"Levantar escudos." Muito conhecida pelos amantes da ficção
científica, esta expressão logo poderá tornar-se realidade. Não para
permitir a defesa de nossas espaçonaves contra os Klingons e outros
alienígenas, mas para proteger nossos astronautas da própria radiação
espacial.

Este é o resultado inesperado de uma outra área de pesquisas muito
promissora, a da fusão nuclear. Muito antes de criar uma fonte
inesgotável de energia limpa, as pesquisas com a fusão nuclear começam a mostrar resultados na área das viagens espaciais.

Clima espacial

Em um artigo que acaba de ser publicado na revista científica Plasma Physics and Controlled Fusion,
os cientistas afirmam ter descoberto formas de reduzir a radiação
espacial a níveis aceitáveis para o ser humano, tornando as viagens
espaciais de longa duração um objetivo mais próximo da realidade.

A comunidade científica é unânime em afirmar que o chamado "clima
espacial" é o maior obstáculo às viagens espaciais. A radiação do Sol e
os raios cósmicos representam ameaças mortais para os astronautas. Pelo
menos até que seja possível criar escudos eficientes o bastante para
manter essa radiação do lado de fora das espaçonaves.

Escudo para espaçonaves

Agora, utilizando o conhecimento acumulado ao longo de décadas pelas
pesquisas com a fusão nuclear, os cientistas demonstraram que é
possível criar um escudo para as espaçonaves, uma espécie de
magnetosfera portátil, que imita o funcionamento do campo de força
natural da Terra.

O objetivo desse campo de força será manter afastadas as partículas
de alta energia que surgem praticamente sem avisos na forma de
"tempestades espaciais". Na Terra somos protegidos por uma espécie de
"bolha magnética" – o nosso próprio campo de força natural, chamado
magnetosfera, que mantém essas partículas afastadas.

Campo de força

A idéia de criar um campo de força ao redor das espaçonaves existe
desde os anos 1960, mas acreditava-se que ela não seria prática porque
mesmo uma "mini-magnetosfera" teria que ser muito grande para
funcionar, ao redor de 100 quilômetros de diâmetro.

Usando os equipamentos originalmente construídos para trabalhar com
a fusão nuclear, os cientistas recriaram uma minúscula porção de vento
solar e confirmaram que é possível criar um "buraco" nessa onda de
radiação usando um equipamento em pequena escala, em dimensões práticas
e com poder suficiente para manter protegida uma espaçonave.

O gerador de campo magnético que será responsável pelo cumprimento
da ordem de "Levantar escudos" tem apenas 1,5 metro de comprimento.

"Os experimentos iniciais mostraram-se promissores e demonstraram
que pode ser possível criar um escudo para manter os astronautas
protegidos das mortais tempestades espaciais," comentou a Dra. Ruth
Bamford, uma das participantes da pesquisa.

Fonte : Inovação Tecnológica

Simulação galáctica poderá resolver mistério da matéria escura

Os cientistas acreditam que a matéria escura representa 85% da massa
do Universo. Mas cientistas não convivem muito bem com o termo
"acreditam" e estão sempre buscando "evidências" um pouco mais
concretas.

Agora eles se juntaram em um projeto internacional, chamado
Consórcio Virgem, no qual eles usaram uma simulação de computador numa
escala sem precedentes para recriar aevolução de uma galáxia similar à Via Láctea.

"Vendo" a matéria escura

A simulação permitiu que os astrônomos e cosmologistas "vissem" os
raios gama emitidos pela matéria escura, o que torna muito mais fácil a
busca pela sua observação direta, que agora poderá ser dirigida para os
pontos mais prováveis onde ela poderá ser detectada. Eles esperam que
essa observação direta possa ser feita pelo Telescópio Fermi, da NASA.

Os cientistas estavam de olho nos chamados halos, auréolas
provavelmente formadas por matéria escura. Esses halos circundam as
galáxias, podendo conter uma massa até um trilhão de vezes maior do que
a do Sol.

As simulações mostraram como essas auréolas de matéria escura
crescem através de uma série de violentas colisões e fusões entre
aglomerados muito menores de matéria escura que emergiram do Big Bang.

Enigma invisível

Os pesquisadores descobriram que os raios gama produzidos quando as
partículas colidem em áreas com alta densidade de matéria escura podem
ser mais facilmente detectados em regiões na Via Láctea nas
proximidades do Sol na direção geral do centro da galáxia.

Agora eles querem que o Telescópio Fermi seja apontado na direção
indicada por eles. "A busca pela matéria escura tem dominado a
cosmologia por muitas décadas. Ela poderá brevemente chegar ao seu
destino," diz o pesquisador Carlos Frenk. "Resolver o enigma da matéria
escura será uma das maiores descobertas científicas do nosso tempo,"
diz ele.
Fonte : Inovação Tecnológica

Confirmado: a matéria é resultado de flutuações do vácuo quântico

Redação do Site Inovação Tecnológica – 25/11/2008

A teoria de que a matéria não tem fundações tão firmes quanto
sugerem termos como "concreto" e "sólido" não é tão nova. Mas esta é a
primeira vez que os cientistas conseguiram demonstrar que a matéria se
origina de meras flutuações do vácuo quântico.

Modelo Padrão da Física

Uma equipe internacional de físicos demonstrou de forma conclusiva
que o Modelo Padrão da física das partículas – a teoria que descreve as
interações fundamentais das partículas elementares para formar toda a
matéria visível no universo – explica com precisão a massa dos prótons
e dos nêutrons.

"Mais de 99% da massa do universo visível é formado por prótons e
nêutrons," afirma o estudo, publicado na revista Science. "Esses dois
tipos de partículas são muito mais pesados do que os quarks e glúons
que as constituem, e o Modelo Padrão da física deve explicar essa
diferença."

O que faz com que a matéria seja matéria?

Cada próton e cada nêutron é formado por três quarks. Ocorre que
esses três quarks juntos respondem apenas por 1% da massa de todo os
prótons ou nêutrons. A explicação conclusiva que faltava era: Então, o
que responde pelo restante da massa dessas partículas? Em outras
palavras, "O que faz com que a matéria seja matéria?"

O Dr. Andreas S. Kronfeld explica que, como os núcleos atômicos
formam quase todo o peso do mundo, e como esses núcleos são compostos
de partículas chamadas quarks e glúons, "os físicos acreditam há muito
tempo que a massa do núcleo atômico tem sua origem na complicada forma
com que os glúons se ligam aos quarks, conforme as leis da
cromodinâmica quântica (QCD – Quantum ChromoDynamics)."

Partículas virtuais

Os glúons são uma espécie de "partículas virtuais," que surgem e
desaparecem de forma aleatória. O campo formado por essas partículas
virtuais seria responsável pela força que une os quarks – a chamada
força nuclear forte.

Ocorre que, como o número de interações reais e virtuais entre
quarks e glúons é estimada na casa dos trilhões, é incrivelmente
difícil, ou até mesmo impossível, usar as equações da QCD
(cromodinâmica quântica) para calcular a força nuclear forte.

Os pesquisadores então criaram uma nova técnica, batizada por eles
de Rede QCD, na qual o espaço é representando na forma de uma rede
discreta de pontos, como os pixels de uma tela de computador. Este
modelo permitiu que os cientistas incorporassem toda a física
necessária e deu a eles o controle das aproximações numéricas e da taxa
de erros nos cálculos da massa dos hádrons – prótons, nêutrons e píons.

A rede QCD reduz toda a complexidade das equações virtualmente
insolúveis em um conjunto de integrais, que puderam ser programadas
para solução em um programa de computador.

Isto permitiu que, pela primeira vez, os físicos incluíssem em seus
cálculos as interações quark-antiquark, uma das maiores complexidades
da força nuclear forte. Agora, além dos glúons, eles sabem que a massa
dos quarks-antiquarks se origina da flutuação do vácuo quântico.

Diferença entre acreditar e saber

Conforme os pesquisadores, agora é possível eliminar a expressão "os
físicos acreditam", substituindo-a por "os físicos sabem", quando o
assunto é a QCD.

Segundo o Dr. Kronfeld, os cálculos revelaram que, "mesmo se a massa
dos quarks for eliminada, o massa do núcleo não varia muito, um
fenômeno algumas vezes chamado de ‘massa sem massa’."

Toda a matéria do universo é virtual

A forma como a natureza cria a massa dos quarks é um dos assuntos de maior interesse dos físicos que irão trabalhar no Grande Colisor de Hádrons, o LHC,, que deverá começar a funcionar em 2009.

O LHC vai tentar confirmar experimentalmente a existência do chamado
campo de Higgs, que explica a massa dos quarks individuais, dos
elétrons e de algumas outras partículas. Ocorre que o campo de Higgs
também cria a massa a partir das flutuações do vácuo quântico.

Ou seja, com a atual confirmação de que a massa dos glúons e
quarks-antiquarks tem sua origem na flutuação do vácuo quântico, se o
LHC confirmar a existência do campo de Higgs, então a conclusão
inevitável será de que toda a matéria do universo é virtual,
originando-se de meras flutuações de energia.

Fonte : Inovação Tecnológica

Hubblecast : http://www.spacetelescope.org/bin/news.pl

Assista a um vídeo sobre a descoberta :
    

NASA, /CXC, MIT, F.K.Baganoff et al

Buraco negro galáctico

Observadores
do céu estão muito perto de encontrar evidências concretas do buraco
negro que provavelmente se esconde no centro da Via Láctea. Para
realizar essa proeza, os astrônomos utilizaram um telescópio “virtual”
que vasculhou mais de 4.500 km para localizar Sagittarius A* (“estrela
A”), a fonte de luz que, segundo eles, indica a localização de um
buraco negro quatro milhões de vezes mais massivo que o Sol.

Eles
conseguiram resolver Sagittarius A* dentro de 37 microssegundos de
arco, o diâmetro de uma bola de beisebol na Lua, vista da Terra. Com
base nas dimensões da região emissora de luz acredita-se que ela esteja
deslocada da posição exata do buraco negro, que suga gás e poeira do
disco que espirala em torno dele e que emite luz.

Por outro
lado, os pesquisadores especulam que Sagittarius A* pode ser ou gás com
alta velocidade situado de um dos lados do disco de acreção em rotação
ou um jato de matéria que esta sendo ejetado de algum ponto em torno do
buraco negro.

Já estamos convencidos de que o buraco negro
existe, comenta o autor do estudo Shepherd Doeleman, astrofísico do
Haystack Observatory do Massachusetts Institute of Technology. "Agora,
podemos obter informações na verdadeira escala em que acreditávamos que
as coisas deviam estar acontecendo no buraco negro galáctico”.

Observações anteriores do provável buraco
negro foram prejudicadas pela presença de gás e poeira das vizinhanças
que refletiam ondas de rádio de comprimentos de onda mais longos.

Para
ultrapassar essa névoa, Doeleman e seus colegas utilizaram um arranjo
espacial para juntar quatro radiotelescópios ─ um no Arizona, outro na
Califórnia e outros dois no Havaí ─ em uma técnica chamada de
interferometria de longa distância de base (VLBI em inglês). Quanto
maiores as dimensões do arranjo de telescópios, maior o poder de
resolução do telescópio virtual equivalente.

Os quatro
instrumentos juntos permitiram fazer varreduras da região com sinais de
rádio em comprimentos de onda muito curtos (1,3 milímetros), na faixa
de microondas, que consegue penetrar na nuvem de gás.

Resultados
das observações indicaram que Sagittarius A* tinha uma extensão de
cerca de 50 milhões de quilômetros, ou um terço da distância média
entre o Sol e a Terra. Os astrônomos gostariam de observar luz
proveniente das vizinhanças do horizonte de eventos ─ o limite além do
qual nem a própria luz consegue escapar da ação gravitacional extrema
do buraco negro.

Acredita-se que a distorção do espaço-tempo em
torno do horizonte de eventos faz o diâmetro dessa região parecer maior
que realmente é e ─ nesse caso ─ maior que os detalhes que o grupo
conseguiu identificar, avalia Doeleman.

Ele observa que o
grupo espera aumentar ainda mais o poder de resolução do arranjo de
telescópios para investigar uma suposta “sombra” na frente do buraco
negro, que poderá fornecer uma prova definitiva de sua existência.

Uma
outra possibilidade seria medir a taxa de rotação do buraco negro, uma
propriedade básica ─ além da massa ─ que os pesquisadores nunca
observaram diretamente antes. Estamos entusiasmados, acrescenta
Doeleman, “pois agora podemos começar a formular perguntas.”

Fonte : SCIAM