Aproveitando a deixa: o que são "Estrelas de Nêutrons"?

Fala, povo!

Seguinte... como eu já comentei aqui, hoje foi anunciada a primeira detecção de ondas gravitacionais provenientes de uma colisão de estrelas de nêutrons.

Tá, mas aí você me pergunta: o que são estrelas de nêutrons?

Uma estrela "normal" é formada inicialmente por hidrogênio, que ao queimar vai sendo convertido em hélio, carbono, oxigênio, nitrogênio... ao chegar ao final desse ciclo (conhecido como CNO), pode acontecer da energia liberada nas fusões nucleares ser insuficiente para compensar a atração gravitacional, e a estrela colapsa muito rapidamente, formando o que se conhece por supernova: uma explosão absurdamente brilhante e de curta duração (semanas ou meses). Ao final desse processo, o que fica pode ser uma estrela anã, um buraco negro (se a massa for muito grande) ou então uma estrela de nêutrons.

No último caso, a matéria se comprime tanto, e a temperatura fica tão alta, que os núcleos se desmontam em prótons, nêutrons e elétrons, e os prótons e elétrons reagem entre si, num processo conhecido como captura eletrônica, formando um nêutron e um neutrino - esse processo é muito favorecido nesse caso, já que os nêutrons não têm carga, enquanto os prótons e elétrons têm, e isso gera repulsão entre eles. Os nêutrons, então, se aglomeram formando algo equivalente a um enorme núcleo neutro, mantido coeso pela gravidade absurda gerada. Como esse núcleo enorme não tem eletrosfera (lembram que o núcleo ocupa só uma parte minúscula do átomo?), o que temos é uma estrela MUITO densa (provavelmente o objeto mais denso conhecido), com uma massa em torno do dobro da do nosso sol compactada em uma região de meros 10km de raio - menor até do que alguns asteroides que já colidiram com a Terra num passado remoto...

Enfim, é isso! Quem quiser mais informações, tem alguns links interessantes pra visitar...

https://www.universetoday.com/24219/what-is-a-neutron-star/

http://www.nationalgeographic.com/science/space/solar-system/neutron-stars/

http://www.portalsaofrancisco.com.br/astronomia/estrela-de-neutrons

E as ondas gravitacionais continuam fazendo a alegria da galera!

E aí, gentes?

Alguns talvez tenham ouvido o burburinho, mas ao longo da última semana a comunidade científica (em especial a astrofísica) estava em polvorosa: o pessoal dos dois grandes laboratórios detectores de ondas gravitacionais (VIRGO e LIGO) tinham anunciado uma conferência de imprensa conjunta pra hoje, pra divulgar a detecção de algo que nunca tinha sido visto antes.

O auê foi enorme: desde gente prevendo que tivesse a ver com aliens (extremamente improvável, já que ondas gravitacionais são boas pra "enxergar" coisas MUITO massivas - o tipo de coisa que não combina com vida) ou com viagens temporais (isso já poderia ser) até gente (eu, por exemplo!) achando que pudessem ter visto algo além do limite permitido com fótons (chamado de "desacoplamento de fótons" - em breve faço uma postagem explicando isso, mas a ideia é que o universo só se transformou em transparente para fóton a partir de uma certa idade, de modo que coisas mais antigas que isso não podem ser vistas pelos meios convencionais)...

Enfim, não era nada disso - era algo menos espetacular, mas nem por isso menos legal: pela primeira vez até hoje, os detectores de ondas gravitacionais e de fótons "enxergaram" o mesmo evento: uma colisão de estrelas de nêutrons. Acontece que até agora as ondas gravitacionais só tinham sido detectado colisões de buracos negros que, por definição, não emitem radiação gama (já que ela é "sugada" pelos buracos negros). Dessa vez, com a detecção simultânea, a comunidade científica pode testar várias hipóteses, inclusive a mais importante delas: que as ondas gravitacionais se propagam à mesma velocidade que a luz (o que tinha sido previsto por Einstein em 1915 e, essencialmente, demonstra que as ondas gravitacionais não podem ter massa).

http://www.sciencealert.com/it-s-official-gravitational-waves-have-given-us-colliding-neutron-stars

Ah, sim... você ficou curioso pra saber o que é uma estrela de nêutrons? Aguarde as cenas do próximo capítulo... ;-)

PS: já está no ar, aqui!

Prêmio Nobel de Física - 2017

AND THE WINNER IS...

Saiu o prêmio Nobel de Física de 2017, e esse era bola cantada. Foi pros três caras que coordenaram o projeto LIGO, o detector que este ano, depois de muitos anos de espera, detectou as ondas gravitacionais pela primeira vez.

Sobre as ondas gravitacionais, aliás, você já leu por aqui, em dois posts:

http://fisicapraquemtemmedo.blogspot.com.br/2016/02/ondas-gravitacionais.html

http://fisicapraquemtemmedo.blogspot.com.br/2017/01/mais-sobre-ondas-gravitacionais.html

O fim da aventura em Saturno (adeus, Cassini-Huygens)

Como alguns talvez saibam, hoje (15/09/2017) o "orbitador" (um satélite, essencialmente) Cassini mergulha em direção a Saturno, encerrando uma missão de 20 anos, desde o seu lançamento.

Lançada em 1997, a missão era composta de dois equipamentos: o orbitador Cassini e o módulo explorador Huygens, ambos destinados a entender um pouco melhor esse grande sistema que a gente chama de "Júpiter": enquanto a Cassini orbitaria o planeta, a Huygens pousaria em Titã, a maior de suas luas.

Em dezembro de 2004, o módulo Huygens foi lançado sobre Titã, levando mais de 20 dias para chegar à superfície e enviando dados impressionantes sobre essa lua rochosa, maior inclusive que o planeta Mercúrio (e menor apenas que a lua Ganimedes, de Júpiter). Aliás, Titã é a única das luas do sistema solar a ter uma atmosfera propriamente dita, o que a torna ainda mais interessante. Após o pouso, a sonda pode enviar dados por apenas pouco mais de 2h, até que a bateria se esgotasse; ainda assim, são os únicos dados de superfície que temos sobre alguma lua além da nossa.

Desde então o orbitador Cassini tem sobrevoado Saturno, enviando dados e mais dados sobre aquele sistema, desde informações sobre a composição do planeta e dos seus famosos anéis até dados sobre suas incontáveis luas (mentira, na última contagem estávamos em 62 - 7 descobertas pela Cassini).

Para um resumo de tudo o que a Cassini-Huygens fez e descobriu, recomendo os seguintes links:

http://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2017/09/cassini-tudo-sobre-missao-que-chegou-mais-perto-de-saturno.html

https://pt.wikipedia.org/wiki/Cassini-Huygens

Mas, pra quem quiser só se estarrecer com a beleza desse planeta tão interessante, que tal vez esses vídeos?

https://www.youtube.com/watch?v=3ubr151wrHQ

https://www.youtube.com/watch?v=pvJ0NTdZ3mQ

Aqui tem um vídeo lindo que a NASA fez pra dar "adeus":
https://www.youtube.com/watch?v=xrGAQCq9BMU

E, pra quem quiser ver ao vivo o final da missão, ele está online aqui:
https://www.youtube.com/watch?v=6CAoSGgb3AY

Até a próxima!

Mais sombras negras sobre o modelo padrão!

Quem andou lendo as postagens mais antigas por aqui, já ouviu falar bastante do Modelo Padrão - a "teoria de quase tudo" que junta todas as interações fundamentais, menos a gravidade.

Desde a descoberta do Bóson de Higgs, pelo menos por três vezes (aqui, aqui e aqui) discutimos resultados recentes que pareciam desafiar as previsões do modelo padrão (ainda que a última delas, a "quase descoberta" de uma nova partícula pelo "excesso de difótons de 750 GeV" tenha se mostrado um engano)...

Essa semana, surgiu mais uma pesquisa que parece desafiar as previsões do modelo padrão: três laboratórios diferentes (um nos EUA, um na Suíça e um no Japão) identificaram um mesmo comportamento na interação de uma partícula chamada "tau" - a irmão "pesadona" do elétron (além das duas, há o "irmão do meio", o múon).

Acontece que o tal Modelo Padrão diz, com todas as letras, que esses três irmãos têm que interagir de forma exatamente igual com as outras coisas, apesar de terem massas e meias-vidas (a "duração") muito diferentes - isso é chamado de "universalidade de léptons". O elétron é super bem conhecido, e o múon já foi estudado de todos os jeitos, sempre confirmando a previsão. O tau, por outro lado, é super difícil de produzir, então não era tão bem estudado assim... 

Aí entram em cena os superaceleradores de partículas atuais, e sua capacidade enorme de examinar a natureza de jeitos nunca antes vistos... Entre eles, três experimentos procuravam exatamente examinar o comportamento desse tal tau (trocadilho ruim esse, não?). E os resultados dos três experimentos mostra a mesma coisa: parece que o tau interage mais fortemente que seus dois irmãos menores - o que viola a tal "universalidade" e, por sua vez, bate de frente com o que diz a teoria mais aceita do mundo...

Os resultados dos três laboratórios, combinados, dão 99,5% de certeza de que o tau interage mais fortemente que os outros dois (em linguagem estatística, isso são 4 sigma) - mas, pra ciência, isso ainda não é o bastante pra bater o martelo, a regra é exigir 99,9% de certeza (a "regra dos 5 sigma"). Isso significa que vamos continuar medindo, de preferência de alguma forma diferente (pra evitar erros sistemáticos - ou seja, erros "de projeto" da medida), até chegar lá.

SE chegarmos lá, os físicos de partículas vão ter um trabalho árduo pela frente, e duas opções: tentar "ajustar" o modelo padrão pra acomodar esse fato novo, ou criar um novo modelo que o substitua - e nem eles se arriscam a dizer que novos fenômenos podem/devem aparecer caso isso venha a acontecer - afinal, aqui vem algo parecido com o tal "efeito borboleta": uma pequena mudança em algum dos pilares fundamentais de uma teoria pode causar (e, normalmente, causa) uma série de conseqüências imprevisíveis!

Enfim, isso é um ótimo exemplo da ciência trabalhando do jeito que ela sabe fazer: questionando (com medidas experimentais reprodutíveis!) até mesmo as teorias mais bem estabelecidas, mas exigindo um altíssimo grau de confiança antes de afirmar qualquer coisa.

Até mais!!!

A NASA liberou TODO o acervo de fotos!

Essa é pros fãs de astronomia e fotografia:

A NASA liberou todo o seu acervo de fotos pra download! O site é bem legal e intuitivo, é só procurar o que você quer e pronto! Tem fotos de reuniões (argh!), lançamentos... e, claro, muitas fotos espaciais - e em ótima resolução!

Vale, MUITO a pena!

https://images.nasa.gov/

Sobre os riscos de usar energias não estocáveis...

Bons dias a todos!

Como eu trabalho na área nuclear, volta e meia o assunto "energia nuclear" aparece nas conversas... Já expliquei como funciona um reator nuclear, o que pode vir a ser um reator de fusão nuclear, e coisa e tal, e até já dei uns dois dedos de prosa sobre o conceito de energia limpa.

De modo geral, quando a gente discute as necessidades energéticas de um país, muita gente vem sugerir que precisamos apostas em energias "verdes", como a solar e a eólica. O argumento, sem dúvida, é tentador: são energias que estão aí e estamos "desperdiçando" e cujo uso praticamente não vai ter custos ambientais (voltem à discussão sobre energias limpas pra ver por quê isso não é bem verdade)...

À parte a "limpeza" delas, o fato é que essas energias são chamadas de "sazonais" por não serem facilmente estocáveis e, portanto, terem sua produção muito dependente de fatores externos. Isso significa que a sua produção pode variar muito se faltar vento, ou se houver um período mais longo de chuvas - mais mundanamente, a energia solar só é utilizável de dia, e é um problema no inverno de longas noites de latitudes mais altas. Por esse motivo, é lugar-comum entre quem é da área que não se pode colocar essas energias na "base" do sistema energético - afinal o coração do sistema tem que ser baseado em alguma energia cuja produção confiável e constante.

A Alemanha, nos últimos anos, tem tentado mudar isso, reduzindo cada vez mais a sua "base" e apoiando uma parte grande (ainda assim, menos de 50%) da sua matriz energética nas "energias verdes".

O resultado? Blecautes, e aumento nas emissões de CO₂ porque eles acabam tendo que correr atrás de termelétricas a carvão...

http://abides.org.br/alemanha-enfrentando-blackouts-porque-o-vento-e-o-sol-nao-cooperam/

Moral da história? Que tal apostar em políticas de redução de consumo? E, enquanto a energia de fusão não vira solução (diz a piada que vai demorar mais 30 anos, já há mais de 30 anos), o jeito é irmos apostando nas energias confiáveis que temos por aqui: hidrelétrica, termelétrica a gás ou carvão e... nuclear (que, por incrível que pareça, continua sendo a mais limpa delas).

É isso! Abração e até a próxima!

Os Grandes Mistérios da Física

Uma lista interessante de problemas em aberto na Física atual (ou, em outras palavras, coisas que a ciência, de fato, ainda não sabe - e sabe que não sabe)!

http://hypescience.com/os-18-maiores-misterios-nao-resolvidos-em-fisica/

Palpites (absolutamente sem base)?

1) Energia escura: algo aqui me cheira mal, não estranharia se isso não existisse (por exemplo, pode surgir algum fenômeno quantico-relativístico que explique isso sem a tal "energia escura);

2) Matéria Escura: essa tenho certeza que detectaremos nos próximos 10 anos;

3) Essa coisa da seta do tempo acho que vai continuar sendo uma questão apenas filosófica;

4) Mais uma questão apenas filosófica: pela própria definição os universos paralelos não podem interagir entre si, ou seja, não teríamos como "ver" outro universo;

5) Por quê há mais matéria que antimatéria: pra mim isso é o resultado de alguma diferença infinitesimal na origem do (nosso) universo, algo que pode ter a ver com o princípio da incerteza de Heisenberg - enquanto 99,99999999% da matéria do universo se aniquilou com a antimatéria virando energia, este restolho que sobrou formou tudo o que a gente conhece;

6) O destino do universo: aqui é palpite puro e simples, mas gosto da ideia do universo fechado (e de imaginar quais leis da física seriam alteradas na contração);

7) Como medidas colapsam funções de onda: pra mim, mais uma discussão que fica na esfera da filosofia - isso é simplesmente uma propriedade fundamental;

8) A teoria das cordas... quando entrei na faculdade ouvia gente dizendo que "quem estuda isso hoje é um desempregado de amanhã"... quase 30 anos depois, eles ainda estão aí, e continuam no mesmo lugar - e não vejo muito mais pra onde ir. Sinto que em uns 20 anos alguém vem com algo mais eficaz - e, provavelmente, muito menos "palpável";

9) A ordem no caos: mais uma vez, pra mim isso fica pra filosofia - o caos me parece ser absolutamente aleatório por definição;

10) As forças do universo: acharia muito estranho (e, pra falar como físico, "deselegante") se elas não se unificassem - mas, pelos motivos expostos no link, duvido que a gente veja o povo chegar lá tão cedo.

11) O que acontece dentro de um buraco negro: uma possibilidade intrigante é que todo buraco negro seja um buraco de minhoca, ou seja, tenha uma saída em algum lugar. Mas não me sinto em nada desconfortável com a ideia de que o que cai lá some de vez - e a tal "informação" não se perde, só fica fora do nosso alcance (e lá se vai o paradoxo), ao menos até o momento em que tudo exploda de novo (supondo que estejamos em um universo fechado).

12) Singularidades nuas: me espantaria MUITO se elas existissem.

13) Violação de simetria: isso tem cheiro de ser efeito de alguma interação fundamental ainda desconhecida (mais ou menos como a força fraca, que permite que prótons se transformem em nêutrons e vice-versa, além de "criar" neutrinos);

14) Ondas sonoras que criam luz: essa não dou 10 anos pra ser desvendada.

15) O que está além do Modelo Padrão: palpite: a última atualização do LHC deve dar grandes dicas a respeito em breve - e os experimentos sobre matéria escura também.

16) Constantes fundamentais: o sonhos de todo físico que se preza é ter um universo que derive completamente de equações, sem nenhum postulado (ou seja, que os valores das constantes sejam, de alguma forma, originados em alguma verdade fundamental) - mas eu acho que algumas constantes - uma ou duas - são algo de que nunca vamos conseguir nos livrar: elas estão lá, e pronto...

17) A gravidade: aqui aposto tudo nos grávitons - só não sei se vai ser fácil detectá-los em menos de 20 anos.

18) O "falso vácuo": mais uma que eu deixo pra filosofia.

Os Anéis de Saturno, vistos BEM de perto!

Pra quem se lembra, ano passado comemoramos o fato de uma sonda (Cassini) ter pousado em uma das luas de Júpiter (Titã), o que nos traria muito mais informações sobre o mais bonito dos planetas do nosso sistema solar. (Aliás, quem quiser sabem mais sobre a viagem de Cassini e o que pretendemos aprender com ela, tem um ótimo texto aqui).

Agora, com sua missão já chegando perto do fim, começamos a ver fotos lindas dos anéis de Saturno... como essas aqui:

Ah... as fotos são da Nasa!

Até a próxima!!!!!!!!!!!

Mediram raios-x da antimatéria!

Bom dia a todos!

Quase deixei passar essa, mas deixem-me corrigir o lapso!

Duas semanas atrás, o CERN (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares - a sigla é em francês!) anunciou que, pela primeira vez na história, mediram a emissão de raios-X de um átomo de antimatéria!

O que isso quer dizer? Vamos por partes...

A antimatéria, da qual tanto se ouve falar em filmes de ficção científica, é essencialmente um conjunto de partículas (as "antipartículas") que são idênticas em tudo às que compõem a matéria como conhecemos, só que com um "sinal trocado"... um elétron, por exemplo, tem uma certa massa e uma carga de -1e, enquanto sua antipartícula, o pósitron, tem a mesmíssima massa, mas uma carga de +1e (como curiosidade, 1e são 1,60217662×10^-19 Coulomb) - e TODAS as partículas conhecidas têm sua antipartícula! Além disso, quando uma partícula de antimatéria se encontra com sua irmã de matéria normal, as duas se destroem (em termos exatos, se aniquilam), liberando energia.

Bom, o tal modelo padrão (do qual já falamos por alto aqui) diz que, tirando esse pequeno detalhe (as cargas invertidas), matéria e antimatéria devem ser rigorosamente idênticas. Ou seja, um átomo de hidrogênio "normal", formado por um elétron que orbita um próton, deve ter todas as características atômicas idênticas a um átomo de "antihidrogênio", que tem um pósitron orbitando um antipróton (a antipartícula do próton, que tem a massa igual à dele e carga -1e, ao invés da carga +1e do próton).

Aí é que entra o experimento do CERN: eles conseguiram criar uma quantidade de átomos de "antihidrogênio" (o que é bem difícil, já que se o pósitron encontrar um elétron ou se o antipróton encontrar um próton, a coisa já era) e excitá-los usando um laser. Quando isso acontece, alguns elétrons (ou, nesse caso, antielétrons) são excitados até órbitas de maior energia e, ao retornar à condição anterior, o átomo emite raios-X cuja energia é igual ao "troco" da energia das órbitas...

O resultado? As emissões do antihidrogênio são idênticas às do átomo de hidrogênio "normal", exatamente como previsto pelo modelo padrão!

Mais uma vitória do Modelo Padrão... e menos uma chance da gente vivenciar a descoberta de algo totalmente novo (afinal, na ciência, as grandes descobertas vêm quando um experimento não dá o resultado que a teoria previa...)!

Mais sobre ondas gravitacionais!

Pra muita gente, a grande descoberta dos últimos tempos não foi o Bóson de Higgs, mas a detecção de ondas gravitacionais, que aconteceu nos últimos 2 anos.

Em ambos os casos, as descobertas eram esperadas, ansiosamente, e confirmaram previsões teóricas. Por quê, então, as ondas gravitacionais seriam mais importantes (ou interessantes)?

Enquanto a detecção do Bóson de Higgs apenas confirmou uma teoria (o modelo padrão, que diz do que são feitas as coisas que a gente conhece), a detecção das ondas gravitacionais, além de confirmar uma previsão teórica da teoria da relatividade geral de Einstein, ainda nos fornecem uma ferramenta completamente nova para observar o universo! Lembrem-se que, até hoje, nosso conhecimento do universo se resumia ao que podia ser observado usando-se ondas eletromagnéticas (desde ondas de rádio e luz até radiação X e gama) ou então partículas subatômicas, cujas vidas médias são em geral muito curtas (à exceção dos elétrons e prótons)...

Com a comprovação de que podemos observar ondas gravitacionais, ganhamos uma ferramenta completamente nova, que "vê" coisas completamente diferentes, para as quais éramos cegos até agora!

Ficou curioso? Quer saber mais sobre o que é isso? Esse vídeo (em inglês) é super didático, e recheado de informação interessantes e importantes!

https://www.youtube.com/watch?v=AFhOzhe9mg4

E até a próxima!