A maioria dos cientistas concorda: as atividades humanas estão causando mudanças climáticas
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Poluição atmosférica. Imagem da WikiPedia Commons |
;De vez em quando, eu recebo de um amigo um daqueles emails que circulam anonimamente pela web denunciando “a farsa do aquecimento global”, sempre supostamente assinado por “um importante grupo de cientistas”, cheios de títulos de PhD para cima. Outros, me mandam links para a entrevista do Doutor Ricardo Augusto Felício no Programa do Jô. Sem contar os que acreditam piamente nos “estudos” financiados e divulgados pelo The Heartland Institute (financiado, por sua vez, por companhias “idôneas” como a Phllip Morris e as “sete irmãs“)
O bordão é sempre o mesmo: “não há um verdadeiro consenso de que estejam realmente acontecendo mudanças climáticas e, mesmo que estejam, não há consenso que elas sejam causadas pela atividade humana”.
Pois bem, pessoal!… Para desfazer esse engano que a mídia adora alimentar quando está sem assunto, um grupo de cientistas de verdade (da Austrália, do Canada, do Reino Unido, da Finlândia, dos Estados Unidos e da Alemanha) resolveu verificar tudo o que foi publicado – em termos de artigos científicos submetidos à revisão pelos pares (“peer reviewed”) – entre 1991 e 2011.
Uma das participantes desse grupo, a professora Sarah Green, catedrática de química da Universidade Tecnológica do Michigan, tornou públicas as contagens de artigos que afirmam e que negam que as mudanças climáticas não só estão em curso, como são resultado da ação humana.
“Modestos” 97% (faço questão de dizer por extenso: noventa e sete por cento) dos cientistas concordam que as mudanças climáticas estão em curso e são antropogênicas!
Entre outros comentários, Green disse: “Achei fascinante ver o conjunto de implicações das mudanças climáticas identificados nos extratos dos artigos — muito além daquilo que costumamos ouvir sobre o assunto. Nesses artigos, tudo foi examinado, o que inclui: a produção de chá no Sri Lanka, as listras das salamandras, desnutrição infantil, frequência de queda de raios, a distribuição da espécie de cactos opuntia (e de pinheiros, bosques de kelp, javalis selvagens, pinguins, peixes árticos, leishmaniose canina e diversas outras espécies), atividade mitocondrial de transporte de elétrons em mariscos, absorção de cobre por peixinhos dourados, nevascas de efeito-lago, a velocidade de rotação da Terra e a prevalência de raposas peladas na Islândia”.
Green diz também ter encontrado vários artigos que tratavam sobre a mitigação dos efeitos das mudanças climáticas.
Os resultados dessa pesquisa estão no artigo publicado hoje em Environmental Research Letters (Quantifying the consensus on anthropogenic global warming in the scientific literature. John Cook, Dana Nuccitelli, Sarah A Green, Mark Richardson, Bärbel Winkler, Rob Painting, Robert Way, Peter Jacobs e Andrew Skuce).
Então, quando alguém afirmar que não há consenso entre os cientistas sobre a existência de mudanças climáticas e que elas são causadas pela atividade humana, lembre-se que 97% (noventa e sete por cento) dos cientistas concordam; apenas 3% discordam… E esses 3% são o mesmo tipo de “cientista” que diz que cigarros não causam câncer (ou um eminente geógrafo e climatologista brasileiro).
(Via Eurekalert)
O “Planeta de Einstein”
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Novo processo de procura por planetas faz sua primeira descoberta
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  IMAGEM: Concepção artística do “Planeta de Einstein “, formalmente conhecido como Kepler-76b
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Detectar exoplanetas é um grande desafio, uma vez que eles são pequenos, tênues e próximos de estrelas. As duas técnicas mais prolíficas para descobrir exoplanetas são a velocidade radial (procurar por estrelas oscilantes) e trânsitos (procurar por estrelas cujo brilho fica, de vez em quando, atenuado). Uma equipe da Universidade de Tel Aviv e o Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (Center for Astrophysics = CfA) acaba de descobrir um exoplaneta usando um novo método que se baseia na Teoria da Relatividade Restrita de Einstein.
“Nós procuramos por efeitos muito sutis. Precisávamos de medições de alta qualidade do brilho estelar, com uma precisão de poucas partes por milhão” disse o membro da equipe David Latham do CfA.
“Isso só foi possível por conta dos refinados dados que a NASA vem coletando com a sonda Kepler”, acrescenta o autor principal Simchon Faigler da Universidade de Tel Aviv, Israel.
Muito embora a Kepler tenha sido projetada para descobrir planetas em trânsito, este planeta não foi identificado por meio do processo de trânsito. Em lugar disto, ele foi descoberto com o emprego de uma técnica inicialmente proposta por Avi Loeb do CfA e seu coelga Scott Gaudi (agora na Universidade do Estado de Ohio) em 2003. (Coincidentemente, eles desenvolveram sua teoria enquanto visitavam o Instituto de Estudos Avançados em Princeton, onde Einstein trabalhou).
O novo processo procura por três pequenos efeitos que ocorrem simultaneamente quando um planeta orbita uma estrela. O efeito de “farol relativístico” de Einstein que faz que a estrela brilhe mais quando se move em nossa direção (como o sinal luminoso de um farol), puxada pelo planeta e se atenue quando se move para longe. Essa luminosidade maior resulta do acúmulo de energia dos fótons e do fato de ficar focalizada na direção do movimento da estrela devido a efeitos relativísiticos.
“Esta é a primeira vez que este aspecto da Teoria da Relatividade de Einstein foi usado para descobrir um planeta”, diz o co-autor Tsevi Mazeh da Universidade de Tel Aviv.
A equipe também procurou indícios de que a estrela se deformasse por conta das marés gravitacionais do planeta em órbita. A estrela pareceria mais brilhante quando observada ao longo do eixo maior do “ovoide”, por conta da maior área de superfície exposta, e mais tênue quando vista “de ponta”. O terceiro pequeno efeito é devido à luz estelar refletida pelo próprio planeta.
Uma vez identificado o novo planeta, isto foi confirmado por Latham, usando as observações de velocidade radial obtidas pelo espectrógrafo TRES do Observatório Whipple no Arizona e por Lev Tal-Or (Universidade de Tel Aviv), usando o espectrógrafo SOPHIE no Observatório de Haute-Provence na França. Uma olhada mais cuidadosa nos dados do Kepler também mostrou o planeta em trânsito diante de sua estrela, uma confirmação adicional.
O “Planeta de Einstein” – formalmente conhecido como Kepler-76b, é um “Júpiter quente” que orbita sua estrela a cada 1,5 dias. Seu diâmetro é cerca de 25% maior que o de Júpiter e sua massa e duas vezes maior. Ele orbita uma estrela tipo F, localizada a cerca de 2.000 anos-luz da Terra na constelação de Cygnus (Cisne).
O planeta está em rotação sincronizada com sua estrela, mostrando sempre a mesma face para ela, do mesmo jeito que a Lua com a Terra. Por causa disso, Kepler-76b assa a uma temperatura de cerca de 2.000°C.
Curiosamente, a equipe encontrou fortes indícios de que o planeta tenha ventos de “corrente de jato” extremamente rápidos que transportam o calor por toda sua superfície. Por conta disto, o ponto mais quente de Kepler-76b não fica exatamente no “meio dia” (o ponto mais próximo da estrela), mas em uma posição a cerca de 20.000 km. Este efeito só tinha sido observado antes em HD 189733b e somente na faixa do infravermelho do Telescópio Espacial Spitzer. Esta foi a primeira vez que observações na faixa da luz visível mostram indícios de correntes de jato em um exoplaneta.
Embora o novo processo não seja capaz de encontrar planetas do tamanho da Terra com a tecnologia atual, permite aos astrônomos uma oportunidade ímpar para novas descobertas. Diferentemente das buscas por velocidade radial, ele não precisa de espectros de alta precisão. Diferentemente do processo de trânsitos, não precisa de um alinhamento preciso entre estrela e planeta quando vistos da Terra.
“Cada técnica de caça aos planetas tem suas virtudes e seus defeitos. E cada nova técnica que acrescentamos ao arsenal, nos permite sondar por planetas em situações diferentes”, diz Avi Loeb do CfA.
O Kepler-76b foi identificado pelo algoritmo BEER, acrônimo de [relativistic] BEaming, Ellipsoidal, and Reflection/emission modulations (modulações de farol relativístico, elipsoidais e de reflexão/emissão), desenvolvido pelo Professor Tsevi Mazeh e seu estudante Simchon Faigler na Universidade de Tel Aviv, Israel.
Diamantes com defeito?… Perfeito!
DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory
Diamantes defeituosos prometem sensibilidade perfeita
Pesquisadores do Laboratório Berkeley e seus colegas estendem o spin dos elétrons nos diamantes para fazer detectores magnéticos incrivelmente pequenos
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 IMAGEM: Um centro de vacância de nitrogênio é um tipo de defeito puntual na estrutura cristalina de um diamante, no qual um átomo de nitrogênio fica no lugar de um átomo de carbono e fica uma vaga imediatamente adjacente ao nitrogênio.Clique aqui para mais informações. |
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Desde o cérebro, passando pelo coração e chegando ao estômago, os corpos dos animais geram campos magnéticos fracos que um detector ultra sensível poderia usar para descobrir doenças, rastrear drogas – e, quem sabe?… até ler mentes. Sensores do tamanho da unha do polegar poderiam mapear depósitos de gás no subsolo, analisar substâncias químicas e descobrir explosivos que poderiam se esconder de outras sondas.
Agora os cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) do Departamento de Energia e da Universidade da California em Berkeley, em conjunto com seus colegas da Universidade Harvard, conseguiram aumentar o desempenho de um dos sensores mais potentes possíveis de campos magnéticos em nanoescala – um defeito em um diamante do tamanho de um par de átomos, chamado um “centro de vacância de nitrogênio” (nitrogen vacancy = NV center).
As descobertas da equipe de pesquisadores pode eventualmente permitir a fabricação de relógios menores que um chip de computador e, ainda assim, precisos até uns poucos quatrilhões de segundo, ou sensores de movimentoa mais rápidos e com maior tolerância a temperaturas extremas do que os giroscópios em smartphones. Não demora muito e um chip barato de diamante pode ser capaz de nuclear um computador quântico. A equipe relata seus resultados em Nature Communications.
Um sensor feito de diamante
Centros de vacância de nitrogênio são um dos defeitos mais comuns em diamantes. Quando um átomo de nitrogênio substitui um átomo de carbono no cristal de diamante e fica emparelhado com um espaço vazio (onde falta um átomo de carbono que devia estar lá), neste centro fica um número de elétrons, soltos dos átomos de carbono que deveriam estar naqueles lugares.
Os estados dos spins dos elétrons são bem definidos e muito sensíveis a campos magnéticos, campos elétricos e luz*, de forma que podem ser facilmente dispostos, ajustados e lidos por lasers.
“Os estados de spin dos centros NV são estáveis ao longo de um amplo espectro de temperaturas, de muito quente a muito frio”, diz Dmitry Budker da Divisão de Ciência Nuclear do Berkeley Lab, que também é professor de física da UC Berkeley. Mesmo pequenas lascas de diamante que custam centavos por grama, podem ser usadas como sensores, porque, como afirma Budker, “nós podemos controlar o número de centros NV no diamante apenas os irradiando ou assando”, ou seja, dando-lhes têmpera.
O desafio é manter a informação inerente nos estados de spin do centro NV, uma vez que esta tenha sido lá codificada, sem deixá-la vazar antes que se possa realizar medições: nos centros NV, isso requer a extensão do que é chamado de tempo de “coerência” dos spins dos elétrons, ou seja, o tempo que os spins permanecem sincronizados entre si.
Recentemente Budker trabalhou com Ronald Walsworth de Harvard em uma equipe que incluía Nir Bar-Gill de Harvard e Andrey Jarmola pesquisador pós-doutorado da UC Berkley. Eles conseguiram estender o tempo de coerência de um conjunto de spins de elétrons de um centro NV por mais de duas ordens de magnitude acima das experiências anteriores.
“Para mim, o aspecto mais entusiasmante deste resultado é a possibilidade de estudar as mudanças nas formas com que os centros NV interagem entre si”, diz Bar-Gill, autor principal do artigo e que estará indo para a Universidade Hebraica em Jerusalém no segundo semestre deste ano. “Isto é possível porque os tempos de coerência são muito mais longos do que aquele necessário para as interações entre os centros NV”.
E Bar-Gill acrescenta: “Agora podemos imaginar a engenharia de amostras de diamantes para realizar arquiteturas de computação quântica”. Os centros NV interativos fazem o papel dos bits em computadores quânticos, chamados qubits. Onde um dígito binário (bit) representa um 0 ou 1, um qubit representa 1 e 0 superpostos, um estado tipo “Gato-de-Schrödinger” simultâneo que persiste enquanto os estados forem coerentes, até que uma medição seja feita e faça colapsar todos os qubits emaranhados de uma só vez.
“Nós empregamos alguns truques para nos livrarmos de fontes de descoerência”, diz Budker. “Um deles foi usar amostras de diamante especialmente preparadas para serem feitas apenas de puro carbono-12″. Os diamantes naturais incluem uma pequena quantidade do isótopo carbono-13, cujo spin nuclear acelera a descoerência dos spins dos elétrons dos centros NV. O carbono-12 tem um spin nuclear zero.
“O outro truque foi baixar a temperatura até a do nitrogênio líquido”, diz Budker. A descoerência foi reduzida pelo resfriamento das amostras a 77°K, abaixo da temperatura ambiente, mas facilmente obtenível.
Trabalhando em conjunto no laboratório de Budker, os membros da equipe montaram os diamantes dentro de um criostato. Um feixe de laser atravessando o diamante, conjugado com um campo magnético, ajustou os spins dos elétrons no centro NV e os fez emitir fluorescência. O brilho fluorescente foi a medida da coerência dos estados de spin.
“Controlar o spin é essencial”, explica Budker, “de forma que pegamos emprestada uma ideia da ressonância magnética nuclear” – a base de procedimentos familiares como o Imageamento por Ressonância Magnética (MRI) nos hospitais.
Embora seja diferente do spin nuclear, a coerência dos spins dos elétrons pode ser estendida com técnicas semelhantes. Assim, quando os estados dos spins nos centros NV chegavam à beira da descoerência, os pesquisadores chacoalhavam o diamante com uma série de até 10.000 curtos pulsos de micro-ondas. Os pulsos invertiam os spins dos elétrons quando começavam a perder o sincronismo mútuo, produzindo “ecos” nos quais os spins invertidos se auto-ajustavam. A coerência era re-estabelecida.
Eventualmente os pesquisadores conseguiram tempos de coerência de spin de mais de meio segundo. “Nossos resultados são realmente brilhantes para o sensoreamento de campos magnéticos e informação quântica”, brinca Bar-Gill.
Longos tempos de coerência de spin se soma às vantagens que os diamantes já têm, colocando os NVs de diamantes na vanguarda dos potenciais candidatos para computadores quânticos práticos – uma busca favorita dos pesquisadores de Harvard. O que o grupo de Budker acredita ser uma perspectiva ainda mais interessante é o potencial que os longos tempos de coerência apresentam no sensoreamento de campos magnéticos, com aplicações que vão da biofísica à defesa.
“Solid-state electronic spin coherence time approaching one second”, por Nir Bar-Gill, Linh M. Pham, Andrey Jarmola, Dmitry Budker e Ronald L. Walsworth,será publicado na edição de 23 de abril de 2013 da Nature Communications, online em http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n4/full/ncomms2771.html.
Nota do tradutor: [*] Considerando que os fótons – as partículas de luz, não só a visível, mas todas as frequências – são portadores dos campos elétricos e magnéticos, é claro que se algo é sensível aos campos elétricos e magnéticos terá que ser sensível à luz… Enfim…
Telescópio Hubble encontra “lixo” planetário em estrelas mortas
O Hubble descobre estrelas mortas “poluídas” com escombros de planetas
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Clique aqui para mais informações.
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As estrelas, conhecidas como anãs brancas — pequenos e tênues remanescentes de estrelas que já foram como nosso Sol — residem a 150 anos-luz de distância no Aglomerado das Híades na constelação de Taurus (Touro). O aglomerado é relativamente jovem, com apenas 625 milhões de anos.
Os astrônomos acreditam que todas as estrelas se formaram em aglomerados. No entanto, a busca por planetas nesses aglomerados se provou infrutífera — dos cerca de 800 exoplanetas conhecidos, apenas 4 orbitam estrelas de um aglomerado. Essa escassez pode ser devida à natureza dos aglomerados estelares, jovens e ativos, produzindo clarões estelares e outras erupções que tornam difícil estudá-los em detalhes.
Um recente estudo, liderado por Jay Farihi da Universidade de Cambridge, voltou seus olhos para estrelas “aposentadas” em aglomerados para procurar por indícios de formação de planetas [1].
As observações espectroscópicas do Hubble identificaram silício nas atmosferas de duas anãs brancas e o silício é um dos principais ingredientes do material rochoso que forma a Terra e outros planetas rochosos do Sistema Solar. Esse silício pode ter vindo de asteroides que foram estraçalhados pela gravidade da anã branca quando passaram perto demais das estrelas. Os escombros rochosos provavelmente formaram um anel em torno das estrelas mortas e esse anel, por sua vez, atraiu o material para dentro.
Os escombros que foram detectados girando em torno das anãs brancas sugerem que planetas semelhantes á Terra se formaram quando essas estrelas nasceram. Depois que as estrelas colapsaram em anãs brancas, eventuais planetas do tipo gigante gasoso que tenham sobrevivido, podem ter atraído pela gravidade quaisquer sobras de cinturões de asteroides até órbitas bem próximas das estrelas [2].
“Encontramos os indícios químicos dos blocos de construção de planetas rochosos”, diz Farihi. “Quando essas estrelas nasceram, formaram planetas e há uma boa chance de que ainda retenham alguns deles. Os rastros de escombros rochosos que estamos vendo são um indício disto — eles são pelo menos tão rochosos como os mais primitivos corpos terrestres de nosso Sistema Solar”.
Além de encontrar silício nas atmosferas das estrelas das Híades, o Hubble também detectou baixos níveis de carbono. Isto é um outro sinal da natureza rochosa dos escombros, já que os astrônomos sabem que os níveis de carbono devem ser muito baixos em material rochoso semelhante ao da Terra. A descoberta dessa tênue assinatura química precisou do poder de resolução do Espectrógrafo de Origens Cósmicas (Cosmic Origins Spectrograph = COS) do Hubble, porque as “digitais” do carbono só podem ser detectadas em luz ultravioleta que não pode ser observada por telescópios com base em terra.
“Uma coisa que esta técnica de detecção de poluição em anãs brancas nos dá e que nenhuma outra técnica de detecção de planetas pode dar, é a química de planetas sólidos”, continua Farihi. “Com base na proporção silício-carbono em nosso estudo, por exemplo, nós realmente podemos afirmar que esse material é basicamente similar ao da Terra”.
Este novo estudo sugere que asteróides com menos de 160 km de diâmetro [3] foram rompidos pela forte força de marés das anãs brancas, antes de eventualmente caírem sobre as estrelas mortas [4].
A equipe planeja analisar mais anãs brancas com a mesma técnica, não só para identificar a composição das rochas, como também dos corpos que as geraram. “A beleza desta técnica é que, seja o que for que o Universo esteja fazendo, seremos capazes de medir isto”, afirma Farihi. “Nós temos usado o Sistema Solar como uma espécie de mapa, mas não sabemos o que o resto do Universo faz. Esperamos que, com o Hubble e seu poderoso COS em ultravioleta e nos futuros telescópios com base em terra de 30 e 40 metros, possamos contar mais sobre essa saga”.
Notas
1] As duas estrelas anãs brancas “poluídas” das Híades fazem parte de uma pesquisa por escombros planetários em torno de mais de 100 anãs brancas, liderada por Boris Gänsicke da Universidade de Warwick, Reino Unido. Usando modelos computacionais das atmosferas de anãs brancas, Detlev Koester da Universidade de Kiel na Alemanha está determinando as abundâncias de vários elementos que podem ser rastreados até planetas nos dados do COS.
[2] A observação de indícios de asteroides aponta a possibilidade da existência de planetas do tamanho da Terra no mesmo sistema. Os asteroides são os blocos de construção dos planetas maiores. Os processos de formação de planetas é de baixa eficiência e gera muito mais vezes corpos pequenos do que corpos grandes — no entanto, uma vez que os embriões rochosos do tamanho de asteroides se formem, certamente haverá a formação de planetas.
[3] A equipe estimou o tamanho dos asteroides cadentes, medindo a quantidade de poeira sendo engolida pelas estrelas — cerca de 10 milhões de gramas por segundo, o que equivale ao fluxo de um rio pequeno. E então compararam os dados com as medições de material cadente em outras anãs brancas.
[4] O estudo das Híades proporciona um vislumbre sobre o que vai acontecer com nosso Sistema Solar quando o Sol se extinguir, daqui a uns cinco bilhões de anos.
Notas para editores
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a ESA e a NASA.
[1] A equipe internacional de astrônomos neste estudo compreende J. Farihi (Universidade de Cambridge, Reino Unido), B. T. Gänsicke (Universidade de Warwick, Reino Unido), D. Koester (Universidade de Kiel, Alemanha).
[2] Este novo estudo será publicado em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Links
- Imagens do Hubble: http://www.spacetelescope.org/images/archive/category/spacecraft/
- Artigo da pesquisa:
- http://www.spacetelescope.org/static/archives/releases/science_papers/heic1309.pdf
O nascimento de um Buraco Negro
(Traduzido de: Birth of a Black Hole)
Texto original de Marcus Woo
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Uma imagem gerada por computação gráfica das distorções da luz criadas por um buraco negro. Para mais informações: HTTP://WWW2.IAP.FR/USERS/RIAZUELO/BH/APOD.PHP |
Um novo tipo de clarão cósmico pode revelar algo nunca antes visto: o nascimento de um buraco negro.
Quando uma estrela massiva exaure seu combustível, ela colapsa sob sua própria gravidade e gera um buraco negro, um objeto tão denso que nem a luz pode escapar de suas garras gravitacionais. De acordo com uma nova análise feita por um astrofísico do Instituto de Tecnologia da Califórnia (California Institute of Technology = Caltech), logo antes do buraco negro se formar, a estrela agonizante pode gerar um clarão de luz característico que permitirá aos astrônomos testemunhar o nascimento de um novo buraco negro pela primeira vez.
Tony Piro, um doutor da Caltech, descreve essa assinatura luminosa em um artigo, publicado na edição de 1º de maio de Astrophysical Journal Letters. Embora algumas estrelas agonizantes que se tornam buracos negros, explodam como jorros de raios gama – um dos fenômenos de maior energia no universo – esses casos são raros e requerem circunstâncias muito particulares, Como explica Piro: “Não cremos que a maioria dos buracos negros vulgares sejam criados desta maneira”. Na maioria dos casos, segundo uma das hipóteses, uma estrela que morre produz um buraco negro, sem criar uma explosão ou um clarão: a estrela pareceria apenas desaparecer dos céus — um evento batizado de “unnova” (“não-nova”). “Não se vê um clarão”, ele explica. “Você vê um desparecimento”.
No entanto – propõe Piro hipoteticamente – pode não ser este o caso. “Talvez elas não sejam tão maçantes como pensamos”.
De acordo com uma teoria bem estabelecida, quando uma estrela massiva morre, seu núcleo colapsa sob seu próprio peso. Na medida em que o colapso prossegue, os prótons e elétrons que compõem o núcleo se fundem em produzem nêutrons. Por alguns segundos — antes do colapso final em um buraco negro —o núcleo se torna um objeto extremamente denso chamado estrela de nêutrons, algo com a densidade que o Sol teria se fosse espremido em uma esfera com um raio de cerca de 10 km. Esse colapso também cria neutrinos que são partículas que transpassam quase toda a matéria quase na velocidade da luz. Esses neutrinos emitidos pelo núcleo, levam embora um monte de energia — algo em torno de um décimo da massa da estrela-mãe (lembrando que massa e energia são equivalentes: E = mc²).
De acordo com um artigo pouco conhecido, escrito em 1980 por Dmitry Nadezhin do Instituto Alikhanov de Física Teórica e Experimental, na Rússia, esta rápida perda de massa significa que a força gravitacional do núcleo da estrela moribunda cai abruptamente. E, quando isto acontece, as camadas gasosas exteriores –– principalmente hidrogênio — que ainda circundam o núcleo, são lançadas para fora, gerando uma onda de choque que trespassa essas camadas externas a cerca de 1.000 km/s.
Empregando simulações em computador, dois astrônomos da UC em Santa Cruz, Elizabeth Lovegrove e Stan Woosley, descobriram recentemente que, quando a onda de choque golpeia a superfície externa das camadas gasosas, ela aquece o gás na superfície, produzindo um lampejo que vai brilhar por cerca de um ano — um sinal potencialmente promissor do nascimento de um buraco negro. Embora cerca de um milhão de vezes mais brilhante do que o sol, esse brilho seria relativamente tênue em comparação com outras estrelas. “Seria difícil de ver, mesmo em galáxias que estejam relativamente perto de nós”, diz Piro.
Porém agora Piro diz que descobriu um sinal mais promissor. Em seu novo estudo, ele examina mais detalhadamente o que poderia acontecer quando a onda de choque atingisse a superfície da estrela e ele calcula que o impacto causaria um clarão de 10 a 100 vezes mais luminoso do que o previsto por Lovegrove e Woosley. “Esse clarão vai ser muito luminoso e nos dá a melhor chance de realmente observar a ocorrência desse fenômeno”, explica Piro. “E é isso que queremos procurar”.
Um clarão desses seria ainda tênue comparado com a explosão de uma supernova, por exemplo, mas seria luminoso o bastante para ser detectável em galáxias próximas, diz ele. O clarão, que brilharia por 3 a 10 dias antes de abrandar, seria muito claro nos comprimentos de onda da luz visível — e seria ainda mais luminoso nos comprimentos de onda do ultravioleta.
Piro estima que os astrônomos deveriam ser capazes de ver um evento desses a cada ano, em média. Pesquisas que vigiam os céus em busca de clarões de luz tais como os das supernovas — pesquisas assim como a Palomar Transient Factory (PTF), liderada pelo Caltech — são adequados para a descoberta desses eventos sem par, argumenta ele. A intermediate Palomar Transient Factory (iPTF), um aperfeiçoamento da PTF e que começou sua busca em fevereiro, pode ser capaz de achar um par desses eventos por ano.
Nenhuma pesquisa observou um clarão de buraco negro até agora, prossegue Piro, porém isso não exclui sua existência. “Eventualmente poderemos começar a nos preocupar, se não encontrarmos essas coisas”. Mas, por enquanto, diz ele, suas expectativas são perfeitamente lógicas.
Com a análise de Piro nas mãos, os astrônomos devem ser capazes de projetar e ajustar outras pesquisas adicionais, de forma a maximizar suas chances de observar o nascimento de um buraco negro no futuro próximo. Em 2015, a próxima geração da PTF, chamada de Zwicky Transient Facility (ZTF), deve começar a funcionar; ela será ainda mais sensível, o que aumentará várias vezes as chances de descobrir esses clarões. “O Caltech, dessa forma, tem uma posição privilegiada para procurar por eventos transientes como estes”, diz Piro.
Dentro da próxima década, o Large Synoptic Survey Telescope (LSST) vai começar uma extensa busca por todo o céu noturno. “Se o LSST não encontrar regularmente esse tipo de evento, então isso quer dizer que há alguma coisa errada com o quadro, ou que a formação de buracos negros é muito mais rara do que se pensava”, diz ele.
O artigo na Astrophysical Journal Letters é intitulado ”Taking the ‘un’ out of unnovae.” Esta pesquisa foi financiada pela National Science Foundation, NASA, e pela Sherman Fairchild Foundation.
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Via EurekAlert.
Antimatéria = Antigravidade (???)
University of California – Berkeley
A antimatéria é antigravidade?
Primeira medição direta do peso da antimatéria, comparado ao da matéria normal
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A antimatéria é um negócio esquisto Ela tem a carga elétrica oposta à da matéria normal e, quando se encontra com sua contraparte, as duas se aniquilam, gerando um clarão de luz.
Quatro físicos da Universidade da Califórnia em Berkeley estão se perguntando se a matéria e a antimatéria seriam afetadas pela gravidade de maneira diferente. Será que a antimatéria poderia cair para cima – ou seja, exibir antigravidade – ou cair para baixo com uma aceleração diferente da matéria normal?
Quase todo o mundo, inclusive os físicos, acham que a antimatéria provavelmente vai cair da mesma forma que a matéria normal, mas ninguém até agora deixou antimatéria cair para ver se isso é verdade, argumenta Joel Fajans, professor de física da UC Berkeley. E, embora existam muitos indícios indiretos de que antimatéria e matéria pesem a mesma coisa, todos eles dependem de suposições que podem não ser corretas. Alguns poucos teóricos argumentam que alguns busílis cosmológicos, tais como, por exemplo, por que existe mais matéria do que antimatéria, poderiam ser explicados se a antimatéria caísse para cima.
Em um novo artigo publicado online em 30 de abril na Nature Communications, os físicos da UC Berkeley e seus colegas da experiência ALPHA no CERN em Genebra, relatam a primeira medição direta do efeito da gravidade sobre a antimatéria, especificamente anti-hidrogênio em queda livre. Embora os resultados estejam longe de serem definitivos – a incerteza é cerca de 100 vezes maior do que a medição esperada – a experiência da UC Berkeley aponta na direção de uma resposta definitiva sobre a questão fundamental de se a antimatéria cai para cima ou para baixo.
“Esta é a primeira palavra, não a última”, diz Fajans. “Nós demos os primeiros passos na direção de uma experiência direta de questões que físicos e não-físicos têm matutado por mais de 50 anos. Certamente nós esperamos que a antimatéria caia para baixo, mas pode bem ser que tenhamos uma surpresa”.
Fajans e seu colega físico, professor Jonathan Wurtele, se valeram de dados do Aparato Laser de Física de Anti-hidrogênio (Antihydrogen Laser Physics Apparatus = ALPHA) no CERN. A experiência captura antiprótons e os combina com antielétrons (posítrons) para fabricar átomos de anti-hidrogênio, os quais são armazenados e estudados por uns poucos segundos em uma armadilha magnética. Depois, no entanto, a armadilha é desligada e os átomos caem para fora. Os dois pesquisadores perceberam que, analisando como o anti-hidrogênio cai da armadilha, eles poderiam estabelecer se a gravidade atuava sobre o anti-hidrogênio de maneira diferente da que atua sobre o hidrogênio.
O anti-hidrogênio não se comportou de maneira estranha, de forma que eles calcularam que ele não pode ser mais do que 110 vezes mais pesado do que o hidrogênio. Se a antimatéria for antigravitacional – coisa que eles ainda não podem descartar – ele não acelera para cima a mais de 65 Gs.
“Precisamos fazer melhor e esperamos fazê-lo nos próximos anos”, diz Wurtele. A experiência ALPHA está passando por aperfeiçoamentos e deve fornecer dados mais precisos quando voltar a operar em 2014.
Uma nova assimetria entre matéria e antimatéria
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Vista da área subterrânea do LHCb, olhando para cima a partir do fundo do poço. (Imagem: Anna Pantelia/CERN) |
A experiência LHCb (Large Hadron Collider beauty – onde o “beauty” ainda usa o nome antigo para o quark ”bottom”) descobriu mais uma assimetria no decaimento dos Bósons B (mais exatamente no méson B0s – formado por um antiquark “bottom” e um quark “strange”). Esta é a quarta partícula a exibir essa quebra de simetria (e os dados, coletados nas experiências de 2011 têm uma significância maior que 5 Sigma).
Supostamente, no início da existência do universo, foram criadas quantidades simetricamente iguais de matéria e antimatéria, mas, por algum motivo ainda desconhecido, a matéria acabou prevalecendo e o universo atual é feito dela (bem… pelo menos uns quase 5% do atual universo – o resto é matéria escura e energia escura, sejam isso lá o que forem).
É exatamente isso uma das coisas que os cientistas do LHC pesquisam: esse viés do universo pela matéria, em desfavor da antimatéria – ou, em termos mais técnicos, “violação da simetria CP” . E uma das experiências em curso no LHC é a LHCb, que examina o decaimento dos mésons que contêm quarks bottom (genericamente chamados que “mésons B”).
A primeira vez que se observou uma violação da simetria CP foi no decaimento dos Kaons (ou mésons K), pelo Laboratório de Brookhaven, nos EUA, em 1960. Mais 40 anos se passaram e, no Japão e nos EUA, verificaram que o decaimento dos mésons B0 (antiquark bottom e quark up) também apresentava o mesmo comportamento.
Recentemente, tanto a experiência LHCb, como outras “fábricas de Bs”, tinham flagrado essa violação CP no decaimento dos mésons B+ (antiquark bottom + quark up).
Todas essas violações da paridade CP estão perfeitamente de acordo com o Modelo Padrão da Física de Partículas (ou, se você preferir, Física Quântica, ou ainda Física de Altas Energias), mas as discrepâncias observadas ainda são dignas de estudos mais aprofundados. Como declara Pierluigi Campana, porta-voz da colaboração LHCb: “Nós também sabemos que o efeito total induzido pelas violações CP do Modelo Padrão, são muito pequenas para explicar a total predominância da matéria sobre a antimatéria. No entanto, através do estudo dessas violações CP, estamos procurando pelas peças que faltam no quebra-cabeças, realizando testes que comprovam com mais acurácia as previsões da teoria do Modelo Padrão e sondando a possibilidade da existência de uma física além do Modelo Padrão”.
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Fonte: LHCb experiment observes new matter-antimatter difference.
Artigo submetido ao Physical Review Letters – First observation of CP violation in the decays of Bs mesons.
Uma galáxia queimando tudo
Um tipo raro de galáxia é encontrado, queimando furiosamente o combustível gerador de estrelas
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 IMAGEM: Este pontinho vermelho (ampliado no destaque) é a galáxia mais eficiente na formação de estrela já observada.
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Os astrônomos descobriram uma galáxia que está convertendo o gás em estrelas com uma eficiência de quase 100%, uma fase raramente vista da evolução das galáxias, a mais extrema observada até hoje. A descoberta é oriunda do interferômetro IRAM no Plateau de Bure nos Alpes Franceses (IRAM = Institut de radioastronomie millimétrique), do satélite WISE da NASA (Wide-field Infrared Survey Explorer) e do Telescópio Espacial Hubble da NASA.
“As galáxias queimam o gás como o motor de um carro queima a gasolina. A maior parte das galáxias tem motores razoavelmente ineficientes, o que significa que elas formam estrelas a partir de seus “tanques de combustível” muito abaixo da taxa teórica máxima”, explica Jim Geach of da Universidade McGill, principal autor de um estudo a ser publicado em Astrophysical Journal Letters.
“Já esta galáxia é como um carro esporte totalmente ajustado, que converte o gás em estrelas na taxa mais alta que se crê possível”, prossegue ele.
A galáxia, chamada SDSSJ1506+54, saltou às vistas dos pesquisadores quando eles examinaram is dados oriundos da varredura total do céu em infravermelho do WISE. A luz infravermelha borbota da galáxia, equivalendo a mais de mil bilhões de vezes a energia de nosso Sol.
“Como o WISE varre todo o céu, ele pode detectar galáxias raras como esta que se destaca das demais”, declarou Ned Wright da UCLA, o principal investigador do WISE.
As observações em luz visível do Hubble revelaram que a galáxia é extremamente compacta e a maior parte da luz que emana dela o faz de uma região de poucas centenas de anos-luz de extensão.
“Esta galáxia está formando estrelas a uma taxa centenas de vezes mais rápida do que nossa Via Láctea, porém a vista acurada do Hubble revelou que a maior parte da luz das estrelas da galáxia está sendo emitida por uma região com uns poucos porcento do diâmetro da Via Láctea. Isto é a formação de estrelas em seu ritmo mais extremo”, disse Geach.
A equipe então usou o Interferômetro IRAM no Plateau de Bure para medir a quantidade de gás na galáxia. O telescópio com base em Terra detectou luz na faixa do milímetro, evidenciando o monóxido de carbono, um indicador da presença do gás hidrogênio, o combustível das estrelas. Combinando a taxa de formação de estrelas a partir dos dados do WISE e a massa do gás medida pelo IRAM, os cientistas tiraram uma medida da eficiência da formação de estrelas.
Os resultados revelaram que a eficiência na formação de estrelas dessa galáxia está próxima do máximo teórico, chamado de Limite de Eddington. Nas regiões das galáxias onde estão se formando novas estrelas, partes das nuvens de gás está colapsando devido à gravidade. Quando o gás fica denso o suficiente para espremer os átomos e começar a fusão nuclear, nasce uma estrela. Ao mesmo tempo, os ventos e a radiação das estrelas que acabaram de se formar, podem impedir a formação de novas estrelas, exercendo pressão sobre o gás circunvizinho, abortando o colapso.
O Limite de Eddington é o ponto no qual a força da gravidade que comprime o gás e balanceada pela pressão para o exterior feita pelas estrelas. Acima do Limite de Eddington, as nuvens de gás são dispersadas, o que cessa a formação das estrelas.
“Podemos ver algum gás fluindo para fora desta galáxia a milhões de quilômetros por hora e esse gás pode estar sendo soprado para fora pela poderosa radiação das estrelas recém-formadas”, argumenta Ryan Hickox, um astrofísico do Dartmouth College, Hanover, N.H. e co-autor do estudo.
Por que a SDSSJ1506+54 tão singular? Os astrônomos acreditam que flagraram a galáxia em uma fase de curta duração de sua evolução, possivelmente desencadeada pela fusão de duas galáxias em uma. A formação de estrelas é tão feroz que em poucas dezenas de milhões de anos – um piscar de olhos em termos da vida de uma galáxia – o gás será consumido e a galáxia irá amadurecer em uma maciça galáxia elíptica.
Os cientistas também se valeram de dados do Sloan Digital Sky Survey, do Observatório W.M. Keck no Mauna Kea, Hawaii, e do Observatório MMT no Mount Hopkins, Arizona.
Acesse o artigo original: http://iopscience.iop.org/2041-8205/767/1/L17
Mandando a luz para onde ela deve ir
Os físicos encontraram a solução para a óptica on-chip
Roteador em nano-escala converte e direciona com eficiência sinais ópticos
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Cambridge, Massachusetts. – 22 de abril de 2013 – Uma equipe de pesquisadores com base em Harvard criou um novo tipo de nano-dispositivo que converte um sinal óptico em ondas que se propagam ao longo de uma superfície de metal. A característica mais significativa deste dispositivo é que ele pode reconhecer tipos específicos de luz polarizada e, segundo essa polarização, enviar o sinal em uma determinada direção.
A descoberta, publicada na edição de 19 de abril da Science, dá uma nova maneira para manipular precisamente a luz na escala abaixo do comprimento de onda, sem danificar um sinal que pode transportar dados. Isto abre as portas para uma nova geração de interconexões ópticas em chips que podem canalizar informações de dispositivos ópticos para dispositivos eletrônicos.
“Se quisermos enviar um sinal de dados para todos os lados de um pequeno chip com vários componentes, precisamos ser capazes de controlar precisamente para onde o sinal vai”, explica Balthasar Müller, principal co-autor do artigo e estudante de pós-graduação na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas (School of Engineering and Applied Sciences = SEAS) em Harvard. “Se o sinal não for bem controlado, a informação se perde. A direcionalidade é um fator extremamente importante”.
O acoplador transforma a luz incidente em um tipo de onda chamado polariton plasmon de superfície, uma ondulação superficial no mar de elétrons que existe nos metais.
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Antigamente já era possível controlar a direção dessas ondas, mudando-se o ângulo de incidência da luz sobre o acoplador, porém, como coloca Müller, “Isso era uma grande maçada. Circuitos ópticos são muito difíceis de alinhar, de modo que reajustar os ângulos para rotear o sinal não era uma solução prática”.
Com o novo acoplador, a luz só precisa incidir perpendicularmente e o dispositivo faz o resto. Atuando como um controlador de tráfego, ele lê a polarização da onda de luz incidente – que pode ser linear, circular destrógira, ou circular levógira – e a roteia de acordo com isso. O dispositivo pode até dividir um feixe de luz e enviar partes dele em diferentes direções, permitindo a transmissão da informação em vários canais.
O acoplador consiste de uma fina folha de ouro, salpicada de pequenas perfurações. Porém, é no preciso padrão formado pelas fendas, dispostas como espinhas de peixe, onde reside a genialidade.
“A solução mais empregada até agora era uma série de ranhuras paralelas, conhecidas como gradil, que funciona, mas perde uma grande parte do sinal no processo”, explica o principal pesquisador Federico Capasso, Professor ”Robert L. Wallace” de Física Aplicada e Pesquisador Associado Sênior “Vinton Hayes” de Engenharia Elétrica na SEAS de Harvard. “Talvez agora nossa solução seja a mais empregada. Ela torna possível controlar a direção dos sinais de maneira simples e elegante”.
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Uma vez que a nova estrutura é tão pequena — cada uma das unidades que se repetem é menor do que o comprimento de onda da luz visível — os pesquisadores acreditam que será fácil incorporá-la em novas tecnologias, tais como óptica plana.
Porém Capasso fala animadamente acerca das possibilidades de incorporar o novo acoplador em futuras redes de informação de alta velocidade que podem combinar eletrônica em nano-escala com elementos ópticos e plasmônicos em um único microchip.
“Isto gerou um grande entusiasmo neste campo”, conclui Capasso.
Müller e Capasso tiveram a colaboração do co-autor principal Jiao Lin, um antigo doutor pesquisador da SEAS que agora está no Instituto de Tecnologia de Manufatura de Singapura; e dos co-autores Qian Wang e Guanghui Yuan, da Universidade Tecnológica Nanyang, Singapura; Nicholas Antoniou, Principal Engeneheiro FIB no Centro Harvard de Sistemas em Nano-escala; e Xiao-Cong Yuan, professor do Instituto de Óptica Moderna na Universidade Nankai na China.
O que é mesmo “inteligência”?
Físico propõe uma nova abordagem para o conceito de inteligência
Crédito da imagem: Cortesia de Alexander Wissner-Gross
Um conceito radical pode causar a revisão das teorias que abordam o comportamento cognitivo
Por:
(ISNS) — Uma simples equação, fundamentada nos princípios básicos da física, pode descrever a inteligência e estimular novas abordagens em campos tão diversos quanto as finanças e a robótica – é o que diz uma nova pesquisa.
Chris Gorski é um editor do Inside Science News Service.
[1] O tradutor acha que esses tais cosmólogos deveriam procurar um psiquiatra urgentemente…
