Physics News Update nº 802

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 802, de 22 de novembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE
ENERGIA ESCURA NO DESVIO PARA O VERMELHO Z=1. A Energia Escura, a força não identificada que faz com que o universo se expanda cada vez mais rápido, já estava funcionando desde nove bilhões de anos atrás, relataram os cientistas, na semana passada. Novas vistas do Telescópio Espacial Hubble de distantes explosões de supernovas apoiam a explicação da energia escura como sendo a energia do vácuo cuja densidade tenha permanecido constante através da história do universo, disseram os cientistas. Esta aceleração cósmica foi primeiramente revelada em 1998 por duas equipes distintas de astrofísicos. Por meio da medição da luminosidade das explosões de supernovas de até sete bilhões de anos atrás, os cientistas descobriram uma inesperada discrepância. As supernovas pareceiam mais esmaecidas – portanto mais distantes – do que o esperado a partir de seus desvios para o vermelho. Dito de outra forma, as supernovas, a uma dada distância, pareciam menos desviadas para o vermelho do que era de se esperar. Uma vez que o desvio para o vermelho mede o quanto as ondas de luz se alongam, à medida que o universo se expande, o menor desvio para o vermelho significa que, antigamente, a luz que vinha dessas supernovas distantes viajou por um universo que se expandia a uma razão menor do que o universo atual (cuja razão de expansão é conhecida por outros meios). O – então – largamente aceito modelo cosmológico tinha como certo que o universo estivesse diminuindo sua razão de expansão, devido à mútua atração gravitacional de toda a matéria e energia contida nele. Usando o Hubble, uma equipe liderada por Adam Riess, um astrofísico no Instituto Científico do Telescópio Espacial e da Universidade Johns Hopkins, observou, agora, 23 novas supernovas que datam de 8 a 10 bilhões de anos atrás, como disse ele em uma conferência de imprensa da NASA em 16 de novembro. Esta foi uma era de intensa formação de estrelas, quando as galáxias eram três vezes mais brilhantes do que atualmente. Até agora, os astrônomos só tinham observado sete supernovas desse período, disse Riess, muito poucas para medir as propriedades da energia escura. Os dados mostram que a ação repulsiva da energia escura já estava ativa naquele tempo e são consistentes com uma densidade de energia constante – em outras palavras, com uma energia de vácuo que não se dilui, à medida em que o universo se expande, o que alimentaria um crescimento exponencial do universo. Modelos mais complexos com uma densidade de energia não-constante – inclusive uma classe conhecida como modelos de quintessência – não estão inteiramente descartados, disse Riess, durante a conferência: os novos dados ainda permitem variações de até 45% de uma densidade constante. “É tudo ainda muito prematuro”, disse Riess. Para idades mais recentes, a energia escura tem-se mantido constante até uma variação máxima de 10%. Mario Livio, outro astrônomo do STScI disse: “Os resultados somente eliminam algumas variantes dos modelos de quintessência”, mas não de todos eles. O astrofísico Saul Perlmutter, do Laboratório Lawrence Berkeley, que lidera outra equipe de busca de supernovas, diz que este é um passo na direção certa, mas somente um novo telescópio espacial dedicado seria apto a restringir a variação o suficiente para convencer os cientistas de que a energia escura é constante. “Nós esperamos que as diferenças sejam mais sutís entre os vários modelos de energia escura”, declarou ele. Perlmutter diz que sua equipe também está observando supernovas do passado distante, focalizando naquelas em regiões livres de poeira do universo, a fim de estimar as incertezas estatísticas e sistemáticas das medições. Os novos dados também confirmam a confiabilidade de supernovas como balizadores da expansão do universo, disse Riess. O tipo particular de supernova usado para este tipo de medição, chamado de tipo Ia, ocorre quando uma estrela anã branca se torna mais maciça acerscendo matéria de uma estrela companheira, até que – a uma massa crítica de cerca 1,4 vezes a massa de nosso Sol – ela passa por uma explosão termonuclear. Virtualmente todas as supernovas da classe Ia tem as mesmas características padrão – todas elas seguem o mesmo ciclo, têm aproximadamente o mesmo brilho e realtiva abundância de elementos, como visto em seus espectros. Isto faz com que os astrofísicos acreditem que as tipo Ia tenham um brilho intrínseco característico, tornando suas distâncias fáceis de estimar. Agora parece que o mesmo é verdade para as supernovas mais antigas, muito embora a composição elemental do universo como um todo fosse diferente, então. (Publicação disponível em neste site; a ser publicado no Astrophysical Journal, 10 de Fevereiro de 2007; para imagens ver nesta página da NASA)
PRIMEIRO INDÍCIO DIRETO DE TURBULÊNCIA NO ESPAÇO. Se você acha que o caos é complicado no caso de objetos simples (tais como nossa própria inabilidade para prever as velocidades e posições a longo prazo dos planetas, devido a suas interações não-lineares com o Sol e outros Planetas), tudo fica bem pior em sistemas com um número de graus de liberdade essencialmente infinito tais como fluidos ou plasma sob a tensão de forças não-lineares. Aí a palavra “turbulência” é totalmente justificável. A turbulência pode ser estudada na Terra facilmente, mapeando coisas tais como a densidade e a velocidade de fluidos em um tanque. No espaço, entretanto, onde poderíamos esperar a ocorrência de turbulência em situações tais como vento solar, espaço interestelar e discos de acreção em torno de buracos negros, não é tão fácil medir fluidos no tempo e espaço. Agora, um conjunto de quatro satélites de observação de plasma, chamado de “Cluster”, forneceu o primeiro estudo definitivo da turbulência no espaço. O fluido em questão é o vento de partículas que fluem em direção à Terra, vindas do Sol, enquanto o local é a região logo acima do arco de choque da Terra, o lugar onde o vento solar é perturbado e passa pela magnetosfera da Terra (ver figura aqui). As ondas no plasma acima do arco de choque, empurradas para lá e para cá por complexos campos magnéticos, conforme as observações, se comportam de maneira muito parecida como uma turbulência de fluido na Terra. Um dos pesquisadores do “Cluster”, Yasuhito Narita, do Instituto de Geofísica e Física Extraterrestre, em Braunschweig, Alemanha, diz que os dados estão, em princípio, de acordo com a principal teoria sobre turbulência de fluidos, o assim chamado “Modelo de Kolmogorov. (Narita et al., Physical Review Letters, 10 de novembro)
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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 - 2 comentários

  1. João Giovanelli disse:

    João, desculpe minha ignorância, mas o que é uma supernova?Tenho me interessado nestas loucuras de física depois que vi um documentário sobre a Teoria M na TV.

  2. João Carlos disse:

    Salve, Giovanelli! Uma “nova” é uma estrela em “fim de carreira”. Ela começa a inchar e a fundir Hidrogênio em Hélio (e “otras cositas…”) de maneira tremendamente acelerda. Isto tudo é acompanhado de uma fortíssima emissão eletromagnética, inclusive na faixa visível do espectro (ou dito de outra forma, ele brilha muito mais intensamente).O nome vem de estelas que, durante sua vida normal, eram pouquíssimo luminosas e, nessa fase, se tornavam visíveis: “estrelas novas“. O próprio Sol vai passar por isso em alguns bilhões de anos.”Supernovas” são estrelas gigantes que estão passando por esta fase de “pré-colapso final”. São individualmente visíveis até em galáxias longínquas (principalmente se você estiver apontando o Hubble para elas…)

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