Physics News Update n° 781
PHYSICS NEWS UPDATE
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 781, de 19 de junho de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi Physics News Update
SINCRONIZAÇÃO DA EXTINÇÃO. Um novo estudo das populações animais mostra que, mesmo populações bastante separadas de uma mesma espécie, se extinguirão juntas se uma força externa comum for aplicada. Tomemos uma analogia com dois relógios de pêndulo que entram em sicronia através de vibrações sutís nas tábuas de piso que ligam os dois relógios. Da mesma forma um estímulo comum, digamos, na forma de predadores ou de mudanças climáticas adversas, podem sincronizar o fim de enclaves separados de uma espécie ameaçada. R.E. Amritkar do Laboratório de Pesquisas Físicas (Ahmedabad) e Govindan Rangarajan do Instituo Hindú de Ciências (Bangalore) começaram com dados de campo disponíveis que demonstram a influência sincronizadora de predadores nas populações de ratos-calungas e, então,aplicaram princípios de dinâmica não-linear para simular o comportamento futuro. Eles concluírm que, desde que haja uma ameaça comum, comunidades separadas da espécie vão entrar em sintonia, antes de se extinguirem. Isso é uma má notícia para os conservacionistas que tinham esperançasde que algumas espécies dizimadas pudessem sobreviver em isolamento. Eles demonstraram que a resistência geral à extinção pode ser expressa como um parâmetro que coloca o grau de ameaça em forma numérica. Esta teoria pode ajudar a explicar porque espécies foram dizimadas em escala global em eventos de extinções anteriores. (Physical Review Letters, artigo em fase de publicação; website em http://math.iisc.ernet.in/~rangaraj )
PODE A TEORIA DAS CORDAS EXPLICAR A ENERGIA ESCURA? Um novo artigo do físico de Cambridge Stephen Hawking e Thomas Hertog do CERN sugere que sim. A principal explicação para a observada aceleração na expansão do universo é que existe uma substância, a energia escura, que preenche o vácuo e produz uma força uniformemente repulsiva entre quaisquer dois pontos no espaço – uma espécie de antigravidade. A Teoria Quântica de Campos permite a existência de uma tal tendência universal. Infelizmente, sua predição do valor da densidade da energia escura (um parâmetro conhecido como “constante cosmológica”) é cerca de 120 ordens de magnitude maior do que o valor observado. Em 2003, o cosmologista Andrei Linde da Universidade Stanford e seus colaboradores mostraram que a teoria das cordas permite a existência de energia escura, mas não especifica o valor da constante cosmológica. A teoria das cordas, acharam eles, produz um gráfico matemático com o formato de uma paisagem montanhosa, onde a altitude representa o valor da constante cosmológica. Após o Big Bang, o valor deveria se estabelecer em um ponto baixo, em algum lugar entre os picos e vales dessa paisagem. Porém, poderiam haver algo da ordem de 10500 pontos possíveis
– com diferentes valores associados à constante cosmológica – e sem motivo lógico algum para que o universo escolhesse aquele que observamos na natureza. Alguns especialistas saudaram essa multiplicidade de valores como uma virtude da teoria das cordas. Por exemplo, Leonard Susskind da Universidade Stanford, em seu livro “A Paisagem Cósmica: Teoria das Cordas e a Ilusão de Projeto Inteligente”, argumenta que os diferentes valores da constante cosmológica seriam reais em mundos paralelos diferentes – os universos bolsões da teoria da “eterna inflação” de Linde. Nós apenas viveríamos em um onde o valor é muito pequeno. Mas os críticos vêm a paisagem como um exemplo da incapacidade da teoria de fazer previsões úteis. O artigo Hawking/Hertog pretende resolver este problema. Nele, o universo é visto como um sistema quântico no arcabouço da teoria das cordas. A teoria quântica calcula as chances de que um sistema evolua de uma certa forma, a partir de condições iniciais, por exemplo: fótons atravessando uma dupla fenda e atingindo um certo ponto no outro lado. Repete-se a experiência com freqüência suficiente e se verifica se as chances previstas eram corretas. Na formulação da teoria quântica de Richard Feynman, a probabilidade de um fóton atingir um determinado ponto é calculada adicionando-se todas as possíveis trajetórias para o fóton. Um fóton passa por múltiplas trajetórias de uma só vez e pode até interferir com suas outras “personas” durante o processo. Hawking e Hertog argumentam que o próprio universo também deve seguir múltiplas trajetórias ao mesmo tempo, evoluindo través de muitas histórias paralelas, ou “ramos”. (Esses universos paralelos não devem ser confundidos com aqueles da inflação eterna, onde múltiplos universos coexistem em um sentido mais clássico do que quântico). O que vemos no mundo atual seria um resultado mais ou menos provável do “somatório” dessas histórias. Em particular, a soma incluiria todas as possíveis condições iniciais, com todos os valores possíveis para a constante cosmológica. Porém, aplicar a teoria quântica a todo o universo – onde os observadores fazem parte da experiência – é arriscado. Desta forma, não se tem controle algum sobre as condições iniciais, nem se pode repetir, de novo e de novo, a experiência para obter uma significância estatística. Em lugar disso, o enfoque de Hawking-Hertog começa com as condições presentes e usa o que se conhece de nosso ramo do universo para traçar sua hsitória anterior. Mais uma vez, existirão muitos ramos possíveis, mas a maioria pode ser ignorada na “soma de histórias” de Feynman, porque elas são muito diferentes do universo que conhecemos, de forma que a probabilidade de passar de um para o outro é negligível. Por exemplo, diz Hertog, o conhecimento de que o nosso universo está muito próximo de ser plano, poderia permitir que nos concentrássemos em uma parte bem pequena da paisagem da teoria das cordas, cujos valores para a constante cosmológica sejam compatíveis com essa forma plana. Isso, por sua vez, poderia levar a predições que sejam experimentalmente verificáveis. Por exemplo, se poderia calcular se o nosso universo deveria produzir o espectro de fundo de microondas que atualmente observamos. (Physical Review D, artigo a ser publicado)
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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 781, de 19 de junho de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi Physics News Update
SINCRONIZAÇÃO DA EXTINÇÃO. Um novo estudo das populações animais mostra que, mesmo populações bastante separadas de uma mesma espécie, se extinguirão juntas se uma força externa comum for aplicada. Tomemos uma analogia com dois relógios de pêndulo que entram em sicronia através de vibrações sutís nas tábuas de piso que ligam os dois relógios. Da mesma forma um estímulo comum, digamos, na forma de predadores ou de mudanças climáticas adversas, podem sincronizar o fim de enclaves separados de uma espécie ameaçada. R.E. Amritkar do Laboratório de Pesquisas Físicas (Ahmedabad) e Govindan Rangarajan do Instituo Hindú de Ciências (Bangalore) começaram com dados de campo disponíveis que demonstram a influência sincronizadora de predadores nas populações de ratos-calungas e, então,aplicaram princípios de dinâmica não-linear para simular o comportamento futuro. Eles concluírm que, desde que haja uma ameaça comum, comunidades separadas da espécie vão entrar em sintonia, antes de se extinguirem. Isso é uma má notícia para os conservacionistas que tinham esperançasde que algumas espécies dizimadas pudessem sobreviver em isolamento. Eles demonstraram que a resistência geral à extinção pode ser expressa como um parâmetro que coloca o grau de ameaça em forma numérica. Esta teoria pode ajudar a explicar porque espécies foram dizimadas em escala global em eventos de extinções anteriores. (Physical Review Letters, artigo em fase de publicação; website em http://math.iisc.ernet.in/~rangaraj )
PODE A TEORIA DAS CORDAS EXPLICAR A ENERGIA ESCURA? Um novo artigo do físico de Cambridge Stephen Hawking e Thomas Hertog do CERN sugere que sim. A principal explicação para a observada aceleração na expansão do universo é que existe uma substância, a energia escura, que preenche o vácuo e produz uma força uniformemente repulsiva entre quaisquer dois pontos no espaço – uma espécie de antigravidade. A Teoria Quântica de Campos permite a existência de uma tal tendência universal. Infelizmente, sua predição do valor da densidade da energia escura (um parâmetro conhecido como “constante cosmológica”) é cerca de 120 ordens de magnitude maior do que o valor observado. Em 2003, o cosmologista Andrei Linde da Universidade Stanford e seus colaboradores mostraram que a teoria das cordas permite a existência de energia escura, mas não especifica o valor da constante cosmológica. A teoria das cordas, acharam eles, produz um gráfico matemático com o formato de uma paisagem montanhosa, onde a altitude representa o valor da constante cosmológica. Após o Big Bang, o valor deveria se estabelecer em um ponto baixo, em algum lugar entre os picos e vales dessa paisagem. Porém, poderiam haver algo da ordem de 10500 pontos possíveis
– com diferentes valores associados à constante cosmológica – e sem motivo lógico algum para que o universo escolhesse aquele que observamos na natureza. Alguns especialistas saudaram essa multiplicidade de valores como uma virtude da teoria das cordas. Por exemplo, Leonard Susskind da Universidade Stanford, em seu livro “A Paisagem Cósmica: Teoria das Cordas e a Ilusão de Projeto Inteligente”, argumenta que os diferentes valores da constante cosmológica seriam reais em mundos paralelos diferentes – os universos bolsões da teoria da “eterna inflação” de Linde. Nós apenas viveríamos em um onde o valor é muito pequeno. Mas os críticos vêm a paisagem como um exemplo da incapacidade da teoria de fazer previsões úteis. O artigo Hawking/Hertog pretende resolver este problema. Nele, o universo é visto como um sistema quântico no arcabouço da teoria das cordas. A teoria quântica calcula as chances de que um sistema evolua de uma certa forma, a partir de condições iniciais, por exemplo: fótons atravessando uma dupla fenda e atingindo um certo ponto no outro lado. Repete-se a experiência com freqüência suficiente e se verifica se as chances previstas eram corretas. Na formulação da teoria quântica de Richard Feynman, a probabilidade de um fóton atingir um determinado ponto é calculada adicionando-se todas as possíveis trajetórias para o fóton. Um fóton passa por múltiplas trajetórias de uma só vez e pode até interferir com suas outras “personas” durante o processo. Hawking e Hertog argumentam que o próprio universo também deve seguir múltiplas trajetórias ao mesmo tempo, evoluindo través de muitas histórias paralelas, ou “ramos”. (Esses universos paralelos não devem ser confundidos com aqueles da inflação eterna, onde múltiplos universos coexistem em um sentido mais clássico do que quântico). O que vemos no mundo atual seria um resultado mais ou menos provável do “somatório” dessas histórias. Em particular, a soma incluiria todas as possíveis condições iniciais, com todos os valores possíveis para a constante cosmológica. Porém, aplicar a teoria quântica a todo o universo – onde os observadores fazem parte da experiência – é arriscado. Desta forma, não se tem controle algum sobre as condições iniciais, nem se pode repetir, de novo e de novo, a experiência para obter uma significância estatística. Em lugar disso, o enfoque de Hawking-Hertog começa com as condições presentes e usa o que se conhece de nosso ramo do universo para traçar sua hsitória anterior. Mais uma vez, existirão muitos ramos possíveis, mas a maioria pode ser ignorada na “soma de histórias” de Feynman, porque elas são muito diferentes do universo que conhecemos, de forma que a probabilidade de passar de um para o outro é negligível. Por exemplo, diz Hertog, o conhecimento de que o nosso universo está muito próximo de ser plano, poderia permitir que nos concentrássemos em uma parte bem pequena da paisagem da teoria das cordas, cujos valores para a constante cosmológica sejam compatíveis com essa forma plana. Isso, por sua vez, poderia levar a predições que sejam experimentalmente verificáveis. Por exemplo, se poderia calcular se o nosso universo deveria produzir o espectro de fundo de microondas que atualmente observamos. (Physical Review D, artigo a ser publicado)
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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.
Discussão - 4 comentários
achei interessantíssima a questão da extinção sincronizada. mas, como analfabeta que sou em física, não consigo imaginar como isso pode acontecer.O artigo está em fase de publicação, mas pode ser visto em algum lugar?
joão carlos, como se faz para pôr links aqui na janelinha de comentários?
Maria, use a "tag" HTML para links:"menor que"() + um nome para o link (se você quiser, copie todo o link, sem aspas) + "menor que"().
obrigada!