sábado, 27 de junho de 2009

Lua de Saturno possui sob superfície oceano salgado




Redação Central, 24 jun (EFE).- Encélado, uma das luas geladas de Saturno, oculta sob a superfície do polo sul um oceano salgado, de acordo com cientistas alemães e britânicos, que publicam hoje a descoberta na revista "Nature".
PUBLICIDADE

O achado pode ter implicações para a busca de vida extraterrestre e para entender como são formadas as luas planetárias, afirmam.

Jürgen Schmidt, da universidade alemã de Potsdam, e Nikolai Brilliantov, da universidade britânica de Leicester, chegaram a esta conclusão após estudar os gêiseres de vapor e gás e as minúsculas partículas de gelo lançados do polo sul de Encélado a centenas de quilômetros no espaço.

A sonda "Cassini" descobriu os jatos em 2005 durante prospecção de Saturno.

Com a ajuda da Universidade alemã de Heidelberg e do também alemão instituto Max Planck, de física nuclear, os cientistas fizeram experiências em laboratório e analisaram dados procedentes do Analisador de Poeira Cósmica de Cassini.

Eles confirmaram que as partículas geladas expulsas pela Encélado contêm quantidades substanciais de sais de sódio, "o que sugere a presença de um oceano salgado a grande profundidade".

O estudo indica também que a concentração de cloreto de sódio nesse oceano pode ser tão elevada quanto a dos oceanos na Terra.

Esta é a primeira prova experimental direta da existência deste oceano salgado, ao qual Schmidt e Brilliantov já se referiram em outro artigo na "Nature" em 2008, ao explicar que os jatos de vapor eram expulsos com maior força que as partículas de poeira.

Essa força significa a existência de água líquida sob a superfície, e as teorias sobre a formação de satélites sugerem que quando um oceano líquido está em contato durante milhões de anos com o núcleo rochoso de uma lua se trata de um oceano salgado.

Encélado é um de três únicos corpos extraterrestres no sistema solar no qual ocorrem erupções de pó e vapor, e é um dos poucos lugares, além de Terra, Marte e da lua Europa, de Júpiter, onde os astrônomos têm provas diretas da presença de água. EFE

domingo, 21 de junho de 2009

Sol


O Sol (do latim Sol) é a estrela central do nosso sistema planetário solar. Atualmente, sabe-se que em torno dele gravitam pelo menos oito planetas, quatro planetas anões, 1.600 asteróides, 138 satélites e um grande número de cometas. Sua massa é 333.000 vezes a da Terra e o seu volume 1.400.000 vezes o volume do nosso planeta. A distância do nosso planeta ao Sol é de cerca de 150 milhões de quilômetros ou 1 unidade astronômica (UA). A luz solar demora 8 minutos e 18 segundos para chegar à Terra.

Estrutura solar


O Sol, tal como as restantes estrelas, é uma esfera de plasma que se encontra em equilíbrio hidrostático entre as duas forças principais que agem dentro dele: para fora a pressão termodinâmica, produto das altas temperaturas internas, e para dentro a força gravitacional. A estrutura solar pode ser dividida em duas grandes regiões: o Interior e a Atmosfera, entre elas se encontra uma fina camada, que pode ser considerada a superfície, chamada Fotosfera.


Interior solar


O interior solar possui três regiões bem diferentes: o núcleo, que é onde se produzem as reações nucleares que transformam a massa em energia através da fusão nuclear. Acima desta achamos a região radioativa e por último a região convectiva. Nenhuma destas regiões pode ser observada de forma direta já que a radiação é completamente absorvida (e reemitida) e o conhecimento que temos delas é através de modelos teóricos ou observações indiretas, principalmente por meio da heliosismologia.


Ciclo solar


O ciclo solar tem muitos efeitos importantes, que influenciam nosso planeta. Estudos de heliosismologia executados a partir de sondas espaciais permitiram observar certas "vibrações solares", cuja freqüência cresce com o aumento da atividade solar, acompanhando o ciclo de 11 anos de erupções, a cada 22 anos existe a manifestação do chamado hemisfério dominador, além da movimentação das estruturas magnéticas em direção aos pólos, que resulta em dois ciclos de 18 anos com incremento da atividade geomagnética da Terra e da oscilação da temperatura do plasma ionosférico na estratosfera de nosso planeta.


Fotosfera


A fotosfera do Sol é uma camada com 100 km de espessura e aparência granulada; isso é chamado de granulação fotosférica. Os grânulos são, na realidade, os topos de células de convecção que trazem o plasma quente desde o interior solar, tem em torno de 1000km de diâmetro. Outras formações notáveis da fotosfera são as manchas solares, regiões mais frias que parencem mais escuras que seus arredores mais quentes e mais brilhantes.As manchas solares são associadas a intensos campos magnéticos ou perturbações desses campos. O total de manchas solares e da atividade relacionada varia entre um mínimo e um máximo num ciclo de onze anos.

sábado, 20 de junho de 2009

Lunetas e Telescópios


A Astronomia é uma ciência que se dedica ao estudo de todos os corpos e astros celestes. Como uma ciência das mais antigas, de acordo com os registros históricos, ela sofreu muitas evoluções desde a pré-história e hoje praticamente todas as outras ciências são necessárias para o desenvolvimento da Astronomia. Estudando sobre a história das ciências é fácil perceber que a Astronomia influenciou a humanidade durante toda a pré-história e a história conhecida. O conhecimento sobre o céu sempre fez parte da curiosidade humana . Satisfazer essa curiosidade foi um estímulo muito grande para desenvolver outras ciências como a Física e a Matemática. Esse estimulo serve de motivação para que muitas crianças encontrem o caminho do estudo das Ciências Naturais, pois são raras as pessoas que não ficam encantadas quando são estimuladas a observar o céu.

Estudar e aprender Astronomia não é difícil, mas requer um pouco de paciência e observação por isso, este módulo foi projetado para ser lido e estudado com calma. Para melhor entender o seu conteúdo é necessário que você faça as práticas ou atividades propostas, que são simples, interessantes e importantes. Lendo este módulo com calma, acompanhando as observações e nos escrevendo quando tiver dúvidas o seu aproveitamento será muito melhor e você verá como sua curiosidade aumenta para saber mais sobre o céu.

Eis aqui algumas imagens mostrando a evolução da Astronomia, desde o observatório pré-histórico de Stonehange, até o Ônibus Espacial e o telescópio espacial Hubble. Da superfície da Mãe Terra, nós evoluímos e hoje buscamos as nossas respostas a partir do espaço.


Luneta ou Telescópio



São instrumentos que possuem lentes ou espelhos curvos e são capazes de ampliar a imagem de algo que está longe. A palavra luneta tem origem francesa "lunette". Do ponto de vista formal da Óptica os telescópios podem ser: Refratores (Objetiva feita de lentes e Oculares feitas de lentes), Refletores (Objetiva feita de espelhos e Oculares feitas de lentes) e Catadóptricos ( Corretor feito de lente, Objetiva feita de espelho e Oculares feitas de lentes.

A Luneta de Galileu Galilei é composta de uma objetiva com um lente convernte e a ocular com uma lente divergente. Isso pemite ver os objetos ampliados e sem a inversão da imagem. A luneta de Galileu é um telescópio refrator.

Instrumentos posteriores e muito melhores que o de Galileu apresentam a imagem invertida nas duas direçoes vertival e horizontal e outros somente numa das direções. De início, aos observadores menos desavisados parece estranho! Para o astronômo o importante é ter a melhor imagem possível.

Com o surgimento da luneta ou telescópio ocorreu praticamente uma "febre de Astronomia" para observar o céu. Muitas pessoas ficaram encantadas com a beleza do céu, visto através dos telescópios e puseram-se a estudá-lo por causa disso muito mais foi descoberto: as galáxias, as nebulosas, os aglomerados de estrelas, outros planetas como Urano, Netuno e Plutão que não podem ser vistos a olho nu. Muitos astros que observados apenas com os olhos pareciam simples estrelas, com as lunetas se mostraram verdadeiras jóias do céu.

Atualmente, com a facilidade de se produzir equipamentos cada vez mais sofisticados o desafio de estudar o céu continua. Os maiores desafios dos astrônomos dos nossos dias são: saber qual o tamanho do universo; saber como ele funciona; como viajar com segurança pelo espaço e principalmente se existem outros planetas no universo que sejam habitados por formas de vida parecidas com a nossa.

Uma das maiores contribuições da Astronomia nos dias atuais é o grande desenvolvimento tecnológico que ela proporciona. Muitos produtos precisaram e precisam ser desenvolvidos para suprir as necessidades dos astronautas e dos equipamentos para que estes suportem as condições do espaço fora da atmosfera terrestre. Dessa busca por novos produtos foram encontrados muitos outros que são úteis no nosso dia a dia, como o gel de fraudas descartáveis, muitos equipamentos médicos. Os produtos mais comuns que foram desenvolvidos para levar o homem ao espaço são as comidas em conserva. Transportar, conservar e até mesmo comer no espaço sem a gravidade são problemas sérios para os astronautas, por isso que hoje temos alimentos que podem ser guardados por muito tempo sem problemas, comidas secas ou em pasta como as de bebê. Só para levar o homem à Lua mais de 200 mil produtos novos foram desenvolvidos, que de maneira direta ou indireta nos proporciona mais conforto. Pergunte a uma pessoa, que viveu sua infância na década de 60, qual a diferença entre a quantidade de produtos que existem hoje e que existia na sua infância, desde brinquedos, utilidades domésticas, aparelhos médicos e tudo o mais que ela se lembrar.

Durante toda a história conhecida da humanidade a conquista do céu - mesmo sendo intocável - sempre foi um grande desejo humano. Muitas descobertas importantes ocorreram motivadas pelo desejo de entender e desvendar os mistérios do céu. Hoje em dia não prestamos muita atenção no céu por vários motivos: as luzes das cidades, a maior quantidade de divertimento noturno, e até porque não é mais necessário observá-lo para sobreviver, mas aqueles que redescobrem as belezas que o céu contém ficam fascinados e sentem-se encantados. Porém, normalmente esse fascínio cai no esquecimento por falta de motivação e de um conhecimento mais aprofundado que nos permita entender melhor aquilo que estamos vendo. Quando há motivação e existe conhecimento sempre surgem alunos querendo aprender mais.


CURIOSIDADE


Mesmo com pouca tecnologia e muita imaginação o desenvolvimento da ciência chegou a tal ponto que no século III a.C. um estudioso chamado Eratóstenes que era diretor da maior biblioteca de sua época - Biblioteca de Alexandria - conseguiu determinar o tamanho da Terra com erro muito pequeno. A história começou quando ele estava lendo um dos livros da biblioteca que foi escrito por um viajante. No livro, o viajante relatava que na cidade de Siena (atual Assuã) era possível ver o Sol refletido no fundo de um poço ao meio-dia no mês de junho, (figura 2a) ou seja, o Sol estava a pino. Eratóstenes sabia que no mês de junho as colunas em Alexandria (que era ao norte de Siena) produziam uma pequena sombra ao meio-dia, ou seja o Sol não estava a pino. Ele, que era conhecedor de matemática, também sabia que conhecendo o tamanho da coluna e da sombra produzida pela coluna em Alexandria e a distância entre a coluna e o poço era possível determinar o tamanho da curvatura da Terra, considerando que ela fosse uma esfera.

Conta-se que ele pagou a um carroceiro para ir de Alexandria até Siena medindo a distância entre as duas cidades, ou seja, entre a coluna e o poço. A medida foi feita na ida e na volta da viagem. Convertendo a medida dele em quilômetros estima-se a distância entre as duas cidades em 800 Km. O valor que ele obteve para a curvatura da Terra foi próximo de 40.000 Km . Hoje com os modernos equipamentos e satélites de observação da Terra sabe-se que a curvatura da Terra tem aproximadamente 42.300 km, ou seja, o erro cometido foi muito pequeno se considerarmos que na época não haviam bons instrumentos para se fazer essas medidas.

Este foi o raciocínio de Erastóteles. Ele sabia que se a Terra fosse esférica os dois ângulos a seriam iguais. Então ele encontrou a = 7,2 e sabendo que a circunferência da Terra deveria ter 360o ele fez a conta mostrada acima.

Maneira como Esrastóteles viu a sombra em Alexandria e Siena para poder medir a distância até o centro da Terra. Na época ninguém acreditou nele.

sexta-feira, 19 de junho de 2009

Buraco negro


Um buraco negro clássico é um objeto com campo gravitacional tão intenso que a velocidade de escape excede a velocidade da luz (299.792,458 km/s, equivalente a 1.079.252.848,8 km/h). Nem mesmo a luz pode escapar do seu interior, por isso o termo "negro" (cor aparente de um objeto que não emite nem reflete luz, tornando-o de fato invisível). A expressão "buraco negro", para designar tal fenômeno, foi cunhada pela primeira vez em 1968 pelo físico americano John Archibald Wheeler, em um artigo científico histórico chamado The Known and the Unknown, publicado no American Scholar e no American Scientist. O termo "buraco" não tem o sentido usual mas traduz a propriedade de que os eventos em seu interior não são vistos por observadores externos.

Teoricamente, um buraco negro pode ter qualquer tamanho, de microscópico a astronômico (alguns com dias-luz de diâmetro, formados por fusões de vários outros), e com apenas três características: massa, momento angular (spin) e carga elétrica, ou seja, buracos negros com essas três grandezas iguais são indistinguíveis (diz-se por isso que "um buraco negro não tem cabelos"). Uma vez que, depois de formado, o seu tamanho tende para zero, isso implica que a "densidade tenda para infinito".


A percepção espaço-temporal



Os buracos negros, assim como outros objetos cuja atração gravitacional é extrema, retardam o tempo significativamente devido aos efeitos gravitacionais.

As estrelas de nêutrons e buracos negros causam de fato distorção espaço-temporal notável, relacionada com o efeito de lente gravitacional.

As precessões dos corpos celestes orbitando tais corpos, similarmente a precessão do periélio de Mercúrio no nosso sistema solar, são muito mais notáveis e significativas, e envolvem inclusive estrelas de sistemas binários, ou mesmo múltiplos.


A luz e a singularidade



Em simulações no espaço virtual, descobriu-se que próximo a campos massivos ocupando lugares singulares, a atração gravitacional é tão forte que pode fazer parar o movimento oscilatório, no caso da luz enxergada como comprimento de onda, esta literalmente se apaga. No caso da luz enxergada como objeto que possui velocidade de escape esta é atraída de volta à região de onde foi gerada, pois a velocidade de escape deve ser igual à velocidade de propagação, ambas sendo iguais, a luz matéria é atraída de volta. Logo, a radiação sendo atraída de volta, entra em colapso gravitacional, juntamente à massa que a criou, caindo sobre si mesma.

quinta-feira, 18 de junho de 2009




Choque de partículas no LHC deve ocorrer em breve


O esperado choque entre partículas no LHC – sigla para Grande Colisor de Hádrons, o acelerador de partículas criado pelo Laboratório Europeu para a Física Nuclear (Cern) para reproduzir as condições que teriam surgido frações de segundo após o Big Bang -, deve acontecer nos próximos dias, segundo relato de Andre Rabelo dos Anjos, físico brasileiro filiado à Universidade de Wisconsin, nos Estados Unidos, que acompanha de perto o experimento na Suíça. Em entrevista ao Portal Estadão, ele disse que não há uma data fechada para colocar as partículas em rota de colisão e é possível que, caso o experimento continue no bom ritmo atual, o choque aconteça em breve.

Rabelo dos Anjos explicou que os cientistas estão animados com os experimentos feitos no LHC hoje. “Agora eles começam a introduzir o feixe no segundo sentido”, relata Rabelo dos Anjos. No começo da manhã, um primeiro feixe foi colocado no LHC e, após as partículas completarem uma volta na máquina, que tem 27 km, um segundo feixe foi introduzido no sentido oposto.

“Os brasileiros têm participação em vários experimentos”, diz. Rabelo dos Anjos explica que o objetivo do LHC “é desvendar os últimos mistérios da física de partículas”. Segundo ele, os resultados não têm impacto direto na vida das pessoas. No entanto, toda a tecnologia produzida ao redor do experimento terá um impacto grande.

Para ilustrar, o físico comenta a ida do homem à Lua. “Ir à Lua não afeta sua vida diretamente. Mas para o homem ir à Lua foi preciso inventar o cristal liquido e ele sim foi importante para a vida das pessoas”. A tecnologia criada para o experimento pode ser usada para outras áreas.

Piada

Em relação ao medo de algumas pessoas de que o mundo poderia acabar com o início das operações do LHC, o físico afirma que tudo não passa de especulações de quem não conhece detalhes da operação. “A possibilidade disso acontecer é zero. É possível comparar com a probabilidade de você correndo atravessar um muro”. Além disso, ele afirma que os físicos envolvidos no projeto tratam tal especulação como “uma grande piada”.AE

Física nuclear


A Física nuclear estuda as propriedades e o comportamento dos núcleos atômicos e os mecanismos das reações nucleares.

Esta área da ciência teve início a partir da evolução do conceito científico a cerca da estrutura atômica, pois até meados do século XIX acreditáva-se que os átomos eram esferas massiças indestrutíveis e indivisíveis. Esses conceitos estavão de acordo com a teoría atômica de Dalton.

Para extrair um elétron de um átomo, é necessário uma certa quantidade de energia. Da mesma forma, cada núcleo (próton ou nêutron) necessita também de grande quantidade de energia, que é da ordem de milhões de vezes. Por esse motivo, a física nuclear é denominada física de alta energia.

A física nuclear tem como objeto de estudo o núcleo atômico e suas propriedades. Os núcleos possuem propriedades que podem ser classificadas como estáticas (carga, tamanho, forma, massa, energia de ligação, spin, paridade, momentos eletromagnéticos, etc.) e dinâmicas ( radioatividade, estados excitados , reações nucleares,etc.).

Estas propriedades são analisadas através de modelos nucleares que são baseados na mecânica quântica, relatividade e teoria quântica de campos. A descoberta de que os nucleons (protons e neutrons) são na realidade sistemas compostos, redirecionou o interesse dos físicos nucleares para a investigação dos graus de liberdade de quarks e, com isto, atualmente os domínios da pesquisa da física nuclear e da física de partículas se tornaram interligados.

quarta-feira, 17 de junho de 2009

Física moderna


Física Moderna é a denominação dada ao conjunto de teorias surgidas no começo do século XX, principiando com a Mecânica Quântica e a Teoria da Relatividade e as alterações no entendimento científico daí decorrente, bem como todas as teorias posteriores. De fato, destas duas teorias resultaram drásticas alterações no entendimento das noções do espaço, tempo, medida, causalidade, simultaneidade , trajetória e localidade.

A mecânica quântica surgiu inicialmente dos trabalhos de Max Planck e de Einstein. Um dos mais importantes problemas de física não resolvidos no final do séc. XIX, era o da radiação do corpo negro. Planck resolve este problema em 1901 utilizando como hipótese ad hoc que a energia deste não tem um espectro contínuo, mas pelo contrário é discreta, ou em outras palavras quantizada. Einstein utiliza esta mesma hipótese para resolver o problema do efeito fotoeléctrico em 1905. Mas vai mais longe propondo que esta é na realidade a verdadeira natureza da luz. A essa quantidade discreta de luz se chama quantum de luz ou fóton.

Nasce assim a Mecânica Quântica que será posteriormente desenvolvida pelo trabalho de muitos outros cientistas como Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Einstein, Louis de Broglie, Max Born, Wolfgang Pauli ou Paul Dirac, citando apenas os mais importantes.

A hipótese de que a energia é quantizada permite então resolver muitos dos problemas pendentes da Física do ínicio do séc. XX. Einstein utiliza-a para explicar o calor específico dos sólidos e Niels Bohr para explicar a estabilidade do átomo. O primeiro modelo atómico, chamado modelo de Bohr, é posteriormente melhorado por Sommerfeld e outros cientistas acima referidos dando origem à moderna teoria quântica, com uma formalização em moldes mais rigorosos. Tal desenvolvimento também se deu pelos esforços do matemático John von Neumann.

Dentre esses desenvolvimentos, a teoria quântica abandonou parcialmente a noção de trajetória e da localidade, em função do princípio da incerteza de Heisenberg. Assim tem-se a noção da trajetória, de natureza determinista, substituída pela noção de função de onda, de natureza probabilística. Essa interpretação da função de onda, como medida da potencialidade de localização de uma partícula, foi dada pela análise e correta interpretação de Max Born.

Bohr contribui decisivamente também para esse desenvolvimento ulterior da mecânica quântica. Ele e seus seguidores (incluindo Heisenberg) ajudaram a formar a chamada Interpretação de Copenhaga. Nessa interpretação, dá-se a explicação quântica da medida. Uma medida realizada sobre um sistema quântico resulta da interação de um aparelho de medida clássico com um sistema quântico. Como a medida resulta numa certeza sobre um valor de uma grandeza (observável), ao passo que a função de onda representa uma função de probabilidades em termos da posição, significa dizer que o ato de medir implica um colapso da função de onda.

Também em 1905, Einstein publica a teoria da relatividade restrita, nesta a idéia clássica que se tinha da simultaniedade foi abandonada, em decorrência da finitude da velocidade de transmissão das interações electromagnéticas, que resulta da teoria clássica do electromagnetismo de Maxwell. A simultaniedade passa a depender do referencial que se está adotando para se analisar uma dada situação física. É assim, a invariância da velocidade da luz (que corresponde precisamente à velocidade de transmissão das interações) implica que as noções de espaço e tempo se mesclam em um novo conceito, o espaço-tempo. Para a teoria da relatividade restrita contribuiram decisavemente também Henri Poincaré, Hendrik Lorentz e Hermann Minkowski. Assim se encerra de modo consistente a teoria da electrodinâmica clássica. Posteriormente, em 1915, Einstein leva mais longe os conceitos da teoria da relatividade ao generalizar o conceito de finitude da velocidade de transmissão das interações à interação gravitacional. Do desenvolvimento desta ideia resulta a moderna teoria da gravitação, conhecida por teoria da relatividade geral.

É Dirac quem posteriormente formaliza a teoria da Electrodinâmica Quântica que une de modo consistente a teoria quântica e a electrodinâmica clássica, baseando-se em trabalho anterior de Oskar Klein, Walter Gordon e Vladimir Fock. As tentivas de lhes juntar também a teoria da relatividade geral foram até hoje infrutíferas, sendo este um dos maiores problemas em aberto da física moderna.