1104: ‘Mundo-espelho’ fantasma pode explicar mistério cósmico

CIÊNCIA/COSMOLOGIA/UNIVERSO

Novas pesquisas sugerem que um “mundo-espelho” invisível de partículas que interagem com o nosso mundo apenas por meio da gravidade pode ser a chave para resolver um grande quebra-cabeça na cosmologia actual: o problema da constante de Hubble.

© Crédito: Stefan Keller/KELLEPICS/Pixabay
‘Mundo-espelho’ fantasma pode explicar mistério cósmico

A constante de Hubble é a taxa de expansão do universo hoje. As previsões para essa taxa – do modelo padrão da cosmologia – são significativamente mais lentas do que a taxa encontrada por nossas medições locais mais precisas. Essa discrepância é uma que muitos cosmólogos têm tentado resolver mudando nosso modelo cosmológico atual. O desafio é fazer isso sem arruinar o acordo entre as previsões do modelo padrão e muitos outros fenómenos cosmológicos, como o fundo cósmico de micro-ondas.

Determinar se tal cenário cosmológico existe é a questão que pesquisadores, incluindo Francis-Yan Cyr-Racine, professor assistente do Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Novo México, e Fei Ge e Lloyd Knox, da Universidade da Califórnia em Davis (ambas nos EUA), vêm tentando responder. Sua recente pesquisa sobre o tema foi publicada na revista Physical Review Letters.

Do nascimento à morte do universo

Segundo a NASA, cosmologia é o estudo científico das propriedades em larga escala do universo como um todo. Os cosmólogos estudam conceitos como matéria escura e energia escura e se existe um universo ou muitos, às vezes chamados de multiverso. A cosmologia envolve todo o universo, desde o nascimento até a morte, com mistérios e intrigas a cada passo.

Cyr-Racine, Ge e Knox descobriram uma propriedade matemática anteriormente despercebida dos modelos cosmológicos que poderia, em princípio, permitir uma taxa de expansão mais rápida, enquanto dificilmente alterava as outras previsões testadas com mais precisão do modelo cosmológico padrão. Eles descobriram que uma escala uniforme das taxas de queda livre gravitacional e taxa de dispersão de fóton-eléctron deixa a maioria dos factores observáveis ​​cosmológicos adimensionais quase constantes.

“Basicamente, apontamos que muitas das observações que fazemos em cosmologia têm uma simetria inerente ao redimensionar o universo como um todo. Isso pode fornecer uma maneira de entender por que parece haver uma discrepância entre as diferentes medições da taxa de expansão do universo.”

Este resultado abre uma nova abordagem para reconciliar observações de fundo cósmico em micro-ondas e estruturas em larga escala com altos valores da constante de Hubble: encontre um modelo cosmológico no qual a transformação de escala possa ser realizada sem violar quaisquer medidas de quantidades não protegidas pela simetria. Esse trabalho abriu um novo caminho para resolver o que provou ser um problema desafiador. A construção de modelos adicionais pode trazer consistência com as duas restrições ainda não satisfeitas: as abundâncias primordiais inferidas de deutério (forma mais pesada do hidrogénio) e hélio.

Impacto gravitacional

Se o universo está de alguma forma explorando essa simetria, os pesquisadores são levados a uma conclusão extremamente interessante: que existe um universo-espelho muito semelhante ao nosso, mas invisível para nós, excepto pelo impacto gravitacional em nosso mundo. Esse sector escuro do “mundo-espelho” permitiria uma escala efectiva das taxas de queda livre gravitacional, respeitando a densidade média de fótons medida com precisão hoje.

“Na prática, essa simetria de escala só poderia ser realizada incluindo um mundo-espelho no modelo – um universo paralelo com novas partículas que são todas cópias de partículas conhecidas”, disse Cyr-Racine. “A ideia do mundo-espelho surgiu pela primeira vez na década de 1990, mas não foi reconhecida anteriormente como uma solução potencial para o problema da constante de Hubble.

“Isso pode parecer loucura, mas esses mundos-espelho têm uma grande literatura na física em um contexto completamente diferente, pois podem ajudar a resolver problemas importantes na física de partículas”, prosseguiu Cyr-Racine. “Nosso trabalho nos permite vincular, pela primeira vez, essa grande literatura a um importante problema em cosmologia.”

Erros de medição

Além de procurarem ingredientes ausentes em nosso modelo cosmológico atual, os pesquisadores também estão se perguntando se essa discrepância da constante de Hubble pode ser causada em parte por erros de medição. Embora isso continue a ser uma possibilidade, é importante notar que a discrepância se tornou cada vez mais significativa à medida que dados de maior qualidade foram incluídos nas análises, sugerindo que os dados podem não estar errados.

“[A discrepância] Passou de 2,5 Sigma para 3 e de 3,5 para 4 Sigma. Até agora, estamos praticamente no nível 5 Sigma”, disse Cyr-Racine. “Esse é o número-chave que torna isso um problema real porque você tem duas medidas da mesma coisa – se você tem uma imagem consistente do universo ela deveria ser completamente consistente uma com a outra, mas elas diferem em uma quantidade muito significativa estatisticamente.”

“Essa é a premissa aqui e estamos pensando sobre o que poderia estar causando isso e por que essas medidas são discrepantes? Então, esse é um grande problema para a cosmologia. Nós simplesmente não parecemos entender o que o universo está fazendo hoje.”

MSN Notícias
25.05.2022 às 11:59


 

1091: O acumular de calor do Sol provavelmente contribui para as tempestades de poeira de Marte

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/MARTE

Investigadores da Universidade de Houston encontraram uma ligação entre as tempestades de poeira de Marte e o seu desequilíbrio energético sazonal. Outros estudos poderiam dar uma ideia de como as antigas alterações climáticas afectaram o Planeta Vermelho, talvez até como o futuro da Terra pode ser moldado pelas alterações climáticas. À esquerda, Marte em condições limpas; à direita, Marte envolvido por uma tempestade de poeira sazonal.
Crédito: NASA/JPL/MSSS

Uma equipa de investigadores relatou que um desequilíbrio sazonal na quantidade de energia solar absorvida e libertada pelo planeta Marte é uma causa provável das tempestades de poeira que há muito intrigam os observadores.

O desequilíbrio extremo de Marte no que toca ao orçamento energético (um termo que se refere à medição da energia solar que um planeta absorve do Sol e depois liberta como calor) foi documentado pelos investigadores da Universidade de Houston Liming Li, professor associado de física; Xun Jiang, professora de ciências atmosféricas; e Ellen Creecy, estudante de doutoramento e autora principal de um artigo publicado na revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

“Uma das nossas descobertas mais interessantes é que o excesso de energia – mais energia sendo absorvida do que emitida – poderia ser um dos mecanismos geradores das tempestades de poeira de Marte. Compreender como isto funciona em Marte pode fornecer pistas sobre os papéis que o orçamento energético da Terra assume no desenvolvimento de tempestades severas, incluindo furacões, no nosso próprio planeta,” disse Creecy.

Uma fina atmosfera e uma órbita muito elíptica tornam Marte especialmente susceptível a grandes diferenças de temperatura. Absorve quantidades extremas de calor solar quando está mais perto do Sol nas suas estações perielionares (primavera e verão para o hemisfério sul de Marte), que é a mesma parte extrema da órbita em que aparecem as suas tempestades de poeira. À medida que a sua órbita afasta Marte do Sol, é absorvida menos energia solar pelo planeta. Este mesmo fenómeno também acontece na Terra, mas os investigadores descobriram que é especialmente extremo em Marte.

Na Terra, os desequilíbrios energéticos podem ser medidos de acordo com a estação e o ano e desempenham um papel crítico no nosso aquecimento global e nas alterações climáticas. Num projecto separado, Creecy e colegas estão a examinar se o desequilíbrio energético em Marte também existe em escalas de tempo mais longas e, se sim, quais seriam as implicações na mudança climática do planeta.

“Marte não é um planeta que tenha qualquer tipo de mecanismos reais de armazenamento de energia, como nós temos na Terra. Os nossos grandes oceanos, por exemplo, ajudam a equilibrar o sistema climático,” disse Creecy.

Ainda assim, Marte contém sinais de que oceanos, lagos e rios foram outrora abundantes. Então, o que aconteceu? Os factos são incertos quanto aos motivos ou quando o planeta se tornou neste globo quente e poeirento com uma abundância de óxido de ferro – ferrugem, na verdade, cuja cor sépia inspirou observadores de há séculos atrás a chamar-lhe o Planeta Vermelho.

“Marte já teve, no passado, oceanos e lagos, mas mais tarde sofreu aquecimento global e alterações climáticas. De alguma forma, Marte perdeu os seus oceanos e lagos. Sabemos que estão a acontecer alterações climáticas agora na Terra. Então, o que é que as lições do que aconteceu em Marte guardam para o futuro da Terra”, perguntou Li.

Creecy e colegas chegaram às suas conclusões comparando quatro anos de dados (esses são anos marcianos, aproximadamente equivalentes a oito anos terrestres) das órbitas e temperaturas de Marte com as condições documentadas pelas missões da NASA.

Para os entusiastas planetários, eles notam que muitos dos dados podem ser acedidos gratuitamente a partir do website PDS (Planetary Data Systems) da NASA, embora alguma informação esteja disponível apenas para os investigadores. Colaboraram também com cientistas da NASA, incluindo vários que foram membros-chave de missões passadas, incluindo a Mars Global Surveyor e duas missões, Curiosity e InSight, que ainda estão a operar no solo.

“Se abrirmos os olhos a um campo vasto, a Terra é apenas um planeta. Com apenas um ponto, nunca podemos ver uma imagem completa. Temos de olhar para todos os pontos, todos os planetas, para obter uma imagem completa da evolução da nossa própria Terra. Há muitas coisas que podemos aprender com os outros planetas”, disse Li. “Ao estudar a história de Marte, ganhamos muito. O que é a mudança climática? Qual é a fase futura para o nosso planeta? Qual é a evolução da Terra? Tantas coisas que podemos aprender com os outros planetas.”

Astronomia On-line
24 de Maio de 2022


 

O buraco negro da Via Láctea foi o “grito de nascimento” da radioastronomia

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

À esquerda está uma imagem, pelo VLA (Very Large Array), da região central da Via Láctea. O ponto brilhante marcado pelo círculo é Sagitário A*, onde se encontra o buraco negro central da nossa Galáxia. À direita, a primeira imagem do buraco negro super-massivo no centro da nossa galáxia, a Via Láctea, traz a radioastronomia de volta ao seu local de nascimento celeste.
Crédito: NRAO/AUI/NSF, Colaboração EHT

A primeira imagem do buraco negro super-massivo no centro da nossa Galáxia, a Via Láctea, traz a radioastronomia de volta ao seu local de nascimento celeste. O EHT (Event Horizon Telescope), uma colecção mundial de radiotelescópios de ondas milimétricas, fez a nova imagem marcante da mesma região da qual vieram as primeiras ondas de rádio cósmicas alguma vez detectadas. Essa detecção, pelo engenheiro dos Laboratórios Bell Telephone, Karl Jansky, em 1932, foi o início da radioastronomia.

A nova imagem EHT é o culminar de uma longa história de investigação da Via Láctea, começando com Galileu Galilei, que usou o seu telescópio em 1610 para descobrir que a nossa Galáxia, que aparece como nuvens a olho nu, é na realidade composta por estrelas. Em 1785, o astrónomo britânico William Herschel produziu um mapa rudimentar da Via Láctea.

Em 1918, o astrónomo americano Harlow Shapley localizou o centro da Via Láctea, utilizando a ferramenta de medição de distâncias recentemente descoberta, fornecida pelas estrelas variáveis cefeidas, para determinar que um halo de enxames globulares que rodeia a Via Láctea está centrado numa região na direcção da constelação de Sagitário. Essa região é escondida dos telescópios ópticos por nuvens espessas de gás e poeira.

Jansky foi contratado pelos Laboratórios Bell em 1928 e encarregado de determinar as fontes de ruído que interferiam com as comunicações radiofónicas de ondas curtas. Concebeu uma antena altamente direccional e em 1932 tinha identificado uma série de fontes de ruído. No entanto, um mistério permaneceu – “um silvo estático e muito estável cuja origem não é conhecida.”

A hora do dia em que este silvo aparecia mudava com as estações. Por sugestão de um amigo astrónomo, Jansky consultou alguns livros de astronomia e em Dezembro de 1932 concluiu que o estranho ruído vinha “de fora do Sistema Solar”. Anunciou esta descoberta num artigo que apresentou numa reunião em Washington, D.C., em Abril de 1933. O seu anúncio apareceu na primeira página do jornal New York Times a 5 de Maio de 1933.

Dez dias mais tarde, Jansky foi entrevistado numa rede de rádio nacional e disse ter localizado a posição, no céu, do ruído que havia encontrado e “isso parece confirmar o cálculo do Dr. Shapley de que as ondas de rádio parecem vir do centro de gravidade da nossa Galáxia.”

Essa região seria mais tarde chamada Sagitário A, como a mais brilhante fonte de emissão de rádio naquela constelação. Em 1951, os radio-astrónomos australianos reduziram ainda mais a origem da emissão no centro da Galáxia.

Em 1974, Bruce Balick e Robert Brown usaram o Interferómetro Green Bank do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) para descobrir um objecto muito brilhante e compacto ao qual Brown juntou mais tarde o nome Sagitário A* (acrescentando o asterisco). Um buraco negro tornou-se a principal explicação para o que alimenta a emissão rádio do objecto, abreviado Sgr A*. Em 1994, estudos infravermelhos e sub-milimétricos estimaram a massa do objecto em 3 milhões de vezes a massa do Sol.

Em 2002, uma equipa liderada por Reinhard Genzel do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre relatou um estudo de 10 anos do movimento orbital de uma estrela chamada S2 perto de Sgr A*. Esse estudo concluiu que o objecto central tem mais de 4 milhões de vezes a massa do Sol.

Em 2009, outra equipa relatou mais observações de órbitas estelares na região e concluiu que o objecto central é provavelmente um buraco negro porque não se conhece nenhum outro fenómeno que possa “empacotar” tanta massa num espaço tão pequeno. Este trabalho e outros estudos de Sgr A* ganharam o Prémio Nobel da Física em 2020 para Genzel e Andrea Ghez da UCLA (Universidade da Califórnia em Los Angeles) por terem produzido “a evidência mais convincente até à data de um buraco negro super-massivo no centro da Via Láctea.”

A produção da Colaboração EHT de uma imagem consistente com as previsões teóricas do que deve ser visto em torno de um buraco negro torna o caso ainda mais convincente nos dias de hoje.

Astronomia On-line
17 de Maio de 2022


EU combati no mato, em África, na Guerra Colonial, durante quase dois anos,
os mercenários treinados por Cuba e armados, municiados e financiados
pela União Soviética (URSS) e China.

 

969: Sete milhões para estudar Homo Sapiens, buracos negros e detectar outras Terras

CIÊNCIA/PROJECTOS DISPERSALS

Projectos Dispersals (Universidade do Algarve), FIERCE (Instituto de Astrofísica e Ciência do Espaço da U. Porto) e Gravitas (Técnico de Lisboa) financiados pelo Conselho Europeu de Investigação.

Aquilo que nos parece ser objectos gigantes negros e escuros são mesmo os buracos negros da teoria do Einstein? Esta é uma questão a que o professor Vítor Cardoso do IST quer dar resposta e para cuja investigação recebeu agora uma bolsa de dois milhões de euros.
© Jaci XIV /Creative Commons

O Conselho Europeu de Investigação (ERC) atribuiu quase sete milhões de euros (6,9) a três projectos de investigadores portugueses. Nuno Cardoso Santos, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e líder do projecto FIERCE, pretende analisar a causa do ruído estelar e “abrir caminho” para detectar outras Terras no Universo. Nuno Bicho, da Universidade do Algarve, vai investigar, através do projecto Dispersals, a dinâmica das primeiras migrações do Homo Sapiens. E Vítor Cardoso, do Técnico de Lisboa, propõe-se a explorar e descobrir o potencial dos buracos negros, no âmbito do projecto Gravitas.

Segundo o IA da Universidade do Porto, o ERC (organismo estabelecido pela Comissão Europeia em 2007) atribuiu um Advanced Grant, com um financiamento de 2,5 milhões de euros, ao projecto FIERCE. Liderado pelo investigador Nuno Cardoso Santos, da equipa de Sistemas Planetários do IA, o projecto pretende, nos próximo cinco anos, criar novos métodos de análise de dados para “modelar e caracterizar as causas do ruído estelar”, o que permitirá “abrir caminho à detecção da Terra 2.0”.

“Apesar dos progressos recentes, ainda não foi possível identificar exoplanetas realmente semelhantes à Terra, à distância certa da sua estrela para serem temperados, com água líquida à superfície e uma atmosfera de nitrogénio e oxigénio”, salienta o Instituto.

Nuno Cardoso Santos, Investigador e professor na FCUP
© Gerardo Santos / Global Imagens

Nuno Cardoso Santos afirma que o projecto vai permitir “detectar e estudar outras Terras, a orbitar outros sóis, utilizando instrumentos como o espectrógrafo ANDES [desenvolvido para o ELT (Extremely Large Telescope), do Observatório Europeu do Sul – ESO, e previsto entrar em funcionamento em 2030”. “Estes métodos serão fundamentais para que se possa estudar em detalhe os planetas rochosos hoje detectados, bem como os que serão descobertos por missões espaciais futuras, como a PLATO, da Agência Espacial Europeia”, acrescenta Nuno Cardoso Santos.

O coordenador do IA, Francisco Lobo, destaca que a atribuição da verba “reforça a procura e estudo de exoplanetas” e que os dados obtidos com o projecto FIERCE “poderão ser usados para outras pesquisas em que equipas do IA estão empenhadas, incluindo o estudo do Sol e da física estelar”.

Dispersals: as migrações africanas do Homo Sapiens

O projecto Dispersals (Dispersões, em português), de Nuno Bicho, foi outro dos escolhidos para uma bolsa de financiamento de entre as 2652 propostas submetidas ao ERC por investigadores de 28 nacionalidades. Os 2,5 milhões de euros atribuídos vão permitir ao investigador estudar as dinâmicas das primeiras migrações do Homo Sapiens em, e a partir de, África e avaliar o modelo genético de que as populações humanas da África Austral foram a génese da migração da espécie, a partir daquele continente, há cerca de 70 mil anos.

Nuno Bicho, Investigador e professor na Universidade do Algarve
© D.R. / Universidade do Algarve

Segundo Nuno Bicho, citado numa nota enviada à Lusa, o projecto, que reúne um conjunto alargado de investigadores internacionais, inclui a realização de trabalhos nas bacias dos rios moçambicanos do Limpopo e Save. O investigador adianta que a área onde vão incidir os trabalhos “medeia as duas regiões chave do aparecimento” da espécie humana, ou seja, a África Austral e a África Oriental”.

O projecto, adianta, fornecerá uma perspectiva fundamental sobre os processos relativos às primeiras migrações e dispersões da espécie no continente africano, e fora dele, “que resultaram na diáspora humana por todo o planeta nos últimos 100 mil anos”. Para o investigador, as três bolsas ERC recebidas até agora pela Universidade do Algarve, através do seu Centro Interdisciplinar de Arqueologia e Evolução do Comportamento Humano, que totalizam 6,5 milhões de euros, irão contribuir para tornar as duas estruturas “num centro de excelência em arqueologia”.

Gravitas: explorar o potencial dos buracos negros

Professor de Física no Instituto Superior Técnico e no Instituto Niels Bohr, em Copenhaga (Dinamarca), Vítor Cardoso recebeu a sua terceira bolsa ERC, de dois milhões de euros, para explorar e descobrir o potencial dos buracos negros.

“Será que os buracos negros existem? Aquilo que vemos que parecem objectos gigantes negros e escuros são mesmo os buracos negros da teoria do Einstein? Ou é algo diferente?”, são algumas das questões a que a equipa liderada por Vítor Cardoso procurará responder, adianta o Técnico.

Foram ainda premiados dois investigadores portugueses no estrangeiro: Ricardo Reis, da London School of Economics and Political Science, e João Alves, da Universidade de Viena.

Diário de Notícias
DN/Lusa
27 Abril 2022 — 00:40


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética de Putin, na Ucrânia
For the victims of the genocide practiced
by the Soviet Union of Putin, in Ukraine


 

756: O nosso Universo pode ter um irmão gémeo que anda para trás no tempo

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA/UNIVERSO

NASA / Unsplash

O nosso Universo pode ser a imagem espelhada de um universo de antimatéria que se prolonga para trás no tempo até antes do Big Bang.

A ideia pressupõe que o universo primitivo era pequeno, quente e denso – e tão uniforme que o tempo parece simétrico a ir para trás e para frente.

Esta é a teoria de uma equipa de físicos canadianos que concebeu um novo modelo cosmológico equacionando a existência de um “anti-universo”.

O actual consenso científico diz-nos que o Universo surgiu há cerca de 14 mil milhões de anos e desde então expandiu-se e arrefeceu, levando à formação de átomos, estrelas e planetas.

Se esta teoria estiver correta, escreve o Live Science, não haveria necessidade de um período de “inflação” que expandisse rapidamente o tamanho do Universo logo após o Big Bang.

“Existe esse estado de espírito de que se explica um novo fenómeno inventando uma nova partícula ou campo”, diz Neil Turok, do Instituto Perimeter de Física Teórica, em Ontário. “Acho que isso pode acabar por estar equivocado”.

Como tal, a equipa liderada por Turok começou a desenvolver um modelo do Universo que pode explicar todos os fenómenos observáveis com base apenas nas partículas e campos conhecidos, escreve o The Brighter Side.

A resposta passa por assumir que o Universo como um todo obedece ao teorema CPT.

A simetria de carga, paridade e reversão de tempo é uma simetria fundamental das leis físicas sob as transformações simultâneas de conjugação de carga (C), transformação de paridade (P) e reversão de tempo (T). O teorema CPT diz que a simetria CPT é válida para todos os fenómenos físicos.

Turok diz que este não é o caso do Universo que vemos, onde o tempo avança à medida que o espaço expande e há mais matéria do que antimatéria. Em vez disso, segundo o físico canadiano, a entidade que respeita a simetria é um universo gémeo do nosso.

O anti-universo voltaria atrás no tempo, ficando maior à medida que o faz, e seria dominado pela antimatéria, além de ter as suas propriedades espaciais invertidas em comparação com as do nosso Universo.

Os resultados do estudo foram pré-publicados no repositório online arXiv.

Se a teoria se confirmar, futuras experiências para determinar a massa de neutrinos, por exemplo, poderiam responder se esse “anti-universo” espelhado existe.

Infelizmente, nunca teríamos acesso ao nosso irmão gémeo, visto que esse Universo existe “atrás” do nosso Big Bang, antes do início do nosso cosmos.

  ZAP //

ZAP
18 Março, 2022

 



 

611: Viveremos na Matrix? O Universo pode ser um holograma

CIÊNCIA/FÍSICA

Hersson Piratob / Flickr

Um novo estudo sugere que olhar para dentro de um buraco negro pode provar que o Universo não passa de uma simulação e que vivemos na Matrix.

Os buracos negros são literalmente invisíveis, mas há uma região deles muito especial: o event horizon, ou horizonte de eventos.

Este é o limiar a partir do qual a força da gravidade se torna suficientemente grande para impedir que qualquer radiação escape ao buraco negro. Neste limiar, o espaço e o tempo comportam-se de forma peculiar, fugindo às leis da física.

As leis da física ditam que não conseguimos ver através do horizonte de eventos de um buraco negro, sendo que nem mesmo a luz pode escapar dele.

No entanto, um novo estudo propõe uma técnica para fazer exactamente isso, e as suas descobertas podem ajudar a resolver um dos problemas mais desafiadores da ciência, escreve a Sky News.

A equipa de físicos da Universidade do Michigan, nos Estados Unidos, vai mais longe e sugere até que o Universo pode ser um holograma.

“Na teoria da Relatividade Geral de Einstein, não há partículas, há apenas espaço-tempo. E no Modelo Padrão da física de partículas, não há gravidade, há apenas partículas”, explicou Enrico Rinaldi, co-autor do estudo.

“Conectar as duas teorias diferentes é uma questão de longa data na física — algo que as pessoas tentam fazer desde o século passado”, acrescentou.

O princípio holográfico sugere que a teoria da gravidade e a teoria das partículas são, na realidade, matematicamente equivalentes. O problema é que a teoria da gravidade requer três dimensões, enquanto a teoria das partículas apenas tem duas.

É aqui que entram os buracos negros. Eles são um objecto valioso para conciliar as duas teorias, uma vez distorcem o espaço-tempo tridimensional, mas nós só os observamos por causa de sua ligação matemática às partículas, projectadas através do espaço bidimensional.

Resolver os modelos de matriz quântica mostraria que a matemática que representa a teoria das partículas poderia representar igualmente a gravidade.

Para encontrar a solução, a equipa de investigadores usou circuitos quânticos e executou o sistema através de uma rede neural especial.

“Como estas matrizes são uma representação possível para um tipo especial de buraco negro, se soubermos como é que as matrizes são organizadas e quais são as suas propriedades, podemos saber, por exemplo, como é um buraco negro por dentro”, explicou Rinaldi à Sky News.

Já na Grécia Antiga, Platão sugeria, no seu livro “Alegoria da Caverna”, que o nosso mundo não passava de uma ilusão.

No hinduísmo, diz-se que o deus Brahman teve um sonho em que gotas de suor saíam do seu corpo, foram crescendo, e transformaram-se nas galáxias, nos planetas, nos homens, nos animais, etc.

Assim, tudo o que hoje conhecemos como o mundo fisicamente real não passaria de um sonho do deus Brahman, e quando este acordasse, tudo acabará.

  ZAP //

ZAP
21 Fevereiro, 2022



 

559: Nem Einstein tinha resposta. Um problema de buracos negros pode ter sido resolvido

CIÊNCIA/FÍSICA/ASTRONOMIA

LIGO / Caltech / MIT / Sonoma State

Uma equipa de cientistas pode ter encontrado a resposta para um problema de buracos negros que nem Albert Einstein conseguiu resolver.

Para conhecer a estrutura do espaço e do tempo à volta de um buraco negro basta saber a sua massa, carga eléctrica e rotação. A equação é mais complicada quando são dois buracos negros a orbitarem-se mutuamente.

Ao contrário de um único buraco negro, para o qual existe uma solução exacta para as equações de Einstein, não há solução exacta para dois buracos negros, explica a Inverse.

Embora as equações de Albert Einstein não ofereçam uma resposta para os buracos negros binários, há alguns aspectos que são previstos por elas.

Um deles é o fenómeno conhecido como ressonância orbital, que ocorre quando dois ou mais corpos em órbita exercem influência gravitacional um sobre o outro. No caso de dois buracos negros, ou as rotações se alinham (paralelas) ou tornam-se opostas (antiparalelas).

Os resultados de um recente estudo, publicado na revista Physical Review Letters, sugerem que este conceito é real.

A equipa de investigadores analisou dados de ondas gravitacionais de fusões conhecidas de buracos negros e descobriu que as suas rotações tendem a ser paralelas ou antiparalelas.

No entanto, dado a curta amostra estudada, não é possível afirmar com exactidão que de facto as rotações dos buracos negros são afectadas. Um dos desafios de medir a rotação de buracos negros é que o sinal é bastante fraco. Ainda assim, há fortes evidências que apoiam a teoria dos cientistas.

Num segundo artigo científico, publicado na revista Physical Review D, os autores analisaram como seria possível obter melhores resultados.

Na segunda rodada de investigação, os autores descobriram que o sinal para ressonância orbital é mais forte quando os buracos negros estão quase prontos para se fundir.

A equipa de cientistas mostrou como é que modelos podem analisar o sinal de quase fusão, obtendo resultados muito melhores. Com este novo método, espera-se que num futuro próximo seja possível confirmar a ressonância orbital em buracos negros.

  ZAP //

ZAP
12 Fevereiro, 2022

 



 

551: Os protões são mais pequenos do que se pensava

CIÊNCIA/FÍSICA

Rawpixel

A descoberta é uma surpresa para a comunidade científica. Alguns investigadores acreditam mesmo que o Modelo Padrão da Física de Partículas tem de ser alterado.

Nos anos 90, pensava-se que os protões eram 0,88 fm, mas um novo estudo da Universidade de Bonn e da Universidade Técnica de Darmstadt sugere que os protões são, provavelmente, mais pequenos do que se supunha.

De acordo com o Tech Explorist,  os físicos criaram um método que lhes permite analisar os resultados de experiências mais antigas e mais recentes de forma muito mais abrangente do que antes. Isto resulta num raio de protão menor: 0,84 fm.

“Contudo, as nossas análises indicam que esta diferença entre os antigos e os novos valores medidos não existe de todo. Em vez disso, os valores mais antigos foram sujeitos a um erro sistemático que tem sido significativamente subestimado até agora”, revelou Ulf Meißner, professor do Instituto Helmholtz de Radiação e Física Nuclear da Universidade de Bona.

A dispersão elástica é uma forma de determinar o raio de um protão. Envolve bombardear electrões para um protão num, acelerador. Quando um electrão colide com um protão, ambos mudam a sua direcção de movimento.

Quanto maior for o protão, mais frequente é a probabilidade de ocorrerem colisões. A sua expansão pode, portanto, ser calculada a partir do tipo e extensão da dispersão.

Quanto maior for a velocidade dos electrões, mais precisas serão as medições. No entanto, isto também aumenta o risco de que o electrão e o protão formem novas partículas quando colidem. A velocidades ou energias elevadas, isto acontece cada vez com maior frequência”, sublinhou Meißner.

“Por sua vez, os eventos de dispersão elástica estão a tornar-se mais raros. Portanto, para medições do tamanho do protão, até agora só se utilizaram dados do acelerador em que os electrões tinham uma energia relativamente baixa“, acrescenta.

“Desenvolvemos uma base teórica na qual tais eventos também podem ser utilizados para calcular o raio do protão. Isto permite-nos ter em conta dados que até agora têm sido deixados de fora”, referiu Hans-Werner Hamme, professor da TU Darmstadt.

Utilizando este método, os investigadores analisaram leituras de experiências mais antigas, incluindo as que sugeriam anteriormente um valor de 0,88 fm.

Contudo, com o seu método, os cientistas chegaram à conclusão de que o raio de um protão media 0,84 fm.

O método também oferece novos conhecimentos sobre a estrutura fina dos protões e dos seus irmãos, os neutrões.

Alice Carqueja
11 Fevereiro, 2022


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522: Cientistas preservam informação quântica durante mais de cinco segundos

CIÊNCIA/FÍSICA QUÂNTICA

D-Wave Systems, Inc. / Wikimedia

Uma equipa de cientistas do Laboratório Nacional de Argonne, nos Estados Unidos, conseguiu ler a informação num qubit e manter o estado quântico intacto durante mais de cinco segundos.

“É raro ter informação quântica preservada nestas escalas de tempo humanas”, disse David Awschalom, cientista do Laboratório Nacional de Argonne e director do centro de investigação quântica Q-NEXT, em comunicado citado pelo Europa Press.

Cinco segundos é tempo suficiente para enviar um sinal à velocidade da luz para a Lua e voltar. Isso é poderoso se se estiver a pensar em transmitir informação de um qubit através da luz. Essa luz continuará a reflectir correctamente o estado do qubit mesmo depois de ter circulado a Terra quase 40 vezes, abrindo caminho para criar uma Internet quântica distribuída”, acrescentou o investigador.

Os qubits usados pelos cientistas são feitos de um material de fácil utilização chamado carboneto de silício, que se encontra em lâmpadas, veículos eléctricos e dispositivos electrónicos de alta voltagem.

Ao criar um sistema qubit que pode ser fabricado com dispositivos electrónicos comuns, os investigadores esperam abrir um novo caminho para a inovação quântica utilizando uma tecnologia escalável e rentável. O artigo científico foi recentemente publicado na Science Advances.

O primeiro desafio – bem conseguido – foi facilitar a leitura dos qubits de carboneto de silício.

Cada computador precisa de uma forma de ler a informação codificada nos seus bits. Para os semicondutores, o método típico de leitura é abordar os qubits com lasers e medir a luz emitida de volta. No entanto, este procedimento é um desafio porque requer a detecção muito eficiente dos fotões.

Em vez desta abordagem, os físicos utilizaram pulsos de laser cuidadosamente concebidos para adicionar um único electrão ao seu qubit, dependendo do seu estado quântico inicial, seja zero ou um. O qubit foi então lido da mesma forma que antes, com um laser.

“A luz emitida reflete a ausência ou presença do electrão e com quase 10.000 vezes mais sinal”, disse Elena Glen, co-autora do estudo. “Ao convertermos o nosso frágil estado quântico em cargas electrónicas estáveis, podemos medir o nosso estado muito, muito mais facilmente. Com este sinal aumentado, podemos obter uma resposta fiável cada vez que verificamos em que estado se encontra o qubit.”

Este tipo de medição é chamado de “leitura única” e, com ela, “podemos desbloquear muitas tecnologias quânticas úteis”.

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ZAP
7 Fevereiro, 2022


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460: A misteriosa ‘Partícula X’ ligada ao nascer do Universo foi detectada no Grande Colisor de Hádrons

CIÊNCIA/FÍSICA

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Conceito artístico representativo dos fenómenos que ocorrem no interior do LHC, Large Hadron Collider, acelerador de partículas do CERN

A nova descoberta pode dar mais informações sobre o que aconteceu nos segundos imediatamente após o Big Bang.

Numa descoberta que pode dar mais pistas sobre a origem do Universo, os cientistas descobriram uma misteriosa “partícula X” depois de uma colisão de alta energia no Grande Colisor de Hádrons, o acelerador de partículas mais poderoso na Terra, localizado na Suíça.

Estas partículas de curta-duração são conhecidas por “X” porque a sua estrutura interna é desconhecida. Existiram nos micro-segundos caóticos depois do Big Bang, quando o Universo foi preenchido por um grupo subatómico agitado chamado plasma de quarks e glúons, no entanto são extremamente raras no Universo moderno.

É por essa mesma razão que os cientistas estão tão entusiasmados com a descoberta de 100 destas partículas em decadência através do Solenoide de Múon Compacto, nota a VICE.

O resultado acrescenta dados únicos experimentais aos modelos teóricos da produção da partícula X e sobre a “natureza deste estado exótico”, segundo o estudo publicado na Physical Review Letters.

As partículas X foram inicialmente descobertas numa experiência em 2003, mas decompuseram-se demasiado rápido para poderem ser analisadas com detalhe. A nova descoberta marca a primeira vez que foram capturadas dentro do plasma de quarks e glúons, o que permite o estudo de algumas das suas propriedades.

Segundo Yen-Jie Lee, professor de física no MIT e principal autor do estudo, a descoberta é muito difícil porque “o plasma de quarks e glúons produz dezenas de milhares de partículas”.

Esta experiência com o Solenoide de Múon Compacto é também “mais parecida com como a natureza produziu as partículas X no início do Universo” porque usa “colisões relativísticas de íons pesados”.

Lee avança ainda que a equipa precisa de mais dados para estimar o tamanho exacto do aprimoramento da produção da partícula X no plasma de quarks e glúons e que esses resultados devem ser conhecidos em breve.

A nova investigação também pode dar novas pistas sobre, afinal, o que é a partícula X. Uma hipótese sugere que é um tetraquark — um tipo extremamente raro de partículas compostas por quatro quarks. Outra possibilidade é que seja uma molécula mesónica, um tipo de partícula nunca antes visto composta por dois mesões.

“Vai ser muito entusiasmante seguir esta linha de estudo com uma quantidade muito maior de dados que vai ser usada nas experiências no Grande Colisor de Hádrons”, conclui o físico.

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29 Janeiro, 2022

 

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