Para Falar de Nada

Acabei de ler um artigo na Folha de São Paulo, do físico Marcelo Gleiser, A morte do Nada. Gosto muito da sua coluna.

Gleiser comenta o fim do Nada, um assunto que eu mesmo já abordei em Nada e Nada de novo. O Nada que o Gleiser aborda é o Nada “real“, ou o vácuo completo. Mas nada continua existindo em outras esferas de realidade, em pensamentos, conceitualmente. Até o fim.

Mas a grande questão é: Exite o fim? Porque o início todos dizem que foi o Big Bang, ou foi Deus quem fez. Mas e antes disso o que era? Nada? Ou realmente o início não existiu? Se não teve início não existe fim. Temos apenas conceito de início e fim, tudo e nada. Somos apenas um conceito? Existimos realmente? Física, Religião, Filosofia. Nada explica isso. Ou melhor: Nada explica isso!!!

Antimatéria

particulas

Antimatéria, o oposta da matéria. Na física de partículas e na química quântica, a antimatéria é a extensão do conceito de antipartícula da matéria, por meio de que a antimatéria é composta de antipartículas da mesma maneira que matéria normal está composta das partículas.

Mas por quê falar de antimatéria? Porque um grupo de cientistas, no CERN (Centro Europeu de Pesquisa Nuclear), conseguiu pela primeira vez produzir e capturar átomos inteiros feitos de antimatéria.

Tudo muito interessante, mas antimartéria parece que veio da ficção científica. Não veio, tudo começou quando o físico britânico Paul Dirac resolveu em 1928 dar uma revisadinha na famosa equação E=mc2 e concluiu que Einsteinesqueceu” um detalhe. Segundo Dirac, Einstein considerou que a massa, o “m” na equação, era sempre positiva. Para o físico britânico, no entanto, o “m” poderia ter propriedades negativas também. Ao reescrever a equação, Dirac a definiu como: E = + ou – mc2. A conclusão dele era que deveríamos considerar a existência de antipartículas no nosso Universo.

Veio então, a explicação da origem dessa antimatéria, o Big Bang – a teoria mais aceita para a criação do Universo – diz que tudo se iniciou numa grande expansão. Em resumo, nos primeiros instantes o Universo não era constituído por matéria, mas sim por energia sob forma de radiação, então passou a expandir-se e, consequentemente, a esfriar. Pares de partícula-antipartícula eram criados e aniquilados em grande quantidade. Com a queda de temperatura a matéria pôde começar a formar hádrons, assim como a antimatéria a formar antihádrons, pois matéria e antimatéria foram criadas em quantidades iguais.

Mas quando a matéria e a antimatéria se encontram, elas anulam-se gerando apenas energia nesse processo. Seria altamente provável, portanto, que logo após terem sido criadas, partículas e antipartículas se anulassem, impedindo que corpos mais complexos como hádrons, átomos, moléculas, minerais e seres vivos pudessem se formar. O que aconteceu? Pois estamos aqui agora!

Algo bizarro aconteceu, existem especulações sobre o que aconteceu, mas deixa para lá, o importante é que se você quer estudar antimatéria em laboratório, tem de fabricá-la você mesmo e o mais difícil, depois de obter algumas antipartículas, é guardá-las.

Qualquer recipiente convencional teria de ser feito de matéria, e o mero contato produziria a aniquilação total das antipartículas. A única maneira, conhecida, de preservar a antimatéria é por meio de campos magnéticos.

Outro grupo de cientistas do CERN já haviam criado nove átomos de anti-hidrogênio foram criados, cada um durando apenas 40 nanosegundos, em 1998. Mas agora conseguiram capturá-lo. Um anti-hidrogênio é composto de um pósitron e um antipróton, exatamente o oposto do hidrogênio que é composto de um próton e um eletrón. Os pósitrons são elétrons com uma carga positiva ao invés de negativa. Descobertos por Carl Anderson em 1932, os pósitrons foram a primeira evidência de que a antimatéria existe. E os antiprótons são prótons que possuem uma carga negativa ao invés da carga positiva normal, em 1955, pesquisadores de Berkeley Bevatron produziram um antipróton.

Os resultados estão na última edição do periódico científico Nature. A ideia, agora, é estudar os antiátomos em busca de pistas sobre propriedades fundamentais das partículas.

particulas

Universo pode acabar

É isso mesmo que vocês leram, procurem seus lugares no Restaurante do Fim do Universo. O Universo poderá desaparecer em cerca de 3,7 bilhões de anos, revelam astrofísicos americanos e japoneses que questionam a teoria sobre a expansão permanente espaço-tempo.

O que você pretende fazer quando chegar ao Restaurante do Fim do Universo?” Bem, essa é a pergunta feita para quem quiser ler o livro de Douglas Adams. A continuação das incríveis aventuras de Arthur Dent e seus quatro amigos através da galáxia começa a bordo da nave Coração de Ouro, rumo ao restaurante mais próximo.

Há uma teoria que afirma que, se alguma vez alguém descobre exatamente o que é e por que o Universo está aqui, ele irá desaparecer instantaneamente e será substituído por algo ainda mais bizarro e inexplicável. Há uma outra teoria que afirma que isto já aconteceu.Douglas Adams no livro, O RESTAURANTE DO FIM DO UNIVERSO.

Não podemos afirmar o que Adams escreveu, mas na opinião deste grupo de cientistas, certos métodos e hipóteses utilizados há muito tempo pelos astrofísicos, e seu recurso a um limite arbitrário para o tempo com o qual calculam as probabilidades de um universo de expansão infinita, levam de fato à conclusão de que o tempo terá um fim – existe a possibilidade de que o tempo tenha um final em 3,7 bilhões de anos.

Ok, será que o final será como no livro? Não sei, provavelmente não. Porque, segundo a teoria amplamente aceita – e descrita no livro de Adams – o Universo nasceu do Big Bang, há cerca de 13,7 bilhões de anos, e se expande a uma velocidade que se acelera exponencialmente e até o infinito. Se temos mais 3,7 bilhões de anos, significa que estamos mais próximos do fim do que no início, em uma escala de 1 a 100 estamos com 70 anos, com mais 30 pela frente.

Outra curiosidade é que tanto o nosso Sol, quanto a nossa galáxia e muitas outras tem previsões de existirem por mais tempo. O Sol, por exemplo, “formou-se cerca de 4,57 bilhões (4,567 mil milhões) de anos atrás e ainda tem cerca de 5 bilhões até explidir e se tornar uma gigante vermelha e como tal existirá por cerca de 100 milhões de anos, quando então o hélio no núcleo solar esgotará.” Texto extraído de um post anterior chamado Tempo.

Coincidências a parte, se o tempo deixar de existir como será o nosso fim? É tudo uma questão de tempo, ou falta de tempo.

A radiação mais antiga do universo

A radiação mais antiga do universo, que radiação é essa? Essa radiação é a radiação cósmica de fundo que nada mais é que é uma forma de radiação eletromagnética prevista por George Gamov, Ralph Alpher e Robert Herman em 1948 e descoberta em 1965 por Arno Penzias e Robert Woodrow Wilson, do Bell Telephone Laboratories – Penzias e Wilson receberam o Nobel de Física em 1978 por essa descoberta. Ela tem um espectro térmico de corpo negro com intensidade máxima na faixa de microondas.

A radiação cósmica de fundo é, ao lado do afastamento das galáxias e da abundância de elementos leves, uma das mais fortes evidências observacionais do modelo do Big Bang de criação do Universo.

E a radiação cósmica de fundo encontrá-se no maior experimento de cosmologia em quase uma década, onde pesquisadores trabalhando com o telescópio europeu Planck divulgaram seu primeiro mapa celeste completo da radiação cósmica de fundo, também chamada de a “luz mais antiga” do Universo. E por falar em luz eu já falei sobre Luz.

A parte central da foto é dominada por grandes porções da nossa galáxia, a Via Láctea. A linha horizontal brilhante atravessando a imagem é o eixo principal da galáxia. É nessa região que se formam hoje a maioria das estrelas da Via Láctea, mas como a foto registra apenas luz com comprimentos de onda longos – invisíveis ao olho humano – o que vemos na realidade não são estrelas, e sim o material do qual elas são feitas, poeira e gás.

Mas a foto também mostra, em magenta e amarelo, a radiação cósmica de fundo de micro-ondas. Formada 380 mil anos após o Big Bang, essa radiação de calor só pôde circular pelo espaço quando um resfriamento no Universo pós-Big Bang permitiu a formação de átomos de hidrogênio. Os cientistas dizem que, antes desse estágio, o cosmos era tão quente que matéria e radiação estavam “fundidas” e o Universo seria opaco.

Um dos principais objetivos do projeto é encontrar evidências para a “inflação“, uma do incipiente Universo a velocidades acima da velocidade da luz. Segundo a teoria, se essa “inflação” ocorreu, ela deveria estar registrada na radiação cósmica de fundo e seria passível de detecção.

Depois do Big Bang

Não sei se é depois do Big Bang ou antes do Big Bang. A dúvida é como pode existir galáxias além do Big Bang?

A imagem acima, divulgada pela Nasa mostra uma grande coleção de galáxias maduras formadas pouco depois do Big Bang. As galáxias – os pontos vermelhos no centro da imagem – teriam sido formadas há 9,6 bilhões de anos, apenas 3 bilhões de anos após o Big Bang, evento que teria dado origem ao universo. Essa notícia deixa dúvida, pelo menos para mim, como é possível?

A descoberta é surpreendente, pois astrônomos não esperavam encontrar grupos de galáxias tão desenvolvidos tão cedo após o Big Bang. Outras galáxias do mesmo período tendem a ser muito menores. Quero ver quais serão as explicações.

Composta por observações dos telescópios Spitzer, da Nasa, que detecta radiação infravermelha, e Subaru, do Japão, que detecta radiação visível. A imagem mostra a luz infravermelha do Spitzer em vermelho para melhor visualização, e as observações do Subaru são exibidas em vermelho e azul. A camada púrpura é uma medida de densidade galáctica média e destaca a grande concentração de galáxias nessa região do espaço.

Essas observações começam a dar um nó na cabeça de muita gente, para introduzir melhor as pessoas no assunto eu recomendo que assistam ao seriado The Big Bang Theory. Tudo bem, esse seriado nem fala sobre astrônomos e sim sobre doutores de física da Caltech. Mas tem um indiano “Raj”, como é carinhosamente chamado pelos amigos, e é doutor em astrofísica. Será que serve?

O Enorme e o Minúsculo

Encontrei esses videos de um programa da National Geographic, Known Universe – The Biggest and The Smallest (Universo Conhecido – O Enorme e o Minúsculo).

Desde o enorme Universo em que vivemos até os minúsculos átomos que fazem os blocos de construção de tudo a nossa volta, o tamanho importa para entender o cosmos. Começando com o nosso Sistema Solar, os videos vão explorar o verdadeiro significado da palavra “grande“. As probabilidades são que você viu no modelo do Sistema Solar feito na escola. Com uma CGI incrivelmente realista, vamos revelar como esse modelo, se construído em escala, não vai caber dentro de um campo de futebol (americano), muito menos em uma sala de aula.

É o programa completo (em inglês), 60 minutos, dividos em 5 partes. É um pouco grande, mas vale muito a pena!





A vida em um acelerador de partículas

Encontrei essa imagem no blog mazaaah e achei muito hilária, o ciclo de vida de um próton no LHC.

E por falar em acelerador de partículas, mas especificamente o Grande Colisor de Hádrons (LHC), vamos ver LHC do CERN em números. As informações à seguir estão no blog The amazing life and chronicles of Christian BS. Um texto interessante que resolvi traduzir e publicar:

Isto inclui também outras estatísticas para comparação.

-271,3 – A temperatura (em graus Celsius) dos ímãs depois de cheios com hélio superfluido.

-193,2 – A temperatura (em graus Celsius) para que os ímãs foram resfriados.

10 -13 A pressão do ar (em Pascal) no interior do LHC.

10 -12 A pressão do ar (em Pascal) na lua.

0,00000000047 – A massa total (em gramas) de prótons circulam no LHC a qualquer momento.

0,000000002 – quantidade de hidrogênio utilizado (em gramas) por dia pelo LHC.

0.0001 – O tempo (em segundos) para um próton circular o LHC.

0.75 – A quantidade (em gramas) de hidrogênio necessário para encher um balão médio.

0,999997828 – O número de vezes na velocidade de luz que os prótons se movem no LHC.

0,999999991 – O número de vezes na velocidade de luz que os prótons se movem em energia máxima no LHC.

1 – A força normal (em teslas) de um ímã de sucata (scrapyard magnet).

1,9 – A temperatura (em Kelvin) dos ímãs depois de cheios com hélio superfluido.

4,8 – A altura (em quilômetros) do Mont Blanc.

5 – O comprimento (em metros) de alguns dos ímãs quadripolares utilizados no LHC.

6,9 – A altura (em quilômetros) de 4 milhões de DVDs empilhados.

7 – A energia máxima que os prótons (em Tera elétron-volts) viajarão no LHC.

7 – O comprimento (em metros) de alguns dos ímãs quadripolares utilizados no LHC.

8,3 – A força (em teslas) dos ímãs supercondutores do LHC.

10,4 – A altura (em quilômetros) de seis milhões de DVDs empilhados.

13 – Tempo gasto (em anos) para construir o Big Ben.

14 – Tempo gasto (em anos) para a construção do LHC.

14 – A energia das colisões frontais (em Tera elétron-volts) dos prótons no LHC.

15 – A estimativade tempo de vida (em anos) do LHC.

15 – O comprimento (em metros) dos ímãs super-condutores bipolares.

15 – A informação (em petabytes) produzidas pelo LHC a cada ano.

27 – A circunferência (em quilômetros) do LHC.

32 – O tempo (em minutos) para circundar o LHC, à 50 km/h.

33 – O número de países com os quais o CERN está colaborando para instalar a Grade (The Grid).

50 – O limite de velocidade (em quilômetros por hora) para a condução em torno do LHC.

60 – A quantidade (em toneladas) de hélio líquido usado para levar a temperatura dos ímãs para baixo a -271,3 ° C.

80 – A temperatura (em Kelvin) para que os ímãs foram resfriadas.

100 – A profundidade aproximada do LHC.

361 – A energia (em megajoules) do USS Ronald Regan navegando à 5,6 nós.

362 – A energia coletiva (em megajoules) de prótons do LHC em alta velocidade.

392 – O número de ímãs quadripolares utilizados no LHC.

1.232 – O número de super-condutores ímãs bipolares no LHC.

2.808 – O número de grupo por feixe de prótons em plena intensidade.

4.650 – O volume interior (em metros cúbicos), do Big Ben.

9.000 – O volume bruto (em metros cúbicos) do sistema de vácuo principal do LHC.

9.300 – O número total de ímãs no interior do LHC.

10.080 – A quantidade (em toneladas) de nitrogênio líquido usado para refrigerar os magnetos.

11.245 – O número de vezes que um próton circula o anel em um segundo.

12.000 – A corrente (em ampères) que funciona através de um ímã super-condutores.

26.659 – A circunferência (em metros) do LHC.

88.000 – O peso total (em toneladas) do USS Ronald Regan.

100.000 – O número de vezes mais quente que o sol, as colisões serão.

1.000.000 – Número aproximado de anos necessários para o LHC para encher um balão de festa com Hidrogênio.

1.700.000 – O número de DVDs com duas camadas que podem ser preenchidos com os dados produzidos pelo LHC a cada ano.

6.000.000 – Número de DVDs necessários para armazenar os dados produzidos pelo LHC.

15.000.000 – A quantidade de informação (em gigabytes), produzido anualmente pelo LHC.

600.000.000 – O número bruto de colisões que ocorrem a cada segundo.

1.000.000.000 – O limite máximo de velocidade aproximada (em metros por segundo) de um próton ao redor do LHC.

4.100.000.000 – O custo (em libra – £) da construção do LHC.

4.500.000.000 – O custo (em dólares americanos – US$) da construção do USS Ronald Regan.

7.199.190.000 – O custo (em dólares americanos – US$) da construção do LHC.

115.000.000.000 – O número de prótons em cada grupo por feixe.