Uma nova teoria soluciona alguns problemas da cosmologia e da física de partículas:"O Sumiço das dimensões!"

Uma nova teoria soluciona alguns problemas da cosmologia e da física de partículas ao propor que o Universo primordial continha menos dimensões espaciais do que as três que nós experimentamos hoje.

E os físicos da Universidade de Nova Iorque, nos Estados Unidos, propõem um teste para a sua teoria usando o observatório espacial LISA (Laser Interferometer Space Antenna), que está sendo projetado para detectar ondas gravitacionais.

Os teóricos afirmam que as ondas gravitacionais não podem existir em menos do que três dimensões. Assim, acima de uma determinada frequência - que identificaria as ondas mais antigas - o observatório LISA não deverá detectar nenhuma onda.

Embora a teoria seja especulativa, alguns cientistas acreditam que os dados dos raios cósmicos já forneceram indícios das dimensões faltantes sob altas energias. A equipe afirma que o novo teste poderá ser mais conclusivo do que os testes anteriores.

A hipótese das dimensões desaparecidas prevê que, sob energias e temperaturas extremamente altas, as três dimensões do espaço que nos são familiares irão se reduzir a duas ou mesmo a uma única dimensão.

Assim, no ambiente quente do início do Universo, haveria menos dimensões. Conforme o Universo foi esfriando, surgiram dimensões adicionais, uma a uma.

Universo com quatro dimensões

A teoria também propõe que nosso Universo atual tem quatro dimensões espaciais, mas nós detectamos apenas uma "fatia" de três dimensões desse espaço quadridimensional.

Essa quarta dimensão espacial do tempo, segundo a teoria, teria fornecido uma energia extra, que turbinou a expansão do Universo.

Esse impulso adicional poderia explicar a aceleração da expansão do Universo, que foi descoberta em 1998 e que é geralmente explicada como sendo uma resultante de uma misteriosa "energia escura" que permearia todo o Universo. Ou seja, se a teoria agora proposta estiver correta, a hipótese de energia escura também poderia desaparecer.

A teoria resolve igualmente alguns problemas na física das partículas, afirma Dejan Stojkovic, um dos autores da teoria e que também é coautor de uma outra proposta que envolve sumiços - uma teoria que afirma que os buracos negros podem não existir.

Sumiço das dimensões

Indícios do sumiço das dimensões já foram detectados nos chuveiros de raios cósmicos na atmosfera da Terra. Uma reanálise dos dados, feita em 2005, mostrou que os jatos de partículas produzidos pelos raios cósmicos mais energéticos estão fortemente alinhados com um plano, o que seria coerente como uma redução nas dimensões.

Outros pesquisadores estão planejando usar o Grande Colisor de Hádrons para examinar o desaparecimento das dimensões. Se as dimensões realmente desaparecem em altas energias, então as partículas produzidas nas colisões estariam confinadas em um plano bidimensional, em vez de estarem em um volume tridimensional.

Mas interpretar os dados do LHC pode não ser tão fácil porque diferentes modelos resultam em previsões diferentes, afirma Stojkovic. Então, ele e Jonas Mureika, da Universidade Loyola Marymount decidiram procurar um teste definitivo.

Eles optaram pelas ondas gravitacionais - ondulações no espaçotempo causadas por eventos cósmicos em larga escala - que não podem existir em menos do que três dimensões.

Ondas gravitacionais

A ideia é que as ondas gravitacionais primordiais, de mais alta frequência, correspondem às mais altas energias dos momentos iniciais do Universo.

Assim, deve haver uma frequência máxima das ondas observadas - frequências mais altas não deveriam existir porque elas estariam vindo de uma era com menos dimensões.

Stojkovic e Mureika calcularam essa frequência de corte em 10-4 Hz, dadas algumas suposições. Eles afirmam que isso está dentro da faixa detectável pelo LISA, um futuro detector de ondas gravitacionais que está sendo projetado em parceria pela NASA e pela ESA.

Os dois pesquisadores já estão trabalhando com vários experimentalistas de ondas gravitacionais, de várias universidades norte-americanas, para preparar um teste para a sua proposta usando simulações computadorizadas.

Os testes experimentais deverão esperar mais: o observatório LISA não deverá ir ao espaço antes de 2020.

Muitas dimensões

Só muito recentemente os cientistas descobriram a solução matemática para lidar com outras dimensões, uma complexidade de cálculo equivalente ao mapeamento do genoma humano.

Mas o desaparecimento das dimensões extras, para menos ou para mais, chama a atenção dos cientistas há mais tempo.

Gary Shiu e Bret Underwood, da Universidade de Wisconsin-Madison, acreditam ter descoberto um modo de "ver" as dimensões extras do espaço, o que seria a primeira proposta factível para que os físicos testem experimentalmente a Teoria das Cordas.

Já Steven Carlip, da Universidade da Califórnia, em Davis, acredita que o desaparecimento das dimensões é de fato uma questão de dimensão - para ele, em escalas minúsculas, o espaço 3D com o qual estamos acostumados pode simplesmente deixar de existir, e as dimensões evaporam-se na gravidade quântica.

Bibliografia:

Detecting Vanishing Dimensions via Primordial Gravitational Wave Astronomy
Jonas Mureika, Dejan Stojkovic
Physical Review Letters
Vol.: 106, 101101
DOI: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.106.101101

Um renomado e premiado astrofísico que trabalha na NASA, publicou um artigo alegando ter encontrado indícios de vida em um meteorito...

O Dr. Richard B. Hoover, um renomado e premiado astrofísico que trabalha no Centro Espacial Marshall, da NASA, publicou um artigo alegando ter encontrado indícios de vida em um meteorito.

Fósseis de ETs?

O artigo foi publicado na sexta-feira em um periódico científico pouco conhecido, chamado Journal of Cosmology.

Juntamente com o artigo, o periódico publicou um comunicado sobre o aspecto controverso da descoberta e os cuidados tomados antes de sua publicação:

Dada a natureza controversa desta descoberta, nós convidamos 100 especialistas e enviamos um convite geral para mais de 5.000 cientistas da academia para revisar o artigo e apresentarem suas análises críticas. Nossa intenção é publicar os comentários, tanto favoráveis quanto desfavoráveis, juntamente com o artigo do Dr. Hoover.

A publicação dos comentários está prevista para acontecer entre hoje, dia 7, e o dia 10 de Março.

Até o momento, a NASA não se pronunciou oficialmente, ao contrário do que sempre faz, mesmo no caso de descobertas não tão significativas.

A agência espacial parece não haver se refeito ainda de uma alegação anterior do mesmo tipo, quando o anúncio da descoberta de sinais de vida em um meteorito marciano foi feito em cadeia nacional pelo então presidente do país, Bill Clinton. A "descoberta" então anunciada continua controversa.

Tampouco houve tempo para que cientistas sérios e ponderados se pronunciassem, o que recomenda que se aguarde a publicação dos comentários anteriores à publicação, prometidos pela revista.

Fósseis em meteoritos

A conclusão do Dr. Hoover veio da análise de dois meteoritos - Ivuna CI1 e Orgueil CI1 - catalogados como condritos carbônicos, um tipo muito raro de meteorito, perfazendo não mais do que 5% dos condritos.

Os meteoritos foram seccionados em ambiente estéril para evitar contaminação e observados com um microscópio de rastreamento eletrônico por emissão de campo (FESEM).

As imagens revelam estruturas intrigantes, interpretadas pelo pesquisador como fósseis de vida bacteriana - além das formações típicas, o principal elemento que embasa sua conclusão é a ausência de nitrogênio, o que descartaria a contaminação do meteorito depois que ele caiu na Terra.

Se for comprovada a descoberta, este pode ser um dos achados mais importantes da ciência em todos os tempos: a comprovação definitiva de que a vida não é exclusividade da Terra, o que terminaria de vez a era do geocentrismo, um trabalho iniciado por Galileu há mais de quatro séculos.

Veja na bibliografia abaixo o link para o artigo publicado pelo Dr. Hoover.
Bibliografia:

Fossils of Cyanobacteria in CI1 Carbonaceous Meteorites: Implications to Life on Comets, Europa, and Enceladus
Richard B. Hoover
March, 2011
Vol.: 2011, Vol 13
http://journalofcosmology.com/Life100.html

Universo primordial não era apenas muito quente e denso, mas também tinha a consistência de um líquido.

Logo depois do Big Bang, nos primeiros instantes de sua existência, o Universo primordial não era apenas muito quente e denso, mas também tinha a consistência de um líquido.
Este é o primeiro resultado dos mini Big Bangs criados pelo LHC.
Os mini Big Bangs, reproduções em escala reduzida daquilo que deve ter acontecido quando nosso Universo foi criado, foram gerados quando íons de chumbo começaram a colidir depois de acelerados nos 27 km do anel do Grande Colisor de Hádrons.
Os experimentos com átomos de chumbo começaram no último dia 7 de Novembro.
A análise das primeiras colisões foi divulgada em dois artigos científicos divulgados preliminarmente, ainda não avaliados para publicação em periódicos revisados - embora os artigos sejam assinados por quase mil cientistas.
Plasma de quarks-glúons
O experimento ALICE, um dos quatro grandes detectores do LHC, desenvolvido especialmente para estudar os mini Big Bangs, detectou cerca de 18.000 partículas depois de cada colisão entre os íons de chumbo.
Os cálculos indicam que os choques estão gerando temperaturas de até 10 milhões de graus.
A essas temperaturas, os cientistas calculam que a matéria normal derreta-se em uma espécie de "sopa" primordial, conhecida como plasma de quarks-glúons.
Os primeiros resultados das colisões de chumbo já descartaram uma série de modelos da física teórica, inclusive aqueles que previam que o plasma de quarks-glúons criado nesses níveis de energia deveria se comportar como um gás.
Embora pesquisas anteriores, feitas no acelerador RHIC, nos Estados Unidos, em energias mais baixas, indicassem que as bolas de fogo produzidas em colisões de núcleos atômicos se comportassem como um líquido, muitos físicos ainda esperavam que o plasma de quarks-glúons se comportasse como um gás nas energias muito mais elevadas do LHC.
Mas não foi isso o que aconteceu. "Estes primeiros resultados parecem sugerir que o Universo teria-se comportado como um líquido super-quente imediatamente após o Big Bang," diz o Dr. David Evans, coordenador do experimento ALICE.
Viscosidade do plasma
Outros pesquisadores, contudo, sugerem maior cautela. Peter Jacobs, outro membro da equipe, afirma que é muito cedo para traduzir as medições em uma afirmação taxativa sobre a viscosidade do plasma de quarks-glúons formado nas colisões do LHC.
"Nossa medição do fluxo elíptico é final, mas serão necessárias muitas discussões com os teóricos antes que saibamos o que esses resultados significam em termos de viscosidade," diz Jacobs.
Primeiros resultados do LHC: universo primordial era líquido
O detector ALICE foi especialmente projetado para estudar as condições do Universo primordial, logo depois do Big Bang. [Imagem: Cern]
A equipe também descobriu que, nessas colisões frontais de núcleos atômicos, produz-se mais partículas sub-atômicas do que alguns modelos teóricos previam.
A bola de fogo resultante da colisão dura apenas um período muito curto de tempo, mas quando a "sopa" esfria, os pesquisadores são capazes de ver milhares de partículas saindo.
É o caminho dessas partículas que é visto nas imagens. Analisando esses "detritos", os cientistas tiram conclusões sobre o comportamento da própria sopa.
Detectores do LHC
Embora a referência seja sempre feita ao LHC, que é o acelerador como um todo, suas peças principais são os sensores que detectam os resultados dos impactos das partículas que colidem.
São quatro aparelhos: ALICE (A Large Ion Collider Experiment), LHCb (LHC Beauty), ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) e CMS (Compact Muon Solenoid).
Bibliografia:
Elliptic flow of charged particles in Pb-Pb collisions at 2.76 TeV
The ALICE Collaboration
17 Nov 2010
http://xxx.lanl.gov/abs/1011.3914

Charged-particle multiplicity density at mid-rapidity in central Pb-Pb collisions at sqrt(sNN) = 2.76 TeV
The ALICE Collaboration
19 Nov 2010
http://xxx.lanl.gov/abs/1011.3916

NASA descobre Efeito Borboleta atuando no Sol

Há muito se reconhece que as tempestades solares causam problemas tecnológicos na Terra, sobretudo nas comunicações via satélite.

Mas somente agora a sonda espacial SDO (Solar Dynamics Observatory), da NASA, deu aos cientistas uma visão completa da natureza dinâmica dessas tempestades, conforme elas acontecem na superfície do Sol.

Efeito Borboleta no Sol

E os dados da SDO indicam que o Efeito Borboleta é facilmente observável em nossa estrela: mesmo eventos de pequena escala espalham-se rapidamente e produzem fenômenos gigantescos que se espalham por quase todo o disco solar.

O Efeito Borboleta é uma metáfora para a sensível dependência de um sistema às suas condições iniciais, dentro da Teoria do Caos. A versão popular propõe que o bater das asas de uma borboleta pode gerar efeitos em cadeia até resultar em um tufão do outro lado do mundo.

"Mesmo eventos de pequena escala reestruturam regiões enormes da superfície solar," diz Alan Title, coordenador do instrumento AIA (Atmospheric Imaging Assembly), a bordo da sonda SDO.

"Foi possível reconhecer o tamanho dessas regiões graças à combinação da cobertura espacial e temporal do AIA," diz o cientista.

Instabilidades magnéticas

O instrumento captou várias pequenas labaredas que geraram instabilidades magnéticas e ondas cujos efeitos puderam ser claramente observados ao longo de uma porção substancial da superfície solar.

A câmera captura imagens inteiras do Sol em oito faixas de temperatura diferentes, que vão de 10.000 a 36 milhões de graus. Isto permite que os cientistas observem eventos completos, que seriam muito difíceis de discernir olhando para mapas de uma única temperatura, ou com um campo de visão mais fechado.

A sonda SDO começou a operar há cerca de dois meses, já tendo enviado as imagens do Sol de mais alta resolução já obtidas até hoje - veja Sonda da Nasa envia imagens inéditas do Sol.

Busca por ETs poderá focar inteligência artificial e máquinas pensantes

Máquinas pensantes

Um astrônomo que trabalha em um centro de pesquisa voltado para achar vida fora da Terra disse que a comunidade que procura por extraterrestres deveria voltar suas atenções para "máquinas pensantes".

Para o astrônomo Seth Shostak, que trabalha no Search for Extraterrestrial Intelligence Institute (Seti, em inglês), na Califórnia, em vez de procurar por sinais biológicos de vida alienígena, os cientistas deveriam buscar indícios de inteligência artificial.

Alguns cientistas do Seti argumentam que, em outros planetas, a vida pode ter-se desenvolvido seguindo padrões químicos e biológicos completamente distintos dos encontrados na Terra.

No entanto, para outros pesquisadores, algumas leis de bioquímica seriam universais, e os extraterrestres teriam um ciclo de vida semelhante ao humano, com nascimento, procriação e morte. Para esta corrente, também haveria evolução de espécies entre os extraterrestres, exatamente como acontece com a vida na Terra.

Tecnologias alienígenas

No entanto, para o astrônomo Seth Shostak, em vez de procurar rastros biológicos de vida extraterrestre - o trabalho do campo conhecido como astrobiologia, os cientistas deveriam concentrar seus esforços na busca por tecnologias alienígenas. Shostak defendeu a ideia em um artigo publicado na revista Acta Astronautica.

"Se você examinar as escalas de tempo no desenvolvimento de tecnologias, em um determinado ponto se inventa o rádio e logo em seguida já se está transmitindo. A partir disso, há uma chance de você ser encontrado por alguém", disse Shostak à BBC.

"Mas cerca de cem anos depois de inventar o rádio - pelo menos se nós formos nos usar como exemplo - você inventa máquinas pensantes. Nós provavelmente faremos isso neste século."

Para John Elliott, pesquisador da universidade britânica Leeds Metropolitan University, o artigo de Shostak segue uma linha de pensamento que é cada vez mais comum entre os pesquisadores do Seti.

"Depois de procurar por sinais por 50 anos, o Seti está percebendo que a forma como a nossa tecnologia evoluiu é provavelmente um bom indicador de como outras civilizações - se elas existem lá fora - estariam progredindo", disse Elliott.

Inteligência artificial

Tanto Shostak como Elliott concordam que encontrar sinais de "máquinas pensantes" pode ser mais difícil do que rastros biológicos extraterrestres, mas eles indicam que há novos caminhos a serem buscados.

Shostak afirma que a inteligência artificial teria uma tendência a se voltar para lugares com muita matéria e energia, as únicas coisas de potencial interesse aos extraterrestres no universo.

Com isso, o Seti deveria voltar seus esforços para estudar o centro das galáxias ou as proximidades de estrelas novas e muito quentes.

"Eu acho que nós poderíamos gastar pelo menos uma porcentagem do nosso tempo buscando em novas direções, que talvez não sejam as mais atraentes em termos biológicos, mas onde talvez algumas máquinas pensantes estejam presentes", escreve Shostak.

Quarto estado da matéria deixa físicos em êxtase

Quarto estado da matéria deixa físicos em êxtase
Além da beleza, as ondas de cisalhamento de Alfvén desempenham um papel importante nos dispositivos de fusão nuclear.
Plasma
Ao estudar os mistérios do plasma, o quarto estado da matéria, os físicos podem passar horas apenas admirando os fenômenos de extraordinária beleza com que se deparam.
Quando o Telescópio Espacial Hubble capta aquelas imagens vívidas de nuvens interestelares de gás ionizado, o que estamos vendo nada mais é do que um plasma interestelar.
E os cientistas do Large Plasma Device, um enorme laboratório de estudos do plasma, localizado na Universidade da Califórnia, estão mostrando que não é preciso olhar tão longe para ver eventos tão belos.
Imagens do plasma em 3D
As novas imagens em 3D produzidas no experimento mostram as chamadas ondas de cisalhamento de Alfvén, assim batizadas em homenagem a Hannes Alfvén, ganhador do Prêmio Nobel de Física em 1970, que previu sua existência.
Os plasmas suportam uma grande variedade de ondas, algumas delas bem familiares, como ondas de luz e de som. Mas uma grande variedade de ondas encontradas no plasma não existem em nenhum outro lugar. A onda de Alfvén é uma delas.
Com as mais novas tecnologias 3D desenvolvidas para o cinema, os cientistas estão ficando agora ainda mais boquiabertos, ao poder visualizar as ondas em três dimensões.
Um verdadeiro show de imagens tridimensionais geradas nos estudo do plasma está marcado para acontecer em Abril de 2011, durante a reunião anual da Sociedade Americana de Física.
Quarto estado da matéria deixa físicos em êxtase
Esta é a representação do campo magnético tridimensional de uma onda de Alfvén, conforme ela foi durante uma fração de milionésimo de segundo.
Ondas de Alfvén
Mas física não é só diversão: os cientistas estão demonstrando que as ondas de Alfvén são importantes em uma grande variedade de ambientes físicos.
As ondas de Alfvén são ondas magnetohidrodinâmicas de baixa frequência, que se propagam na direção do campo magnético através da oscilação de íons.
Elas desempenham um papel central na estabilidade dos dispositivos de confinamento magnético utilizados nas pesquisas sobre a fusão nuclear, dão origem à formação de auroras em planetas, e acredita-se que também contribuam para o aquecimento e a aceleração de íons na coroa solar.
As ondas de cisalhamento também podem causar aceleração de partículas ao longo de distâncias consideráveis no espaço interestelar

Som das estrelas ajuda na busca por planetas habitáveis

Sismologia estelar

Em uma tentativa de elucidar questões ainda misteriosas sobre o Sol, incluindo os impactos do seu ciclo de 11 anos sobre a Terra, uma equipe internacional de cientistas decidiu sondar uma estrela bem mais distante.

Ao monitorar as ondas sonoras emitidas pela estrela, a equipe observou um ciclo análogo ao ciclo magnético do Sol.

"Essencialmente, a estrela está tocando como um sino," diz Travis Metcalfe, coautor da pesquisa.

A equipe examinou as oscilações acústicas da estrela usando uma técnica chamada "sismologia estelar".

Os cientistas estudaram uma estrela conhecida como HD49933, que está localizada a 100 anos-luz da Terra, na constelação do Unicórnio.

Eles detectaram a assinatura de "manchas estelares", áreas de intensa atividade magnética na superfície da estrela que são semelhantes às manchas solares.

"Conforme ela se move através de seu ciclo, o tom e o volume dos sons se alteram em um padrão muito específico, deslocando-se para tons mais elevados com volumes mais baixos no auge do seu ciclo magnético."

Planetas habitáveis

A sismologia estelar poderá abrir caminho para a observação da atividade magnética de centenas de estrelas, ajudando a avaliar novos sistemas solares com potencial de abrigar vida.

Estudar muitas estrelas dessa forma vai ajudar os cientistas a entender melhor como os ciclos de atividade magnética podem variar de estrela para estrela, bem como os processos por trás de tais ciclos.

A sismologia estelar poderá ser especialmente útil para se entender os processos de atividade magnética que ocorrem dentro do Sol, inteiramente ligados à influência do Sol sobre o clima da Terra.

"Entender a atividade das estrelas que abrigam planetas é necessário porque as condições magnéticas na superfície da estrela podem influenciar a zona habitável, onde a vida poderia se desenvolver," o cientista Rafael Garcia, coautor do estudo.

A técnica também poderá permitir melhores previsões do ciclo solar e das tempestades geomagnéticas que resultam desse ciclo, fenômenos estes que podem causar grandes perturbações para as redes de distribuição elétrica e de comunicação.

Ciclos estelares

Para ouvir a estrela, os cientistas analisaram 187 dias de dados capturados pelo telescópio Corot, uma missão da qual o Brasil faz parte e cujo principal objetivo é encontrar exoplanetas.

O estudo descobriu que a HD49933 é muito maior e mais quente do que o Sol, embora seu ciclo magnético seja muito menor - pouco menos de um ano, em comparação com os ciclos de 11 anos do Sol.

O fato de outras estrelas terem ciclos magnéticos tão pequenos entusiasmou os astrônomos, que agora poderão monitorar ciclos completos das estrelas, usando tanto o Corot quanto o recém-lançado telescópio Kepler que, além de exoplanetas, também quer encontrar luas habitáveis em outros planetas.

"Quanto mais estrelas e ciclos magnéticos completos nós observarmos, mais poderemos colocar o Sol em perspectiva e explorar os impactos da atividade magnética sobre possíveis planetas girando ao redor dessas estrelas," concluem os cientistas.

Bibliografia:

CoRoT Reveals a Magnetic Activity Cycle in a Sun-Like Star
Rafael A. García, Savita Mathur, David Salabert, Jérôme Ballot, Clara Régulo, Travis S. Metcalfe, Annie Baglin
Science
27 August 2010
Vol.: 329. no. 5995, p. 1032
DOI: 10.1126/science.1191064