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O tempo voa, mas a Relatividade Geral continua numa boa.

A Relatividade Geral é a teoria que descreve de maneira clássica os fenômenos gravitacionais, foi proposta por Einstein no início do século XX e prevê que o fluxo do tempo é menor na vizinhança de um corpo massivo do que longe dele. Este fenômeno já foi medido várias vezes e, apesar de ser insignificante para percebermos, é importante para os sistemas de localização como o GPS.

Nesta semana a revista Nature publicou (18/Fev/2010) o resultado de um experimento que estabeleceu que Einstein estava pontualmente correto, dentro da margem de erro do experimento, 7 partes em um bilhão.  E isto foi feito em um laboratório com luz laser na University of California. A técnica de armadilha a laser permitiu aos pesquisadores fazer medidas incrivelmente precisas em uma bancada de laboratório, em contraste a experimentos da grandiosidade como a do LHC ou LIGO.

Tentar explicar este avanço na precisão da Relatividade Geral pode ser complicado para os especialistas. Tem gente que tenta, mas não dá muito bom resultado:

Relatividade Geral mal explicada
Relatividade Geral mal explicada

Apollo 11: Missão cumprida há 40 anos

Apollo 11 logo
Apollo 11 logo

O programa Apollo dos Estados Unidos começou em 1961 no governo Kennedy, democrata e terminou em 1973 no governo Nixon, republicano. Foram 17 missões, quase todas elas bem sucedidas em um contexto de uma corrida espacial e guerra fria com a União Soviética.

Hoje comemoramos os 40 anos da décima primeira missão na qual dois homens pousaram e pisaram na Lua pela primeira vez.

Para refazer a viagem que os astronautas fizeram veja a animação do Kennedy Museum.

Este ano comemoramos também os 400 anos em que Galileo olhou para a Lua com mais detalhes, mas ao ser humano não basta ver com os olhos (sic) ou mesmo com auxílio de lunetas e telescópios. Tem que pegar com as próprias mãos se possível. E por isto o homem foi, pousou e pisou na Lua e da lá trouxe uns 20 kg de amostras para que pudéssemos contemplar com as nossas própias mãos.

Veja a foto do local do pouso do módulo Eagle:

Local de pouso da Eagle do Apollo 11
Local de pouso da Eagle do Apollo 11

Atualmente os cientistas querem conhecer mais detalhes ainda da Lua com satélites artificiais que têm coletado muitos dados do nosso grande satélite natural. Por exemplo, quais são as variações do campo gravitacional lunar (que é menos intenso que o terrestre). Veja a ilustração:

Variações do campo gravitacional lunar
Variações do campo gravitacional lunar

Estas variações do campo gravitacional são indicativos de composições não homogênea da Lua.

Tudo indica que outras viagens tripuladas à Lua vão acontecer novamente, talvez como ponto de apoio para uma viagem ainda mais ousada, mas plenamente possível atualmente: pisar em Marte.

Quem viver, verá.

O que aconteceu antes do Big Bang?

Esta é uma pergunta frequente feita por quem começou a estudar ou ler sobre cosmologia.

As respostas curtas são: só Deus sabe; ninguém sabe.

Se soubéssemos da gravitação quântica, da massa de Higgs (LHC pode ajudar), da matéria e da massa escura saberíamos algo mais dos eventos logo após o que entendemos ter sido o Big Bang. Mas não antes, se é que haveria um antes.

A gente nunca está satisfeita com o que já sabemos! E isto é interessante nas ciências: a cada nova descoberta ou resposta, novas perguntas e inquietações.

Vamos por partes. Quem faz esta pergunta já tem noções da Cosmologia moderna, mas reproduzo o texto sintético e cuidadoso do Dr. Rogério Rosenfeld

Cosmologia é a Ciência que estuda a estrutura, evolução e composição do universo.

Reproduzo também duas ilustrações de uma publicação de The National Academic Press

que resumem, sem muitas palavras (in English) o modelo cosmológico padrão.

O que aconteceu antes do Big Bang só pode ser respondido se entendermos o que aconteceu no Big Bang. Há pesquisas, teóricas obviamente, que abordam algumas especulações, usando a metodologia científica, isto é, faz-se modelos matemáticos e explora-se o que seriam suas previsões de observações. Se elas forem compatíveis, o modelo pode ser aprimorado para fornecer novas previsões e assim por diante. Se as previsões forem incompatíveis com as observações, o modelo é descartado! Nesta linha há alguns físicos teóricos trabalhando no que é chamado de Cosmologia Quântica.

Eventualmente a compreensão do que é o Big Bang, vai tornar a pergunta “o que aconteceu antes”, sem sentido. Mas não custa perguntar por enquanto.

Dica da Plus Magazine

Informação e Gravitação: Terra, Lua, Buraco Negro

GRACE measure gravity at Amazon basin

Muita informação pode se obtida a partir das medidas de campos gravitacionais. Satélites artificiais terrestres vêm medindo com precisão (uma parte de um milhão) o campo gravitacional gerado pela Terra como um todo.

A precisão é tamanha que a altura das camadas úmidas na Amazônia pode ser monitorada. Veja arquivo WATER MANAGEMENT do projeto GRACE e a figura ao lado.

Gravidade da lua

Um outro projeto, o GRAIL, pretende medir com precisão a aceleração da gravidade da Lua. O conhecimento da gravidade permite conhecer o interior do corpo. O procedimento matemático é semelhante ao utilizado nos aparelhos de Raios-X para os médicos verem o interior de nosso corpo.

A distribuição de massa da Lua cria um campo gravitacional não muito homogêneo. As missões que chegaram à Lua sabem disto e já conhece-se razovelmente suas anomalias. No entanto, para ter novas missões tripuladas, deve-se conhecer com mais detalhe e precisão.

meteoros na lua

Aliás, a NASA está monitorando até mesmo a quantidade de meteoros que atinge a Lua. Em 30 meses contaram mais de 103 explosões. Veja a imagem acima.

Observe que a distribuição dos locais de explosão não é uniforme. Você tem alguma idéia de por que?

Uma outra notícia trata de gravitação, mas desta vez, de gravitação quântica de Buracos Negros, um dos grandes desafios da Física Teórica atual. Um resultado, ainda que parcial pois envolve uma simplificação significativa (buracos negros em um espaço de duas dimensões), mostra que toda a informação aparentemente perdida no colapso a um Buraco Negro está contida nos meandros da gravitação quântica, e neste sentido, não se perde para sempre.

Só para lembrar, um buraco negro clássico não revela do que ele foi feito. Se foram navios ou trens, as únicas informações disponíveis para os que ficam do lado de fora, é a quantidade de energia-massa, rotação e carga elétrica. A radiação semi-clássica proposta por Hawking (explicação diagramática abaixo) abriu uma série de problemas sobre a informação escondida nos buracos negros.

O novo estudo teórico afirma que a informação não se perde, mas está codificada nas estruturas quânticas do espaço-tempo. Read Information ‘not lost’ in black holes or arXiv:0801.1811v2 [gr-qc].

Pesquisador e Orientador John A. Wheeler (1911-2008)

John A. WheelerO professor Wheeler faleceu recentemente com quase 97 anos. Em vida fez grandes contribuições à Física Teórica, especialmente a Relatividade. Tive o prazer de conhecê-lo na University of Texas at Austin. Eu estava fazendo o doutorado e já conhecia seu legado.

Não foi o caso quando eu estava fazendo a graduação. Cometi uma gafe horrível em um seminário da disciplina Eletrodinâmica Relativística.

Eu estava todo empolgado por ter entendido as funções de Green avançada e retardada, sua combinação e interpretações em Eletrodinâmica e disse

… o Feynaman e um tal de Wheeler aplicaram …

Imediatamente o prof. Colber repreendeu-me.

Opa. O Wheeler foi o orientador do Feynman e tem contribuições à Física Teórica em termos de artigos e orientações comparáveis ou até maiores que as de Feynman

Pedi mil desculpas, todo vermelho de vergonha. Eu estava tratando deste artigo: John Archibald Wheeler and Richard Phillips Feynman Classical Electrodynamics in Terms of Direct Interparticle Action (1949) e outras referências.

Ao rever o artigo, fiquei nostálgico e tive vontade de demonstrar meu pesar e deixar minha homenagem a Wheeler.

Read more:

Cosmologia: Os valores médios observados

O grupo WMAP da NASA publicou 9 artigos resumindo 5 anos de observações cosmológicas. A principal observação é a variação da temperatura cósmica de fundo. Isto é, tirando as fontes pontuais como estrelas e galáxias, há uma radiação eletromagnética de fundo com espectro de um corpo em equilíbrio térmico a temperatura de 2,725 K. As flutuações podem ser apreciadas na figura abaixo.
Variação da Temperatura na Radiação Cósmica de Fundo

As observações cosmológicas já enterraram várias especulações ou dúvidas dos anos 1990s. Já sabemos muito em relação ao que sabíamos. Mas a observação de que a maior parte do universo consiste em energia e matéria escuras mostra que falta muuuuito pare entendermos o universo. O que vemos nos céus e o que somos compreende apenas 4,6% (em densidade de energia) do Universo. A nossa existência fica escondida no erro das nossas estimativas.

Read more at the Bad Astronomer or at Cosmic Variance.

Eclipse da Lua e passagem (explosão) do USA193

Lua VermelhaEsta noite de quarta-feira 20/Fev/2008, a partir das 21h35m (horário de Brasília) teremos um eclipse lunar (Lua entra na sombra da Terra). Veja mais informações no Física na Veia.

A Lua vai começar a se avermelhar ou ficar amarronzada às 22h43m. O espetáculo tem vários momentos, todos bem suaves e graduais vai terminar na madrugada da quinta-feira às 02h09m. UPDATE: Pessoalmente só vi nuvens e chuva. De novo. Vivam as telecomunicações e a internet para ver o que os outros viram. Que inveja!

Assim, se você estiver animado ou acordado para ver outro satélite, não na sua glória como a Lua mas sim na sua decadência, agora literal, mas desde a sua concepção, moral, veja o satélite espião que está gradativamente caindo. Em um ano caiu de 360 km para 247 km de altura.
satelite em queda

Para a região metropolitana de Campinas ele vai ser visível a olho nú (se não tiver nuvens) por um breve momento às 04h14m olhando ao leste. Ele passa rápido e tem a aparência de um ponto luminoso quando o Sol incidir sobre ele. Veja mais detalhes no Física na Veia ou informações em tempo real no site Heavens Above. Espero que não caia na cabeça de ninguém. UPDATE: A marinha americana explodiu o satélite USA193 com um míssel em torno da 01h30m desta quinta-feira.

satelite usa193