda é preciso ter cautela. Os cientistas estão tratando a descoberta como “muito provável”, e pediram tempo para analisar as informações.

“Esta cautela é inteiramente justificável. Embora seja relativamente robusto, níveis de certeza maiores do que 4,9 já vieram a ser modificados pelos próprios dados experimentais. É preciso cuidado”, explica o Prof. Dr. Marcelo M. Guzzo, do Instituto de Física Gleb Wataghin, também da UNICAMP.

O bóson de Higgs é a partícula pela qual supostamente tudo no universo obtém sua massa, inclusive nós, seres humanos.

Sendo assim, a partícula era vista como crucial para que os físicos pudessem dar sentido ao universo. Só que ela nunca tinha sido observada por experimentos.

Por conta de sua importância nos blocos de construção básicos do universo, o bóson recebeu o apelido de “partícula de Deus”, apelido que Guzzo não simpatiza. “Não gosto do nome ‘Partícula de Deus’, apenas se for pensado como uma espécie de brincadeira. Supondo que tenhamos, de fato, descoberto o Higgs, temos em mãos um quebra-cabeça muito mais completo rumo a uma compreensão das partículas elementares e suas propriedades. Isto é muito bom. Mas outras peças que são igualmente importantes neste quebra-cabeça nunca foram chamadas de ‘Partículas de Deus’”, argumenta.

O quebra-cabeça maior seria, por assim dizer, o Modelo Padrão da Física, uma espécie de “livro de instruções” que descreve como as partículas e as forças interagem no universo. Sem a existência do bóson de Higgs, ou seja, de uma partícula que desse massa a todas as outras, todo esse modelo poderia ir por água abaixo.

Sendo assim, uma das grandes consequências da descoberta é o fortalecimento desta teoria em detrimento de teorias alternativas. “Podemos afirmar que nada muda no Modelo Padrão das Partículas Elementares. Pelo contrário. O bóson de Higgs fazia parte do Modelo Padrão que sai muito fortalecido por esta descoberta”, diz Guzzo.

Agora, qualquer outro modelo alternativo ao Modelo Padrão terá que incorporar o Higgs, que passa a ter status de “evidenciado experimentalmente”.

E o bóson de Higgs também ajuda a explicar outras teorias, como a simetria de gauge. “Agora entendemos como a simetria de gauge, um dos pilares da construção do Modelo Padrão e que gera previsões estranhas como, por exemplo, que os bósons intermediários responsáveis pela interação fraca não têm massa, pode incorporar as massas destas partículas que foram encontradas experimentalmente já no início da década de 1970. Isto se dá através do Mecanismo de Higgs”, explica o professor.

O badalado bóson de Higgs, então, foi encontrado (provavelmente). Mas o grande vencedor parece ser o Modelo Padrão da Física.

“O conjunto começa a ficar muito interessante. Bonito mesmo! A ponto que eu gostaria de ver o Modelo Padrão ensinado nas escolas, como um conhecimento popular. É a consagração do Modelo Atomista que há milênios ronda o conhecimento humano”, opina Guzzo.

“Já há muitos anos nós aprendemos sobre a previsão da existência do bóson de Higgs, e ensinamos sobre ele para os nossos alunos. O anúncio dos resultados dos experimentos ATLAS e CMS é motivo de alegria para os físicos, e ainda mais para os físicos que trabalham na área de partículas elementares. Sentimos uma satisfação parecida com a de alguém que está montando um quebra-cabeça enorme e consegue achar a pecinha que estava faltando para completar o quadro”, comemora a professora Carola.

Fonte: http://hypescience.com/

Buraco negro da Via Láctea engolirá enorme nuvem espacial

20 anos observando o buraco negro no centro de nossa galáxia, e o astrofísico Stefan Gillessen, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, em Munique, Alemanha, só viu duas estrelas se aproximando do buraco negro em Sagitário A* (“sagitário a-estrela”), e mesmo assim elas escaparam ilesas, mas parece que desta vez será diferente.

Nos sete anos que tem observado esta nuvem de gás, que é gigantesca, se aproximando do buraco negro, Stefan notou que a velocidade dela dobrou. A nuvem já começou a apresentar deformações causadas pelas forças de maré da imensa gravidade do buraco negro, que tem massa equivalente a quatro milhões de sóis.

O buraco negro parece que gosta de pratos italianos, por que a nuvem de gás vai ser espichada como um espaguete antes de ser devorada. Acredita-se que a nuvem aqueça e comece a brilhar na faixa dos raios-X, o que vai fazer com que ela seja visível da Terra.

O centro da nossa galáxia está escondido de nós nuvens de gás e poeira, o que faz com que só consigamos observar alguma coisa usando telescópios que trabalham na faixa do raio-X, rádio e infravermelho. Além deste problema, tem a própria natureza dos buracos negros: eles não deixam escapar nenhuma luz, então só podem ser observados indiretamente. Mais precisamente, pelo que “comem”: gases, poeira, asteroides, planetas e estrelas brilham na faixa do raio-X antes de serem devorados. Examinando os flashes de raio-X, os astrônomos são capazes de averiguar como anda a dieta do buraco negro, se ele está se alimentando bem ou se está passando fome, caso do buraco negro central da nossa galáxia.

Acredita-se que a nuvem se aproximará a uma distância de “apenas” 36 horas-luz de distância do buraco negro, cerca de 40 bilhões de quilômetros, no meio do ano de 2013, quando deve começar o “lanche”. E a nuvem parece que está com pressa: já está na velocidade de 8 milhões de km/h. Vai ser uma oportunidade fantástica para os astrônomos observarem o que acontece quando alguma coisa cai num buraco negro.

Veja o vídeo em: http://www.space.com/16332-milky-way-black-hole-eats-gas-cloud-coming-2013-video.html

Fonte: http://www.livescience.com/

Cientistas encontram portais no campo magnético da Terra

Portais, na ficção científica (e em jogos de computador), são passagens capazes de transportar você para pontos distantes no espaço e no tempo ou, ainda, para outra dimensão. Na vida real, não chegam a tanto, mas não deixam de ser um fenômeno surpreendente.

Em observações feitas recentemente por uma equipe da NASA, foram encontrados portais no campo magnético da Terra. “São locais onde o nosso campo magnético se conecta com o do sol, criando caminhos com mais de 150 milhões quilômetros de extensão”, explica o físico Jack Scudder, da Universidade de Iowa (EUA).

Esses portais magnéticos, também chamados de “Pontos-X”, abrem e fecham várias vezes por dia. Normalmente, estão localizados a dezenas de milhares de quilômetros da superfície terrestre, onde fortes ventos solares atingem o campo magnético do planeta.

A maioria deles é pequena e dura pouco, mas alguns são gigantescos e demoram para se fechar. Através deles, correm toneladas de partículas energéticas, aquecendo a atmosfera da Terra, causando tempestades magnéticas e auroras boreais.

Em 2014, a NASA planeja lançar naves para coletar informações e, assim, poder estudar o fenômeno. Encontrar portais não é fácil, já que eles abrem e fecham sem aviso e são invisíveis a olho nu. Ao analisar um projeto antigo, porém, Scudder descobriu uma forma de localizá-los.

No final da década de 90, a nave Polar da NASA passou anos na magnetosfera da Terra e encontrou vários Pontos-X/Portais durante a missão. Usando dados coletados por essa nave, é possível calibrar equipamentos que indiquem a presença das estranhas passagens magnéticas.

Fonte: http://sciencedaily.com/

Spins, fantasmas e heresias

Professor Mustafá Ali Kanso

Vou tentar abordar de forma sucinta um dos conceitos mais estranhos de mecânica quântica e que será um dos principais diferenciais da computação quântica quando comparada a computação tradicional.

 

Trata-se do conceito de entrelaçamento quântico, também denominado emaranhamento quântico ou ação assombrada (ou fantasmagórica) à distância.

Felizmente “mecânica quântica” não é uma religião fundamentalista, assim seus seguidores não me condenarão ao “fogo eterno de um inferno quântico” por abordar um tema desse porte de forma tão displicente – sem o imprescindível tratamento matemático que a define.

Vamos às heresias.

Minha primeira heresia

Numa metáfora, para entender a ideia de entrelaçamento, basta imaginar dois irmãos gêmeos entrelaçados quanticamente: se um deles ficar gripado o outro também vai espirrar, mesmo distantes milhares de quilômetros.

Minha segunda heresia

Como o cerne de nossa explicação está relacionada à spintrônica, vamos partir do nosso conceito bastante simplificado de spin, imaginando que se trata meramente da rotação do elétron em torno de seu eixo (minhas sinceras desculpas aos físicos quânticos – spin é muito mais que isso!).

Teremos por esta abordagem herética dois estados de spins bem definidos:

• Estado zero-zero ou “up” : a rotação do elétron no sentido horário,
• Estado um-um ou “down”: a rotação do elétron do sentido anti-horário

Vamos imaginar que tomamos uma amostra de gás hidrogênio cujo elétron solitário de cada um de seus átomos apresenta naturalmente o spin “up”, e que, por uma ação específica de nosso experimento conseguimos promover o entrelaçamento do spin de cada um de seus elétrons solitários.

Dividimos essa amostra em duas porções iguais A e B. Mantemos a porção A da amostra no nosso laboratório ligada a sensores capazes de detectar qualquer mudança no spin dos elétrons solitários. Depois enviamos a porção B para outro laboratório situado numa estação espacial distante da Terra 10 segundos luz, isso quer dizer que a luz ou qualquer onda eletromagnética oriunda dessa estação espacial levaria dez segundos para chegar até a Terra.

Assim que a amostra B chegar à estação espacial a conectamos a um gerador de campo magnético capaz de inverter o spin dos elétrons solitários e iniciamos nosso experimento.

Cada vez que o spin dos elétrons solitários da amostra B for invertido o mesmo ocorrerá com o spin dos elétrons solitários da amostra A. E de forma completamente inexplicável esta inversão ocorrerá simultaneamente. Ou seja, sem o atraso de 10 segundos que seria o esperado por qualquer comunicação que ocorresse na velocidade da luz.

Fantasmas velozes 

Esse fenômeno provocou muito alvoroço nos meios acadêmicos, pois aparentemente o entrelaçamento quântico promoveria uma “comunicação” entre as partículas por algum “agente” mais rápido que a luz, colocando por terra a Teoria da Relatividade.

Daí o fenômeno ser denominado de ação assombrada ou fantasmagórica à distância.

Apenas sendo um fantasma para burlar o limite da velocidade da luz, ou não?

Atualmente se assume que ocorreu o teletransporte quântico, ou seja, apenas transporte de informação e não de energia ou matéria conforme o defendido por Einstein.

É fácil intuir o potencial deste fenômeno na construção de microprocessadores, memórias de computador e sistemas de comunicação e criptografia de dados, cujo “delay” entre ação e resposta é nulo e independe da distância.

Evidentemente ainda existem muitas dificuldades técnicas para serem vencidas, mas como o noticiado aqui no hypescience, os avanços em direção ao computador quântico estão ocorrendo num ritmo tão acelerado que na pior das hipóteses até o final da década a capacidade e a velocidade de processamento, armazenagem e tratamento de dados atingirão níveis jamais sonhados.

Fonte: http://hypescience.com/

Grupo de galáxias é tão grande que ‘entorta’ a luz que passa por ele

Pense na nossa galáxia. Grande, sem dúvida. Agora pense em um conjunto de centenas de milhares de galáxias. Absurdamente monstruoso, certo? Mais impressionante ainda é a distância entre a Terra e o recém-descoberto conjunto (chamado IDCS J1426.5+3508): 10 bilhões de anos-luz. Em outras palavras, ele surgiu quando o universo tinha apenas 1/4 de sua idade atual.

Curiosamente, mesmo uma estrutura gigantesca como essa não é fácil de ser encontrada na imensidão do espaço. Sua descoberta foi um golpe de sorte, possível graças a um alinhamento entre a Terra, o conjunto e uma galáxia que está atrás dele.

O alinhamento causou um fenômeno chamado “lente gravitacional”, que ocorre quando um corpo (seja um buraco negro ou um conjunto de galáxias) tem uma força gravitacional tão grande que é capaz de distorcer a luz emitida por um objeto localizado atrás.

Foi algo inesperado, já que os astrônomos estavam observando uma área relativamente pequena do céu. “Encontrar um conjunto massivo, a essa distância e, ainda por cima, capaz de causar ‘lente gravitacional’ é algo muito improvável, mesmo que você observe todo o céu”, ressalta o astrônomo Anthony Gonzalez, líder da equipe responsável pela descoberta.

Fonte: http://www.livescience.com/

Vida: é inevitável ou apenas um acaso?

Com tantos exoplanetas sendo descobertos, parece cada vez mais provável que planetas que possam abrigar a vida sejam muito comuns, o que levanta a velha questão: por que ainda não encontramos vida alienígena?

A resposta a esta pergunta está escondida na resposta a outra pergunta: dadas as condições adequadas, a vida surge espontaneamente, ou não bastam as condições estarem presentes, é preciso um lance de sorte incrível?

Um exame de como as células são constituídas levou Nick Lane a dar uma olhada em um mecanismo que é tão básico que deve ser universal: todas as células consomem energia. Muita energia.

Uma célula moderna usa enzimas para aproveitar cada joule de energia das moléculas que encontra, mas este é um processo que foi afinado por bilhões de anos de seleção natural. Além do mais, a quantidade fenomenal de energia usada por uma célula moderna deve ser bem menor que a quantidade de energia que uma célula primordial, com mecanismos mais primitivos e menos eficientes, usava.

E de onde vem esta energia? Esqueçam a energia do sol, a fotossíntese é muito complicada para ter surgido logo no início. O aproveitamento de raios ultravioleta ou raios elétricos também está fora de questão. A energia deveria estar disponível em grandes quantidades, e pronta para ser usada.

Uma ideia proposta pelo bioquímico Peter Mitchell em 1961, polêmica por sinal, era de que as células originais obtinham sua energia não por processos químicos, mas elétricos, especificamente uma diferença de concentração de prótons. As células modernas tem um mecanismo destes funcionando na membrana, que tem diferentes concentrações de prótons dos dois lados dela. De fato, parte da energia usada pelo genoma das células é dedicada a controlar o gradiente de potencial das membranas; se ele se desfaz, a célula morre.

A energia do potencial elétrico pode ser usada para movimentar um flagelo ou então produzir proteínas. Só que o aparato celular que usa esta energia é extremamente complexo, o que nos deixa com um paradoxo nas mãos, já que estes mecanismos não poderiam alimentar as necessidades de energia das células primordiais.

A resposta para a fonte de energia das células primordiais que Nick acha mais provável é a de chaminés hidrotermais, que surgem quando a água entra em rochas calcáreas – chaminés hidrotermais alcalinas.

Por um processo simples, estas fontes se formam quando a água infiltra-se em rochas calcáreas, produzem serpentinita, aquecem e produzem água alcalina, com “carência de prótons”, e hidrogênio, H2. Esta água sai do solo em rachaduras, e os íons dissolvidos nela precipitam ao entrar em contato com a água fria do oceano, formando “chaminés”. Se a abundância de CO2 era maior na Terra primordial, como sugerem as pesquisas, os oceanos eram levementes ácidos nesta era, o que nos leva a uma configuração favorável ao surgimento de moléculas orgânicas simples: tubos calcáreos, ricos em ferro e outros minerais, contendo no seu interior uma solução pobre em prótons, imersos em um oceano rico em prótons. A diferença de potencial entre o lado externo e interno poderia levar o CO2 a reagir com o H2.

Se, e este é um grande se, as reações de CO2 com H2 produzirem moléculas orgânicas nestas condições, esta reação liberaria energia. Há uma distância enorme entre uma chaminé hidrotermal que produz moléculas orgânicas e uma célula que faça a mesma coisa, mas se houver uma sequência de passos que permita que isto aconteça, isto significa que, para ter uma célula, a receita mais simples pede apenas água, rochas e CO2. Este processo é possível? É cedo para dizer, mas o trabalho de Nick Lane é exatamente nesta hipótese.

Olhando por este lado, a vida deve ser abundante, o que nos leva ao ponto de partida: onde está esta vida então, e por que não fez contato conosco?

O problema está no próximo passo: a passagem de um mundo procariota para um eucariota. E este passo parece ser extremamente raro. Aqui na Terra, por exemplo, bilhões de anos de seleção natural numa população de bactérias produziram apenas bactérias. Bactérias extremamente eficazes para fazer o que bactérias fazem, mas minúsculas bactérias, ainda. E as células primitivas das bactérias simplesmente não tem o aparato necessário para fazer uma planta, um inseto ou um mamífero.

E quais as diferenças entre uma bactéria e uma célula eucariota? A primeira diferença está no tamanho. Uma célula eucariota típica é 15 mil vezes maior que uma bactéria típica. E isto faz uma diferença enorme. Aparentemente, há uma penalidade enorme aplicada quando você aumenta o tamanho de uma bactéria até o tamanho de uma célula: a quantidade de energia disponível por gene cai em milhares de vezes. Como os genes precisam estar próximos da membrana para controlar seu potencial, um crescimento de volume implica em um aumento do genoma, e o resultado final é que não há um ganho de energia por cópia do genoma.

A outra diferença entre bactérias e células eucariotas está na complexidade. As bactérias são extremamente simples, comparadas com as células eucariotas – a seleção natural favoreceu organismos simples e eficientes, no caso das bactérias.

O problema que temos então é que para termos eucariotas, as células simples precisam crescer em tamanho e em complexidade, mas quanto mais genes uma célula simples obtém, menos ela pode fazer com eles, e isto é um problema evolutivo. E como as células eucariotas resolveram o problema? Com mitocôndrias.

Em algum momento há dois bilhões de anos, uma bactéria entrou dentro de outra e começou a se multiplicar, suas “filhas” competindo para ver quem produzia mais energia com menos genoma. Esta corrida produziu as mitocôndrias de hoje, que baixaram de prováveis três mil genes para apenas 40 ou algo assim, todas elas extremamente especializadas em produzir energia.

A emergência da vida mais complexa então parece depender de um evento único, a incorporação de uma bactéria dentro de outra, num tipo de associação extremamente raro em células mais simples. 

Bilhões de anos de evolução das bactérias produziu apenas bactérias melhores. Foi preciso este evento único para que os eucariotas surgissem e, com eles, todas as formas complexas de vida que vemos hoje. Sabemos que isto aconteceu apenas uma vez por que tudo descende do mesmo ancestral comum.

Então, quais as chances de haver vida? A vida celular simples possivelmente só precisa de água, rochas e CO2 – a termodinâmica praticamente torna obrigatório o surgimento de células simples. O universo deve estar cheio de planetas pululando de bactérias. Mas para surgir vida mais complexa, é preciso um evento que parece extremamente raro: a incorporação de mitocôndrias.

Mas já conhecemos um evento raro que ocorre o tempo topo: a explosão de estrelas. Apesar de ocorrer com pouca freqüência em nossa galáxia devemos lembrar que o universo contém centenas de bilhões de galáxias, cada uma contendo centenas de bilhões de estrelas. Por isso explosões estelares podem ser observadas corriqueiramente. Também sabemos que cada estrela é um sistema planetário em potencial, portanto faça as contas.

Podem haver outras explicações para a ausência da descoberta de vida alienígena, como disparos de raios gama que esterilizam planetas promissores, ou civilizações promissoras que se aniquilaram. Mas pode ser também que a gente tenha vizinhos bem próximos, e, se algum dia eles fizerem contato, Nick está apostando que eles tem mitocôndrias em suas células.

Fonte: http://www.newscientist.com/

O estranho (mas necessário) Princípio da Incerteza

     http://www.flickr.com/photos/qthomasbower/

“Lisa, aqui nesta casa nós respeitamos as Leis da Termodinâmica!”, exclamou Homer, incomodado porque sua filha havia inventado uma máquina de movimento perpétuo (que “criava” sua própria energia, assim, poderia funcionar indefinidamente).

Com humor inteligente, Os Simpsons estavam se referindo a uma lei física segundo a qual não se pode simplesmente criar energia “do nada”. Até aqui, tudo bem. Quando passamos da física convencional para a quântica, porém, as coisas começam a complicar – e chegam a soar um tanto absurdas.

De acordo com o Princípio da Incerteza de Heisenberg (um dos pilares da física quântica), não é possível saber, com precisão, a velocidade e a posição de uma partícula. Quando você mede uma, a outra muda. É tão exótico que, desde que foi proposto (em 1927), muitos cientistas ainda quebram a cabeça com ele – Einstein, inclusive, ficava “incomodado”.

Para (tentar) facilitar as coisas, as pesquisadoras Stephanie Wehner e Esther Hänggi, da Universidade Nacional de Cingapura, fizeram uma analogia usando linguagem da informação. Elas propõem que, da mesma forma que você não consegue saber a localização e a velocidade de uma partícula, você não é capaz de decodificar ao mesmo tempo duas mensagens em uma mesma linha.

Ao decodificar uma, você dificulta a leitura da outra. Se o Princípio da Incerteza não existisse, você poderia ler ambas simultaneamente. É como gastar determinada quantidade de energia e conseguir o dobro de resultado. Resultado que aparece “do nada” – como na máquina de movimento perpétuo montada por Lisa.

“A Segunda Lei da Termodinâmica é algo que vemos em toda parte e que ninguém questiona”, diz o físico teórico Mario Berta, do Instuto Federal de Tecnologia da Suíça. “Agora sabemos que, sem o Princípio da Incerteza, seríamos capazes de quebrar a Segunda Lei”.

Assim, o Princípio continua estranho mas, se não existisse, as coisas seriam ainda mais estranhas. 

Fonte: http://www.newscientist.com/

O cosmo possui uma história anterior ao Big Bang

Segundo cientistas, o Universo apresenta “ecos” de eventos que aconteceram antes do Big Bang. Essas marcas podem ser vistas nas microondas de radiação que preenchem o Universo.

O cosmologista Roger Penrose afirma que os eventos parecem como “anéis” ao redor de aglomerados de galáxias. Ele criou o termo “aeon” para se referir a uma era do universo, como diferentes eras da história. Segundo Penrose, houve aeons antes do nosso, que culminaram no evento Big Bang e que deram início ao nosso aeon.

Para chegar a essa conclusão, Penrose e Vahe Gurzadyan (cientista da Universidade Yerevan, da Armênia) analisaram as temperaturas praticamente uniformes que preenchem os espaços vazios do Universo. Eles pesquisaram quase 11 mil lugares, especialmente galáxias que se fundiram e criaram buracos negros enormes.

Quando esses buracos negros são criados, há uma enorme liberação de energia. Se os mesmos eventos se repetem em diferentes aeons, ou seja, as mesmas coisas acontecem em diferentes períodos da história do universo, se repetindo infinitamente, essas energias de aeons passados poderiam ser encontradas.

A pesquisa mostrou 12 eventos em que há “anéis” de energia ao redor de estruturas espaciais, alguns com até cinco anéis de energia, mostrando que eventos massivos poderiam sair desses objetos mais de uma vez na história.

A descoberta é fascinante porque pode mostrar que tudo no universo é cíclico, incluindo a vida na Terra e nossa própria existência.

Fonte: http://www.bbc.co.uk/news/science-environment

Big Bang não precisou de Deus

No eterno debate sobre a existência de Deus, há quem argumente que, sem um Criador, o próprio Big Bang não teria existido. Para o astrofísico Alex Filippenko, da Universidade da Califórnia (EUA), porém, não é bem por aí. “O Big Bang pode ter ocorrido simplesmente graças às leis da Física”, disse recentemente durante a SETICon 2 (sigla em inglês para “2ª Conferência da Busca de Inteligência Extraterrestre”).

No bizarro mundo da Física Quântica – que opera em escala sub-atômica –, matéria e energia aparecem e somem de repente, sem qualquer explicação. E isso, sugerem alguns pesquisadores, pode estar por trás da origem do universo.

“Se aqui nesta sala você ‘torcesse’ o tempo e o espaço da maneira certa, poderia muito bem criar um novo universo. Talvez não conseguisse entrar nele, mas iria criá-lo”, sugeriu o astrônomo Seth Shostak, do Instituto SETI, durante a conferência.

Antes que os ateus possam levantar e dizer “ahá!”, Filippenko ressaltou que há uma grande distância entre mostrar que Deus não foi necessário para o Big Bang e provar que ele não existe de fato. “Não acho que você possa usar a ciência para provar a existência ou não existência de Deus”, opinou.

Além disso, se o universo surgiu simplesmente a partir das Leis da Física, de onde surgiram as próprias Leis? Se Deus as criou, de onde Ele veio? E o debate continua…

Fonte: http://www.livescience.com/

Como estátuas gigantes teriam ‘andado’ até seus locais atuais [vídeo]

As civilizações antigas são envoltas em grande mistério para nós. Nem sempre conseguimos desvendar como eles viviam e criavam as coisas maravilhosas que hoje podemos apenas apreciar.

Entre alguns dos mistérios mais bem conhecidos, estão as pirâmides do Egito, que apesar de existirem várias teorias, ninguém sabe exatamente como foram construídas, e as cidades incas, bastante avançadas, que tem sistemas hidráulicos, por exemplo, com uma água corrente (até hoje) que ninguém sabe de onde vem.

A Ilha de Páscoa, que ganhou esse nome por ter sido “descoberta” no domingo de Páscoa, dia 5 de abril de 1722, pelo capitão holandês Jacob Roggeveen, fica no oceano Pacífico, a 3.500 quilômetros da costa do Chile – a ilha, com uma pequena população, é a mais remota do mundo. Antigamente, era conhecida como Te Pito o Te Henua, que significa “O Centro do Mundo”.

Reza a lenda que os primeiros habitantes da ilha construíram estátuas usando a rocha vulcânica do local. Como algumas têm quase 5 metros de altura e pesam cerca de 14 toneladas, muitas teorias – algumas malucas – surgiram para explicar como isso foi possível. Uma delas, inclusive, apesar de inacabada, tem 20 metros.

As estátuas são parecidas com algumas existentes na Polinésia, que fica “próxima” a ilha, mas evoluíram de forma exclusiva. O culto da estátua provavelmente simbolizava o domínio e poder masculino na estrutura social da população.

Pensa-se que os nativos acreditavam que essas estátuas eram habitadas por um espírito sagrado. Também se especula que representavam as diferentes tribos que viviam na ilha.

Sim, a Ilha de Páscoa, também conhecida como Rapa Nui, possui, de fato, muitos mistérios. Mas não é hora ainda de recorrer à teoria dos alienígenas que moveram as estátuas para as plataformas onde elas foram mais tarde encontradas.

Uma nova teoria, criada e testada por Terry Hunt e Carl Lipo da National Geographic, sugere que os habitantes da ilha podem simplesmente ter movido as estátuas gigantes para seus últimos locais de repouso.

E isso não exigiu nem mesmo troncos rolantes ou guindastes antigos. No vídeo acima, você vê uma demonstração da ideia de Hunt e Lipo feita com uma réplica um pouco menor que as estátuas reais (3 metros e 5 toneladas).

Três equipes estrategicamente coreografadas puxam, usando cordas, as estátuas Moia por toda a ilha. Sendo assim, fica provado que as estátuas poderiam simplesmente ter “andado” pela ilha, sendo arrastadas.

A teoria é bastante plausível porque, mesmo que as estátuas reais sejam maiores, já que a ilha possuía mão de obra para criá-las em primeiro lugar, certamente também tinham pessoas suficientes para arrastá-las. Claro, como muitas outras perguntas históricas, essa pode permanecer sem uma resposta definitiva para sempre. 

Fonte: http://hypescience.com/

Buracos negros são devoradores compulsivos?

Quando a matéria que o buraco negro está engolindo vai caindo, ela aquece à medida que aproxima-se do buraco negro e, eventualmente, sua temperatura fica tão alta, que ela brilha. Se há muita matéria sendo devorada, dizemos que o buraco negro é bastante ativo. Os buracos negros mais ativos geram núcleos galácticos extremamente ativos, conhecidos como quasares, que costumam apresentar um brilho equivalente ao de um trilhão de sóis, mais brilhante até do que uma galáxia.

Sempre se acreditou que a maioria dos quasares resultava de eventos extremos, como colisões de galáxias, que alimentavam o buraco negro com uma quantidade enorme de matéria em um único evento. Mas também se sabia que existiam os quasares mais tranquilos, que devoravam sua matéria lentamente, “em pequenos lanches”, por assim dizer.

O professor Kevin Schawinski, um astrônomo da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, resolveu testar esta crença sobre os buracos negros dos quasares, e num estudo examinou 30 quasares da coleção de imagens do telescópio Hubble e do telescópio Spitzer. Neste estudo, a equipe descobriu que das 30 galáxias examinadas, 26 não apresentavam sinais de colisões de galáxias, e apenas uma delas tinha sinais claros de uma colisão.

Mas mesmo o equipamento do Hubble não é capaz de fazer um zoom nas galáxias observadas, de forma que eles não sabem ainda qual o processo que está alimentando estes quasares. Schawinski acha que é uma combinação de fatores, como movimentos aleatórios de gases, disparos de supernovas, a absorção de pequenos corpos, e correntes de gases e estrelas alimentando o buraco negro central.

Os cientistas estão apostando suas fichas no telescópio espacial James Webb (STJW), a ser lançado em 2018. Ele pode ajudar os cientistas a resolver este enigma, pois vai operar na faixa do infravermelho, e será capaz de examinar em detalhe o que o Hubble e o Spitzer apenas descobriram existir.

Fonte: http://www.livescience.com/

Cientistas preveem que o tempo irá parar completamente

Cazuza que nos perdoe, mas parece que a ideia de que “o tempo não para” pode estar com os dias contados. Segundo teoria desenvolvida por pesquisadores da Universidade do País Basco e da Universidade de Salamanca (Espanha), o tempo está gradualmente desacelerando e, algum dia, irá simplesmente parar.

Ao observar supernovas distantes (estrelas que “explodiram”), astrônomos perceberam que as partículas que elas emitem parecem se mover mais rápido do que as daquelas que estão mais próximas de nós. Alguns acreditam que esse fenômeno é explicado pela “energia escura” – uma espécie de força gravitacional.

Como alternativa, os pesquisadores Jose Senovilla, Marc Mars e Raul Vera propõem que, na verdade, o tempo está se desacelerando e, por isso, as tais partículas se movem mais rápido. Daqui a alguns bilhões de anos (ufa!), o tempo terá se desacelerado até parar. “Tudo estará congelado, como numa foto, para sempre”, disse o prof. Senovilla.

Alguns leigos dizem que o tempo realmente passa mais devagar: durante o expediente. Mas aí já é outra história. 

Fonte: http://hypescience.com/

Novo supercomputador processa mais em uma hora do que toda a população do mundo em 320 anos

A IBM fez de novo. Não bastasse ter feito 5 dos 10 mais rápidos supercomputadores do mundo, ela novamente quebrou o recorde de computador mais rápido do mundo, batendo o supercomputador japonês Fujitsu K Computer na lista Top500. Desde 2009 nenhum computador da IBM conseguia chegar ao topo.

O novo supercomputador, o Sequoia, com cerca de 1,5 milhão de processadores, é capaz de realizar 16,32 petaflops. Também é econômico, consome “apenas” 7,9 MWatts, contra os 12,6 MWatts do computador japonês, que por sua vez tem cerca de 705.000 processadores, sendo capaz de processar 10,51 petaflops.

Petaflop, para quem não sabe, corresponde a 1 peta (10^15 ou 1.000.000.000.000.000) de operações matemáticas de números de ponto flutuante por segundo (flops, “floating point number operations per second”). O novo computador é capaz de fazer, em uma hora, mais cálculos do que 6 bilhões de seres humanos conseguiriam fazer em 320 anos usando calculadoras.

Tanto o Sequoia quanto o K Computer são, na verdade, “clusters”, ou computadores em uma rede, rodando programas dedicados a resolver problemas como, no caso do Sequoia, a simulação de explosões nucleares destinadas a estender a vida das armas nucleares americanas. Pode parecer ruim, mas ainda é um mal menor: a alternativa seria explodir bombas de verdade, e repor o estoque de bombas, movimentando a indústria bélica nuclear.

Instalado no Laboratório Nacional Lawrence Livermore, do Departamento de Energia, na Califórnia (EUA), o Sequoia compete com outros computadores de países como a China, Japão, França e Itália, e executam diversas simulações numéricas, geralmente voltadas à previsão do tempo e a simulação de interações gravitacionais em galáxias e explosões nucleares.

Fonte: http://hypescience.com/

A maior colisão que você nunca verá em toda sua vida [foto]

O telescópio espacial Hubble captou imagens raras de duas galáxias que parecem estar colidindo. Mas não se preocupe com o possível estrago da batida: na realidade essa é uma ilusão de óptica, pois as galáxias estão separadas por dezenas de milhões de anos-luz – o que representa cerca de dez vezes a distância entre a Via Láctea e a sua vizinha, a galáxia de Andrômena.

A proximidade aparente das duas galáxias, nomeadas NGC 3314, é apenas um truque de perspectiva, quando as galáxias são vistas da Terra. Como os cientistas sabem disso? As duas galáxias estão relativamente intactas – o que não aconteceria em caso de colisão –, e uma se move independentemente da outra. A partir desse alinhamento podemos ter uma visão singular das espirais da galáxia mais próxima, a NGC 3314A.

Fonte: http://hypescience.com/