Nova teoria cosmológica descarta Big Bang

Com informações da Universidade de Heidelberg 

Por mais incômodo que possa ser, os físicos nunca conseguiram se livrar de fato de um "momento da criação".[Imagem: Cortesia www.grandunificationtheory.com]

Adeus Big Bang?

Será que o universo começou com uma grande explosão - o Big Bang - ou será que ele lentamente vem se descongelando de um estado extremamente frio e quase estático?

Embora a ideia de um Big Bang tenha sido ridicularizada e enfrentado grande ceticismo entre os físicos quando foi apresentada, a atual geração de cientistas cresceu sob esse arcabouço teórico.

E, por mais incômodo que possa ser, os físicos ainda não conseguiram se livrar de fato desse "momento da criação".

Para a atual geração, o Big Bang parece tão natural que muitos se esquecem de que se trata de um modelo teórico, e se referem a ele como um "fato histórico inegável".

O Dr. Christof Wetterich, um físico da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, não comunga desse "paradigma".

Wetterich acaba de detalhar em três artigos científicos um novo modelo teórico de expansão cósmica que consegue um feito inusitado: ao mesmo tempo que parece virar a cosmologia atual de pernas para o ar, seu modelo acomoda os dados observacionais obtidos nas últimas décadas.

Outra tentativa recente de deixar o Big Bang para trás encara o surgimento do Universo a partir de uma sopa primordial. [Imagem: TU Vienna]

Singularidade

Pela nova teoria, o Universo não nasceu em um Big Bang instantâneo ocorrido 13,8 bilhões anos atrás - em vez disso, o nascimento do Universo foi calmo e lento, estendendo-se para o passado infinito.

A base dessa proposta é que as massas de todas as partículas elementares aumenta constantemente, embora muito lentamente, algo que já é acomodado pela física das partículas.

No modelo atual, quanto mais nos dirigimos ao passado, aproximando-nos do momento do Big Bang, mais forte a geometria do espaço-tempo se curva, até chegar a uma singularidade, um termo que descreve condições nas quais as leis físicas não estão definidas.

No cenário do Big Bang, conforme o tempo vai passando a curvatura do espaço-tempo vai aumentando, tornando-se infinitamente grande, até chegar ao "universo plano" atual.

Universo com idade infinita

O professor Wetterich, porém, acredita que é possível ver o quadro todo de um ângulo diferente.

Se as massas de todas as partículas elementares aumentam ao longo do tempo e a força gravitacional diminui, então o Universo também pode ter tido um início lento e muito frio.

Nesse ponto de vista, o Universo "sempre existiu" - estende-se temporalmente ao infinito - e sua "situação inicial" era praticamente estática.

A teoria do Universo Holográfico também está no páreo, ganhando cada vez mais a atenção dos físicos. [Imagem: Ephraim Brown]

O cientista considera que os primeiros eventos que são indiretamente observáveis hoje não estão no bilionésimo de bilionésimo de bilionésimo de segundo após o Big Bang - eles se estendem a algo em torno de 50 trilhões de anos atrás.

"Não existe mais uma singularidade neste novo quadro do cosmos," resume ele, singularidade que sempre foi um elemento incômodo porque nele as leis da física não funcionam, não há explicação do porquê da explosão e se mantém a insistente questão sobre o que existia antes.

Campo cósmon

O novo modelo teórico explica a energia escura e o "Universo inflacionário" primordial com um único campo escalar que muda com o tempo, com todas as massas aumentando com o valor desse campo.

"É uma reminiscência do bóson de Higgs descoberto recentemente em Genebra. Esta partícula elementar confirmou a suposição dos físicos que as massas das partículas de fato dependem de valores de campo e, portanto, são variáveis," explica Wetterich.

Nesta abordagem, todas as massas são proporcionais ao valor do chamado campo "cósmon", que aumenta no decurso da evolução cosmológica.

"A conclusão natural deste modelo é um quadro de um Universo que evoluiu muito lentamente a partir de um estado extremamente frio, encolhendo durante longos períodos de tempo, em vez de se expandir," explica Wetterich.

"No novo modelo, o incômodo dilema de que deve ter havido algo antes do Big Bang já não é mais um problema," diz o Dr. Christof Wetterich. [Imagem: Benjamin/Heidelberg University]

Mantendo a interpretação do Big Bang

Apesar disso, Wetterich salienta que isso de forma alguma torna a visão anterior do Big Bang inválida: "Os físicos estão acostumados a descrever os fenômenos observados usando imagens diferentes: a luz, por exemplo, pode ser representada na forma de partículas ou como uma onda."

Nessa linha, entender o nascimento do Universo como uma explosão repentina ou como uma lenta inflação - uma "explosão" diluída no passado infinito - é algo muito menos radical.

"Isso é muito útil para muitas previsões concretas sobre as consequências que surgem a partir dessa nova abordagem teórica. Entretanto, descrever o 'nascimento' do Universo sem uma singularidade oferece uma série de vantagens," enfatiza ele.

"E, no novo modelo, o incômodo dilema de que deve ter havido algo antes do Big Bang já não é mais um problema," conclui Wetterich.

Bibliografia:

Hot big bang or slow freeze?
Christof Wetterich
arXiv
Vol.: 024005
DOI: 10.1103/PhysRevD.89.024005
http://arxiv.org/abs/1401.5313

Variable gravity Universe
Christof Wetterich
Physical Review D
Vol.: 2, Iss 4, 184-187
DOI: 10.1016/j.dark.2013.10.002

Universe without expansion
Christof Wetterich
Physics of the Dark Universe

Mudanças climáticas são diferentes nos hemisférios Norte e Sul

Com informações da Universidade de Queensland 

Ainda não há estudos comparáveis que possam avaliar o impacto das mudanças climáticas locais para regiões de mesma latitude, como a América do Sul e a África.[Imagem: Wikipedia]

Cientistas afirmam ser necessária uma melhor compreensão dos climas regionais, depois que pesquisas sobre as geleiras da Nova Zelândia revelaram que as mudanças climáticas no Hemisfério Norte não afetam diretamente o clima no Hemisfério Sul.

O problema já havia sido apontado por pesquisadores brasileiros em 2013, que mostraram imprecisões nos dados do IPCC em relação ao Hemisfério Sul.

E também foi uma das razões que fundamentaram a criação de um modelo brasileiro do clima global.

Mudanças climáticas regionais

O novo estudo mostrou que as mudanças climáticas futuras podem impactar de maneira diferente os dois hemisférios, ou seja, uma abordagem global generalizada pode não ser a melhor forma de abordar as questões climáticas que preocupam o mundo todo.

A pesquisa foi realizada por uma equipe da Universidade de Queensland, na Austrália, em colaboração com a Universidade de Griefswald, na Alemanha, a Organização de Ciência e Tecnologia Nuclear da Austrália e a Universidade de Canterbury, na Nova Zelândia, abordando tendências de longo prazo do clima, e não mudanças de curto prazo, como as envolvidas no aquecimento global antropogênico.

O professor Jamie Shulmeister afirma que o estudo forneceu evidências para a sobrevivência de glaciares (geleiras) significativos nas montanhas da Nova Zelândia no final da última era do gelo - um momento em que outras áreas de gelo estavam recuando.

"Este estudo inverte as conclusões anteriores que sugeriam que as geleiras da Nova Zelândia desapareceram ao mesmo tempo que o gelo no Hemisfério Norte," disse ele.

"Nós mostramos que, quando o Hemisfério Norte começou a aquecer no final da última era glacial, as geleiras da Nova Zelândia não foram afetadas.

"Essas geleiras começaram a recuar vários milhares de anos mais tarde, quando as mudanças no Oceano Antártico levaram ao aumento das emissões de dióxido de carbono e ao aquecimento.

"Isso indica que mudanças climáticas futuras podem impactar de maneira diferente os dois hemisférios, e que as mudanças no Oceano Antártico podem ser fundamentais para a Austrália e a Nova Zelândia," explicou o pesquisador.

Ainda não há estudos comparáveis que possam avaliar o impacto das mudanças climáticas locais para regiões de mesma latitude, como a América do Sul e a África.

Mudanças descompassadas

O IPCC - Painel Intergovernamental para Mudanças Climáticas da ONU - já havia admitido erros nas previsões sobre o aquecimento global em razão do uso de dados incorretos sobre sobre as geleiras do Himalaia.

A equipe australiana também descobriu que a extensão máxima das geleiras na Nova Zelândia ocorreu milhares de anos antes da máxima no Hemisfério Norte, o que demonstra que o crescimento e decrescimento das camadas de gelo não segue passo a passo nos dois hemisférios.

"As geleiras da Nova Zelândia responderam em grande parte às mudanças locais no Oceano Antártico, em vez de mudanças no Hemisfério Norte, como se acreditava anteriormente.

"Este estudo destaca a necessidade de compreender o clima regional, em vez de um modelo global do tipo solução única que se aplica a todos," disse Shulmeister.

Bibliografia:

The early rise and late demise of New Zealand’s last glacial maximum
Henrik Rother, David Fink, James Shulmeister, Charles Mifsud, Michael Evans, Jeremy Pugh
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: Published online before print
DOI: 10.1073/pnas.1401547111

Nasa pode ter resolvido mistério em torno de estrutura gigantesca 'alienígena'

Extraído do site Super Incrível

Inicialmente, pensava-se que poderia ser uma 'esfera de Dyson'. (Divulgação)

No mês passado, a Nasa divulgou que estava estudando uma estrutura gigantesca localizada a quase 1.500 anos-luz da Terra. A estrela KIC 8462852 intrigou os pesquisadores da agência espacial em função de sua quantidade enorme de ondas.

Inicialmente, acreditava-se que poderia ser uma estrutura nunca antes vista pela humanidade, ou até uma "esfera da Dyson"; teoria apresentada pelo físico Freeman Dyson nos anos 1960 a respeito de um corpo formado por um verdadeiro enxame colossal de salélites em torno de uma estrela a fim de capturar a grande fonte de energia do astro.

Quantidade de energia da estrela impressiona os pesquisadores. (Divulgação/Nasa)

“Extraterrestres devem ser sempre a última hipótese a ser considerada, mas isso que estamos vendo parece muito algo que você espera que uma civilização extraterrestre construiria”, apontou o astrônomo Jason Wright, da Universidade Penn State, à The Atlantic ainda este ano. Entretanto, esta semana os pesquisadores apresentaram outra teoria.

Agora, a agência levantou a hipótese de ser uma família de cometas viajando em uma órbita longa e rara. À frente deles haveria um cometa ainda maior, responsável pelos padrões estranhos de luminosidade identificados – eles seriam fruto do movimento dos asteróides.

Agora, cientistas creem ser um enorme aglomerado de cometas em volta de um maior ainda. (CC)

Para detectar a movimentação dos cometas, os astrônomos usaram luz infravermelha, mas mesmo assim eles não estavam visíveis durante as observações realizadas este ano, ou seja: nada ainda é 100% conclusivo, o que não é motivo para desanimar a equipe de pesquisa.

"Nós talvez ainda não saibamos o que está ocorrendo em torno dessa estrela, e é isso que a torna tão interessante assim", refletiu o astrofísico da Nasa, Massimo Marengo. 

O relatório foi produzido a partir de dados colhidos pelo telescópio espacial Spitzer. De acordo com Marengo, porém, mais estudos serão necessários para esclarecer com precisão o caso da estrela KIC 8462852.

Desmatamento eleva em 100 vezes custo do tratamento da água

Com informações da Agência Fapesp

O desmate da vegetação próxima aos recursos hídricos disponíveis para o abastecimento humano tem forte impacto sobre a qualidade da água, encarecendo em cerca de 100 vezes o tratamento necessário para torná-la potável.

Todo o serviço de filtragem prestado pela floresta precisa ser substituído por um sistema artificial e o custo passa de R$ 2 a R$ 3 a cada mil metros cúbicos para R$ 200 a R$ 300, afirma o pesquisador José Galizia Tundisi, do Instituto Internacional de Ecologia (IIE).

"Em áreas com floresta ripária [contígua a cursos d'água] bem protegida, basta colocar algumas gotas de cloro por litro e obtemos água de boa qualidade para consumo. Já em locais com vegetação degradada, como o sistema Baixo Cotia [bacia hidrográfica do rio Cotia, na Região Metropolitana de São Paulo], é preciso usar coagulantes, corretores de pH, flúor, oxidantes, desinfetantes, algicidas e substâncias para remover o gosto e o odor," detalhou Tundisi.

Isso sem contar que passa a ser necessário preocupar-se com a destinação dos resíduos gerados pelo próprio tratamento da água.

Quando a cobertura vegetal na bacia hidrográfica é adequada - e isso inclui não apenas as florestas ripárias, como também matas de áreas alagadas e demais mosaicos de vegetação nativa -, a taxa de evapotranspiração é mais alta, ou seja, uma quantidade maior de água retorna para a atmosfera e favorece a precipitação.

Um estudo recente, realizado na USP, mostrou que é possível tratar esgoto com técnicas naturais utilizando banhados naturais.

Além disso, explicou Tundisi, o escoamento da água das chuvas ocorre mais lentamente, diminuindo o processo erosivo. Parte da água se infiltra no solo por meio dos troncos e raízes, que funcionam como biofiltros, recarrega os aquíferos e garante a sustentabilidade dos mananciais.

"Em solos desnudos, o processo de drenagem da água da chuva ocorre de forma muito mais rápida e há uma perda considerável da superfície do solo, que tem como destino os corpos d'água. Essa matéria orgânica em suspensão altera completamente as características químicas da água, tanto a de superfície como a subterrânea", explicou Tundisi.

De acordo com o pesquisador, a mudança na composição química da água é ainda mais acentuada quando há criação de gado ou uso de fertilizantes e pesticidas nas margens dos rios. Ocorre aumento na turbidez e na concentração de nitrogênio, fósforo, metais pesados e outros contaminantes - impactando fortemente a biota aquática.

Tundisi lembrou que, além de garantir água para o abastecimento humano, os ecossistemas aquáticos oferecem uma série de outros serviços de grande relevância econômica, como geração de hidroeletricidade, irrigação, transporte (hidrovia), turismo, recreação e pesca.

A tecnologia que promete internet 100 vezes mais rápida do que com WiFi

BBC Mundo

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Image captionGrandes fabricantes estão interessadas em produzir smartphones compatíveis com LiFi

A popular tecnologia de transmissão de dados sem fio WiFi está prestes a se tornar ultrapassada.

Pelo menos é o que indicam os primeiros testes de uma nova tecnologia, chamada de LiFi, que consegue transmitir 1GB de dados por segundo.

Isto representa uma velocidade 100 vezes maior que o atual WiFi. E pode ficar ainda mais rápido: a empresa de tecnologia Estonia Velmenni, que realiza estes experimentos, diz que testes realizados em laboratórios na Universidade de Oxford alcançaram 22GB por segundo.

A tecnologia LiFi, abreviação para "Light Fidelity" (Fidelidade da Luz, em tradução literal) usa ondas de luz para a transmissão, empregando diodos emissores de luz (LED).

"Criamos uma solução de iluminação inteligente para uma área industrial na qual a comunicação de dados se realiza através da luz. Também estamos fazendo um projeto piloto, criando uma rede de LiFi para acessar a internet no escritório", disse Deepak Solanki, diretor-geral da Velmenni.

Como funciona?

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Image captionTecnologia usa luzes LED para transmissão de dados

Em 2011, o criador desta tecnologia, o cientista Harald Haas, da Universidade de Edimburgo, demonstrou que com apenas um LED é possível transmitir mais dados do que com uma antena de telefonia.

O LiFi permite que uma lâmpada tenha duas funcionalidades: iluminar e garantir a conectividade com o roteador.

A tecnologia foi apresentada em 2012, na feira Consumer Eletronics Show, evento internacional com tecnologias para consumo, em Las Vegas. Em uma demonstração, dois smartphones a uma distância de 10 m trocaram dados entre si através da variação da intensidade da luz de suas telas.

Demonstrou-se, também, que o LiFi é mais seguro que o WiFi e não interfere com outros sistemas, mas que poderia ser usado sem problemas em um avião, por exemplo.

Mas há um inconveniente: a luz não consegue atravessar paredes.

É o fim do WiFi?

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Image captionNovo sistema não deverá substituir WiFi por completo num futuro próximo

Mas, apesar de suas vantagens, o novo sistema não deverá substituir o WiFi por completo num futuro próximo.

Pelo contrário. Ambas as tecnologias poderão ser usadas em conjunto para criar redes mais seguras e rápidas. E pesquisadores trabalham na adaptação dos atuais dispositivos, para que sejam compatíveis com Lifi.

A PureLifi, empresa criada por Haas e sua equipe, oferece um aplicativo para um acesso sem fio seguro.

A empresa francesa de tecnologia Oledcomm está instalando o seu próprio sistema de LiFi em hospitais.

Ao mesmo tempo, empresas como Samsung, LG e outras fabricantes de dispositivos eletrônicos estão interessadas em criar smartphones com sensores de luz LiFi.

7 conceitos da Física 'simplificados' por livro que virou best-seller na Itália

Erika ZidkoDe Roma para a BBC Brasil

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Uma obra que trata de mecânica quântica, partículas elementares, arquitetura do cosmo e buracos negros, entre outros temas de física teórica, está há meses na lista de livros mais vendidos na Itália.

Em Sete Breves Lições de Física (publicado no Brasil pela Ed. Objetiva), o professor Carlo Rovelli resume de modo simples os principais conceitos da ciência contemporânea, desde a teoria da relatividade geral de Albert Einstein, passando pelas descobertas do astrofísico inglês Stephen Hawking, até a provável extinção da espécie humana.

"A maior parte dos livros de física são escritos para quem já é apaixonado pelo assunto e quer saber mais. Por isso, pensei num livro para quem conhece pouco ou nada sobre a matéria. Poupei os detalhes e concentrei-me no essencial", disse o autor à BBC Brasil.

"É como escrever poesia: quanto mais se tira, mais bonita ela fica."

Nascido em Verona, no norte da Itália, e atual responsável pelo centro de pesquisas sobre gravidade quântica da Universidade Aix-Marseille, na França, Rovelli explica que o ensaio não trata apenas de física, mas de temas relacionados à natureza humana.

"O livro oferece uma possível resposta, do ponto de vista científico, às perguntas que todos nós, vez ou outra, nos fazemos durante a nossa vida: 'quem somos?', 'de onde viemos?', 'o que existe além daquilo que enxergamos?'. É a visão de alguém que se esforça para compreender isso tudo."

O sucesso da obra superou as expectativas da editora, que inicialmente havia imprimido três mil cópias. Passado pouco mais de um ano, o livro está em sua 18ª edição, teve 300 mil exemplares vendidos no país e foi traduzido para 28 idiomas.

Relatividade no horário nobre

"Logo depois do lançamento, comecei a receber e-mails de leitores entusiasmados, dizendo que comprariam outros exemplares para darem de presente. Em pouco tempo, o título apareceu na lista dos mais vendidos, algo estranho para uma obra de física teórica e, a partir daí, a coisa explodiu: editoras, jornais, rádios e revistas começaram a me procurar."

O professor, de 59 anos, chegou a falar sobre a teoria da relatividade de Einstein e de gravidade quântica em programas do horário nobre da televisão italiana. "Na verdade, as TVs passaram a me convidar só depois que o livro fez sucesso. Do contrário, acho que não teriam dado espaço a para assuntos difíceis como este."

Também nas escolas, segundo Rovelli, falar sobre física é quase sempre "chato".

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Image caption"Falar sobre física nas escolas é quase sempre chato", diz Carlo Rovelli

"Os períodos de férias são os melhores para se estudar, porque não há a distração da escola", diz, em um trecho do livro sobre o período em que era estudante universitário e, em uma praia da Calábria, leu pela primeira vez "a mais bela das teorias" (a da relatividade, de Albert Einstein), em um livro roído por ratos.

"Em vez de programas curriculares muito extensos e precisos, para atrair o interesse dos jovens pela ciência é necessário tratar bem os professores e deixar que eles tenham mais liberdade para abordarem os temas que mais gostam. O que faz um aluno se apaixonar por uma determinada matéria é o entusiasmo do próprio professor", afirma.

"Para compreender a ciência é preciso um pouco de empenho e esforço, mas o prêmio é a beleza. E olhos novos para enxergar o mundo."

Confira alguns trechos das explicações de Rovelli sobre personagens, teorias e conceitos da física:

Copérnico:

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"Se eu quiser explicar a Revolução Copernicana, posso falar durante horas, apresentar cálculos e citar exemplos. Mas também posso dizer apenas que (Nicolau) Copérnico descobriu que a Terra gira em torno do Sol, e não o contrário. Este é o coração da descoberta, e isto as pessoas entendem."

Darwin:

"Outra extraordinária descoberta científica que pode ser explicada em poucas palavras é a teoria de (Charles) Darwin, que escreveu um livro difícil com pesquisas de observação, mas cuja revelação é simples: os seres humanos e todos os animais e plantas têm os mesmos antepassados, somos todos parentes."

Teoria da relatividade geral:

"Albert Einstein descobriu que o tempo e o espaço não são como acreditávamos até então. Ele nos ensinou que o tempo passa mais rápido no alto e mais lento embaixo, perto da Terra. Por isso, se dois irmão gêmeos viverem em lugares diferentes, um próximo ao mar e outro em montanha, e se reencontrarem depois de cinquenta anos, o que morava na montanha será um pouquinho mais velho que o irmão. Esta diferença pode ser medida até mesmo a uma altura de 30 centímetros do chão.

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Einstein ensinou também que o espaço e a força de gravidade (descoberta por Newton) são a mesma coisa. O espaço não é mais diferente da matéria. É uma entidade que oscila, se dobra, se inclina e se torce. Como uma bolinha que roda dentro de um funil, não existem forças misteriosas geradas no centro do objeto, é a curva das paredes do funil que faz com que a bolinha rode. Do mesmo modo, os planetas giram em torno ao Sol e as coisas caem porque o espaço se inclina."

Tempo:

"Não existe ainda uma resposta final da ciência sobre o que é o tempo. Em todo caso, podemos dizer que ele não passa se nada acontece. O tempo não existe por si só, mas é ligado ao modo como as coisas se relacionam umas com as outras. Em vez de dizer que hoje peguei o avião às oito da manhã para vir a Roma, posso dizer que peguei o avião quando o Sol estava a uma certa altura e cheguei quando o Sol estava em outra posição. O tempo não é fundamental para o universo, é possível descrever a natureza sem usar o conceito de tempo."

Buracos negros:

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"Quando uma grande estrela queima todo o seu combustível (hidrogênio), acaba por apagar-se. O que resta, então, não é mais suportado pelo calor da combustão e cai esmagado pelo seu próprio peso, inclinando o espaço tão fortemente a ponto de afundar dentro de um verdadeiro buraco. Estes são os famosos buracos negros."

Partículas elementares:

"O mundo é feito de pequenas entidades, os 'quanta', que vibram e saltam de lugar a outro. Existem menos de uma dezena de tipos de partículas elementares. Um punhado de ingredientes elementares que se comportam como as peças de um Lego gigantesco com o qual toda a realidade material em torno de nós é construída. Este é o coração da mecânica quântica."

Calor:

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"Aprendemos que uma substância quente é uma substância onde os átomos movem-se com maior rapidez. Mas por que o calor passa das coisas mais quentes àquelas mais frias, e não vice-versa? Por puro acaso. O austríaco Ludwig Boltzmann descobriu que o calor não passa das coisas quentes às mais frias devido a uma lei absoluta: passa apenas com grande probabilidade.

O motivo é que, estatisticamente, é mais provável que um átomo da substância quente, que se move velozmente, bata contra um átomo frio e lhe deixe um pouco da sua energia, e não contrário."