Velocidade da luz pode ser menor do que se calculava

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

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Com informações da Physorg - 04/07/2014

Imagem do que restou da explosão da supernova SN 1987A - os neutrinos chegaram à Terra quase cinco horas antes dos fótons. [Imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Angelich]

Luz atrasada

O físico James Franson, da Universidade de Maryland, nos Estados Unidos, está causando um rebuliço na comunidade física mundial ao apresentar cálculos que indicam que a velocidade da luz pode ser menor do que se calculava.

Segundo a Teoria da Relatividade Geral, a velocidade da luz no vácuo - o "c" na famosa equação de Einstein - é uma constante equivalente a 299.792.458 metros por segundo.

É o chamado "limite de velocidade universal", já que nada pode viajar mais rápido do que isso - nem mesmo neutrinos.

Franson analisou justamente a diferença de velocidade entre neutrinos e fótons detectados na famosa supernova SN 1987A - detectada em 1987, esta foi a primeira supernova a ser observada a olho nu em 383 anos.

Ocorreu que os instrumentos indicaram que os neutrinos emitidos pela explosão cósmica chegaram à Terra 4,7 horas antes que os fótons, algo totalmente inesperado e em desacordo com as leis da física.

A saída mais fácil foi concluir que os neutrinos vieram da SN 1987A, mas os fótons devem ter vindo de algum outro lugar.

O impacto da gravidade no decaimento do fóton é explicado pela absorção de um gráviton (uma "partícula" da gravidade quantizada) pelo elétron virtual, mudando seu momento de p para p'. [Imagem: James Franson]

Polarização do vácuo

Franson argumenta que essa saída pouco elegante é desnecessária porque os fótons podem ter tido sua velocidade reduzida no caminho devido a um fenômeno conhecido como polarização do vácuo, um processo no qual um fóton se divide em um elétron e um pósitron, a versão de antimatéria do elétron.

A polarização do vácuo é um fenômeno bem conhecido pela teoria quântica dos campos, que sabe também que essa separação do fóton em elétron e pósitron dura muito pouco, com os dois recombinando-se novamente em um fóton, que prossegue sua viagem.

Franson argumenta que isso deve criar um diferencial gravitacional entre o par de partículas durante os momentos de separação do fóton. Se for verdade, há um pequeno impacto de energia quando os dois se recombinam - pequeno, mas o suficiente para retardar ligeiramente o fóton.

Como a supernova SN 1987A está a 168.000 anos-luz da Terra, esse processo deve ter-se repetido incontáveis vezes, e o somatório dos pequenos retardos gerados em cada decaimento-recombinação pode explicar as 4,7 horas que os fótons demoraram a mais para chegar em relação aos neutrinos, que não sofrem o mesmo processo.

Assim, conclui Franson, não é que os fótons da explosão da supernova tenham chegado atrasados: a velocidade da luz é que é menor do que se calculava.

Isso implica em muitas coisas radicais do ponto de vista da física atual. Por exemplo, que os neutrinos seriam mais rápidos do que a luz, o que deve estar deixando os físicos do laboratório Gran Sasso alvoroçados.

Recalcula tudo

Esse gráfico, conhecido como Propagador de Feynman, mostra a probabilidade de um fóton ser aniquilado em um ponto e emitido em outro ponto adiante - o tempo envolvido é de 1 nanossegundo. [Imagem: James Franson]

Se Franson estiver correto, praticamente todas as medições feitas e usadas pela cosmologia para embasar suas teorias estarão erradas. E muitas explicações criadas com base nesses dados e nessas medições também terão que ser repensadas.

Contudo, ainda que a teoria de Franson tenha sido aceita e publicada por uma renomada revista de física, é bom dar algum tempo até que toda a comunidade possa avaliar a ideia.

Ou, quem sabe, esperar por outro fenômeno cósmico que, ocorrendo a uma distância diferente, permita aferir os cálculos de Franson.

Não é a primeira vez que a velocidade da luz é questionada. No início do ano passado, duas equipes argumentaram que as partículas efêmeras que surgem do vácuo quântico podem induzir flutuações na velocidade da luz:

• Velocidade da luz pode variar e vácuo não existe, propõem físicos

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Bibliografia:
Apparent correction to the speed of light in a gravitational potential
James D. Franson
New Journal of Physics
Vol.: 16 065008
DOI: 10.1088/1367-2630/16/6/065008

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Primeiro nanossatélite brasileiro lançado com sucesso

Espaço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/06/2014

Apesar de suas pequenas dimensões, o nanossatélite brasileiro tem três cargas úteis. [Imagem: AEB]

Primeiro nanossatélite brasileiro

O NanosatC-Br1, tornou-se o primeiro nanossatélite brasileiro a chegar ao espaço.

Ele foi lançado com sucesso nesta quinta-feira, às 16h15 no horário de Brasília, da base de Yasny, na Rússia.

O nanossatélite é de uma categoria de satélites artificiais minúsculos, conhecidos como cubesats, por terem o formato de um cubo, medindo poucos centímetros e pesando pouco mais de um quilograma.

A mesma equipe já havia construído um cubesat antes, mas ele foi destruído em um acidente na base de lançamento de Alcântara, há 11 anos.

Lançamento por atacado

O lançamento do NanosatC-Br1 foi realizado a bordo de um foguete DNEPR, que levava outros 36 nanossatélites, mais um recorde do velho míssil nuclear convertido para missões de paz.

Os objetivos científicos da missão incluem o estudo de distúrbios na magnetosfera, principalmente na região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul, e do setor brasileiro do Eletrojato Equatorial Ionosférico.

Além disso, o NanosatC-BR1 permitirá testar, em voo, circuitos integrados resistentes à radiação projetados no Brasil, para utilização em futuras missões de satélites nacionais de maior porte.

O nanossatélite brasileiro tem três cargas úteis: um magnômetro para utilização dos seus dados pela comunidade científica; um circuito integrado projetado pela Santa Maria Design House da UFSM; e o hardware FPGA, que deve suportar as radiações no espaço em função de um software desenvolvido pelo Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

Lançamento verdadeiramente espacial

Uma equipe de engenheiros brasileiros acompanhou o lançamento na Rússia, enquanto outra se incumbiu de rastrear o início da operação do NanosatC-BR1 na estação terrena de Santa Maria.

O satélite de pequeno porte foi desenvolvido pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) em parceria com a Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), do Rio Grande do Sul, e apoio da Agência Espacial Brasileira (AEB).

O projeto conta ainda com a participação do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), que tem em São José dos Campos (SP) uma estação terrena que também receberá dados do NanosatC-BR1.

O próximo evento envolvendo os nanossatélites brasileiros envolverá um lançamento verdadeiramente espacial, feito diretamente a partir da Estação Espacial Internacional:

• Nanossatélites brasileiros serão lançados da Estação Espacial

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Câmera de energia escura localiza mais dois planetas-anões

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Com informações da New Scientist - 10/04/2014

Se existe de fato um Planeta X ele ainda não deu os ares da graça. A NASA continua procurando, e os novos achados deram novo alento à hipótese desse planeta ainda desconhecido.[Imagem: T.Pyle (SSC)/JPL-Caltech/NASA]

A população de corpos celestes do Sistema Solar está crescendo rapidamente graças às descobertas de uma enorme câmera digital projetada para estudar a energia escura.

Há poucos dias, astrônomos anunciaram a descoberta de um novo planeta-anão, o 2012 VP113.

Ele foi flagrado na parte mais externa do Sistema Solar, em uma região conhecida como a parte interna, ou interior, da Nuvem de Oort.

Agora, a mesma equipe está relatando mais dois corpos celestes anões, batizados temporariamente de 2013 FY27 e 2013 FZ27.

Os dois estão mais próximos, no cinturão de Kuiper, um agrupamento de objetos celestes relativamente pequenos além da órbita de Netuno, que é também a casa de Plutão e três outros planetas anões conhecidos.

• Planeta-anão Makemake não tem atmosfera

O FZ27 está a 50 ua (unidades astronômicas - 1 ua é a distância da Terra ao Sol) de distância do Sol, na borda mais distante do cinturão de Kuiper.

O FY27 tem cerca de 1.000 quilômetros de diâmetro e está a cerca de 80 ua do Sol.

Se essas medições se confirmarem, ambos seriam grandes o suficiente para terem-se tornado quase redondos sob sua própria gravidade - um dos critérios para classificar um corpo celeste como um planeta-anão.

A câmera DECam foi projetada para procurar pela matéria escura e, de certa forma, está tendo muito sucesso, já que está encontrando "matéria pouco brilhante" - ainda que matéria comum. [Imagem: Reidar Hahn/DES]

Olho escuro

Essa população de corpos tão pequenos fica tão longe do Sol que reflete muito pouca luz, o que explica por que só agora eles estão sendo descobertos.

E essa enxurrada de descobertas não é uma coincidência.

Todos os três objetos foram localizados em imagens da Câmera de Energia Escura (DECam) do Telescópio Blanco, no Chile, que produziu suas primeiras imagens em 2012.

• Supercâmera astronômica tem participação brasileira

Com seus 570 megapixels, esta câmera foi projetada para coletar a luz tênue de milhões de galáxias muito distantes em busca de pistas sobre a natureza da energia escura, a força misteriosa teorizada para explicar a aceleração da expansão do Universo.

A câmara coleta centenas de gigabytes de dados continuamente, que são disponibilizados à comunidade científica.

Assim, enquanto os astrônomos da missão se concentram na matéria escura, outros podem peneirar as informações para encontrar corpos distantes do nosso Sistema Solar, invisíveis às câmeras menos potentes usadas até agora.

• Maior câmera digital do mundo compartilhará dados com o público

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Descoberto planeta-anão

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Descoberto planeta-anão: pode existir mais um planeta gigante no Sistema Solar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/03/2014

Os novos dados mostram que ainda estamos muito longe de conhecer integralmente o nosso Sistema Solar. [Imagem: Scott Sheppard/Chad Trujillo]

Fronteiras do Sistema Solar

A fronteira do Sistema Solar mudou de novo.

Astrônomos acabam de identificar mais um planeta-anão, temporariamente batizado de 2012 VP113.

Mas esta não é a parte mais interessante da descoberta.

O pequeno 2012 VP113 parece indicar a existência de um nono planeta no Sistema Solar, um gigante com eventualmente 10 vezes a massa da Terra e ainda mais distante.

Se é o Planeta X que a NASA anda procurando é algo que terá que esperar até que ele seja observado diretamente. Por enquanto, os astrônomos estão deduzindo sua existência por sua influência sobre a órbita do novo planeta-anão agora observado.

• NASA não encontra Planeta X, mas vai continuar procurando

Até onde se conhece

O Sistema Solar conhecido pode ser dividido em três partes: os planetas rochosos como a Terra, que estão perto do Sol, os planetas gigantes gasosos, que estão mais distantes, e objetos congelados do cinturão de Kuiper, que se encontram um pouco além da órbita de Netuno.

Além deles, só se conhecia de forma direta até agora um objeto, chamado Sedna. Mas o recém-descoberto 2012 VP113 tem uma órbita além de Sedna, tornando-se o corpo celeste conhecido mais distante no Sistema Solar.

Isto mostra que, ao contrário do que se acreditava, Sedna não é único, e os dois planetas-anões podem ser apenas os primeiros identificados de uma nova população de corpos celestes muito afastados do Sol.

As teorias indicam que, ainda mais distante, existe uma região que passou a ser conhecida como Nuvem de Oort, que seria repleta de corpos celestes pequenos, de onde se originariam os cometas.

Três imagens, coletadas com duas horas de diferença, foram sobrepostas para mostrar o movimento do 2012 VP113. Ele foi colorido artificialmente de vermelho na primeira imagem, verde na segunda e azul na terceira. [Imagem: Scott Sheppard/Chad Trujillo]

Planeta desconhecido

O 2012 VP113 está tão distante que a parte mais próxima de sua órbita o traz a 80 unidades astronômicas (au) do Sol - uma unidade astronômica equivale à distância da Terra ao Sol.

Para comparação, os planetas rochosos ficam entre 0,39 e 4,2 au do Sol, os gigantes gasosos entre 5 e 30 au, e o Cinturão de Kuiper, que inclui Plutão, fica entre 30 e 50 au. Sedna, o corpo celeste mais distante conhecido até agora fica a 75 au.

No ponto mais distante de suas órbitas, contudo, tanto Sedna quanto 2012 VP113 distanciam-se a centenas de unidades astronômicas do Sol.

O formato de suas órbitas indica que eles devem sofrer a influência de um outro corpo celeste de grande massa, já que eles estão longe demais para sofrerem a influência da gravidade dos planetas conhecidos.

Os astrônomos sugerem que pode ser uma "Super Terra", ou mesmo um planeta ainda maior, dependendo de sua distância, ainda por ser descoberto.

Muito a se descobrir

Segundo os descobridores do novo planeta-anão, os dados que levaram à descoberta do 2012 VP113 indicam que pode haver 900 objetos semelhantes com dimensões acima dos 1.000 km de diâmetro, e que a população da Nuvem de Oort "interna" poderia ser maior do que a do Cinturão de Kuiper e do cinturão principal de asteroides, entre Marte e Júpiter.

"Alguns desses objetos da Nuvem de Oort interna poderiam rivalizar em tamanho com Marte e mesmo com a Terra. Isto porque muitos deles estão tão distantes que mesmo os maiores têm um brilho muito tênue para serem detectados com a tecnologia atual," disse Scott Sheppard, que descobriu o novo planeta-anão juntamente com seu colega Chadwick Trujillo.

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Bibliografia:
A Sedna-like body with a perihelion of 80 astronomical units
Chadwick A. Trujillo, Scott S. Sheppard
Nature
Vol.: 507, 471-474
DOI: 10.1038/nature13156

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Teólogo medieval antecipou teoria cosmológica atual

Espaço

Com informações da New Scientist - 21/03/2014

A coincidência entre a cosmologia atual e o modelo proposto por Robert Grosseteste em 1225 é impressionante - e leva aos mesmos gargalos. [Imagem: Tom C. B. McLeish et al.]

Honrando os mestres

Os cientistas gostam de chamar a Idade Média de "era da escuridão", "noite medieval" e outras denominações pouco elogiosas.

Em contraposição, com o declínio do paradigma religioso em termos de explicação da natureza, emergiu a "idade das luzes", esta capitaneada pelos próprios cientistas.

Obviamente que a ciência moderna surgiu nos ombros dos pioneiros medievais, uma herança que não pode ser esquecida sob pena de negligenciar a coragem e o heroísmo desses pioneiros - ainda que o fato de que grande parte deles tenha pago com a vida seu amor pelo conhecimento torne compreensível o medo inconsciente que leva à tentativa dos cientistas atuais em apartar-se dessa época.

O restabelecimento desses laços agora ganhou uma nova força: uma das principais teorias cosmológicas da atualidade foi redescoberta em um autor medieval - e mais, ela está inspirando os cientistas atuais a melhorarem suas próprias teorias.

Quando físicos traduziram um texto em latim do século 13, e transformaram suas afirmações em equações matemáticas, eles descobriram que um teólogo inglês previu a ideia dos multiversos em 1225.

A descoberta do momento, que envolve a detecção de ondas gravitacionais e a comprovação da inflação cósmica, apoia justamente a ideia dos multiversos.

Cosmologia medieval

Tom McLeish e seus colegas da Universidade de Durham, no Reino Unido, desenvolveram equações a partir do tratado De Luce - Sobre a Luz - escrito pelo teólogo medieval Robert Grosseteste.

"Nós tentamos traduzir matematicamente o que ele disse em palavras em latim," disse McLeish. "Então você tem um conjunto de equações que podem ser inseridas no computador e resolvidas. Estamos explorando matematicamente um novo tipo de universo, que é o que os teóricos das cordas fazem o tempo todo. Apenas estamos sendo teóricos das cordas medievais."

Grosseteste vinha estudando as obras então recém-redescobertas de Aristóteles, que explicou o movimento das estrelas incorporando a Terra em uma série de nove esferas celestes concêntricas.

As coincidências das suas conclusões com a teoria cosmológica contemporânea são estarrecedoras.

No tratado Sobre a Luz, Grosseteste propôs que o universo concêntrico começou com um flash de luz, que empurrou tudo a partir de um ponto minúsculo, formando uma grande esfera.

E as similaridades continuam: Grosseteste propõe que a luz e a matéria são intimamente relacionadas - essencialmente acopladas.

Quando o pulso inicial de luz-matéria em expansão alcançou uma densidade mínima, o universo entrou no que ele chamou de um estado perfeito e parou de se expandir. Esta esfera perfeita emitiu então uma forma diferente de luz, que ele chamou de lúmen, que se propagou para dentro varrendo a matéria "imperfeita", comprimindo-a como um floco de algodão.

A região menos densa de luz-matéria que restou pode então chegar ao seu estado perfeito e cristalizar-se em uma nova esfera embutida na primeira, que emitiria então seu próprio lúmen. Este processo se repetiu até que restou apenas um núcleo de matéria imperfeita, que por sua vez deu origem à Terra.

O reconhecimento da grandiosidade da ideias do autor medieval pode ser uma forma de reatar os laços dos cientistas acadêmicos modernos com seus mestres. [Imagem: Tom C. B. McLeish et al.]

Cosmologia moderna

Traduzindo tudo isso em números, a equipe de McLeish descobriu que o modelo resultante produz exatamente o tipo de universo que Grosseteste estava descrevendo: esferas concêntricas que se propagam para dentro.

Isso é análogo à maneira como os cosmólogos modernos usam observações da radiação cósmica de fundo - que eles descrevem como um eco do Big Bang - para testar modelos matemáticos do Universo, incluindo um período de rápida expansão chamada inflação cósmica.

Mais do que isso, o universo de Grosseteste prevê uma das possibilidades mais intrigantes da cosmologia do Big Bang: o multiverso.

Os modelos cosmológicos atuais só batem com as observações se certos parâmetros assumirem valores específicos - se as forças que mantêm a matéria coesa fossem apenas ligeiramente mais fortes ou mais fracas, por exemplo, o universo não se pareceria em nada com o que observamos hoje.

Os cosmólogos chamam isso de "problema do ajuste fino" (ou da sintonia fina), e uma maneira de resolvê-lo é dizer que deve haver um número infinito de universos, em que todos os resultados são possíveis.

Apenas vivemos em um deles porque acontece de ele ser bem adequada à nossa vida - ou vice-versa, ou algo parecido.

De forma semelhante, o resultado do modelo de Grosseteste depende do seu estado inicial: mude a maneira como a luz e a matéria se acoplam, e você obtém um número diferente de esferas.

Humildade

Grosseteste aparentemente não percebeu que poderia haver muitos universos - ou, pelo menos, isso não está em seu tratado.

"Mas o que as pessoas daqui a 800 anos vão pensar sobre os pressupostos que fazemos hoje? Há um pouco de humildade em perceber que estamos limitados por aquilo que podemos ver e pelo que nós não podemos ver," disse McLeish.

Ou seja, embora gostemos de acreditar que houve um grande progresso no conhecimento desde a Idade Média, talvez seja mais sábio concentrarmo-nos no longo caminho que temos pela frente para entender este Universo - e os outros, se eles realmente existirem.

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Bibliografia:
A Medieval Multiverse: Mathematical Modelling of the 13th Century Universe of Robert Grosseteste
Richard G. Bower, Tom C. B. McLeish, Brian K. Tanner, Hannah E. Smithson, Cecilia Panti, Neil Lewis
Proceedings of the Royal Society A
Vol.: 507, 161-163
DOI: 10.1038/507161a
http://arxiv.org/abs/1403.0769
History: A medieval multiverse
Tom C. B. McLeish, Richard G. Bower, Brian K. Tanner, Hannah E. Smithson, Cecilia Panti, Neil Lewis, Giles E. M. Gasper
Nature
Vol.: 507, 161-163
DOI: 10.1038/507161a

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Tempestade solar devastadora passou raspando na Terra em 2012

Meio ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/03/2014

Esta imagem mostra uma das ejeções de massa coronal deixando a superfície do Sol no dia 23 de Julho de 2012, a uma velocidade de 2.890 km/h.[Imagem: NASA/STEREO]

Uma supertempestade solar passou raspando pela Terra entre os dias 22 e 23 de Julho de 2012.

A supertempestade, a primeira dessa magnitude já detectada, foi criada por uma sucessão de três ejeções de massa coronal, as erupções mais intensas do Sol.

O evento atingiu em cheio a sonda espacial STEREO-A, da NASA.

Se tivesse ocorrido nove dias antes, ela teria atingido a Terra em cheio, com consequências possivelmente catastróficas para as redes elétricas e os aparelhos eletrônicos, sobretudo os satélites artificiais.

"Se ela tivesse atingido a Terra, ela provavelmente seria equivalente à gigantesca [tempestade solar] de 1859, mas o efeito hoje, com nossas tecnologias modernas, teria sido tremendo," disse Janet Luhmann, da Universidade de Berkeley, que analisou os dados em conjunto com cientistas chineses.

Os dados indicam que as partículas de alta energia deixaram a superfície solar a uma velocidade recorde de quase 3.000 quilômetros por segundo, o que é quatro vezes mais rápido do que uma tempestade magnética típica.

Os pesquisadores concluíram que essa velocidade foi atingida porque uma ejeção de massa coronal quatro dias antes "limpou" o caminho para as duas ejeções que se sucederam no dia 23 de Julho, emitidas com um intervalo entre 10 e 15 minutos.

Evento Carrington

A tempestade solar de 1859 é conhecida como evento Carrington. A principal tecnologia de comunicação na época, o telégrafo, teve sua rede afetada em todos os Estados Unidos, dando choques elétricos nos telegrafistas. As auroras boreais foram vistas até no Havaí.

Um evento de proporções bem menores atingiu o Canadá no dia 13 de Março de 1989, derrubando a rede de distribuição elétrica por cerca de nove horas.

Tempestades dessa magnitude são muito raras. Além disso, o risco para a Terra é pequeno porque elas são emitidas em direções aleatórias a partir da superfície do Sol, sendo necessário haver uma coincidência entre o local da emissão da radiação e o movimento da Terra em sua órbita.

"O custo de um evento extremo do clima espacial, se atingir a Terra, pode chegar a trilhões de dólares, com um tempo de recuperação de 4 a 10 anos. Portanto, é fundamental para a segurança e o interesse econômico da sociedade moderna compreender as supertempestades solares," disse Ying Liu, coautor do estudo.

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Bibliografia:
Observations of an extreme storm in interplanetary space caused by successive coronal mass ejections
Ying D. Liu, Janet G. Luhmann, Primoz Kajdic, Emilia K.J. Kilpua, Noé Lugaz, Nariaki V. Nitta, Christian Möstl, Benoit Lavraud, Stuart D. Bale, Charles J. Farrugia, Antoinette B. Galvin
Nature Communications
Vol.: 5, Article number: 3481
DOI: 10.1038/ncomms4481

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Nanossatélite brasileiro pronto para ir ao espaço

Espaço

Com informações da AEB - 28/01/2014

O NanosatC-BR-1 é um pequeno satélite científico com pouco mais de um quilograma. [Imagem: AEB]

O segundo nanossatélite brasileiro e primeiro Cubesat nacional, o NanosatC-BR-1, será levado ao espaço em maio próximo pelo foguete russo DNPER.

De acordo com os pesquisadores Otávio Durão e Nélson Schuch, do INPE, o lançamento pode ser antecipado para abril, uma vez que a Agência Espacial Brasileira (AEB) já liberou os recursos necessários para a finalização, lançamento e operação do NanosatC-BR-1.

Os últimos testes com o modelo de voo - o satélite sem os painéis solares e antenas - serão realizados em Fevereiro, o que abre a possibilidade da antecipação do lançamento.

Cubesat brasileiro

O NanosatC-BR-1 é um pequeno satélite científico (pouco mais de um quilograma) e o primeiro cubesat desenvolvido no país, produzido em parceria pelo INPE e pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM).

O destaque tecnológico desta missão é o teste em ambiente espacial de um circuito integrado projetado na UFSM e fabricado por uma indústria brasileira.

Ele também levará ao espaço dois instrumentos científicos, um magnetômetro e um detector de partículas de precipitação, para o monitoramento em tempo real do geoespaço.

Os instrumentos permitirão o estudo da precipitação de partículas cósmicas e de distúrbios na magnetosfera sobre o território nacional, com vistas a determinar seus efeitos em regiões como a da Anomalia Magnética no Atlântico Sul (Sama, sigla em inglês) e do setor brasileiro do eletrojato equatorial.

A Sama é uma "falha" do campo magnético terrestre nesta região, que fica sobre o Brasil, explica Durão. Como consequência desta anomalia, há um maior risco da presença de partículas de alta energia na região, que podem afetar as comunicações, redes de distribuição de energia, os sinais de satélites de posicionamento global (como o GPS), ou mesmo causar falhas de equipamentos eletrônicos como computadores de bordo.

O primeiro nanossatélite nacional foi o Unosat-1, das universidades Norte do Paraná (Unopar) e Estadual de Londrina (UEL), que foi destruído no acidente com o VLS-1 no Centro de Lançamento de Alcântara (CLA), no Maranhão, em 2003.

O segundo Cubesat do programa, o NanosatC-BR-2, está em fabricação e a expectativa é de que ele seja lançado em 2015.

Nanossatélites

A Estação Terrena de Santa Maria, que monitorará o cubesat em órbita, e a que fica no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), em São José dos Campos (SP), já estão em operação, recebendo dados de vários cubesats lançados por outros países.

Para Durão, a tendência é de que o incremento do segmento de nanossatélites continuará em aceleração, "pois sua produção e desenvolvimento são rápidos, porque muitos dos componentes são ofertados por diversas empresas de vários países, facilitando a aquisição" - são os chamados componentes de prateleira.

Outra vantagem é que o custo para a produção de nanossatélites é baixo em relação aos satélites de grande porte, e eles podem desempenhar várias das funções dos seus equivalentes maiores.

Além da exigência de menos recursos, a difusão de informações entre as instituições de pesquisa e ensino permite que cada vez mais países tenham seus cubesats. Na América Latina, têm esses equipamentos a Argentina, o Equador, o Peru e a Colômbia, cujo nanossatélite é o mais antigo do continente em operação.

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Novo detector vai revolucionar observações astronômicas

Espaço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/01/2014

Protótipo do detector supercondutor, cujos pixels detectam um único fóton.[Imagem: Spencer Buttig]

Sensor de pixel único

As câmeras digitais revolucionaram a fotografia graças aos semicondutores, usados para fazer os pixels que aposentaram os filmes de prata.

No campo da astronomia e da astrofísica, porém, os semicondutores já estão perdendo a vez para os supercondutores.

A equipe do professor Ben Mazin, da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, nos Estados Unidos, reforçou a superioridade dos supercondutores construindo um novo sensor que supera de longe todos os existentes.

O detector supercondutor é capaz de medir a energia de fótons individuais, o que aumenta enormemente a capacidade do sensor para detectar luzes muito fracas.

"O que fizemos é, essencialmente, uma câmera de vídeo hiperespectral sem ruído intrínseco," resume Mazin. "Em uma base pixel a pixel, é um salto quântico em relação aos detectores de semicondutor, tão grande quanto o salto que foi dos filmes para os semicondutores. Isto permite [fabricar] todos os tipos de instrumentos realmente interessantes."

A técnica é uma variação dos MKIDs (Microwave Kinetic Inductance Detectors), um tipo de detector de fótons desenvolvido há cerca de 10 anos pelo próprio Dr. Mazin, em colaboração com outros pesquisadores.

Agora ele adaptou esses detectores para que eles operem em ultravioleta, infravermelho próximo e também na porção visível do espectro eletromagnético.

Embora muitíssimo mais sensível do que os sensores CCD das câmeras digitais, esse novo sensor só é adequado para uso em instalações de pesquisa, já que funciona em temperaturas criogênicas - tipicamente ao redor de 0,1 Kelvin.

Mesmo em astronomia, seu uso é adequado para observações muito detalhadas, com grande sensibilidade, mas com um pequeno campo de visão.

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Aminoácidos em cometa reforçam teoria de vida extraterrestre

Espaço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/08/2009

Imagem real de uma partícula de poeira do cometa e seu rastro no aerogel que a coletou. [Imagem: NASA]

"Nossa descoberta apoia a teoria que afirma que os ingredientes da vida formaram-se no espaço e foram trazidos por cometas e meteoritos que se chocaram com a Terra," resume Jamie Elsila, pesquisador da NASA. Essa teoria chama-se panspermia.

Moléculas da vida em cometa

Elsila e seus colegas comprovaram pela primeira vez a existência de um aminoácido, a glicina, nas amostras do cometa Wild-2, coletados pela sonda espacial StarDust.

A glicina é utilizada pelos seres vivos para formar as proteínas. As proteínas, por sua vez, são usadas em quase tudo, desde a estrutura dos cabelos até as enzimas, os catalisadores naturais que aceleram ou controlam as reações químicas.

Da mesma forma que as letras do alfabeto podem ser arranjadas para formar todas as palavras, 20 aminoácidos se combinam para formar milhões de tipos de proteínas. O que foi encontrado na poeira do cometa foi um desses aminoácidos.

Poeira valiosa

O trabalho não foi fácil. Basta lembrar que a sonda StarDust trouxe as amostras da poeira deixada pelo cometa em 2006. E somente agora os cientistas demonstraram com uma margem de erro mínima, que a glicina de fato veio do cometa.

O problema foi a pequena quantidade de glicina existente na lâmina de alumínio e no aerogel, o sólido mais leve que existe, e que foi exposto ao espaço para coletar as minúsculas partículas de poeira da cauda do cometa, que se introduziram em seus poros.

Esses pequenos grãos já demonstraram a importância de que amostras espaciais sejam coletadas e trazidas para a Terra - com base nelas, os cientistas descobriram que os cometas são mais parecidos com asteróides do que prediziam as teorias, propuseram alterações na teoria sobre a formação do Sistema Solar e já haviam encontrado razões suficientes para fundamentar a teoria de que vida teria se originado no espaço e chegado à Terra em cometas e asteroides. A identificação do aminoácido vem coroar todas essas descobertas anteriores.

Contaminação de vida

A glicina foi identificada logo no início dos estudos das partículas do cometa Wild-2, mas sua quantidade era tão pequena que os cientistas não foram capazes de descartar a hipótese de que ela poderia ter se originado de alguma contaminação aqui mesmo na Terra, onde há glicina por todos os lados.

"Nós de fato analisamos as folhas de alumínio que ficam nas laterais das câmaras que sustentam o aerogel," explica Elsila. "Conforme as moléculas de gás passavam através do aerogel, algumas delas grudavam no alumínio. Nós gastamos dois anos testando e desenvolvendo nosso equipamento para torná-lo sensível e preciso o suficiente para analisar essas amostras incrivelmente pequenas."

Para descartar a contaminação, os cientistas compararam a quantidade de dois isótopos de carbono, cuja proporção na glicina encontrada na Terra é bem conhecida. Uma glicina formada no espaço tende a ter mais isótopos de Carbono 13, que é mais pesado do que o Carbono 12.

Fundamentação para a panspermia

Foi isto o que os cientistas descobriram. "Nós descobrimos que a glicina que a StarDust trouxe tem uma assinatura extraterrestre em seus isótopos de carbono, indicando que ela veio do cometa," disse Elsila.

"A descoberta da glicina em um cometa dá suporte à ideia de que os blocos fundamentais da vida estão por todo o espaço, e reforça o argumento de que a vida no universo pode ser comum, e não rara como se pensava," disse o Dr. Carl Pilcher, diretor do Instituto de Astrobiologia da NASA.

Missão estendida

Depois de trazer a cápsula com a poeira de cometa para a Terra, a sonda StarDust continuou no espaço totalmente operacional. Por isto, a NASA decidiu estender sua vida útil, criando a missão StarDust NExT, que está levando a sonda espacial em direção ao cometa Tempel 1, o mesmo que foi alvo dos estudos da sonda Impacto Profundo - veja Um profundo impacto no cometa Tempel 1.

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Um asteroide com 6 caudas pode ser chamado de cometa?

Espaço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/11/2013

As caudas do P5 vão se revelando a cada nova observação. [Imagem: NASA/ESA/D. Jewitt et al.]

Cometa ou asteroide?

No dia 27 de Agosto passado, Marco Micheli e seus colegas do telescópio Pan-STARRS (Mauna Kea, Havaí) descobriram o que deveria ser um asteroide.

Mas não era um asteroide comum: o P/2013 P5 se parecia mais com um cometa giratório, emitindo jatos de alguma coisa para o espaço como se fosse um irrigador de jardim.

Os astrônomos responsáveis pelo Hubble logo se interessaram pela descoberta e, menos de um mês depois, o telescópio espacial já estava apontado para o asteroide/cometa.

Embora o corpo celeste esteja em uma órbita de asteroides, ele se parece em tudo com um cometa, com longas caudas formadas por alguma coisa - eventualmente poeira - ejetada para o espaço.

Como ninguém havia visto nada parecido antes, os astrônomos continuam coçando a cabeça para encontrar uma explicação adequada para o seu corpo celeste misterioso.

A confusão é tamanha que a NASA emitiu nota chamando o objeto de asteroide, mas os astrônomos publicaram seu artigo científico chamando-o de cometa.

Asteroide com cauda

Diagrama das caudas já observadas até agora no P/2013 P5. [Imagem: NASA/ESA/A. Feild (STScI)]

Asteroides normalmente aparecem nos telescópios como pequenos pontos de luz. Mas o P/2013 P5 tem pelo menos seis caudas de cometa, que se irradiam a partir dele como os raios de uma roda.

As múltiplas caudas foram reveladas pelas imagens do Hubble tiradas em 10 de setembro. E, quando Hubble olhou de novo para o objeto no dia 23 de setembro, a sua aparência já tinha mudado totalmente.

"Nós ficamos literalmente embasbacados quando vimos isso," disse David Jewitt, da Universidade da Califórnia em Los Angeles. "Ainda mais surpreendente, as suas estruturas de cauda mudaram dramaticamente em apenas 13 dias conforme ele cuspia poeira. Isso também nos pegou de surpresa. É difícil de acreditar que estamos olhando para um asteroide."

Teorias são bem-vindas

A equipe descartou um impacto de outro asteroide porque uma grande quantidade do material que forma as caudas do objeto teria sido lançada ao espaço de uma só vez, enquanto o P5 ejeta intermitentemente durante um período longo.

A expectativa é que novas observações mostrem se o material emitido pelo asteroide emerge no plano equatorial, o que seria um indício bastante forte de uma quebra rotacional - um colapso de um asteroide que estivesse girando rápido demais.

Por isso, os astrônomos estão se preparando também para tentar medir a taxa de rotação do P5.

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Bibliografia:
The extraordinary multi-tailed main-belt comet P/2013 P5
David Jewitt, Jessica Agarwal, Harold Weaver, Max Mutchler, Stephen Larson
The Astrophysical Journal
Vol.: 778 (1): L21
DOI: 10.1088/2041-8205/778/1/L21

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INPE testa propulsor espacial com sucesso

Plantão

Com informações do INPE - 25/06/2013

Propulsor de 200N e ampolas contendo o novo catalisador carbeto de tungstênio (W2C). [Imagem: INPE]

Um propulsor monopropelente a hidrazina de 200N de empuxo foi testado com sucesso pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

De forma inovadora, foi utilizado um novo catalisador de decomposição da hidrazina, o carbeto de tungstênio (W2C).

O W2C é muito mais barato do que o catalisador comercial, feito de uma alumina especial que serve de suporte ao irídio (Ir), elemento raro e caro, o que inviabiliza seu emprego em grandes quantidades em propulsores de maior empuxo e tempo curto de acionamento.

Os testes foram realizados no Laboratório de Combustão e Propulsão (LCP), no INPE de Cachoeira Paulista (SP).

Motor auxiliar

O propulsor de 200N faz parte de um projeto que começou com um motor foguete de 35N e que almeja o desenvolvimento de motores monopropelentes e bipropelentes com empuxo de até 800 N.

Os motores monopropelentes são largamente utilizados em controle de rolamento de veículos lançadores ou em manobras orbitais com requisitos de incrementos de velocidade inferiores a 200 m/s.

Os motores bipropelentes nesta faixa de empuxo são utilizados em blocos de aceleração de apogeu de satélites geoestacionários.

O desenvolvimento desta tecnologia envolve especialistas de diferentes áreas, como propulsão, química e catálise.

"O desempenho obtido com o propulsor de 200N foi excelente. O empuxo e impulsão específica previstos no projeto foram atingidos, indicando que mais uma etapa do desenvolvimento foi vencida. O propulsor foi testado em modo contínuo e modo pulsado por um tempo acumulado de teste superior a 300 segundos," comemora José Augusto Jorge Rodrigues, responsável pela produção do catalisador.

Com o êxito do propulsor de 200N, o Grupo de Propulsão do INPE inicia uma nova etapa do projeto, que consiste no desenvolvimento de um propulsor de 400N.

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Teoria de Tudo: Será Weinstein a superação de Einstein?

Espaço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/06/2013

Físicos já demonstraram que há influências escondidas além do espaço-tempo, em dimensões não capturadas pelas teorias atuais.[Imagem: Timothy Yeo/CQT/National University of Singapore]

Einstein com W

Albert Einstein é o grande ícone da Física - e mesmo da "Ciência", ainda que os filósofos argumentem que ciência com maiúscula é um mito, e o que existe de fato são "ciências", umas muito diferentes das outras.

De fato, Einstein teve que conviver com essas diferenças dentro das fronteiras da própria Física - sua bem-sucedida Relatividade não conversa com a igualmente bem-sucedida Mecânica Quântica.

E, como a realidade funciona do nível atômico ao nível cosmológico sem nenhum constrangimento, todos os físicos admitem que têm um sério problema: superar o ícone Einstein - e todos os ícones da física quântica, alguns injustamente pouco conhecidos - e unificar as duas teorias.

Eles vêm tentando fazer isso há décadas, sem sucesso.

Mas será que essa tarefa caberia a outro sujeito que não trabalha na Academia - Einstein era funcionário público no Escritório de Patentes da Suíça quando escreveu suas teorias - e, caprichosamente, com um nome quase igual?

Por enquanto, o único elo de ligação entre Weinstein (esquerda) e Einstein (direita), além da cabeleira generosa, é a origem ex-academica. [Imagem: Wikipedia]

Eric Weinstein é um operador do mercado financeiro em Nova Iorque, para onde foi depois de adquirir uma sólida formação em matemática e física.

Ele vem discutindo suas teorias há anos com seu amigo e acadêmico Marcus Du Sautoy, da Universidade de Oxford, no Reino Unido, que agora está desempenhando para Eric Weinstein um papel semelhante ao que Max Planck executou para o desconhecido Albert Einstein no início do século passado.

Convencido pelos argumentos e equações de Weinstein, Sautoy convidou-o para apresentar suas ideias na Universidade há algumas semanas. Como introdução, ele publicou um artigo no jornal The Guardian, apresentando as novas teorias de seu amigo.

A apresentação ganhou destaque, e teve que ser repetida, porque coincidiu com um evento de física na universidade, e muitos teóricos não puderam participar. Na semana passada, Weinstein voltou a Oxford e reapresentou suas ideias.

Unidade Geométrica e beleza

Eric Weinstein batizou sua nova teoria do universo de Unidade Geométrica.

Enquanto a comunidade internacional dos físicos continua trabalhando para unificar a Relatividade Geral com a Mecânica Quântica partindo da família de partículas fundamentais do Modelo Padrão da Física, Weinstein prefere uma abordagem mais estética.

A principal candidata à superação da física atual é a Teoria das Supercordas, mas que ainda não foi totalmente desenrolada. [Imagem: Cortesia Nature]

Segundo ele, o que vem sendo tentado não dá certo, sendo necessário partir das equações básicas das duas teorias e ampliá-las de forma matematicamente natural, sem se preocupar se elas se encaixam ou não com o universo observável.

Depois, já com todas as equações em mãos, então será oportuno tentar combiná-las com a realidade.

Parece estranho?

Pois este foi o mesmo caminho trilhado por Einstein, cuja teoria teve que enfrentar várias contestações baseadas em observações que aparentemente a contradiziam, até finalmente triunfar - ante às "evidências", Einstein simplesmente comentava que as observações deviam estar erradas.

Este movimento foi tão forte na comunidade dos físicos que Einstein nunca ganhou o Prêmio Nobel de Física por sua Teoria da Relatividade, que os avaliadores do comitê do Nobel afirmavam não ter sustentação adequada - ele ganhou o Nobel de Física pela descoberta do efeito fotoelétrico.

Weinstein vai além, afirmando que sua abordagem segue os passos não apenas de Albert Einstein, mas também de Paul Dirac e Chen Ning Yang, os físicos cujas equações ele está tentando estender e, quem sabe, unificar.

"Os principais autores de todas as nossas três equações mais básicas inscreveram-se na Escola da Estética, enquanto o restante dos físicos perseguia as consequências da beleza com a adesão aos dados", disse ele em sua segunda apresentação em Oxford.

Apesar do descrédito inicial, as teorias de Einstein vêm derrubando um competidor após o outro. [Imagem: X-ray (NASA/CXC/SAO/A. Vikhlinin; ROSAT), Optical (DSS), Radio (NSF/NRAO/VLA/IUCAA/J.Bagchi)]

Dirac, por exemplo, previu a existência do pósitron - a versão antimatéria do elétron - com base na simetria das equações que descrevem o elétron - "pela pura beleza da matemática", disse Weinstein, e não com base em qualquer dado experimental, que não existia e nem poderia existir naquela época.

Chen Ning Yang ganhou o Nobel de Física em 1957 ao esboçar as equações que descrevem as chamadas "leis da paridade", um trabalho de incrível arte matemática, e que levou a importantes descobertas experimentais no campo das partículas elementares.

"Observerso"

Weinstein ainda não colocou suas novas equações na passarela - elas ainda não foram publicadas - de forma que os físicos ainda não puderam julgar sua beleza.

Pela descrição em sua apresentação, sua "visão de mundo" é o que ele chama de "Observerso", um espaço de 14 dimensões que contém o mundo quadridimensional ao qual estamos limitados - as três dimensões do espaço mais o tempo.

As outras dimensões, segundo ele, surgem naturalmente quando se estende as equações das quatro dimensões originais descritas na Relatividade Geral - segundo o matemático, as dimensões extras surgem "como entradas diagonais em uma matriz quatro por quatro".

As simetrias matemáticas das equações resultantes coincidem quase totalmente com o Modelo Padrão de partículas, prevendo três famílias, ou gerações de partículas. A diferença é que, para Weinstein, a terceira geração precisa ser destacada do conjunto, porque pertence a uma outra estrutura da realidade.

Outra hipótese bastante em voga no momento é a de que o nosso Universo é um holograma cósmico, uma projeção vinda do futuro. [Imagem: Ephraim Brown]

As equações também preveem a existência de novas partículas ainda desconhecidas, além de uma curiosa família de partículas-espelho, equivalentes a todas as partículas daquilo que seria o universo da física atual - tudo junto, compõe o Observerso.

• Descoberta partícula subatômica que não se encaixa no Modelo Padrão

Weinstein está chamando a atenção justamente por isso: sua teoria propõe meios para que possa ser testada experimentalmente, o que é um grande salto qualitativo em relação à enorme população de teorias alternativas que podem ser encontradas à exaustão em sites e livros igualmente alternativos.

É claro que nada se pode dizer contra as tentativas dos "alternativos", já que tudo o que a Física mais precisa hoje é de uma alternativa para sair de seu beco.

Será que Weinstein será a superação de Einstein?

Por enquanto, o único elo de ligação entre os dois, além da cabeleira generosa, é a origem ex-academica, e a resposta final só virá quando a beleza das equações da Unidade Geométrica e do Observerso puderem ser observadas em detalhes.

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Velocidade da luz pode variar e vácuo não existe, propõem físicos

Espaço

Com informações do EPJD - 09/04/2013

Partículas virtuais pululam do que se convencionou chamar de vácuo - um vácuo que está longe de ser vazio - alterando a velocidade da luz. [Imagem: Springer]

Partículas virtuais

A velocidade da luz é, segundo a teoria da relatividade de Einstein, o limite universal de velocidade, não podendo ser superada por nada.

Agora, porém, duas equipes de cientistas estão afirmando que a velocidade da luz pode não ser fixa.

Segundo eles, partículas efêmeras que surgem do vácuo podem induzir flutuações na velocidade da luz.

Dois artigos publicados no último exemplar do European Physical Journal desafiam a sabedoria convencional sobre a natureza do vácuo.

Em um deles, Marcel Urban e seus colegas da Universidade de Paris-Sud, na França, identificaram um mecanismo de nível quântico para interpretar o vácuo como sendo preenchido com pares de partículas virtuais com valores de energia flutuantes.

Como resultado, as características inerentes do vácuo, tal como a velocidade da luz, podem não ser uma constante, mas apresentar valores que variam.

Enquanto isso, em outro estudo, Gerd Leuchs e Luis L. Sánchez-Soto, do Instituto Max Planck para a Física da Luz, na Alemanha, sugerem que as constantes físicas, tais como a velocidade da luz e a chamada impedância do espaço livre, são indicações do número total de partículas elementares da natureza.

Vácuo não existe

O vácuo é um dos conceitos mais intrigantes da física.

Quando observado no nível quântico, o vácuo a rigor não existe, ou, pelo menos, ele não é vazio.

O que é chamado de vácuo está cheio de partículas virtuais continuamente aparecendo e desaparecendo - como pares de elétrons e pósitrons ou quarks-antiquarks.

Essas partículas efêmeras são partículas reais, conforme já se demonstrou em experimentos que geraram luz a partir delas - o único detalhe é que seus tempos de vida são extremamente curtos.

# Confirmado: a matéria é resultado de flutuações do vácuo quântico

Será que a velocidade da gravidade pode ser maior que velocidade da luz? [Imagem: K. Thorne/T. Carnahan/Caltech/NASA]

Variação da velocidade da luz

No seu estudo, Urban e seus colegas estabeleceram, pela primeira vez, um mecanismo quântico detalhado que explica a magnetização e a polarização do vácuo - a permeabilidade e a permissividade do vácuo - e da velocidade finita da luz.

O resultado é importante porque sugere a existência de um número limitado de partículas efêmeras por unidade de volume de vácuo.

Como resultado, existe a possibilidade teórica de que a velocidade da luz não seja fixa, como a física convencional considera.

Em vez disso, a velocidade da luz poderia flutuar em um nível independente da energia de cada quantum de luz - ou fóton -, um nível maior do que as flutuações induzidas pela gravidade em nível quântico.

A velocidade da luz seria dependente de variações nas propriedades "vacuométricas" do espaço ou do tempo.

As flutuações do tempo de propagação dos fótons são estimadas como estando na ordem de 50 attossegundos por metro quadrado de vácuo, o que pode ser testado com o auxílio de novos lasers ultrarrápidos.

Em um experimento que praticamente mostrou que o vácuo não existe, cientistas geraram luz a partir do "nada", algo que também já havia sido demonstrado para a matéria e a antimatéria. [Imagem: Philip Krantz/Chalmers]

Impedância do vácuo

Leuchs e Sanchez-Soto, por outro lado, modelaram pares de partículas virtuais carregadas como dipolos elétricos responsáveis pela polarização do vácuo.

Eles concluíram que uma propriedade específica do vácuo, chamada impedância, que é fundamental para determinar a velocidade da luz, depende somente da soma dos quadrados das cargas elétricas das partículas, mas não das suas massas.

Se a ideia estiver correta, o valor da velocidade da luz, combinada com o valor da impedância do vácuo, dá uma indicação do número total de partículas elementares carregadas existentes na natureza.

E os resultados de experimentos recentes parecem dar suporte a essa hipótese.

# Super laser poderá criar matéria do nada

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Bibliografia:
The quantum vacuum as the origin of the speed of light
Marcel Urban, François Couchot, Xavier Sarazin, Arache Djannati-Atai
The European Physical Journal D
Vol.: 67 (3)
DOI: 10.1140/epjd/e2013-30578-7
A sum rule for charged elementary particles
Gerd Leuchs
The European Physical Journal D
Vol.: 67 (3)
DOI: 10.1140/epjd/e2013-30577-8
10.1140/epjd/e2013-30577-8
Luis L. Sánchez-Soto
The European Physical Journal D

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Em busca de matéria escura, AMS encontra excesso de antimatéria

Espaço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/04/2013

Um dos objetivos do AMS (Espectrômetro Magnético Alfa) é localizar galáxias de antimatéria. [Imagem: MIT]

LHC do espaço

A equipe responsável pelo Espectrômetro Magnético Alfa (AMS-2 - Alpha Magnetic Spectrometer-2) divulgou os primeiros resultados em sua busca por antimatéria e por explicações para a matéria escura.

O AMS-2, também conhecido como "LHC do espaço", é um observatório que custou US$2 bilhões e que está instalado na Estação Espacial Internacional desde Maio de 2011.

Sua principal função é rastrear os raios cósmicos - partículas de alta energia - antes que eles interajam com a atmosfera terrestre, em busca de explicações sobre a matéria escura.

Veja mais detalhes sobre o funcionamento e os objetivos do AMS-2:

# Ônibus espacial leva caçador de anti-universo para o espaço.

Origens da matéria escura

A matéria escura é uma substância hipotética, que não pode ser detectada diretamente, mas que os cientistas afirmam estar por todos os lados devido ao efeito gravitacional que ela exerce.

Por exemplo, as galáxias não poderiam girar na velocidade com que giram sem essa gravidade extra porque arremessariam estrelas para todos os lados se dependessem apenas da gravidade de suas estrelas, planetas, buracos negros e demais corpos celestes feitos de matéria comum, ou bariônica.

Ao contar o número de elétrons e seus equivalentes de antimatéria, os pósitrons, o AMS-2 está tentando obter medições indiretas das propriedades dessa matéria escura - uma das teorias diz que a matéria escura é formada por uma partícula hipotética chamada WIMP (Weakly Interacting Massive Particles, partículas maciças fracamente interativas), que se chocariam umas com as outras formando pares elétrons-pósitrons.

O AMS-02 não trouxe novidades em relação a experimentos anteriores, como o PAMELA e o Fermi - apenas a precisão dos dados aumentou. [Imagem: M. Aguilar et al.]

Os primeiros resultados revelaram que o observatório detectou mais antimatéria do que matéria, ou seja, uma quantidade maior de pósitrons do que de elétrons - um resultado que não traz surpresas, apenas aumentando a precisão de experimentos anteriores.

Segundo os cientistas, os dados ainda não são suficientes para determinar se esse excesso é devido à matéria escura, porque as teorias indicam que, se fosse, deveria ser observado um pico e uma queda repentina na contagem de pósitrons em diversos níveis de energia - e isso não foi detectado.

O que conta a favor da teoria é que os pósitrons detectados pelo AMS veem de todos os lados, o que parece descartar a hipótese de que eles se originem em fontes mais comuns, como pulsares, que estariam situados no plano da galáxia.

Os resultados divulgados hoje são baseados em 25 bilhões de eventos detectados pelos instrumentos do espectrômetro durante um ano e meio.

Desses, 6,8 milhões são elétrons e pósitrons. Ocorre que, quando se olha para a matéria (elétrons) e para a antimatéria (pósitrons) separadamente, há 400.000 pósitrons a mais.

As partículas foram detectadas com energias entre 0,5 GeV e 350 GeV (giga-eletron-volts). Os pósitrons aparecem com um excesso de 5% a partir dos 10 GeV, chegando a 15% aos 250 GeV.

Da mesma forma que acontece com o LHC da terra, o LHC do espaço precisará de mais eventos e de mais medições, já que, quanto maior o número de detecções, melhores e mais confiáveis são os resultados.

Recentemente, astrônomos encontraram fios de matéria escura formando uma espécie de teia cósmica. [Imagem: Dietrich et al./Nature]

Supersimetria

Na verdade, os cientistas já haviam detectado um excesso de antimatéria em relação à matéria nos anos 1990. O problema é que ninguém sabe explicar esse excesso.

Uma das teorias, chamada supersimetria, propõe que os pósitrons sejam produzidos quando duas partículas de matéria escura colidem entre si e se aniquilam.

Assumindo que a matéria escura está homogeneamente distribuída por todo o Universo, então os dados coletados até agora pelo AMS dão suporte à teoria.

O problema é que a supersimetria acaba de ser questionada pelo mais preciso mapa da radiação cósmica de fundo, divulgada há poucos dias pela equipe do telescópio Planck, que detectou zonas frias que desautorizam a suposição de uma distribuição isotrópica.

A supersimetria também prevê um pico de pósitrons, seguido por uma queda repentina, o que não foi ainda observado pelo AMS.

"Quando você coloca um instrumento de precisão em um novo regime de operação, você tende a ver muitos novos resultados, e esperamos que estes sejam apenas os primeiros de muitos [resultados]," disse Samuel Ting, chefe da equipe, acrescentando que estes primeiros resultados podem ser uma indicação da matéria escura, mas de forma nenhuma uma prova de sua existência ou da teoria que tenta explicá-la.

"O AMS é o primeiro experimento a medir [raios cósmicos] no espaço com uma precisão de 1%. É esse nível de precisão que nos permitirá dizer se os pósitrons que observamos se originam da matéria escura ou de pulsares," concluiu.

A busca por explicações sobre a antimatéria está sendo feita também no solo. [Imagem: Star Colaboration]

A próxima rodada de resultados do AMS deverá ser anunciada no Rio Janeiro, no próximo mês de Julho, durante o evento International Cosmic Ray Conference.

Procurando pela matéria escura

Existem experimentos também em terra procurando pelas WIMPs e pela matéria escura.

O experimento XENON100, na Itália, não encontrou sinais das hipotéticas partículas, mas outras equipes esperam detectar as WIMPs no fundo de uma mina subterrânea.

# Astrônomos não encontram matéria escura

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Bibliografia:
First Result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station: Precision Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5–350 GeV
M. Aguilar et al. (AMS Collaboration)
Physical Review Letters
Vol.: 110, 141102
DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.141102

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Descoberto novo cinturão de radiação ao redor da Terra

Espaço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/03/2013

Os dois anéis originais foram descobertos por James Van Allen, em 1958. O terceiro anel de radiação ao redor da Terra foi descoberto agora pelas sondas gêmeas da missão RBSP, que tem participação do Brasil. [Imagem: Baker et al./Science]

Cinturão de Van Allen

Astrônomos acabam de encontrar o terceiro anel de Van Allen, uma formação aparentemente temporária, mas maior, envolvendo o segundo anel.

Até agora se acreditava que o Cinturão de Van Allen fosse constituído por dois anéis de plasma - partículas carregadas eletricamente - que circundam a Terra no plano do Equador.

É nesse cinturão de radiação, sobre o qual pouco se sabe, que ocorrem as auroras boreais e austrais.

Os dois anéis originais foram descobertos por James Van Allen, em 1958. Eles circundam a Terra na região do Equador, estendendo-se entre 1.000 e 60.000 quilômetros de altitude, mantidos no lugar por ação do campo magnético terrestre.

A descoberta do terceiro anel foi feita pelas sondas espaciais gêmeas RBSP (Radiation Belt Storm Probes - sondas para medição de tempestades nos cinturões de radiação, em tradução livre), lançadas pela NASA em Agosto do ano passado para estudar as "tempestades" dos anéis de radiação - devido ao nome complicado da missão, elas são mais conhecidas como Sondas de Van Allen.

O Brasil tem participação fundamental nessa missão.

- Brasil ajudará NASA em missão sobre cinturões de radiação da Terra

A missão das duas sondas RBSP é justamente esclarecer a formação e o comportamento desse cinturão de radiação, que afeta o funcionamento de satélites e naves espaciais, e pode ter impacto sobre a saúde dos astronautas.

Terceiro anel de Van Allen

Assim que chegaram ao espaço, as duas sondas detectaram imediatamente os dois conhecidos e gordos anéis.

Para surpresa geral, contudo, nos dias que se seguiram, os instrumentos mostraram a formação de um terceiro anel de radiação.

Com o passar dos dias, o segundo anel começou a se comprimir em uma faixa de elétrons muito densa, e começou a surgir o terceiro anel, igualmente formado por elétrons, mas menos compacto e mais distante, estabelecendo o quadro de um cinturão de Van Allen com três anéis.

"Pareceu tão estranho que eu achei que devia haver algo de errado com o instrumento," disse o pesquisador Dan Baker. "Mas nós vimos coisas idênticas em cada uma das duas naves espaciais e então tivemos que concluir que era algo real."

O anel do meio, que os astrônomos chamam de anel de armazenamento, persistiu conforme o anel externo começava a se desfazer, o que ocorreu durante a terceira semana de Setembro.

Finalmente, uma poderosa onda de radiação emitida pelo Sol virtualmente aniquilou tanto o que restava do terceiro anel, quanto todo o segundo anel.

Pressa proveitosa

Já se sabia que o anel exterior de radiação tinha uma dimensão variável, às vezes inchando com partículas carregadas, que depois escapam novamente, dependendo do clima espacial.

Uma gigantesca proeminência no Sol entrou em erupção no dia 31 de Agosto de 2012, arremessando partículas e criando uma onda de choque que parece estar relacionada com o surgimento e o desaparecimento do terceiro anel de Van Allen. [Imagem: NASA/SDO/AIA/Goddard Space Flight Center]

Nos meses que se seguiram desde o desaparecimento dos dois anéis externos, as zonas de radiação se reconstituíram em sua estrutura mais comum de dois anéis.

"Nós não temos nenhuma ideia de quantas vezes esse tipo de coisa acontece," disse Baker. "Isso pode ocorrer com bastante frequência, mas nós não temos os instrumentos necessários para acompanhar isso."

Na verdade, o fenômeno só foi registrado porque os cientistas decidiram usar os instrumentos das duas sondas sem passar pelo criterioso programa de calibração que ocorre em todas as missões espaciais.

Eles passaram direto para a chamada "fase científica" porque queriam coletar a maior quantidade possível de dados em paralelo com a sonda SAMPEX, que está no espaço há mais de 20 anos, podendo deixar de funcionar a qualquer momento.

Se tivessem seguido as normas, o fenômeno não teria sido registrado.

"Se não tivéssemos feito dessa forma, teríamos perdido o acontecimento. É bom estar no lugar certo, na hora certa, com os instrumentos certos," disse Baker.

Tempestades solares

Uma melhor compreensão da formação do Cinturão de Van Allen, incluindo o número de anéis, ajudará os pesquisadores a refinar nossa compreensão de como e quando as tempestades solares podem causar estragos na Terra.

Por exemplo, qual seria o impacto de uma onda de choque que venha do Sol no momento que os anéis estão retraídos?

"Nós podemos oferecer estas novas observações para os teóricos que modelam o que está acontecendo no cinturão," disse Shri Kanekal, cientista da missão das Sondas de Van Allen. "A natureza nos presenteou com este evento - ele está lá, é um fato, você não pode argumentar contra ele - e agora temos de explicar por que ele ocorre. Por que o terceiro anel persistiu durante quatro semanas? Por que ele mudou? Todas essas informações nos ensinam um pouco mais sobre o espaço."

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Bibliografia:
A Long-Lived Relativistic Electron Storage Ring Embedded in Earth's Outer Van Allen Belt
D. N. Baker, S. G. Kanekal, V. C. Hoxie, M. G. Henderson, X. Li, H. E. Spence, S. R. Elkington, R. H. W. Friedel, J. Goldstein, M. K. Hudson, G. D. Reeves, R. M. Thorne, C. A. Kletzing, S. G. Claudepierre
Science
Vol.: Published Online
DOI: 10.1126/science.1233518

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