18.11.06

Mentes Brilhantes

Breve histórico do enigmático céu

O século dezessete é freqüentemente chamado de o século dos gênios. Além do nascimento da Óptica, presenciou a transformação do enigma dos movimentos planetários em um esquema maravilhosamente simples. Mas seria errado supor que qualquer século em particular teve o monopólio de homens bem dotados. As leis da probabilidade encarregam-se de impedir que haja qualquer mudança abrupta na capacidade de nossos líderes intelectuais. Os extraordinários feitos científicos do século dezessete somente podem ser atribuídos ao ambiente, e não a simples acidente. Através dos séculos, cada sociedade obteve o grau de realizações científicas que mereceu.


Copérnico e a Terra em Movimento

A idéia de que o Sol é o centro do universo não se originou com Copérnico. Aristarco de Samos (cerca de 310-230 a.C.) ensinava em Alexandria que a Terra e os planetas revolvem em círculos em torno de um sol estacionário.





Acredita-se também que Filolau, o pitagoriano, sustentava o mesmo ponto de vista. Durante os tempos medievais, uma série de teólogos atacou a doutrina de Aristóteles de que a Terra é fixa. Um deles foi Oresme, Bispo de Lisieux (1323-1382), que era conselheiro de Carlos V da França. Outro foi Nicolau de Cusa (1401-1464), um filho de pescador que se elevou ao cardinalato da Igreja. Outro ainda, foi Domenico Novarra, com quem Nicolau Copérnico (1473-1543) estudou Astronomia e Matemática, em Bolonha, Itália. Os escritos dos pitagorianos ensinavam que a verdade suprema sobre o universo deve consistir de relações geométricas simples e elegantes, e Novarra sentiu que a astronomia de Ptolomeu — com seus círculos e epiciclos — era demasiado complicada para ser verdadeira. Suas dúvidas e criticas provavelmente influenciaram os pensamentos de seu jovem aluno, Copérnico, que as conservou na mente muito depois de regressar à sua terra natal para assumir um canonicato na Catedral de Frauenburg, Polônia.


Colocando a Terra em seu Lugar

Lá pelo ano 1512, Copérnico escreveu um sumário de suas idéias no Commentariolus (pequenos comentários) que enviou a alguns amigos e astrônomos. Nele, estabeleceu sete princípios que constituem a base de sua teoria sobre o universo:
1. Não há um único centro para todos os corpos celestiais.2. O centro da Terra é somente o centro de gravidade e da órbita da Lua.3. Todos os planetas circulam em torno do Sol.4. A distância da Terra ao Sol é desprezível, comparada com a distância para as estrelas.5. As estrelas são fixas e parecem deslocar-se no céu porque a Terra gira diariamente em torno do seu eixo.6. O Sol é estacionário, e seu deslocamento aparente é causado por uma rotação da Terra.7. Os deslocamentos para frente e para trás dos planetas são causados pelo deslocamento da Terra em sua órbita em torno do Sol.
Copérnico havia rejeitado o sistema ptolemaico devido à sua complexidade. Ele colocava a Terra no centro do universo, com o Sol deslocando-se em torno dela, em uma órbita circular. Para além do Sol, havia três órbitas adicionais, nas quais nada se movia além de planetas fictícios. Os planetas verdadeiros — Marte, Júpiter e Saturno — deslocavam-se em torno desses planetas fictícios em pequenos círculos e “epiciclos”. Isto já era bastante artificial, mas o sistema de Ptolomeu teve de ser emendado várias vezes nos séculos que se sucederam, à medida que os movimentos planetários vinham a ser conhecidos com mais precisão. Na época de Copérnico, o sistema mundial de Ptolomeu requeria cerca de oitenta círculos para explicar os movimentos planetários observados. Não obstante, o sistema funcionava perfeitamente bem, e Copérnico compreendeu que ninguém aceitaria sua nova teoria até que pudesse ser usada para predizer os movimentos planetários com igual precisão. Esta fase de sua tarefa consumiu anos de trabalho, a maior parte do qual foi desperdiçada.
Sabemos agora que a Terra e os planetas se deslocam em torno do Sol em curvas ligeiramente ovais ou, para sermos precisos, em elipses. Essas elipses são quase circulares, mas não precisamente.
Observando da Estrela do Norte, veríamos a Terra e os outros planetas deslocarem-se, na direção contrária à dos ponteiros do relógio, em torno do Sol. Mercúrio, o planeta que fica mais perto do Sol, se deslocaria muito rapidamente, levando menos de três meses terrestres para fazer uma revolução completa. Os outros planetas, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno Urano e Netuno, teriam velocidades progressivamente mais lentas, de acordo com a distância de cada planeta ao Sol. Plutão, o planeta mais afastado, seria visto deslocando-se mais lentamente que todos, levando cerca de 250 anos terrestres para completar sua órbita. Todas as órbitas planetárias ficariam aproximadamente no mesmo plano, e uma observação cuidadosa as apresentaria como ligeiramente elípticas. Mas Copérnico estava tão convencido de que os círculos de Aristóteles eram “naturais” e “inevitáveis”, que achou impossível conceber um movimento não circular para os planetas. Acrescentou epiciclos ao seu sistema, juntamente com outras complicações tomadas de empréstimo ao antigo sistema ptolemáico. Tentou, em resumo, chegar a um melhor acordo com as medidas, utilizando as mesmas velhas técnicas que tinha condenado no sistema anterior. Quando seu novo sistema mundial foi publicado em De revolutionibus orbium coelestium (“Da Revolução das órbitas Celestiais”) em 1543, continha trinta e quatro círculos — um pouco menos da metade do número necessário ao sistema ptolemáico. A complexidade tinha sido reduzida, mas não eliminada.


A Insignificante Terra

Copérnico prosseguiu respondendo às objeções que tinham sido levantadas contra o conceito da Terra móvel durante dois mil anos. Uma delas era o terrível vento que estaria sempre soprando de oeste para leste. Copérnico meramente explicou que o ar se movia juntamente com a Terra. Outra objeção era que uma rotação tão rápida faria todas as coisas voarem pelos ares. Copérnico replicou que a Terra em movimento era o menor de dois males. Se a “esfera de estrelas fixas” tivesse que girar 360o em um dia, teria que deslocar-se muito mais rapidamente que a Terra, devido ao seu diâmetro muitíssimo maior. Assim sendo, seria ainda mais provável que voasse em pedaços. Finalmente, os pitagorianos argüiram que qualquer movimento da Terra em uma órbita resultaria em um movimento aparente das estrelas — de modo muito semelhante àquele em que uma criança em um carrossel vê os objetos próximos deslocando-se da esquerda para a direita contra o fundo dos objetos distantes. Mas em deslocamento de tal natureza não fora observado. As estrelas permaneciam fixas no céu, e as constelações não mudavam sua forma. A esta objeção, Copérnico respondeu que as estrelas estão tão distantes que o diminuto movimento da Terra em sua órbita não faz nenhuma diferença real. “A Terra e sua órbita estão na mesma proporção para o tamanho do universo que um ponto está para um torrão de terra...“ Em resumo, vivemos em uma pequena mancha de poeira.
O homem, que sempre se tinha considerado como rei da criação, viu-se subitamente vivendo em um planeta secundário, que revolvia em torno de um sol muitíssimo maior. Uma idéia tão revolucionária devia ter provocado uma grande agitação nas mentes dos homens de pensamento. Bastante estranhamente, não causou quase nenhuma. O sistema mundial de Copérnico foi considerado essencialmente como um método inteligente de reduzir oitenta círculos a trinta e quatro. Não obstante, a pouca atenção que se deu a ele durante a geração seguinte foi, de modo geral, amistosa. Embora os luteranos, a partir de Lutero, tivessem detestado o livro desde o princípio, a maior parte da cristandade tinha-se conservado em atitude reservada, pelo menos. É até mesmo possível que a cristandade tivesse absorvido eventualmente o conceito da Terra em movimento de Copérnico, exatamente como tinha aceito anteriormente a Terra esférica de Aristóteles. Mas não devia ser assim tão simples. Um monge renegado de nome Giordano Bruno (1574-1600) abriu os olhos da Igreja para as perigosas implicações da teoria de Copérnico, e um Galileu desprovido de tato fechou a questão completamente.


As três Leis de Kepler simplificam a Astronomia

Johann Kepler foi o primeiro cientista a utilizar métodos matemáticos para descobrir as leis do movimento planetário. Acreditava firmemente em Copérnico e passou grande parte de sua vida procurando uma lei simples que explicasse os movimentos do sistema solar. Por volta de 1618, utilizando as observações astronômicas precisas de Tycho Brahe, tinha publicado as três leis que se tornaram os princípios orientadores da moderna astronomia:
1. Os planetas revolvem em torno do Sol em elipses, sendo o Sol um dos focos da elipse.2. Cada planeta desloca-se com uma velocidade variável de tal maneira que uma linha que ligasse o planeta ao Sol varreria áreas iguais em iguais períodos de tempo.3. O quadrado do período de revolução de cada planeta em torno do Sol é proporcional ao cubo de sua distância do Sol.

A primeira lei pode ser 'explicada' com o auxílio da ilustração:



Para traçar uma elipse, começamos enfiando dois pregos em um pedaço de papel nos pontos A e B. Uma volta de cordão é então colocada envolvendo os pregos, conforme mostrado. Se passarmos um lápis em torno dos pregos, mantendo o cordão esticado, a linha traçada será uma elipse perfeita. Os pontos A e B são chamados de focos da elipse. A propósito, um circulo é meramente uma elipse especial, na qual A e B estão no mesmo ponto. Conquanto as órbitas planetárias sejam realmente elipses, seus focos estão extremamente próximos, o que ajuda a explicar porque as órbitas foram consideradas circulares durante tanto tempo.




A segunda lei de Kepler explica certas modificações periódicas percebidas nas velocidades dos planetas. Uma órbita elíptica é mostrada na ilustração acima, com sua 'elipticidade' grandemente exagerada, para maior clareza. Quando o planeta está no ponto de sua órbita distante do Sol, ele varre uma área ABS em um dado período de tempo. Quando está perto do Sol, entretanto, deve deslocar-se mais rapidamente pelo mesmo período de tempo, de maneira que a área CDS seja igual à área ABS. Como a distância de C para D é maior, o planeta deve aumentar sua velocidade ao aproximar-se do Sol.
A terceira lei revela-nos os tempos relativos requeridos pelos planetas para completar uma revolução em torno do Sol. Se um planeta X estiver quatro vezes mais distante do Sol do que um planeta Y, então o ano de X será oito vezes mais longo que o ano de Y. Tomemos um exemplo real: Júpiter está 5,2 vezes mais distante do Sol do que a Terra. A relação de suas distância solares é 5,2/1, ou 5,2. O cubo desta relação é 5,2 x 5,2 x 5,2 ou 140,6. Mas este produto é igual ao quadrado da relação do período de revolução de Júpiter (seu ano) e do período de revolução da Terra. A raiz quadrada de 140,6 é 11,9, que nos diz que o ano de Júpiter é cerca de 12 vezes mais longo que o ano da Terra.As três leis de Kepler foram confirmadas por incontáveis observações. Sabemos agora que não são absolutamente exatas, mas são quase tão perfeitas que nem o mínimo erro foi encontrado nelas por mais de duzentos anos. Os oitenta círculos de Ptolomeu, que Copérnico havia reduzido para trinta e quatro, tinham sido agora substituídos por sete elipses. A exigência pitagoriana de simplicidade e elegância matemáticas tinha finalmente sido satisfeita


Galileu Galilei

A despeito da precisão e da simplicidade das leis de Kepler, a noção de uma Terra em movimento ainda devia receber outro golpe. Logo que Galileu fabricou seu primeiro telescópio em 1609, apontou-o para o céu e começou a fazer descoberta após descoberta, com incrível rapidez. Virando-o para a Lua, encontrou montanhas e outras irregularidades, mostrando que era um mundo semelhante à Terra. Em seguida, dirigiu seu telescópio para as constelações e descobriu “uma multidão de outras estrelas, tão numerosas que era quase inacreditável”.” Também Copérnico estivera provavelmente certo, porque Júpiter e suas luas formavam um sistema solar em miniatura, traçado de acordo com suas idéias. Observando Vênus, Galileu viu que ele passa por fases exatamente como as da Lua, o que era uma confirmação direta da teoria de Copérnico.



O sistema ptolemaico requeria que Vênus nunca mostrasse mais do que um semicírculo de superfície iluminada voltado na direção da Terra. O sistema de Copérnico previa exatamente a seqüência de fases que Galileu havia visto. Esta única descoberta provou que Copérnico tivera razão, para todos que acreditavam na evidência de seus olhos. Aproximadamente ao mesmo tempo, Galileu descobriu os anéis de Saturno, mas interpretou-os incorretamente como “três esferas que quase se tocam”. Descobriu também pontos negros que se moviam na superfície do Sol, embora outros igualmente os percebessem mais ou menos ao mesmo tempo. Essas manchas do Sol provam que ele gira em torno de seu eixo, e seu período de rotação pode ser determinado pelo deslocamento das manchas. Em 1616, Galileu foi advertido “para abandonar essas opiniões e abster-se igualmente de ensinar, defender ou mesmo discuti-las”. Pouco depois, o trabalho de Copérnico foi colocado no Index dos livros proibidos e retirado de circulação, até que fosse “corrigido”. A Terra em movimento podia ser discutida apenas como uma “hipótese” conveniente, mas não como uma verdade absoluta. Após a morte de Galileu, apareceram muitos escritos pró e contra o banido sistema de Copérnico, mas a oposição entre os cientistas se enfraqueceu visivelmente. A proibição eclesiástica podia dificultar o progresso da Ciência, mas não podia detê-lo inteiramente. A tentativa de certos homens da Igreja para usar sua grande autoridade com o fim de impedir o progresso da Ciência tinha sido inteiramente derrotada. O esquema principal do universo era agora um livro aberto, e a vitória final ficava postumamente com Copérnico, Galileu e Kepler.


Comentário:

O século dezessete foi de extrema importância para a área da ciência. Grandes descobertas contribuíram para a evolução da sociedade até os dias atuais; a teoria de que o Sol é o centro do Universo não partiu de Copérnico. Ele também escreveu um sumário de suas idéias no Commentariolus (pequenos comentários)no qual , estabeleceu sete princípios que constituem a base de sua teoria sobre o universo. Johann Kepler foi o primeiro cientista a utilizar métodos matemáticos para descobrir as leis do movimento planetário; publicou três leis que se tornaram os princípios orientadores da moderna astronomia. Galileu descobriu os anéis de Saturno, mas interpretou-os incorretamente como “três esferas que quase se tocam”. Descobriu também pontos negros que se moviam na superfície do Sol, embora outros igualmente os percebessem mais ou menos ao mesmo tempo. Após muita perseguição principalmente da Igreja Católica, que contestava as novas idéias físicas de Copérnico, Kepler e Galileu, em quase dois séculos a verdade venceu a obstinação e a ignorância.

Fonte: www.feiradeciencias.com.br/oimperdivel


Feito por: Allana Labruna e Nathália Mantovani

11.11.06

POEIRA DAS ESTRELAS - PARTE 04 - FANTASTICO - GLOBO

G A L I L E U G A L I L E I

Tea Time with Kepler

K E P L E R

The Laws of Sir Isaac Newton

I S A A C N E W T O N

29.10.06

MIRAGE 3D Hologram

Miragem | megariM

Como se formam as miragens
A palavra miragem vem da palavra francesa "mirage", que significa ser refletido. As miragens que constantemente aparecem em histórias em quadrinhos não são uma alucinação do personagem, como pensam muitas pessoas. Uma miragem é um efeito ótico real que ocorre na atmosfera e que pode inclusive ser fotografado.
A miragem mais comum em nosso clima talvez seja a de um veículo que aparece como que refletido no asfalto de uma estrada, dando a nítida impressão de que o solo está molhado e que o veículo foi refletido por uma poça d'água. Esse tipo de miragem, criada por um maior aquecimento das camadas de ar próximas do solo do que o aquecimento das camadas de ar mais afastadas, é também comum em desertos e, talvez, uma das mais exploradas em histórias em quadrinhos.
O fenômeno físico que explica essa miragem, assim como muitas outras, é a refração. Quando um feixe de luz passa de um meio mais refringente para um menos refringente ele se afasta da direção perpendicular à superfície (ou seja, a direção normal) que separa os dois meios. A lei que descreve esse fenômeno é a lei de Snell
n1 sen1 = n2 sen2


A luz, ao atravessar a superfície que separa os dois meios trasparentes, mas de índices de refração diferentes, muda a direção de propagação

O índice de refração é a relação entre a velocidade da luz no vácuo (c) e no meio em questão (v), ou seja n = c/v.
No caso do ar, à pressão constante, o índice de refração varia com a temperatura: quanto mais quente o ar, menor será sua densidade e menor será o índice de refração.
Em um dia ensolarado o asfalto de uma estrada pode se aquecer muito. Com isso o ar estará tão mais quente quanto mais perto do chão estiver. Consequentemente, o índice de refração do ar irá diminuindo à medida que se aproxima do chão. Assim, um raio de luz que se propaga em direção ao chão, em ângulo rasante, será constantemente desviado e refratado "para cima".

O efeito global é um desvio do feixe de luz que inicia seu percurso se aproximando do solo e acaba por se afastar. Quem olha o feixe de luz que saiu do ponto A da figura (e que foi refratado à medida que se aproximava do chão) terá a impressão que ele veio do ponto B, pois nosso mecanismo mental da visão pressupõe que a luz caminhe em linha reta. Assim o observador verá o ponto A diretamente, segundo um raio que seguiu o percurso r1 da figura acima, e sua "imagem" (o ponto B) como se houvesse um espelho no chão, correspondente ao feixe r2 da figura. Daí a nítida impressão que a estrada está molhada, apesar disso ocorrer em dias quentes e ensolarados nos quais uma poça d'água numa estrada seria praticamente impossível

O que foi dito anteriormente é suficiente para entendermos um dos processos de formação de miragens; você pode entretanto se perguntar por que quando o percurso do feixe é exatamente paralelo ao chão ele continua a sofrer refração, tendendo a ir para cima, embora não esteja mudando de meio.
Uma possível resposta pode ser procurada no conceito de ângulo crítico, aquele a partir do qual a luz deve ser totalmente refletida quando o ângulo de incidência é muito rasante.
Outra explicação, porém, pode ser obtida levando em consideração que a luz é uma onda. Assim, ao se propagar em um meio onde o índice de refração varia ao longo de uma direção perpendicular à de propagação da onda (nesse caso, a direção vertical) diferentes partes da frente de onda terão diferentes velocidades. A figura abaixo ilustra o que se quer dizer:


As frentes de onda nas várias regiões: a velocidade de propagação da luz é maior na região aonde o ar é mais quente e menos denso.

Pelo:Grupo.Era pra izabelle ter feito,mas ocorreu alguns problemas e ela nao fez,então para nao deixar sem atualização,estamos postando.

http://axpfep1.if.usp.br/~fisica2g/miragem/miragem.htm

22.10.06

POEIRA DAS ESTRELAS - PARTE 7 - FANTASTICO - GLOBO - FÍSICA

Vídeo sobre Energia cósmica,planetas...

Energia Cósmica


Físicos brasileiros ajudam a desvendar enigma cósmico

Os raios cósmicos possuem energia numa faixa que se estende de 109 a 1021 eV (elétron-volts). Eles chegam à Terra com uma freqüência que, grosso modo, diminui conforme a energia aumenta. Os de energia mais baixa, mais freqüentes, têm sido estudados com êxito nos últimos 80 anos. Por isso, o projeto Pierre Auger se dedica a investigar justamente as partículas de energia superior a 1019 eV ¾ conseqüentemente as mais raras¾. Apenas uma dessas por quilômetro quadrado, por século, atinge a atmosfera terrestre. E a única rede de detecção de partículas existente fica no Japão. Cobrindo uma área de 100 quilômetros quadrados, a rede tem capacidade para analisar no máximo uma partícula por ano. Até hoje, somente 20 partículas com energia acima de 1020 eV foram detectadas, contou o pesquisador Carlos Ourívio Escobar, do departamento de Raios Cósmicos do Instituto de Física da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Ele é o coordenador das tarefas brasileiras no projeto Auger.
Participar do projeto Pierre Auger é de grande interesse para os cientistas brasileiros e, portanto, diversos centros de pesquisa do país já estão integrados aos trabalhos de instalação da infra-estrutura inicial do observatório, como a USP, o Laboratório de Física Experimental (LAFEX/CBPF), a Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, a Universidade Federal da Bahia, a Universidade Federal Fluminense, a Universidade Federal da Paraíba, a Universidade do Estado do Rio de Janeiro e a Unicamp.
"Para um projeto desse tipo, é necessário juntar os esforços de várias instituições, considerando as competências específicas em física e também as possibilidades de financiamento do projeto", explica o físico da Unicamp José Augusto Chinellato, para o qual o trabalho em rede não é uma escolha arbitrária, mas uma necessidade. "A troca contínua de informações, usando tecnologia avançada, seja para o funcionamento interno do experimento, seja para se fazer contacto entre instituições de pesquisa, também é uma necessidade."
Segundo Chinellato, o Instituto de Física da Unicamp irá colaborar no desenvolvimento e na operação do Detetor de Fluorescência, destinado a observar a luz emitida durante a propagação dos chuveiros atmosféricos, e do Detetor de Superfície, que tem a função de observar partículas que chegam ao solo em formato aproximado de um disco, denominado 'frente' do chuveiro.
Esse projeto, do qual o Brasil participa, cobrirá duas áreas desérticas, cada uma com 3 mil quilômetros quadrados. "Com isso, vamos ampliar a capacidade de detecção em sessenta vezes", comemora Escobar. Há uma relação direta da área coberta com a coleta de dados. Ampliando a área, aumentam-se as chances de conhecer melhor a radiação cósmica, que apresenta uma série de características curiosas. Primeiro, a energia das partículas chega a ser tão grande que nenhum processo astrofísico conhecido dá conta de explicar como elas podem ser geradas. "Para se ter uma idéia do que isso significa, tente imaginar como a energia fornecida a uma bola de tênis pelo saque de um tenista pode estar contida numa só partícula", propõe Escobar. Tampouco seriam os físicos capazes de inventar um acelerador de partículas tão potente.
Depois, os raios cósmicos praticamente não são desviados pelos campos magnéticos presentes em toda a galáxia. Atravessando o cosmo, partículas como os raios cósmicos de mais baixa energia acabam sendo desviadas, suas trajetórias se curvam devido aos campos magnéticos e a trajetória curva impede que se determine a posição da fonte. Mas isso não acontece com os raios cósmicos de 1019 eV ou mais, explica Escobar. A energia das partículas é tão alta que elas sofrem pouco desvio, isto é, os campos magnéticos das galáxias não são capazes de defletir suas trajetórias de forma que se perca a informação sobre a fonte de onde partiram.
Por isso, deveria ser fácil localizar as fontes desses raios, pois bastaria olhar para a direção de onde eles vêm. Mas não é o que acontece. Essa radiação deveria ser proveniente das regiões do universo onde existem maiores concentrações de matéria, como os aglomerados de galáxias e os buracos negros, mas ela vem de todas as regiões do céu "isso é parte do mistério", conta Escobar. Os físicos também querem saber se existem partículas carregadas com energia superior a 1021 eV, aparentemente um limite. "Deve haver um limite, porque do contrário estaríamos constatando um desequilíbrio energético no cosmo".
Então, como os físicos explicam o fenômeno? "Trabalhamos com duas hipóteses principais. Ou estaríamos diante de um processo astrofísico desconhecido, ou estaríamos lidando com informações que remetem aos primórdios do universo", conta Escobar. "Não tenho a menor idéia do que vamos descobrir, mas posso especular que certamente na origem desses raios cósmicos de energias extremas encontraremos fenômenos físicos surpreendentes", afirma o físico Ronald Shellard, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), do Rio de Janeiro. "Se não descobrirmos a fonte dos raios em processos astrofísicos conhecidos, teremos de buscá-la em outra parte. Pode, por exemplo, haver um halo de partículas superpesadas em torno de nossa galáxia. Essas partículas decairiam ao acaso, de acordo com suas meia-vidas", especula Escobar.
Com a maior quantidade de dados que vão obter com a construção dos observatórios nos hemisférios Sul e Norte, os físicos poderão conhecer melhor a distribuição dessas partículas. Será possível também compreender como se comporta o seu espectro. Uma estabilidade no espectro seria indicativo de que a fonte se encontra num processo primordial do Universo. A não-atenuação do espectro, por sua vez, indicaria uma fonte próxima no tempo e no espaço, levando em conta que se fala aqui numa distância de 30 a 100 milhões de anos-luz ¾ sendo que um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, à velocidade de 300 mil quilômetros por segundo. Assim, nas dimensões com que lida a astrofísica, até mesmo o perto fica lone, muito longe.

O que mudou na Física depois da radiação cósmica de fundo?

A possibilidade de observar e medir fenômenos consiste, muitas vezes, em uma verdadeira prova de fogo para as teorias científicas. As respostas dos cosmólogos às questões "De onde viemos?" e "Para onde vamos?" foram consideradas durante muito tempo como meras especulações. Somente após 1965, quando a radiação cósmica de fundo foi observada e medida por Arno Penzias e Robert Wilson, é que a teoria do Big Bang ganhou força na comunidade científica. Até hoje, essa teoria orienta grande parte dos estudos no campo da Física e seu impacto foi tão intenso que, para alguns, de hipótese passou a fato. Pesquisadores ressaltam que é importante compreender o Big Bang como uma construção teórica humana e não como a realidade. Curiosamente, estudos sobre a história das previsões da radiação cósmica de fundo apontam que resultados anteriores a Penzias e Wilson, realizados por pesquisadores que defendiam outros modelos de surgimento do universo, foram desconsiderados.

Radiação cósmica de fundo: a evidência mais persuasiva a favor do Big Bang:

A radiação cósmica de fundo é uma radiação eletromagnética, com pequeno comprimento de onda e invisível ao olho humano. É comum encontramos a expressão "registro fóssil do Big Bang" para essa radiação. Para o professor Roberto de Andrade Martins, do Departamento de Raios Cósmicos do Instituto de Física da Unicamp, essa é uma boa definição para a radiação cósmica de fundo e justifica: "o fóssil do peixe não é mais o peixe, virou algo diferente, não tem mais carne, osso, escama. A radiação também não é mais como era antigamente, ela seria um vestígio residual da era primitiva". A expressão "registro fóssil" também dá uma idéia de antigo, de algo que permite conhecer o passado, e é esta a compreensão que grande parte dos físicos faz da radiação de fundo que também ficou conhecida como radiação remanescente da Explosão Primordial, ou ainda, pela expressão técnica mais utilizada: radiação cósmica de fundo em microondas.
A história mais conhecida da radiação de fundo atribui a Penzias e Wilson, dos Laboratórios Bell, em New Jersey, EUA, sua detecção, por acidente, em 1964. Essa detecção, inclusive, rendeu aos pesquisadores o prêmio Nobel de Física em 1978. É interessante saber que antes que Penzias e Wilson medissem a radiação cósmica de fundo a teoria do Big Bang já estava pronta. Pesquisadores da Universidade de Princeton, liderados por Robert Dicke, perceberam que os resultados proporcionavam uma pista crucial para a teoria sobre a origem do universo. Os dois grupos de pesquisadores publicaram simultaneamente suas descobertas e possíveis implicações.
Mais tarde, os pesquisadores verificaram que essa radiação tinha uma intensidade uniforme em todas as direções. Até então, sabia-se que qualquer outra radiação produzida perto do Sol, em nossa galáxia ou mesmo nas galáxias vizinhas, seria irregularmente distribuída. A distribuição uniforme da radiação cósmica de fundo foi considerada como uma importante evidência de que a matéria estaria distribuída de maneira homogênea no momento da criação do universo, e que sua emissão teria origem nessas mais longínquas fronteiras. Nessa perspectiva, o universo primitivo seria muito quente e denso e durante alguns segundos, até cerca de três minutos após o Big Bang, teriam ocorrido reações nucleares e a conseqüente formação dos primeiros núcleos atômicos. Desde então, o universo estaria se expandindo e esfriando, da mesma maneira que o ar quente se expande e esfria. Hoje, todo o universo ainda é banhado por essa "radiação fóssil" do Big Bang, na forma de microondas, que aparecem de todas as direções.
Para Carlos Alexandre Wuensche de Souza, chefe da Divisão de Astrofísica (DAS) que faz parte da Coordenação Geral de Ciências Espaciais e Atmosféricas (CEA) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), dois desdobramentos da radiação cósmica de fundo merecem destaque. O primeiro é que informações sobre essas regiões mais distantes do universo desconhecido tornaram-se acessíveis aos cientistas e com isso, abriu-se um amplo campo de pesquisas. Hoje, os cientistas têm monitorado a radiação cósmica de fundo procurando pequenas oscilações da temperatura que podem indicar pequenas irregularidades na distribuição de matéria. Desta maneira, lançando o olhar para este passado longínquo do universo, procuram compreender como, por exemplo, esse universo, que inicialmente seria homogêneo, teria se diferenciado em estrelas, planetas e galáxias.

Mapas do todo-céu produzidos pelo satélite COBE. Imagens retirada do site: http://www.astro.wsu.edu/worthey/astro/html/lec-hot-big-bang.html

O que são os raios cósmicos?

Resumidamente, os raios cósmicos são partículas rapidíssimas que provêm do espaço exterior e bombardeiam constantemente a terra, de todos os lados. A cada segundo, cerca de 200 dessas partículas com energias de alguns milhões de eletrons-volts (10 6eV) atingem cada metro quadrado de nosso planeta. Existe um número enorme desses raios cósmicos de baixa energia, mas os de maior energia são em número muito menor. Acima de 1018eV, chega apenas uma partícula por semana em uma área de 1 quilomêtro quadrado. Acima de 1020eV, esse número cai para uma partícula por quilômetro quadrado por século! Quanto maior a energia deles, de mais longe eles vêm, mais espaço eles atravessaram e, portanto, mais informações eles têm a dar aos cientistas. Para encontrar e medir essas partículas, os físicos de raios cósmicos precisam esperar séculos ou então construir gigantescos detectores.
A maior parte das partículas da radiação cósmica são ou núcleos de átomos ou eletrons. Dos núcleos, a maioria são núcleos de hidrogênio (prótons), mas existem também alguns mais pesados, chegando até aos núcleos de átomos de chumbo.
Os raios cósmicos viajam pelo espaço praticamente com a velocidade da luz, isso significa que eles têm uma enorme energia. Alguns deles, de fato, são as partículas mais energéticas jamais observadas na natureza. Os de maior energia são uma centena de milhões de vezes mais energéticos do qualquer outra partícula jamais produzida nos maiores aceleradores de partículas do mundo.

Situação atual no mundo Atualmente:

há evidências de que acima de 1020 eV os raios cósmicos são prótons. Sendo assim, a sua origem não está dentro de nossa galáxia, pois com essa energia, eles se propagam em linha reta e as fontes dentro de nossa galáxia seriam rapidamente identificadas. Entretanto, as direções de onde eles vêm têm uma distribuição isotrópica (todas são igualmente prováveis), dentro dos erros estatísticos, mesmo acima de 1020eV onde apenas um punhado de eventos foi registrado.
Esse resultado é extremamente paradoxal, pois fontes de radiação a grandes distâncias (acima de 30 Mpc, 1 parsec = 3,26 anos luz) devem ser excluídas. O ponto é que acima de 4x1019 eV os prótons e os núcleos mais pesados interagem com a radiação de fundo primordial de 2.7 K (proveniente do Big-Bang, a grande explosão que deu origem ao Universo) através de reações nucleares bem conhecidas, perdendo assim rapidamente a sua energia. A existência de um evento com 3x1020 eV (o de maior energia visto até hoje) indica que a origem deve estar a menos de 20 Mpc da Terra. Entretanto, as direções de chegada deste evento e de outros com energias próximas não apontam para nenhum objeto extremamente energético na nossa galáxia ou em outro lugar. A não existência de processos eletromagnéticos que poderiam acelerar as partículas até essas energias levou até a se especular que elas poderiam ter sido produzidas em colapsos de cordas cósmicas com massa, que seriam restos topológicos do universo primitivo.

Mais Informações:
Sites
:http://www.das.inpe.br/Conheça a Divisão de Astrofísica (DAS) que faz parte da Coordenação Geral de Ciências Espaciais e Atmosféricas (CEA) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
http://public.lanl.gov/alp/plasma/downloads/Assis.Neves.pdf
http://redshift.vif.com/JournalFiles/Pre2001/V02NO3PDF/V02N3ASS.PDF
Leia artigos com visão alternativa sobre a radiação cósmica de fundo dos pesquisadores André K. T. Assis e Marcos C. D. Neves.
Livros:O Universo Vermelho, Halton Arp, 2001.Os Três Primeiros Minutos de Steven Weinberg, 1980.O Big Bang de Joseph Silk, 1989.

Comentário:

Raios cósmicos são radiações existentes no espaço cósmico, que trafegam através dele e eventualmente podem chegar na Terra. Nossa atmosfera nos protege da maior parte deles. Essas radiações são produzidas por inúmeras fontes - estrelas, supernovas (explosões de estrelas) - e há mesmo uma parte dos raios cósmicos cuja origem é totalmente desconhecida.
O estudo dos raios cósmicos permite estudar as características das fontes que os produzem, que incluem o Sol, estrelas e outros objetos diversos, de galáxias a buracos negros. São, portanto, uma excelente fonte de informação sobre os variados corpos do Cosmo. Além disso, pode-se observar raios cósmicos para estudar as próprias partículas de que são formados (parte dos raios cósmicos é constituída de partículas subatômicas viajando pelo espaço). Muitos avanços na física de partículas foram devidos aos estudos de raios cósmicos.As fontes dessa radiação são muito diversificadas. Alguns tipos de raios cósmicos são produzidos pelo Sol e por outras estrelas (além de produzir a luz visível, o Sol também produz radiação de diversas espécies, como raios ultravioletas e neutrinos). Outros, por objetos distantes, fora da nossa galáxia, como outras galáxias e quasares. Outros, ainda, por cataclismas cósmicos, como as supernovas (gigantescas explosões de estrelas que entram em colapso) ou, conforme se prevê, pela matéria que cai nos buracos negros. Há, ainda, os que parecem ser resquícios de eras remotíssimas, quando o Universo era muito diferente de hoje, como a chamada radiação cósmica de fundo, originada cerca de 300 mil anos após o Big-Bang. Finalmente, boa parte dos raios cósmicos tem origem totalmente desconhecida, como os chamados
raios cósmicos ultra-energéticos ou zévatrons. São raios tão energéticos que uma única partícula pode possuir energia equivalente à de um tijolo que cai de uma altura de um metro. O Projeto Pierre Auger, do qual participa o Brasil, pretende construir um observatório, com partes nos hemisférios Sul e Norte, para poder decifrar a origem desses raios.

Por: Dyego Diniz

13.10.06

Hubble confirma existência de planeta mais próximo da Terra e fora do Sistema Solar


O Telescópio Espacial Hubble

O Telescópio Espacial Hubble, com ajuda de telescópios em Terra, conseguiu confirmar que os planetas se formam a partir de detritos que orbitam estrelas, corroborando a teoria do filósofo Immanuel Kant que, há mais de 200 anos atrás, propôs que os planetas nasciam de discos de poeiras e gás que giram em torno de estrelas. Desde então, já foram detectadas estrelas com planetas e estrelas com discos de poeira, mas nunca tinha sido vista uma estrela com planeta e disco ao mesmo tempo, tal como detectou agora uma equipa de astrónomos internacional.

Pela primeira vez na história da Astronomia, uma equipe de astrónomos, liderada por G. Fritz Benedict e Barbara E. McArthur, da Universidade do Texas mostram que um planeta se encontra alinhado com o disco em volta da estrela. O planeta, que já havia sido detectado em 2000, orbita uma estrela semelhante ao Sol, Epsilon Eridani, a 10,5 anos-luz da Terra. A órbita do planeta tem uma inclinação de 30º em relação à Terra, a mesma do disco.

Os planetas no nosso Sistema Solar partilham um alinhamento comum, evidência de que foram criados juntos, a partir do disco que girava em torno do Sol. Mas o Sol já está na meia-idade, e seu disco desapareceu há algum tempo. No entanto, de acordo com os especialistas, Epsilon Eridani é uma estrela jovem com 800 milhões de anos.

A observação do Hubble permitiu ainda que a equipa determinasse a massa do planeta, estabelecida em 1,5 da massa de Júpiter. O planeta, Epsilon Eridani b, é o planeta fora do Sistema Solar mais próximo da Terra, e completa uma órbita a cada 6,9 anos.

Embora ainda não seja possível arranjar imagens do planeta, o Hubble e outros telescópios poderão tentar em 2007, quando a órbita de Epsilon Eridani b proporcionar ao mundo uma maior proximidade da sua estrela. Segundo previsões dos astrónomos, o planeta poderá ser brilhante o suficiente para refletir a luz de Epsilon Eridani, e o reflexo poderá ser captado por câmaras na Terra ou em órbita.

Os resultados agora conseguidos, serão publicados, em Novembro, no ‘Astronomical Journal’.
Curiosidade sobre o Telescópio Espacial Hubble
O telescópio espacial Hubble foi lançado em 1990 com um custo de 2 bilhões de dólares, para observar e fotografar objetos astronômicos jamais vistos, como estrelas em formação e novas galáxias. Tem alcance de 14 bilhões de anos-luz (1 ano luz equivale a 9,5 trilhões de quilômetros). Sofreu a primeira reforma em 1993 para corrigir um problema em seu espelho primário e a segunda em 1997 para trocar seus paineis solares e coloca-lo em uma órbita 15km mais alta, ficando a 625 km da Terra.
O seu principal objetivo é estudar a idade do Universo, estimada entre 13 bilhões e 20 bilhões de anos.
As radiações do espaço que são absorvidas pela atmosfera da Terra, tais como as ondas ultravioleta e infravermelhas, podem também ser detectadas por alguns telescópios espaciais.
Sua estrutura está expressa ao lado
Fonte: www.cienciapt.net e www.clubedeastronomia.com.br
Comentário
G. Fritz Benedict e Barbara E. McArthur lideraram uma equipe de astronautas da Universidade do Texas onde mostraram a existência de um planeta que se encontra alinhado em disco em volta de um estrela. Este planeta, que já foi detectado em 2000(Epsilon Eridani b) orbita uma estrela semelhante ao Sol,Epsilson Eridani que é uma estrela nova com 800 milhões de anos e está a 10,5 anos-luz da Terra. Com a ajuda do Telescópio Espacial Hubble conseguiram determinar a massa do planeta estabelecida em 1,5 da massa de Júpiter. Por sua vez Epsilson Eridani b, é o planeta fora do Sistema Solar mais próximo da Terra, e completa uma órbita a cada 6,9 anos. Em 2007 o Hubble e outros telescópios conseguiram captar a imagem desse planeta quando Epsilson Eridani b proporcionar uma maior proximidade de sua estrela ao mundo. Ele é incrivelmente brilhante que refletirá a luz da estrela, assim este reflexo será captado pelas câmeras.Toda essa desberta afirma a teoria do filósofo Immanuel Kant que, há mais de 200 anos atrás, propôs que os planetas nasciam de discos de poeiras e gás que giram em torno de estrela.
Anna Karolina Regufe

7.10.06

Americano leva o Nobel de Química por estudos sobre base molecular


O americano Roger D. Kornberg(foto ao lado), 59 anos, foi o ganhador do Prêmio Nobel de Química 2006 por seus estudos sobre a base molecular da transcrição eucariótica, comunicou a Real Academia Sueca das Ciências em Estocolmo, nesta quarta-feira.
O cientista receberá o prêmio por ter sido o primeiro a explicar "a história familiar sobre a vida" por meio da transcrição da informação genética do grupo de organismos denominados eucarióticos.
Para que o corpo possa utilizar a informação armazenada em seus genes, é necessário primeiro fazer uma cópia dessa informação e transferi-la para o exterior da célula, onde é utilizada para a produção de proteínas. Todo este processo é denominado transcrição. Kornberg é doutor pela Universidade de Stanford, onde também é catedrático de Medicina.
Assim como o Nobel de Medicina 2006, compartilhado pelos também americanos Andrew Z. Fire e Craig C. Mello, o de Química premiou um cientista consagrado na pesquisa de estudo genético. O prêmio fecha a rodada dos Nobel científicos, que este ano foram exclusivamente para pesquisadores dos EUA.
O anúncio do Prêmio Nobel de Química segue o de Física, que a Real Academia Sueca das Ciências outorgou nesta terça-feira aos americanos John C. Mather e George F. Smoot pelas pesquisas sobre o eco do "big bang" e a origem do universo. Na segunda-feira foi anunciado o de Medicina.


Com informações do Terra/ Fonte: http://odia.terra.com.br/ciencia/htm/geral_60233.asp


Comentário
Mais um americano ganhou um Prêmio Nobel 2006. Dessa vez foi Roger D. Kornberg (doutor pela Universidade de Stanford, onde também é catedrático de Medicina), por seus estudos sobre a base molecular da transcrição eucariótica.
Ele foi o primeiro a expilcar "a história familiar sobre a vida" através da transcrição da informação genética do grupo de organismos eucarióticos.O corpo faz uma cópia da informação armazenada em seus genes e transfere-a para o meio extracelular, para depois poder utilizar essa informação (transcrição).
O Prêmio Nobel de Medicina foi compartilhado por Andrew Z. Fire e Craig C. Mello. Já o Nobel de Física foi de Jonh C. Mather e George F. Smoot pelas pesquisas sobre o "big bang" e a origem do universo.
O prêmio de química foi o último anunciado dos Nobel científicos, que este ano só teve pesquisadores americanos como vencedores.
Allana Labruna