terça-feira, 28 de maio de 2019

O que é a barreira do som?


Avião supersônico atropela as ondas sonoras emitidas por ele mesmo, provocando um grande estrondo

Por Redação Mundo Estranho





























O som se propaga no ar em ondas concêntricas, como faz uma pedra ao cair em um lago. A barreira do som é o limite de velocidade em que um avião pode se deslocar no ar sem atropelar as ondas sonoras emitidas por ele mesmo. A velocidade do som no ar é de 340 metros por segundo (1 200 km/h), aproximadamente. À medida que o avião acelera, essas ondas vão se juntando e ficando como que empilhadas à sua frente, como uma série de barbantes entrelaçados. Quando o avião finalmente consegue superar a velocidade das ondas, rompe esse cordão imaginário. “No momento em que a velocidade do som é ultrapassada, ouve-se um estrondo. É a isso que chamamos romper a barreira do som”, diz o físico Carlos Luengo, da Unicamp.
Uma vez rompida a barreira, não há mais estrondos, pois, embora as frentes de ondas continuem a se propagar, elas vão ficando para trás e o vôo prossegue totalmente silencioso. O primeiro vôo supersônico foi realizado em 14 de outubro de 1947, pelo americano Chuck Yeager, pilotando um Bell X-1. De acordo com Luengo, os primeiros aviões a ultrapassar a barreira faziam isso em queda livre.

Ultrapassagem trovejante

Avião supersônico atropela as ondas sonoras emitidas por ele mesmo, provocando um grande estrondo
1. As ondas sonoras se propagam de forma concêntrica
2. À medida que se amplia a velocidade do avião, o ruído também aumenta, pois as ondas vão se achatando
3. Quando a nave finalmente atinge a mesma velocidade que o som, ouve-se um estrondo, sinal de que foi rompida a barreira
Neste vídeo, é possível conferir o estrondo e a explicação da barreira de ar que se forma quando isso acontece:
Fonte: Super Interessante

segunda-feira, 13 de maio de 2019

Curativo com pele de tilápia desenvolvido pela UFC será enviado ao espaço pela Nasa

Material passará por testes em órbita para analisar como se comporta em diferentes condições de pressão atmosférica, radiação e gravidade.

Amostras da pele de tilápia serão enviadas ao espaço pela NASA para passar por testes em órbita. — Foto: Saulo Roberto/Sistema Verdes Mares
Amostras da pele de tilápia serão enviadas ao espaço pela NASA para passar por testes em órbita. — Foto: Saulo Roberto/Sistema Verdes Mares

Amostras do curativo com pele de tilápia, desenvolvidas em uma ampla pesquisa da Universidade Federal do Ceará (UFC), serão enviadas ao espaço pela Agência Espacial Norte-americana (NASA). A iniciativa permitirá que o material biológico da pele do peixe, utilizado principalmente na reconstrução da pele humana em casos de queimadura, passe por testes em órbita. A ação faz parte do projeto Cubes in Space (Cubos no Espaço) e tem como objetivo analisar como a pele de tilápia se comporta em condições diferentes de pressão atmosférica, radiação e gravidade.

Conforme Odorico de Moraes, coordenador do Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento de Medicamentos (NPDM) e das pesquisas com pele de tilápia, ao lado do médico Edmar Maciel, do Instituto de Apoio ao Queimado (IAQ), após a exposição na estratosfera, será realizado um comparativo da reação do material.
“Eles vão levar a pele de tilápia para colocar na estratosfera e, após essa exposição, vamos comparar para verificar se houve alguma alteração na estrutura, (...) se as propriedades da pele se mantêm ou são alteradas”, explica.

A expectativa dos pesquisadores é de que os testes feitos no espaço sideral possam fornecer importantes informações para futuras aplicações da pele de tilápia (como, por exemplo, em próteses internas no corpo humano) e sobre como o material reage às variações do ambiente externo.
Além do curativo com pele de tilápia, o projeto Cubes in Space já enviou ao espaço cerca de 700 experimentos de estudantes de mais de 60 países, desde 2013. Segundo a universidade, os materiais testados viajam em pequenas caixas de quatro centímetros cúbicos (4x4x4cm).

De acordo com a UFC, a ideia de enviar o material da pesquisa cearense ao espaço partiu de astrônomos do Rio de Janeiro que fazem parte do projeto da NASA.
Uso da pele de tilápia
A pele da tilápia foi utilizada inicialmente no tratamento de queimados. A técnica para a recuperação de queimados desenvolvida pela Universidade Federal do Ceará (UFC) chegou a ser exportada e usada para curar queimaduras de ursos na Califórnia.

Houve êxito na aplicação em cirurgias ginecológicas, técnica idealizada pelo médico Leonardo Bezerra, professor da UFC. No caso mais recente, o material foi usado em um procedimento inédito para reconstrução vaginal de uma mulher transexual, realizado na Unicamp, em Campinas (SP). Já no Ceará, os procedimentos são realizados em parceria com a Maternidade-Escola Assis Chateubriand (MEAC).

No Ceará, cirurgias de reconstrução vaginal com a membrana do peixe já foram realizadas em mulheres com síndrome de Rokitansky, agenesia vaginal ou câncer pélvico.

Em 2017, pesquisadores da Universidade Federal do Ceará (UFC) inauguraram o primeiro banco de pele de tilápia para uso em tratamentos médicos.
A repercussão positiva dos resultados obtidos com as pesquisas já foram destacadas pelo presidente Jair Bolsonaro e, inclusive, citada em séries de TV norte-americanas como "The Good Doctor" e "Grey's Anatomy".




Viagem por buraco de minhoca é possível, mas lenta demais, dizem físicos

Viagem por buraco de minhoca é possível, mas lenta demais, dizem físicos
Enquanto isso, outros físicos já convidam todos a bordo para a partida do Expresso Buraco de Minhoca.[Imagem: New Scientist]
Viagens por buracos de minhoca
Depois da primeira detecção direta de um buraco negro, o próximo objeto celeste na lista de desejos dos astrofísicos são os buracos de minhoca, túneis no espaço-tempo conectando dois lugares distantes, através dos quais seria possível viajar.
Mas não faça as malas para uma viagem ao outro lado da galáxia ainda.
Embora sejam teoricamente possíveis - ninguém detectou um de verdade até hoje - os buracos de minhoca não serão úteis para os humanos viajarem, garantem Daniel Jafferis e Ping Gao (Universidade de Harvard) e Aron Wall (Universidade de Stanford).
"Leva mais tempo para passar por esses buracos de minhoca do que para ir diretamente, então eles não são muito úteis para viagens espaciais," ressalta Jafferis.
Apesar de seu pessimismo por viagens pan-galácticas, Jafferis afirma que a busca por uma maneira de construir um buraco de minhoca através do qual a luz possa viajar está dando um impulso na busca pelo desenvolvimento de uma teoria da gravidade quântica.
"A importância real deste trabalho está em sua relação com o problema da informação nos buracos negros e as conexões entre a gravidade e a mecânica quântica," afirma ele.
Viagem por buraco de minhoca é possível, mas lenta demais, dizem físicos
Alguns físicos afirmam que os buracos de minhoca já podem ter sido detectados. [Imagem: LIGO LabCaltech/MIT]
Impulso para as teorias quânticas
O trabalho é baseado em uma configuração idealizada por Albert Einstein e Nathan Rosen em 1935, a chamada "ponte de Einstein-Rosen", consistindo de uma conexão entre dois buracos negros (o termo buraco de minhoca foi cunhado em 1957). Como o buraco de minhoca é atravessável, explica Jafferis, ele seria um caso especial no qual informações poderiam ser extraídas de um buraco negro.
"Ele fornece uma prova causal de regiões que, de outra forma, estariam atrás de um horizonte de eventos, uma janela para a experiência de um observador dentro de um espaço-tempo, acessível a partir do exterior," afirmou.
Até o momento, um grande obstáculo na formulação da teoria de buracos de minhoca atravessáveis tem sido a necessidade de energia negativa, que parecia ser inconsistente com a gravidade quântica. No entanto, a equipe superou essa inconsistência usando ferramentas da teoria quântica de campo, calculando efeitos quânticos similares ao efeito Casimir.
"Eu acho que isso vai nos ensinar coisas profundas sobre a correspondência de medidor/gravidade, a gravidade quântica, e talvez até mesmo uma nova maneira de formular a mecânica quântica," disse Jafferis.


Bibliografia:

Traversable wormholes
Ping Gao, Daniel Louis Jafferis, Aron C. Wall
arXiv
Vol.: Proceedings of th APS April Meeting 2019
https://arxiv.org/abs/1608.05687
Fonte: Inovação Tecnológica

Astrônomos brasileiros descrevem anel do planeta anão Haumea

Astrônomos brasileiros descrevem anel do planeta anão Haumea
Por meio de simulações computacionais pesquisadores desvendam detalhes desse objeto do Sistema Solar localizado além da órbita de Plutão, no Cinturão de Kuiper. [Imagem: Nasa]
Planeta anão com anel
Observado pela primeira vez em 2004, Haumea é um planeta anão localizado além da órbita de Plutão, em uma região do Sistema Solar chamada de Cinturão de Kuiper. Foi por causa da descoberta desse e de outros planetas anões que, em 2006, Plutão foi oficialmente desbancado da categoria de planeta.
Uma curiosidade que chamou a atenção de astrônomos brasileiros é que o pequeno corpo celeste possui um tênue anel.
"A descoberta foi feita por ocultação. O brilho da estrela foi observado da Terra e diminuiu quando Haumea passou na frente. Isso permitiu obter informações sobre o formato do planeta anão," conta o professor Othon Cabo Winter, da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Guaratinguetá. "Mas o brilho da estrela também diminuiu quando o anel passou em sua frente, permitindo, assim, que os pesquisadores obtivessem informações sobre o anel."
Os pesquisadores que descobriram o anel de Haumea em 2017 chegaram a sugerir que ele ocuparia uma órbita muito próxima à chamada região de ressonância 1 para 3 (1:3) - a cada três giros completos que o planeta anão dá em torno do próprio eixo, as partículas que formam o anel completam uma órbita ao redor dele.
Haumea tem diâmetro de 1.456 quilômetros, menos da metade de Marte, e possui formato oval, sendo duas vezes mais longo do que largo. Leva 284 anos para completar uma volta em torno do Sol. O planeta anão fica tão distante, e a radiação solar que lá chega é tão rarefeita, que a temperatura na superfície é de 223°C negativos.
Por ter sido detectado pelas lentes dos observatórios gigantes instalados no cume do vulcão extinto Mauna Kea, no Havaí, seus descobridores o batizaram com o nome da deusa da fertilidade da mitologia havaiana. O planeta anão possui duas luas: Namaka e Hi'iaka, as filhas da deusa Haumea.
Órbita excêntrica
Um novo estudo feito pela equipe brasileira mostrou agora ser necessária uma certa excentricidade (medida que representa o afastamento de uma órbita da forma circular) para que a tal ressonância atuasse sobre as partículas do anel.
Segundo Winter, o fato de o anel ser estreito e praticamente circular inviabiliza a atuação dessa ressonância. Em contrapartida, o grupo identificou um tipo peculiar de órbitas periódicas (que se repetem de maneira idêntica) estáveis e quase circulares, na mesma região onde se localiza o anel de Haumea.
Como os anéis são muito tênues e estão distantes demais - a distância média de Haumea em relação ao Sol é 43 vezes maior do que a distância da Terra ao Sol - não é possível observá-los com os telescópios atuais.
"Nosso estudo não é observacional. Não observamos diretamente os anéis. Ninguém jamais o fez," disse Winter. "Nosso estudo é inteiramente computacional. Foi a partir de simulações com os dados obtidos que chegamos à conclusão de que o anel não se encontra naquela região do espaço devido à ressonância 1:3, mas sim devido a uma família de órbitas periódicas estáveis."
Ilhas de estabilidade
Os pesquisadores usaram o método de Superfície de Seção de Poincaré para explorar a dinâmica na região em que se localiza o anel. Com a simulação da evolução das trajetórias das partículas na região, foram gerados em computador gráficos (seções) que mostram visualmente as regiões de estabilidade representadas por ilhas (curvas fechadas), enquanto as regiões instáveis aparecem como uma distribuição de pontos dispostos irregularmente.
As ilhas de estabilidade que foram identificadas em consequência da ressonância 1:3 têm trajetórias muito excêntricas, mais do que seria compatível com o anel estreito e circular.
"Por outro lado, identificamos ilhas de estabilidade na mesma região, mas com trajetórias de baixa excentricidade, compatíveis com o anel. Essas ilhas foram identificadas por causa de uma família de órbitas periódicas", disse Winter.

Bibliografia:

On the location of the ring around the dwarf planet Haumea
Othon Cabo Winter, Gabriel Borderes Motta, Taís Ribeiro
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Vol.: 484, Issue 3, Pages 3765-3771
DOI: 10.1093/mnras/stz246
Fonte: Inovação Tecnológica