segunda-feira, 30 de julho de 2018

Neutrino detectado no Pólo Sul veio de acelerador cósmico

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Teste galáctico pode dizer se matéria escura realmente existe
Simulação: Esta imagem mostra a distribuição de matéria escura (acima) e estrelas (abaixo).[Imagem: Romano-Díaz/University of Bonn]
Matéria escura e MOND
Apesar de numerosos esforços experimentais e bilhões gastos em pesquisas, ainda não há qualquer prova direta de que a matéria escura de fato exista. Isso levou os astrônomos a levantarem a hipótese de que a força gravitacional em si pode se comportar de maneira diferente do que as atuais teorias estabelecem.
De acordo com uma teoria conhecida como MOND (sigla em inglês para Dinâmica Newtoniana Modificada), a atração entre duas massas obedeceria às leis de Newton apenas até certo ponto. Em acelerações muito pequenas, como as que prevalecem nas galáxias, a gravidade tornar-se-ia consideravelmente mais forte. Portanto, as galáxias não se esfacelariam devido à sua velocidade de rotação, o que foi justamente a noção que deu origem à hipótese da matéria escura - se as galáxias giram tão rápido e não se esfacelam, deve haver "algo" lá para prover a gravidade que falta.
Uma equipe das universidades de Bonn (Alemanha) e Califórnia em Irvine (EUA) propôs agora um modo de testar essas duas hipóteses - hipótese da matéria escura e hipótese MOND - com uma precisão e uma facilidade sem precedentes.
Relação de aceleração radial
Enrico Garaldi e seus colegas usaram um dos supercomputadores mais rápidos do mundo para simular a distribuição de matéria das chamadas galáxias anãs, ou satélites, pequenas galáxias que circundam a Via Láctea ou Andrômeda, por exemplo.
Eles se concentraram em uma relação conhecida como "relação de aceleração radial" (RAR). Nas galáxias de disco, as estrelas se movem em órbitas circulares ao redor do centro galáctico. A aceleração que as força constantemente a mudar de direção para girar é causada pela atração da matéria na galáxia. A RAR descreve a relação entre esta aceleração e a aceleração causada apenas pela matéria visível, fornecendo uma dica sobre a estrutura das galáxias e sua distribuição de matéria.
"Agora simulamos, pela primeira vez, a RAR de galáxias anãs com a suposição de que existe matéria escura. Acontece que elas se comportam como versões reduzidas das galáxias maiores," conta o professor Cristiano Porciani, membro da equipe. Há anos os astrônomos já vinham observando que essas galáxias satélites desafiam as teorias mais aceitas.
Teste galáctico pode dizer se matéria escura realmente existe
Já houve um sem-número de tentativas de explicar a Matéria Escura - mas todas falharam até agora. [Imagem: NASA]
Medir efeitos da matéria escura
Mas, e se não houver matéria escura e, em vez disso, a gravidade funciona de forma diferente do que pensava Newton?
"Nesse caso, a RAR das galáxias anãs depende fortemente da distância até a galáxia principal, enquanto isso não acontece se a matéria escura existir," explicou o pesquisador Emilio Romano Díaz.
Logo, tudo se torna uma questão de medir essa diferença, algo que pode ser feito usando satélites. A sonda espacial Gaia, por exemplo, lançada pela Agência Espacial Europeia em 2013, já pode até ter começado a capturar uma resposta. A sonda foi projetada para estudar as estrelas na Via Láctea e suas galáxias satélites com detalhes sem precedentes e já coletou uma grande quantidade de dados.
No entanto, provavelmente levará anos para resolver definitivamente esse enigma.
"Medições individuais não são suficientes para testar as pequenas diferenças que encontramos em nossas simulações," disse Garaldi. "Mas dar uma olhada detalhada para as mesmas estrelas repetidamente melhora as medições a cada vez. Mais cedo ou mais tarde, deverá ser possível determinar se as galáxias anãs se comportam como num universo com matéria escura - ou não."

Bibliografia:

Radial acceleration relation of CDM satellite galaxies
Enrico Garaldi, Emilio Romano-Díaz, Cristiano Porciani, Marcel S. Pawlowski
Physical Review Letters
Vol.: 120, 261301
DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.261301
Fonte: Inovação Tecnológica

Teste galáctico pode dizer se matéria escura realmente existe

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Teste galáctico pode dizer se matéria escura realmente existe
Simulação: Esta imagem mostra a distribuição de matéria escura (acima) e estrelas (abaixo).[Imagem: Romano-Díaz/University of Bonn]
Matéria escura e MOND
Apesar de numerosos esforços experimentais e bilhões gastos em pesquisas, ainda não há qualquer prova direta de que a matéria escura de fato exista. Isso levou os astrônomos a levantarem a hipótese de que a força gravitacional em si pode se comportar de maneira diferente do que as atuais teorias estabelecem.
De acordo com uma teoria conhecida como MOND (sigla em inglês para Dinâmica Newtoniana Modificada), a atração entre duas massas obedeceria às leis de Newton apenas até certo ponto. Em acelerações muito pequenas, como as que prevalecem nas galáxias, a gravidade tornar-se-ia consideravelmente mais forte. Portanto, as galáxias não se esfacelariam devido à sua velocidade de rotação, o que foi justamente a noção que deu origem à hipótese da matéria escura - se as galáxias giram tão rápido e não se esfacelam, deve haver "algo" lá para prover a gravidade que falta.
Uma equipe das universidades de Bonn (Alemanha) e Califórnia em Irvine (EUA) propôs agora um modo de testar essas duas hipóteses - hipótese da matéria escura e hipótese MOND - com uma precisão e uma facilidade sem precedentes.
Relação de aceleração radial
Enrico Garaldi e seus colegas usaram um dos supercomputadores mais rápidos do mundo para simular a distribuição de matéria das chamadas galáxias anãs, ou satélites, pequenas galáxias que circundam a Via Láctea ou Andrômeda, por exemplo.
Eles se concentraram em uma relação conhecida como "relação de aceleração radial" (RAR). Nas galáxias de disco, as estrelas se movem em órbitas circulares ao redor do centro galáctico. A aceleração que as força constantemente a mudar de direção para girar é causada pela atração da matéria na galáxia. A RAR descreve a relação entre esta aceleração e a aceleração causada apenas pela matéria visível, fornecendo uma dica sobre a estrutura das galáxias e sua distribuição de matéria.
"Agora simulamos, pela primeira vez, a RAR de galáxias anãs com a suposição de que existe matéria escura. Acontece que elas se comportam como versões reduzidas das galáxias maiores," conta o professor Cristiano Porciani, membro da equipe. Há anos os astrônomos já vinham observando que essas galáxias satélites desafiam as teorias mais aceitas.
Teste galáctico pode dizer se matéria escura realmente existe
Já houve um sem-número de tentativas de explicar a Matéria Escura - mas todas falharam até agora. [Imagem: NASA]
Medir efeitos da matéria escura
Mas, e se não houver matéria escura e, em vez disso, a gravidade funciona de forma diferente do que pensava Newton?
"Nesse caso, a RAR das galáxias anãs depende fortemente da distância até a galáxia principal, enquanto isso não acontece se a matéria escura existir," explicou o pesquisador Emilio Romano Díaz.
Logo, tudo se torna uma questão de medir essa diferença, algo que pode ser feito usando satélites. A sonda espacial Gaia, por exemplo, lançada pela Agência Espacial Europeia em 2013, já pode até ter começado a capturar uma resposta. A sonda foi projetada para estudar as estrelas na Via Láctea e suas galáxias satélites com detalhes sem precedentes e já coletou uma grande quantidade de dados.
No entanto, provavelmente levará anos para resolver definitivamente esse enigma.
"Medições individuais não são suficientes para testar as pequenas diferenças que encontramos em nossas simulações," disse Garaldi. "Mas dar uma olhada detalhada para as mesmas estrelas repetidamente melhora as medições a cada vez. Mais cedo ou mais tarde, deverá ser possível determinar se as galáxias anãs se comportam como num universo com matéria escura - ou não."

Bibliografia:

Radial acceleration relation of CDM satellite galaxies
Enrico Garaldi, Emilio Romano-Díaz, Cristiano Porciani, Marcel S. Pawlowski
Physical Review Letters
Vol.: 120, 261301
DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.261301
Fonte: Inovação Tecnológica

quarta-feira, 18 de julho de 2018

Eclipse com "Lua de Sangue" será visível no Brasil

 Entenda o fenômeno eclipse-com-lua-de-sangue-sera-visivel-no-brasil-entenda-o-fenômeno.
David McNew/ Getty Images/ AFP

Se você é morador do Rio de Janeiro ou de João Pessoa pode se considerar um sortudo. É que o eclipse lunar mais longo do século – e com "Lua de Sangue" -, que vai acontecer no próximo dia 27, poderá ser visto com mais detalhes nas cidades que são próximas à costa do Atlântico, segundo a Sociedade Astronômica Brasileira. Esse é o segundo eclipse total da Lua do ano. Segundo o astrofísico Thiago Signorini, da Sociedade Astronômica Brasileira e professor do Observatório do Valongo da UFRJ, ele será o mais longo do século devido às posições relativas do Sol, Terra e Lua durante o evento.

O eclipse acontece no final da tarde da última sexta-feira deste mês. Assim, será um pouco difícil observá-lo, segundo Signorini. "Quando a Lua nascer nas regiões Sudeste e Nordeste, por volta das 17:30 horário de Brasília (a hora exata depende do lugar), já estará na sombra da Terra, e avermelhada. Poderemos ver apenas a Lua saindo do eclipse", explica. Para observar melhor o eclipse é bom encontrar um lugar de onde se possa ver bem no sentido leste - ou na direção do mar. "A região Norte, por outro lado, não poderá observar o eclipse total, infelizmente", diz o cientista.

O presidente do Clube de Astronomia de Brasília (CAsB), Augusto Ornellas, explica, no entanto, que outros pontos do mundo terão uma visão mais privilegiada do fenômeno. "Ele será mais visível na África, leste da Europa e parte da Ásia. A fase total do eclipse ocorrerá entre 16h30 e 18h, antes de a Lua nascer no Brasil", lembra Ornellas. 

"Lua de Sangue" 

No eclipse total, a lua vermelha (ou lua de sangue) ganha tal coloração porque a luz do Sol que chega à Lua durante o eclipse, ao invés de atingi-la diretamente, atravessa a atmosfera terrestre, causando o avermelhamento. O efeito é o mesmo que durante o pôr-do-sol, quando o Sol fica mais avermelhado ou laranja

quinta-feira, 12 de julho de 2018

Promulgada a lei que regulamenta a profissão de físico

acontece 2018 07 12 1

Foi promulgada no último dia 10 de julho a Lei nº 13.691, que estabelece as bases para a regulamentação da profissão de físico no país.
Com a sanção do presidente Michel Temer e a publicação no Diário Oficial da União, chega-se ao ponto final do longo processo de formulação e tramitação do projeto de lei, há muito demandado por aquela parcela de físicos que precisavam dessa regulamentação para poder exercer, com segurança jurídica, certas funções, principalmente na área de física médica. O processo foi acompanhado e estimulado em todas as suas etapas pela SBF, sob a supervisão do professor Amando Ito.
Por outro lado, é o início de um novo processo, que envolve a criação do Conselho Federal de Física e o estabelecimento da estrutura organizacional e regimental necessária à regulamentação e fiscalização da profissão de físico. Vale a pena ressaltar que professores e pesquisadores em física não necessitarão se inscrever no Conselho Federal, e que a regulamentação não afetará em nada o livre exercício de suas atividades científicas e de ensino.
Ainda há muitas dúvidas na comunidade a respeito do processo. A SBF publicou recentemente um artigo com respostas às perguntas mais frequentes, que você pode ler clicando aqui.
Para ler o texto da Lei nº 13.691, de 10 de julho de 2018, na íntegra, clique aqui.

Disponível em: http://www.sbfisica.org.br/v1/home/index.php/pt/acontece/740

quarta-feira, 4 de julho de 2018

Será mesmo possível construir uma civilização sustentável?

Com informações da Universidade Rochester -  

Apocalipse alienígena: Uma civilização pode superar os limites do seu próprio planeta?
Da Ilha de Páscoa para o Universo: modelos encaram possibilidade de vida sustentável no cosmos. [Imagem: Michael Osadciw/University of Rochester]
Perspectiva astrobiológica
Diante das mudanças climáticas, do desmatamento e da perda da biodiversidade, criar uma versão sustentável da nossa civilização é uma das tarefas mais urgentes da humanidade.
Mas, quando decidimos encarar esse desafio imenso, raramente nos fazemos aquela que pode ser a questão mais crucial de todas: Como saber se a sustentabilidade é mesmo possível?
Os astrônomos já fizeram um inventário considerável de planetas fora do Sistema Solar e tem havido muita discussão em torno dos exoplanetas habitáveis e das possíveis civilizações extraterrestres.
A pergunta a seguir é: Existem planetas com civilizações sustentáveis? Ou todas as civilizações que surgiram no cosmos duraram apenas alguns poucos milênios antes de sucumbir nas próprias mudanças climáticas que desencadearam?
Estas foram as perguntas levantadas por uma equipe formada por Adam Frank e Jonathan Nellenback (Universidade de Rochester - EUA), Marina Alberti (Universidade de Washington - EUA) e Axel Kleidon (Instituto Max Planck de Biogeoquímica - Alemanha).
E eles se propuseram a dar os primeiros passos para respondê-las adotando o que chamam de uma "perspectiva astrobiológica".
Apocalipse alienígena: Uma civilização pode superar os limites do seu próprio planeta?
A chave parece estar em encontrar um equilíbrio entre ambiente e população - qualquer que seja seu número, contudo, essa população deverá fazer uso racional dos recursos. [Imagem: Adam Frank et al. - 10.1089/ast.2017.1671]
Contexto cósmico
A equipe justifica sua abordagem argumentando que as discussões sobre as mudanças climáticas raramente ocorrem nesse contexto mais amplo, que leva em conta a probabilidade de que esta pode não ser a primeira vez na história cósmica que um planeta e sua biosfera evoluíram para algo parecido com o que criamos na Terra.
"O ponto é reconhecer que a mudança climática pode ser algo genérico," explica Frank. "As leis da física exigem que qualquer população jovem, construindo uma civilização intensiva em energia como a nossa, vai receber feedback do seu planeta. Ver a mudança climática nesse contexto cósmico pode nos dar uma melhor visão do que está acontecendo conosco agora e como lidar com isso."
À medida que a população de uma civilização cresce, ela usa mais e mais recursos. Ao consumir os recursos, a civilização muda as condições do planeta. Em suma, civilizações e planetas não evoluem separadamente um do outro, eles evoluem interdependentemente. E o destino da civilização depende de como os recursos do planeta são usados.
Pensando em civilizações e planetas - incluindo exoplanetas e civilizações alienígenas - como um todo, os pesquisadores acreditam ser possível prever melhor o que pode ser necessário para o projeto humano de fazer com que sua civilização sobreviva. "Se não somos a primeira civilização do universo, isso significa que provavelmente haverá regras sobre como o destino de uma civilização jovem como a nossa progride," disse Frank.
Para ilustrar como os sistemas planeta-civilização coevoluem, Frank e seus colegas desenvolveram um modelo matemático para mostrar caminhos pelos quais uma população tecnologicamente avançada e seu planeta poderiam se desenvolver juntos.
Usando seu modelo matemático, a equipe chegou a quatro cenários que podem ocorrer em um sistema planeta-civilização:
Apocalipse alienígena: Uma civilização pode superar os limites do seu próprio planeta?
Gráficos do quatro cenários construídos pela equipe (veja o texto). [Imagem: Michael Osadciw/University of Rochester]
Sucumbir
A população e o estado do planeta (indicado por algo como sua temperatura média) aumentam muito rapidamente. Eventualmente a população atinge seu pico e declina rapidamente à medida que a temperatura planetária crescente torna as condições de sobrevivência mais difíceis. Finalmente alcança-se um nível populacional estável, que é apenas uma fração da população no seu pico. "Imagine se 7 em cada 10 pessoas que você conhece morressem rapidamente," detalha Frank. "Não está claro se uma civilização tecnológica complexa poderia sobreviver a esse tipo de mudança."
Sustentabilidade
A população e a temperatura aumentam, mas acabam chegando a valores estáveis sem nenhum efeito catastrófico. Este cenário ocorre nos modelos em que a população reconhece que está tendo um efeito negativo no planeta e migra de recursos de alto impacto - o petróleo é um bom exemplo - para recursos de baixo impacto - como a energia solar.
Colapso sem mudança de recursos
A população e a temperatura aumentam rapidamente, até que a população atinge um pico e cai de forma drástica. Nesses modelos, a civilização entra em colapso, embora não esteja claro se a espécie é completamente extinta.
Colapso com mudança de recursos
A população e a temperatura aumentam, mas a população reconhece que está causando um problema e muda de recursos de alto impacto para recursos de baixo impacto. As coisas parecem se estabilizar por um tempo, mas a resposta acaba chegando tarde demais, e a população entra em colapso de qualquer maneira.
Apocalipse alienígena: Uma civilização pode superar os limites do seu próprio planeta?
Para encontrar civilizações alienígenas, os aglomerados estelares parecem ser um bom ponto de partida. [Imagem: ESO/J. Emerson/VISTA]
Exemplo da Ilha de Páscoa
Os pesquisadores construíram seus modelos baseando-se, em parte, em estudos de casos de civilizações extintas, como os habitantes da Ilha de Páscoa. Os dados disponíveis indicam que o ser humano começou a colonizar a ilha entre 400 e 700 da nossa era, e atingiram uma população de pico de 10.000 habitantes em algum momento entre 1.200 e 1.500. No século XVIII, no entanto, os habitantes haviam esgotado seus recursos e a população caiu drasticamente para cerca de 2.000 pessoas.
A extinção da civilização da Ilha de Páscoa está relacionada a um conceito chamado capacidade de carga, ou o número máximo de espécies que um ambiente pode suportar. "Se você passar por uma mudança climática realmente forte, sua capacidade de carga pode diminuir, porque, por exemplo, a agricultura em grande escala pode ser fortemente prejudicada. Nós não poderíamos cultivar alimentos e nossa população diminuiria," detalha Frank.
Será que o mesmo irá acontecer conosco em escala planetária? A resposta a essa questão dependerá dos caminhos escolhidos - tudo o que os modelos construídos pela equipe fazem é mostrar possibilidades. "Esses modelos mostram que não podemos simplesmente pensar em uma população evoluindo por conta própria. Temos que pensar em nossos planetas e civilizações coevoluindo," conclui Frank.
A equipe pretende agora desenvolver modelos mais detalhados dos modos pelas quais os planetas podem se comportar quando uma civilização consome energia de qualquer forma para crescer.

Bibliografia:

The Anthropocene Generalized: Evolution of Exo-Civilizations and Their Planetary Feedback
Adam Frank, Jonathan Carroll-Nellenback, Marina Alberti, Axel Kleidon
Astrobiology
Vol.: 18 (5): 503
DOI: 10.1089/ast.2017.1671
Fonte: Inovação tecnológica

Hidrogênio: Combustível limpo gerado dia e noite

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Hidrogênio: Combustível limpo gerado dia e noite
As nanopartículas produzem hidrogênio usando apenas a variação normal da temperatura ambiente. [Imagem: RSC]
Hidrogênio solar
No início deste ano, uma equipe do MIT, nos EUA, apresentou um gerador que converte as flutuações normais de temperatura entre o dia e a noite em energia elétrica - isso é bem diferente dos materiais termoelétricos, que precisam de grandes diferenças de temperatura.
Agora, outra equipe, da China e Hong Kong, usou a mesma diferença normal de temperatura entre dias e noites para produzir hidrogênio, um combustível limpo por excelência.
Usar energia solar para dividir a água em hidrogênio e oxigênio - o chamado "hidrogênio solar" - é a maneira ideal de produzir hidrogênio. No entanto, esse processo ainda apresenta baixa eficiência e, claro, não funciona no escuro.
É aí que entra a piroeletricidade, a coleta de energia térmica, que pode fechar esse hiato e produzir hidrogênio em um esquema 24/7.
Piroeletricidade
A equipe liderada por Yanmin Jia (Universidade Normal de Zhejiang - China) e Haitao Huang (Universidade Politécnica de Hong Kong), sintetizou materiais funcionais piroelétricos que se mostraram capazes de quebrar as moléculas de água a temperatura ambiente.
O material chama-se titanato de estrôncio e de bário (Ba0,7Sr0,3TiO3) e foi sintetizado na forma de nanopartículas - esse material também está sendo testado no modo reverso, ou eletrocalórico, em um ar-condicionado de vestir.
"Materiais piroelétricos são um tipo de material que pode gerar cargas elétricas sobre duas superfícies opostamente polarizadas mediante uma mudança de temperatura. Ao contrário da eletrólise da água convencional, nossa técnica não requer energia elétrica. Ela aproveita as variações diárias de temperatura para produzir hidrogênio útil," disse Jia.
A tensão produzida pelo material piroelétrico atinge vários volts, embora as correntes ainda sejam baixas e a produção de hidrogênio esteja apenas em uma escala de demonstração de laboratório (1,3 micromol de hidrogênio por grama de catalisador a cada ciclo dia/noite).
Mas o experimento demonstra um novo caminho a seguir, uma rota ecológica e potencialmente eficiente. O próximo passo deverá ser justamente o aumento do rendimento do processo.

Bibliografia:

Pyro-catalytic hydrogen evolution by Ba0.7Sr0.3TiO3 nanoparticles: harvesting cold–hot alternation energy near room-temperature
Xiaoli Xu, Lingbo Xiao, Yanmin Jia, Zheng Wu, Feifei Wang, Yaojin Wang, Neale O. Haugen, Haitao Huang
Energy & Environmental Science
DOI: 10.1039/c8ee01016a
Fonte: Inovação tecnológica