Mistérios do mundo científico ainda por resolver: as constantes variáveis.

2 04 2009

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Mistério n°3:

 

Por que o universo se expande cada vez mais rapidamente?  

 

 

 

O estudo da física é baseado em certos números ou grandezas que parecem imutáveis e aos quais os físicos chamaram de leis de constantes da Natureza.  Por exemplo: a carga do elétron ou a velocidade da luz.  Mas, desde 1937, começou-se a suspeitar que certas constantes universais da física parecem não se aplicar ao cosmos.  Uma possível variação das constantes fundamentais da Natureza ainda está sem explicação e aparenta ter motivos estritamente misteriosos. 

 

 

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No início de tudo, há 13,7 bilhões de anos, a força do Big Bang atirou o conteúdo do Universo nascente em todas as direções. A matéria e a energia se condensaram em estrelas e galáxias, mas prosseguiram em sua corrida. No entanto, em anos recentes, pesquisadores constataram — com surpresa — que o cosmos está inflando cada vez mais rápido.  E não está reduzindo sua taxa de expansão, como seria esperado pelas leis de constantes da Natureza conhecidas.  Ou seja, com os dados que temos deveria haver um limite para a expansão do universo, em um certo ponto deveria encontrar um momento de desaceleração.

No entanto, alguma coisa parece estar compensando a gravidade e sustentando o processo de crescimento, acelerando as galáxias cada vez para mais longe umas das outras.

 

 

 

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 Desenho artístico do interior de um quasar por Simmonet

 

 

 

 

Um estudo da luz de quasars (objetos celestes muito brilhantes, que se encontram no limiar do Universo observável) constatou que a luz emitida por eles (há mais de 15 mil milhões de anos) passa, no seu caminho até a Terra, através de numerosas nuvens de gás interestelar, onde é absorvida e reemitida.   

Estas nuvens de gás estão muito distantes da Terra.  Assim para os cálculos de distância e velocidade é preciso levar em consideração que elas foram emitidas e reemitidas no passado, totalizando muitas épocas diferentes.  São números que somam milhares de milhões de anos.  Ao calcular esses valores do passado, pesquisadores descobriram que os meios pelos quais calculam o valor dessa constante não se aplicam nesse caso, pois os resultados obtidos indicam que essa constante seria diferente (menor) no passado.  A diferença é pequena, mas perceptível.

 

 

 

 

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 Quasar visto de um planeta.  Desenho artístico.

 

 

 

 

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Diversas teorias já surgiram, mas nenhuma ainda se provou correta tanto para justificar a aceleração na expansão do universo, nem tampouco para a diferença do cálculo menor para o passado.  É possível que estas variantes tenham a ver com a “energia escura” e que até se consiga explicar a mudança na intensidade da atração entre prótons e elétrons.  Mas o mistério ainda cerca estas constantes.





Mistérios do mundo científico ainda por resolver: por que as naves Pioneer mudaram suas trajetórias?

1 04 2009

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Mistério n°2:

 

Quem pilota as sondas Pioneer?

 

 

A Anomalia Pioneer é uma leve divergência nas trajetórias precisamente calculadas das sondas interplanetárias norte-americanas Pioneer 10 e Pioneer 11 da NASA, lançadas em 1972 e 1973.  Por quê?   Não há ainda uma explicação científica satisfatória.  A anomalia foi notada pelo desvio na rota original que começou a ser sentida 10 anos depois do lançamento. Em cada ano do curso, as sondas se deslocam 12.800 km para mais longe do traçado original da trajetória.  Não parece muito se pensarmos que as sondas cobrem 350.400.000 km por ano.  Mas décadas de análise ainda não conseguiram encontrar uma razão simples para isso.

 

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Sabemos que o problema da Anomalia Pioneer é de origem dinâmica.  Mesmo desconsiderando os efeitos gravitacionais conhecidos sobre as naves Pioneer 10 e 11, resta ainda uma inexplicada aceleração rumo ao Sol.  Uma aceleração constante.  Este é um problema em aberto.  Podemos agrupar as possíveis soluções em três categorias de acordo com sua natureza

 

Erros de Observação erros nos programas de análises de dados,  erros do programa de modelagem de trajetória, no entanto, um a um estes erros foram descartados usando análises de computação.

 

Resultados de efeitos sistemáticos e gravitacionais  todo tipo de explicação que leva em consideração as forças sistemáticas no interior da nave  já foi abordada.  Principalmente porque se sabe que esse efeito existe e não pode ser excluído, contudo a magnitude da anomalia supera a aceleração que seria gerada por esse mecanismo.

 

Efeitos de física desconhecida – sim, é aqui que a porca torce o rabo.   Hoje procuramos por efeitos externos que possam ser explicados além da física convencional e que podem sugerir uma nova física, que desconhecemos.

 

 

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Este mistério tem despertado grande interesse.  Muito vem sendo feito na tentativa de explicar sua causa.   Apesar de  diversas propostas terem sido sugeridas ao longo dos anos, nenhuma delas é totalmente aceita e o problema  Anomalia Pioneer continua sem solução.  É interessante notar que outras naves lançadas no espaço também sofreram os efeitos de uma aceleração desconhecida e até agora inexplicável.





Mistérios do mundo científico ainda por resolver: onde está o resto do universo?

31 03 2009

lhc-acelerador-de-particulasLHC acelerador de partículas.

 

 

 

Em fevereiro deste ano, (19-2-09), o TIMES ON LINE, [Grã-Bretanha] publicou uma matéria de Michael Brooks que li com atenção e que, volte e meia, retorna aos meus pensamentos.  Diga-se de passagem, foi uma matéria publicada na parte de entretenimento, mas nem por isso deixa de nos fazer pensar.  Trata-se de 13 mistérios do mundo científico ainda por resolver, de autoria de Michael Brooks.   Como é um artigo grande, vou abordá-lo em 13 capítulos, por 13 dias consecutivos.  A minha intenção é fazer com que pensemos no assunto e aumentar o interesse pelos estudos científicos entre os jovens.

 

 

Mistério n°1:

 

Está faltando:  A MAIOR PARTE DO UNIVERSO!

 

A verdade é que nós até hoje só conseguimos dar conta de 4% do cosmos.   Surpreso?  Pense: nossa grande esperança, com o LHC – Large Hadron Collider [Grande colisor de hadrões] — que é o maior acelerador de partículas do mundo, e também a maior máquina do planeta, com um perímetro de 27Km de extensão e com um total de 9300 magnetos supercondutores no seu interior — é criar algumas partículas chamadas pelos físicos de “matéria escura“.  Acredita-se de 25 % do universo seja feito de matéria escura.  

 

Inicialmente deu-se o nome de matéria escura ao que unia todas as galáxias juntas.  Se não houvesse esta matéria escura, baseado no que conhecemos, a tendência das galáxias seria de se expandirem, e não permanecerem como membros de um sistema organizado.  É preciso que haja algo que as mantenha juntas.  Na falta de melhores explicações há muitas décadas deu-se o nome a esta “substância” de matéria escura.  

 

Mas lá pelos anos 90 d0 século passado, apareceu o conceito da energia escura, que misteriosamente parece mexer com espaço e tempo.  Este novo conceito  apareceu com a descoberta de que não só o universo está se expandindo, mas que está se expandindo numa velocidade cada vez maior.  A natureza desta energia escura é assunto de muita especulação.  Sabemos que é uma força homogênea e não muito densa.  E acredita-se que deva ter pressão negativa.  Energia escura é a forma mais popular de se explicar a expansão do universo que começou nos últimos 5 bilhões de anos.  

 

 

 

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Estimativa da distribuição de matéria escura que compõem 22% da massa do universo e da energia escura que compõem 74%, com os corpos “normais”  perfazendo apenas 4% da massa do universo.








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