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quinta-feira, 21 de março de 2013

Retrato do universo quando muito jovem



O telescópio Planck da Agência Espacial Europeia, lançado em 2009, revela uma imagem do Universo tal como era apenas 380 mil anos depois do Big Bang.

A cartografia mais detalhada de como era o Universo 380 mil anos depois do “Big Bang” foi divulgada esta quinta-feira, dia 21 de Março de 2013. O mapa do Universo agora apresentado baseia-se em dados recolhidos durante 15 meses pelo telescópio espacial Planck.



O telescópio Planck registou, por todo o espaço em seu redor, o registo fóssil dos primeiros fotões (partículas de luz) que surgiram no cosmos, depois de uma viagem de mais de 13 mil milhões de anos até chegarem até nós. Esses fotões chegam-nos em radiação electromagnética com a frequência das micro-ondas e correspondem ao que se designa por radiação cósmica de fundo.

No mapa agora obtido é possível identificar pequeníssimas variações na temperatura de diferentes pontos do Universo quando muito jovem. De acordo com o modelo cosmológico padrão, essas flutuações terão surgido durante um período breve de expansão acelerada do Universo, processo designado por inflação. Esses pontos mais quentes terão dado origem a todas as galáxias, incluindo, naturalmente, a nossa Via Láctea.

Este mapa vai permitir aos astrofísicos fazer uma viagem no tempo até momentos muito próximos da origem do Universo, caracterizado por um fluído quente e denso constituído por protões, eletrões e fotões a uma temperatura de cerca de 2700ºC. Quando os protões e os electrões interagiram para formar átomos de hidrogénio, os fotões puderam “escapar”. É a luz desses primeiros momentos que foi agora melhor cartografada. À medida que o Universo se expandiu, o comprimento de onda dessa luz foi “esticada” até às micro-ondas com uma temperatura de só 2,7 acima do zero absoluto e que hoje remanescem como ricos testemunhos desses “tempos”. 
"Ousámos olhar o Big Bang de muito perto", o que permitiu "uma compreensão da formação do Universo" vinte vezes melhor que antes, felicitou-se o diretor-geral da Agência Espacial Europeia (ESA), Jean-Jacques Dordain, apresentando em Paris os primeiros resultados do trabalho do Planck.


António Piedade

domingo, 10 de março de 2013

UMA VISÃO NOVA E EXTRAORDINÁRIA DO UNIVERSO


Ciclos de tempo - Uma visão nova e extraordinária do Universo” é o novo livro do físico-matemático inglês Roger Penrose, publicado pela Gradiva na sua premiada colecção “Ciência Aberta", com o nº. 198. Neste livro, o prestigiado físico-matemático Inglês propõeum novo modelo cosmológico do universo.

Esta primeira edição portuguesa de “Ciclos de tempo” (Fevereiro de 2013) foi traduzida por Nelson Rei Bernardino a partir da obra original inglesa publicada primeiramente em 2010. É pois um livro bem recente (ler um excerto aqui), escrito de forma cativantemente rigorosa por Roger Penrose, cientista octagenário, conhecido do grande público por várias e notáveis obras de divulgação científica que alcançaram reconhecimento do grande público e êxito mundial. Esta obra adiciona-se a outras três do mesmo autor também publicadas entre nós pela Gradiva, a saber: “A Mente Virtual”, “A Natureza do Espaço e do Tempo” e “O Grande, o Pequeno e a MenteHumana”.

Na sua carreira científica Penrose distinguiu-se sobretudo pelas contribuições para a cosmologia em geral e em particular a relatividade geral. «Autor de várias descobertas que em muitos casos criaram conceitos baptizados com o seu nome, entre eles as escadas de Penrose ou as desigualdades de Penrose».

Neste livro Roger Penrose aborda «um dos mistérios mais profundos do nosso universo» que «é o enigma da sua origem». Está estruturado em três partes intituladas “O mistério da segunda lei”, “O carácter curiosamente especial do Big Bang” e “Cosmologia cíclica conforme”. O livro inclui ainda dois apêndices, de leitura naturalmente facultativa, devido aos seus cálculos tecnicamente mais complexos.



Nesta obra Penrose descreve não só “os principais modelos da cosmologia relativista clássica, mas também vários desenvolvimentos e enigmas que surgiram desde a descoberta da radiação cósmica de fundo”, a qual veio transformar a cosmologia numa ciência exacta e sustentado a ideia de que este universo terá tido origem no evento designado por Big Bang.

Ao longo de 275 páginas são revistas e analisadas, progressivamente e de forma rigorosa,questões que estão na fronteira da cosmologia actual: o que veio antes do Big Bang e o que estará para lá dos buracos negros.

Através de uma análise abrangente da segunda lei da termodinâmica, que nos acompanha ao longo de todo o livro, e da geometria do espaço-tempo, Roger Penrose propõe um modelo cosmológico do universo – a Cosmologia Cíclica Conforme - em que a «expansão acelerada do nosso Universo pode ser interpretada como o Big Bang de um novo mundo».

A segunda lei da termodinâmica é um princípio físico-químico segundo o qual «as coisas vão ficando cada vez mais desorganizadas à medida que o tempo passa». Ou seja, e por outras palavras, esta lei descreve a tendência continuamente crescente da «desordem» no Universo, ou, de um modo um pouco mais rigoroso, descreve o aumento de entropia com o tempo num sistema isolado.

A nova proposta cosmológica de Penrose (a cosmologia cíclica conforme), integradora do conhecimento actual, merece uma leitura atenta e reflexão crítica: ajuda-nos a compreender o Universo de que fazemos parte, e contribui para a reflexão filosófica de sempre sobre a sua origem e natureza da sua evolução.

Este livro é, assim, de leitura imprescindível para uma actualização sobre o nosso conhecimento do Universo, desde antes do passado ao futuro do tempo no espaço, do infinitamente pequeno intangível da física de partículas ao astronomicamente longínquo das fronteiras em expansão.

António Piedade

domingo, 17 de fevereiro de 2013

Descoberta a origem dos raios cósmicos





Os raios cósmicos são constituídos por partículas subatómicas que se deslocam através do espaço a velocidades muito próximas da velocidade da luz. Cerca de 90% deles são protões e atingem a Terra constantemente.

Foram descobertos entre 1911 e 1913 pelo físico austríaco Victor Franz Hess por medições efectuadas com contadores de radiação (contadores geiger) colocados em balões atmosféricos. Hess verificou que a crescente ionização observada a grandes altitudes era devida à acção de uma radiação desconhecida provinda do espaço. Chamou a estas radiações “raios cósmicos” e viria a ganhar o prémio Nobel da Física em 1936 por esta descoberta.





Desde então os astrofísicos postularam que a origem desta radiação proviria do que resta das explosões de estrelas no final das suas vidas, ou seja, das remanescentes de supernovas. Contudo, na viagem através das galáxias estas partículas carregadas dos raios cósmicos sofrem desvios causados pelos campos magnéticos dos astros. Estes desvios nas trajectórias fazem com que seja praticamente impossível detectar a sua origem e assim dificultar a sua associação com uma remanescente de supernova específica.

Agora, foram publicados dois artigos na revista Science que demonstram que as remanescentes de duas supernovas emitiram e aceleram raios cósmicos, resolvendo um mistério centenário.

Um dos artigos foi publicado na edição de 15 de Fevereiro da revista Science (Science,2013; 339 (6121): 807) e relata as observações da remanescente de supernova IC 443 efectuadas pelo Telescópio Espacial Fermi da NASA.


Supernova IC 443 (Créditos NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration, NOAO/AURA/NSF, JPL-Caltech/UCLA)


O outro artigo, da autoria de uma equipa de astrónomos europeus, foi publicado na edição avançada online da Science no dia 14 de Fevereiro (Science,2013), e foi o primeiro estudo a utilizar um espetrógrafo de campo integral, instalado no Very Large Telescope, no Chile, do Observatório Europeu do Sul, para analisar os restos da supernova SN 1006.



Supernova SN 1006 (Créditos - Radio: NRAO/AUI/NSF/GBT/VLA/Dyer, Maddalena & Cornwell, X-ray: Chandra X-ray Observatory; NASA/CXC/Rutgers/G. Cassam-Chenaï, J. Hughes et al., Visible light: 0.9-metre Curtis Schmidt optical telescope; NOAO/AURA/NSF/CTIO/Middlebury College/F. Winkler and Digitized Sky Survey.)


Esta supernova brilhante foi observada no ano de 1006 (d. C.) em vários lugares do hemisfério sul da Terra como uma nova estrela nos céus muitas vezes mais brilhante do que o planeta Vénus e podendo mesmo ter rivalizado com a luminosidade da Lua cheia.

Assim, e pela primeira vez, as observações sugerem que a presença de partículas muito rápidas no gás da remanescente de supernova podem ser as percursoras dos raios cósmicos.



António Piedade


sexta-feira, 15 de fevereiro de 2013

OUTRAS TERRAS NO UNIVERSO



Quando é que a humanidade se deu conta da existência de planetas? Quando é que a Terra “deixou” de ser o centro do Universo? Quem foi que imaginou pela primeira vez a existência de outros mundos nas estrelas? Como é que sabemos de que é que as estrelas são feitas e a que distância estão de nós? Como e quando foi descoberto o primeiro planeta (exoplaneta) fora do nosso sistema solar? Como é que os astrofísicos descobrem planetas a orbitar as estrelas que vemos no céu? Como é que os cientistas procuram vida nesses exoplanetas distantes?

As respostas a estas e outras perguntas encontram-se no livro “Outras Terras no Universo – uma história da descoberta de novos planetas”, publicado pela editora Gradiva em Novembro de 2012, na colecção Ciência Aberta, com o número 197.


Este livro, que conta a história fascinante da descoberta de planetas, começando com os do nosso próprio sistema solar, está escrito na primeira pessoa do singular, mas também na primeira do plural. Na primeira pessoa, pois um dos autores, o português Nuno Cardoso Santos, investigador do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto e do Observatório Europeu do Sul, um dos reputados astrofísicos mundiais que participam na descoberta de novos planetas, assume a sua individualidade narrativa ao nos apresentar a história e evolução da descoberta dos exoplanetas, numa escrita debruada com suspense e algum mistério, o que nos prende à leitura só por si já cativante.

A narrativa decorre também na primeira pessoa do plural uma vez que os cientistas Luís Tirapicos e Nuno Crato, entusiastas da astronomia e da excelência na divulgação de ciência, compartilham a co-autoria do texto final.

A narrativa guia-nos cronologicamente desde o pensamento grego atomista, até ao espanto e fascínio da descoberta de exoplanetas, mas também da dificuldade da sua investigação. Descreve-nos, várias vezes ao longo do livro, aspectos do método experimental científico, “nuances” das personalidades dos cientistas que modulam as relações entre eles e a apresentação das suas descobertas, os avanços e recuos próprios do conhecimento científico assente em resultados que são alvo do escrutínio e verificação rigorosa pela comunidade científica internacional, resultados dependentes da tecnologia existente numa dada altura e de como os avanços desta permitem descobrir o que antes não era possível, ver o que antes se julgava aí não estar.

O livro é de leitura muito acessível e a informação está apresentada de uma forma clara e rigorosa. Ao longo de 217 páginas agrupadas em 9 capítulos (a saber: A pluralidade dos mundos habitados; A descoberta do sistema solar; Em busca de outros mundos: da teoria às primeiras tentativas; Afinal existem outros planetas?; Outros “sistemas solares”; Trânsitos: um novo olhar sobre os exoplanetas; À procura de outras Terras; Afinal, o que é um planeta?; A possibilidade de vida extraterrestre) o leitor aprende a olhar para o céu de uma forma mais conhecedora, uma vez que esta boa obra de divulgação científica nos informa sobre o conhecimento astrofísico mais recente. A sua leitura, coadjuvada por referências bibliográficas pertinentes, permite-nos compreender melhor o universo de que fazemos parte. Várias e oportunas notas de roda pé dissipam-nos dúvidas, esclarecem ainda mais o texto.

Depois de o lermos, vemos, com a lente do nosso pensamento, as estrelas e os exoplanetas distantes mais próximos de nós, mergulhamos nas atmosferas destes e tacteamos as suas superfícies. É um livro que apela à nossa imaginação sobre a natureza das estrelas mas com os pés bem assentes no chão do conhecimento científico actual e possível.

Os autores sublinham-nos particularidades intrínsecas ao método científico. Como seja a de gerar modelos descritivos e preditivos do universo os quais estão sempre a ser revistos, ajustados ou mesmo rejeitados, perante as evidências de dados novos. É assim que o conhecimento científico avança ajustando-se gradualmente à informação factual que num dado momento possuímos do universo. Os autores também realçam a coragem humilde que existe no reconhecimento do erro, mas também o esforço, a persistência e o rigor presentes no registo de dados tecnicamente de difícil obtenção.

O livro constitui, por fim, um relato actualizado sobre o estado da arte nesta área do conhecimento científico, uma vez que refere descobertas registadas mesmo no final da sua escrita (Agosto de 2012) e investigações em curso no corrente e próximos anos. 

É assim um excelente guia para que possamos descodificar melhor as notícias que nos chegam e sempre chegarão sobre as descobertas que fazemos das estrelas que contemplamos há muitos milhares de anos.

É ainda um livro muito útil e oportuno que ajuda a abordar a temática da descoberta de exoplanetas em ambiente de sala de aula ou de biblioteca escolar.

António Piedade