Sábado, 18 de Abril de 2009

Citius, Altius, Fortis

 

 

 

A composite image of the Crab Nebula showing the X-ray (blue), and optical (red) images superimposed. The size of the X-ray image is smaller because the higher energy X-ray emitting electrons radiate away their energy more quickly than the lower energy optically emitting electrons as they move. (NASA e ESA)

 

 

 

Hummm.... antes de vermos as bolhas crescerem talvez seja bom termos uma ideia da enorme viagem que a matéria tem de fazer para chegar ao arranjo actual e das coisas que a matéria constrói... como já vimos, a densidade média da matéria no Universo é muito baixa...”

 

Sim, já referiste Jorge, uma molécula de hidrogénio por cada 10 m3... ou seja, um protão por 5 m3... o que dá ...”

 

Não te canses Mário hehe. É cerca de 4x10–28 Kg/m3; calcula lá agora quantos m3 de espaço foi necessário «varrer» para juntar a matéria necessária ao corpito da Ana... deves pesar uns 50 quilitos, não é Ana!”

 

49!”

 

Para 40 quilos até eu sei fazer de cabeça!” dispara a Luísa. “É muito fácil: 1029 m3!”

 

E isso é muito ou pouco?”

 

Ora em km3 são... 1020 km3... parece-me muito... quanto é o volume da Terra?”

 

Da ordem dos 1012 km3...”

 

Livra... então é o volume de... 100 milhões de Terras! Ana, já viste o que o Universo investiu em ti? Todo o conteúdo material de uma porção do espaço igual a 100 milhões de Terras!!!!”

 

Tu não saberás Luísa, mas não é só o conteúdo material desse espaço todo que em mim se condensa...” a Ana falou com voz profunda e um estranho olhar. Reagimos com um riso nervoso, que mais podemos fazer? Optei por continuar a conversa:

 

Então imagina agora o volume de espaço que é preciso esvaziar para juntar a matéria da nossa galáxia, que será cerca de 1040 vezes a massa da Ana.”

 

Sei lá imaginar isso... dá-me um número!”

 

O número é... uma esfera com um raio de uns 1020 km, ou seja, uns 10 milhões de anos-luz.”

 

Então, se os vazios têm raios médios de 50 a 100 milhões de anos-luz, a matéria que existia em cada um deles forma agora... até umas 1000 galáxias como a nossa...

 

Pois é Luísa, embora as estimativas da massa das galáxias não sejam de grande confiança, mas será mais ou menos isso.”

 

E os quasares, o que são?”

 

Os quasares são objectos de aparência compacta, daí o nome, que significa «quase estelar», quase uma estrela, mas emite mais luz do que uma galáxia inteira, imagina! O quasar que recebemos com mais luminosidade emite 100 vezes mais luz do que a nossa galáxia, ou seja, 2x1012 vezes o que o Sol emite! Se estivesse a 33 anos-luz de nós, o que é quase 10 vezes a distância à Alfa de Centauro, iluminar-nos-ia como o Sol. Mas há quasares mais antigos, logo distantes, que emitem muito mais luz do que este. O único processo imaginável que poderia libertar tais quantidades de luz em objectos compactos é a queda gravitacional num buraco negro.”

 

E têm outras particularidades, de que saliento duas: parecem distribuir-se uniformemente no espaço e existem numa faixa de redshift entre 0,06 e 6,5, sendo mais frequentes para redshifts entre 1,5 e 2. Ou seja, não há nenhum recente, no Universo actual já não existem quasares, todos os que se formaram desapareceram e já não se formam mais.”

 

Desapareceram? Como é possível?”

 

Ora, isso é fácil de perceber: um quasar não pode durar mais que poucos milhões de anos, pois consumirá a matéria de umas 10 Terras por minuto, ou perto de 1000 estrelas como o Sol por ano – repara, o Sol levará da ordem da dezena de milhar de milhões de anos para se consumir, mas um quasar pode consumir um «sol» a cada 3 ou 4 dias. Como os quasares mais próximos conhecidos estão a uns mil milhões de anos-luz, já se consumiram há muito. O que intriga é como se formaram tantos no passado – conhece-se actualmente cerca de 200 000 – e a sua formação ter cessado completamente há perto de mil milhões de anos.”

 

Os quasares são muito especiais também porque os mais antigos serão anteriores às primeiras estrelas, serão a primeira fonte importante de radiação que existiu no Universo, o primeiro astro, a primeira Luz.”

 

Então o «faça-se Luz» é... «faça-se os Quasares»!

 

Eheh, podes dizê-lo Luísa.O Universo ainda guarda muitos mistérios para nós; além dos quasares existem outras fontes de rádio compactas, no núcleo das galáxias, que se pensa serem impulsionadas por buracos negros; e existem ainda os extraordinários pulsares, que são objectos que têm períodos de rotação que, imaginem, podem ser da ordem do milissegundo, ou seja, chegam quase às mil rotações por segundo. E são tão precisos que podem suplantar os melhores relógios atómicos.”

 

Mil rotações por segundo? Por segundo? Um corpo estelar pode girar a uma velocidade dessas? Não se desfaz? Como é possível??”

 

Perguntas bem. Giram a essas velocidades espantosas e têm de ser astros importantes, doutra forma a sua radiação não poderia ser detectada por nós. Pensa-se que são estrelas de neutrões mas a teoria ainda não está concluída, além de que parece que existem diferentes tipos de pulsares, emitindo em bandas diferentes.”

 

Estou siderada; dantes, a minha referência mais imensa era a galáxia; agora falam-me de vazios bordejados por milhares de galáxias, de estrelas que sozinhas emitem mais de cem vezes a luz da galáxia, de outras que rodam dez vezes mais depressa que um motor de automóvel...”

 

O Universo é muito mais rápido, maior e mais forte do que poderíamos imaginar hehe... Citius, Altius, Fortis, como o lema dos jogos olímpicos.”

 

 E Inteligente também, pensei.“Vamos agora ver o que acontece às bolhas quando crescem?”

 

publicado por alf às 02:28
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13 comentários:
De anonimodenome a 18 de Abril de 2009 às 11:12
Ora viva o regresso do alf e das suas notícias.
Agora fica mais claro porque é que me sinto tão importante. os mais gordos levam vantagem.
seguindo os links tropecei na Massa Limite Chandrasekar (*) e no calculo da velocidade de rotação dos pulsares.
creio que no âmbito da Evanescência estes valores poderão ser dependentes do tempo.

Confesso que ainda tinha esperança que não houvesse buracos negros, na medida em que é uma singularidade, uma infinitude localizada, e eu tenho alguma aversão mental a essa situação.

(*) foi descoberta em 2003 uma Supernova especial (http://en.wikipedia.org/wiki/SN_2003fg , "Champagne Supernova") porque a massa inicial era superior ao limite teórico assumido.
De alf a 19 de Abril de 2009 às 18:03
Ora viva o regresso do entusiasmo sempre tão estimulante do anonimodenome!

A palavra «Evanescência» será a palavra certa designar esta teoria, muito melhor que «Desvanecimento»; o problema é que no meu dicionário, embora exista a palavra «evanescente», não existe «Evanescência»! Que fazer? Vamos acrescentar a palavra ao dicionário de Português? O meu dicionário está incompleto?

Um buraco negro não é necessariamente uma singularidade, apenas um estado de matéria mais denso que o neutrão; mas nota que o «Jorge» não fala neles - o Mário, que representa a ciência oficial, é que fala neles.

Estes limites teóricos são calculados a partir de modelos muito simples; não é de surpreender que sejam violados, eles são apenas tentativas de ir entendendo e modelando o universo sem grandes pretensões nem expectativas porque o nosso conhecimento ainda é muitíssimo rudimentar.
De anonimodenome a 23 de Abril de 2009 às 01:25
Evanescência existe sim, segundo o Portal da Lingua Portuguesa (do Ministério Ciência, Tecnologia e Ensino Superior)
http://www.portaldalinguaportuguesa.org/?action=lemma&lemma=62309
Não precisas de inventá-la.

De alf a 23 de Abril de 2009 às 11:13
Obrigado anonimodenome. A teoria fica então crismada: Teoria da Evanescência da Matéria.
De manuel gouveia a 18 de Abril de 2009 às 16:02
Não sabia que se podia pesar alguém em milhões de terras!

Eu, por exemplo, precisava de perder alguns km3!
De alf a 19 de Abril de 2009 às 18:07
Ah ah boa imagem: agora você já pode falar nos milhões de km3 que já perdeu; ou nas Terras: uns dois milhões de Terras por cada kilito... não admira que custem tanto a perder hehe!
De Peter15 a 21 de Abril de 2009 às 10:53
Desde que leio o blogue, talvez seja o artigo mais interessante, a ponto de ter feito c&p e de o guardar no meu arquivo, para o ler e reler, pois tenho ali muito para aprender.

"a densidade média da matéria no Universo é muito baixa...”

“Sim, já referiste Jorge, uma molécula de hidrogénio por cada 10 m3... ou seja, um protão por 5 m3"

O "vazio" dos átomos, tal como o "vazio" do Universo...

De alf a 23 de Abril de 2009 às 11:50
Peter15, obrigado pelo seu comentário que esclarece uma angústia que o «Jorge» sentiu várias vezes enquanto escrevia este post.

Perguntava-se o «Jorge»: "mas porque estou eu a escrever isto??? Não deveria estar a descrever o choque de duas bolhas? Ou a formação dos quasares?"

O «Jorge» obedece aos impulsos que lhe chegam do inconsciente e neles vinha a mensagem de que deveria escrever este post. Mas o «Jorge» começou a duvidar, não fazia sentido, seria que os impulsos estavam a ficar baralhados, estaria a ceder a alguma forma de preguiça? Sim, porque descrever o choque de duas bolhas daria muito mais trabalho, obrigava a fazer bonecos...

Mas o seu comentário esclarece. O «Jorge» tem de falar de tudo e não apenas do que é novo no conhecimento do Universo; a nova descrição tem de ser completa e não apenas diferencial em relação à antiga.

E assim o «Jorge» ficou a saber que pode continuar a confiar e a seguir as indicações do seu inconsciente.

"O "vazio" dos átomos, tal como o "vazio" do Universo..." Sabe, isso dá «pano para mangas». Como podemos definir uma «partícula»? Eu defino como o centro geométrico de um campo, o ponto de máxima amplitude. Assim, uma partícula não tem tamanho, ou terá um tamanho que tem a ver com a própria estrutura do espaço.

Um átomo é vazio? Bem, está cheio de campo! Vazio em relação ao tamanho das partículas? Mas estas não têm tamanho pela definição acima! Então podemos dizer que está vazio em relação ao tamanho do núcleo.

Isso já faz sentido: o tamanho do núcleo é dado pelas distancias entre as partículas que o formam. Mas não é algo «maciço», é uma estrutura de campo, um «vazio» se chamar vazio ao campo.

é por isso que os buracos negros são teoricamente possíveis: as distâncias entre as partículas atómicas podem diminuir porque elas não são «maciças».


Portanto, o «enchimento» do Universo tem a ver com o número de partículas e com a intensidade do campo de que são sede; mas não tem a ver com o «tamanho» das partículas porque elas não têm tamanho, apenas tem tamanho as estruturas que elas formam.

Assim, o conceito de «vazio» apenas pode ser rigorosamente definido em relação às estruturas das partículas e não a elas próprias. Ou seja, quando a matéria surgiu e as partículas ainda se não tinham associado em átomos, poderiamos dizer que era «vazio» porque ainda não tinha estruturas, apesar da matéria já existir na forma de partículas; a seguir formaram-se os átomos de H e o Universo ficou «cheio» porque essa é a estrutura que ocupa mais espaço; desde então os átomos têm vindo a criar estruturas atómicas cada vez mais compactas e o Universo tem vindo a «esvaziar-se». Ficará vazio novamente quando todas as partículas se fundirem.

Isto independentemente da Evanescência da Matéria.

Já disse algures que o nosso conceito de gravidade «matéria atrai matéria» é equivalente ao conceito de «espaço repele matéria» ou «vazio repele matéria»; mas este tem a vantagem de nos dar uma perspectiva melhor da evolução do Universo entre o irromper da matéria e o seu desaparecimento.
De Peter15 a 23 de Abril de 2009 às 13:05
A ideia-base:
"o conceito de «vazio» apenas pode ser rigorosamente definido em relação às estruturas das partículas e não a elas próprias"
é fundamental para a minha compreensão.

A propósito de "gravidade":

"(...) se a geometria de um sistema de referência em aceleração é diferente de um que está em repouso ou que se move a uma velocidade constante, então também o é a geometria de um sistema num campo gravitacional. E aqui é que está o ponto-chave: a gravidade não é mais que a geometria do espaço-tempo. Não é uma força fictícia que actua entre corpos ou afecta a geometria do espaço-tempo. É a geometria do espaço-tempo."

(Pedro G. Ferreira, "The State of the Universe" pag 57, publicado pela Presença em NOV 2007)
De alf a 23 de Abril de 2009 às 16:17
Peter15

Interessante essa descrição da gravidade. É a do Einstein. O «mistério do Teorema de Pitágoras» que já referi é uma propriedade da geometria que ninguém percebeu ainda, que está implícita no TP, e que está na base da Relatividade. É a chave para entender todo o fenómeno da Relatividade.

Agora, quando se diz que a «a gravidade não é mais do que a geometria» há uma simplificação, porque falta explicar porque razão os corpos obedecem à geometria. O que nem é muito complicado - basta entender que o espaço é um meio e as partículas uma perturbação que nele se propaga.
De Peter15 a 23 de Abril de 2009 às 19:14
"O espaço-tempo do nosso Universo reage à presença de energia. A energia muda a sua geometria. Mas, por sua vez, o espaço-tempo irá afectar o movimento de toda a luz e matéria que contèm. Pode aproximar as coisas ou afastá-las e é esta interacção entre espaço, tempo e matéria que está no centro da evolução do Universo."

Sim, às voltas com o teoria geral da relatividade.
De alf a 23 de Abril de 2009 às 21:43
Peter15

Ao percebermos a propriedade geométrica que o Teorema de Pitágoras esconde, podemos tirar o Tempo dessa equação (que está bem descrita no texto que apresenta). Tudo se resume, depois, a geometria e movimento. Energia é geometria, ou seja, energia é a medida da perturbação do estado de repouso. Não podemos dissociar energia de geometria ou campo de geometria. E tudo acaba por ser muito simples. Na verdade, as coisas são o mais simples que podem ser. Na verdade, podemos compreender o Universo se nos pusermos na posição de um criador e pensarmos: deixa-me imaginar qual a forma mais simples de fazer um Universo.

Mas, é claro, isto que eu estou a dizer só faz verdadeiramente sentido depois de se saber como é, depois de o mistério do TP ser desvendado, a Relatividade desmistificada. Deixo apenas esta mensagem: as coisas são simples, lógicas e subtis.
De Peter15 a 24 de Abril de 2009 às 01:06
Estive a ler o seu post de 18 de Maio 2008 que se refere à propriedade geométrica que o Teorema de Pitágoras esconde.

Será que faria mais sentido construir uma teoria da gravidade a partir da forma como os pedaços individuais de espaço e tempo interagiam uns com os outros, em vez de pensar nela como um todo uniforme?

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