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Defecando (mais uma vez) em cima da Física Quântica

junho 16, 2014
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A emissora de TV que já deu espaço para Cosmos e Poeira das Estrelas resolve abraçar o sensacionalismo barato e tenta produzir reportagens sérias e confiáveis como a do ET Bilu de sua concorrente TV Record, mostrando que a TV brasileira pode sim chegar ao nível internacional de um History Channel.

Estou falando aqui dessa reportagem, da TV Globo. Aparentemente uma família escuta barulhos no telhado e isso vira notícia. E pra piorar, eles resolvem relacionar com espíritos. Pra piorar ainda mais, a equipe de reportagem resolve chamar um suposto físico para dizer que tudo isso aí é explicado pela misteriosa “física quântica”.

coco

Vamos do básico: Física quântica é a ciência que estuda os objetos e partículas muito pequenas. Assim como a astronomia estuda astros e a biologia estuda formas de vida, a física quântica possui suas ferramentas matemáticas e conceituais específicas para estudar o que acontece nas menores escalas da matéria. Mais sobre isso, aqui.

É verdade que muita coisa da física quântica parece ser contra-intuitiva. Por exemplo, quando estudamos o movimento de partículas como elétrons ou prótons, a própria ideia de “movimento” e “trajetória” já é bem diferente do que estamos acostumados quando falamos do movimento de uma bola de futebol. O determinismo clássico, isto é, o poder de previsão do que exatamente vai acontecer nos instantes seguintes deixa de valer, e uma descrição probabilística começa a entrar em jogo.

Isso NÃO significa que, por ser probabilístico, qualquer coisa vale. Já disse aqui e repito. O fato de uma moeda jogada para cima ter apenas chance de ser cara ou coroa não implica que exista a possibilidade da moeda se transformar num dragão verde e sair cuspindo fogo por aí. Da mesma forma, um elétron pode estar com esta ou aquele spin, mas isso não significa que ele contenha a essência de Deus ou esteja em contato com espíritos do além, ou qualquer bobagem assim.

Não quero entrar num ataque ad hominem profundo ao físico entrevistado. Vou só me restringir ao fato de que ele nunca trabalhou com física quântica, ou com qualquer ramo da física, para ter ideia do que é isso. Seria algo como um sujeito formado em enfermagem sair por aí em rede nacional falando que vacinas carregam Shub-Niggurath para dentro da pessoa. Sim. É a esse grau de ridículo comparativo que o entrevistado (e a reportagem) chega. Pra ficar mais divertido, o cara resolve falar de “dimensões” e outros universos. O conhecimento dele se restringe a um nível de documentários do Discovery Channel e filmes B de ficção científica. Só isso. Não há nada nas afirmações dele que se assemelham, nem mesmo pouco, com hipóteses de dimensões extras exploradas por pesquisadores sérios.

Sim, pesquisadores sérios utilizam hipóteses da existência de dimensões extras para explicar fenômenos físicos reais. Mas nenhuma dessas pesquisas sérias sobre física de partículas ou de dimensões extras explica fenômenos paranormais. Simplesmente porque fenômenos paranormais não existem. Ou pelo menos todos os casos já documentados até hoje podem ser explicados muito bem por coisas bem naturais. Se esses fenômenos se encaixam em alguma ciência, é a da psicologia, no estudo de demência, alucinação ou outros efeitos similares.

E por que existe essa onda loca toda com física quântica? Simples. Porque é uma ciência ainda desconhecida para boa parte da população. Então é fácil falar qualquer bobagem a respeito. Você tem a chance de ter pessoas acreditando nas suas mentiras. Esse tipo de coisa não é novo. É comum em livros escritos no século 19 e 18 pessoas relacionando fenômenos paranormais e espirituais com “magnetismo” ou “eletricidade”. Magnetismo e eletricidade era a ciência nova da época. Por mais que equipamentos eletrônicos já fossem cada vez mais utilizados, a ciência por trás ainda era um grande mistério. Hoje esse mistério diminuiu pois um básico desses assuntos são estudados no ensino fundamental e médio. O que evita (mas não elimina completamente) que pessoas saiam associando esses fenômenos com hocus pocus.

Mais uma vez, me decepciono com esses “jornalistas” (merecem as aspas para não serem confundidos com os profissionais sérios – aparentemente em extinção – que existem por aí), que fazem qualquer coisa por atenção. Bom, pelo menos, de mim, ganharam. Me pergunto se o lema deles não é simplesmente “falem mal, mas falem de mim”.

Para uma curta explicação de como dimensões extras são hipóteses estudadas seriamente por pesquisadores do mundo todo, assistam a esse meu video:

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O gol contra para a ciência brasileira

junho 12, 2014
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Update2: Me informaram que toda a transmissão foi da FIFA. Ou seja, o responsável por ignorar a cena foi a FIFA, e não exatamente a Globo. Além disso, fiquei sabendo que a FIFA proibiu que o exoesqueleto chegasse em campo, alegando que danificaria o gramado. Aham. 

Update3: fiquei sabendo que outras emissoras comentaram sobre o chute. Só a globo que ignorou. E fiquei sabendo também que depois do fim da abertura a globo mostrou o chute e comentou sobre o assunto. Mesmo assim, ter perdido o momento, sem ter dado nem mesmo um comentário, foi uma falha tremenda para a rede Globo.

Update4: muitas críticas surgiram quanto ao que realmente o projeto fez. Acho que esse artigo aqui do Caio Gomes disseca bem a polêmica ao redor disso. 

Hoje foi a abertura da copa do mundo de futebol 2014. Cientistas e jovens entusiasmados com ciência aguardavam o momento esperado em que um exoesqueleto projetado pela equipe do brasileiro Miguel Nicolelis permitiria que um cadeirante desse um pontapé inicial simbólico.

Mas as câmeras estavam ocupadas demais. Mostrar a irreverência e alegria do povo brasileiro era muito mais importante do que mostrar um grande avanço científico. Queremos mostrar para o mundo que somos alegres com pessoas bonitas, mas não que temos ciência sendo produzida com gente daqui.

Os que esperavam a cena viram um segundo da imagem, depois que o chute já tinha acontecido. O Galvão Bueno, comentando cada detalhe importante e desimportante, simplesmente ignorou o fato. Chegou a comentar, depois, que o pontapé foi dado por “um garoto”. E só. E voltou a falar do Hulk e da Jennifer Lopez.

Não tenho muito mais o que falar. Aos jovens interessados em ciência eu quero que saibam que a grande maioria da população pode não se importar com a sua futura carreira no momento, mas acredito, talvez porque eu precise acreditar, que vamos conseguir mudar essa visão tão negativa, esse desinteresse geral pelo saber, essa ignorância de que ciência não é coisa de brasileiro.

 

Update: O vídeo com a “completa cobertura”: https://www.youtube.com/watch?v=S7HH0paa7mI

Expansão do Universo derrubada! Fomos enganados por tanto tempo?

maio 26, 2014

Talvez alguns de vocês tenham ouvido falar de uma nova evidência que mostra que o universo não está em expansão, veiculado por alguns sites de qualidade questionável. Aparentemente o estudo foi publicado em um periódico científico por revisões por pares, e feito por pesquisadores aparentemente de verdade. O primeiro autor seria um tal de Eric Lerner. Eles tem razão? Fomos enganados durante tanto tempo? Einstein estava errado?

Quanto mais distante, menor o brilho

A ideia é simples. Sabemos que quando algo está distante, mais fraco o seu brilho observado. Uma lâmpada na nossa cara ofusca bem mais  do que uma lâmpada no fim de uma avenida. Mas quando além disso o universo está se expandindo, existem outros fatores que aumentam esse efeito de enfraquecimento do brilho. E, em cosmologia, para saber a distância de uma galáxia usamos o fato de que as galáxias se afastam provocando uma modificação da cor da galáxia (redshift, ou desvio para o vermelho) devido ao efeito Doppler, e quanto mais distantes mais rápido isso acontece. Ou seja, ao fim, é possível relacionar o redshift observado (e portanto a distância) com a luminosidade. Esse é o teste de luminosidade de Tolman, proposto na década de 30. Seria possível portanto distinguir um universo que se expande de um universo que não se expande (isto é, estático) ao medirmos a relação entre luminosidade e redshift das galáxias.

Diversos outros artigos ao longo desses vários anos alegam que os dados de luminosidade batem muito bem com o esperado para um universo em expansão de acordo com a relatividade geral e o Big-Bang. Eis que de repente surge esse novo artigo falando que os outros dados estavam errados. E agora, José?

O artigo

Bom, o artigo tem uma série de coisas estranhas, que eu gostaria de apontar aqui. Para tentar uma imparcialidade, eu evitei inicialmente fazer um “background check” dos autores, ou do periódico em que o artigo foi publicado (depois eu fiz isso, e me diverti com o resultado. Mas deixo essa pra vocês).

A primeira coisa que notei foi a contradição com o alegado em sites de notícias, de que as evidências mostram que o universo não está em expansão, com o que o próprio artigo diz de que

Neste artigo apresentamos uma nova implementação do teste de Tolman baseado na comparação da luminosidade de superfície de uma grande amostra de galáxias […] assim como uma reanálise crítica dos dados publicados  anteriormente. […] Baseado nessas informações, não é correto afirmar que um universo estático pode ser descartado pelo teste de Tolman. [destaque meu]

Ou seja, eles não “provam” que não há expansão, apenas dizem que a análise que eles fizeram não é  inconsistente com um universo estático. Dizer que algo não é inconsistente não quer dizer que seja verdadeiro.

Outra coisa  que me chamou atenção é que eles restringem as galáxias analisadas a uma variação pequena. Galáxias jovens, a uma distância de no máximo z~5 , e com algumas outras particularidades. Não entendo de astrofísica para dizer se essa restrição é  realmente justificada ou se é simplesmente uma forma de  selecionar dados que “coincidentemente”  estejam de acordo com o que  você quer provar. Mas não deixou de me cheirar estranho.

Finalmente, o ponto mais intrigante. Eles simplesmente afirmam considerar um modelo de universo estático em que a distância d se relaciona com o redshift z por d \sim \frac{cz}{H_0} , isto é, que as galáxias não se afastam uma das outras de uma forma bem explicada e prevista pela física mas que, de alguma forma mágica e desconhecida, quanto mais distante da fonte mais a luz fica desviada para o vermelho, de maneira bem parecida com o que acontece com o redshift do universo em expansão. E eles deixam claro que não propõem nenhum mecanismo para explicar como ou porquê isso ocorre.

Ou seja, o que o artigo faz é o seguinte. Alega que  se você pegar um conjunto de dados bem específicos você  mostra que esses dados estão de acordo com um universo estático com uma relação entre distância e redshift bem específica tirada de lugar nenhum (relação que, num universo em expansão, é facilmente explicada pelo fato muito bem observado do efeito Dopper).

Mais profundo que alguns números

Pior que isso. Para que o universo seja estático, ou um conjunto razoável de características do nosso universo devem ser ajustadas de maneira estranhamente não-natural, ou devemos jogar fora a Relatividade Geral. Suponha que, apesar disso, de alguma forma o universo seja estático. Isso geraria problemas sérios para explicar o fundo cósmico de radiação, a boa concordância dos dados de nucleossíntese com a teoria do Big-Bang e a formação de estruturas. E, claro, sem o efeito Doppler da expansão teríamos problemas para explicar de onde vem essa relação entre distância e redshift, muito bem observada.

Finalmente…

Moral da história: o artigo pode ser uma curiosidade interessante, um exercício especulativo saudável na ciência. Mas está longe de ser uma evidência a favor ou contra qualquer coisa.

 

Para mais: http://briankoberlein.com/2014/05/24/selection-bias/

O que é inflação cósmica?

março 17, 2014
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O resultado de hoje do experimento BICEP2 trouxe a primeira evidência direta da inflação cósmica. Mas o que vem a ser isso?

Depois da minha série de vídeos sobre o Big-Bang eu espero que quem me acompanha já tenha sempre em mente que nós não temos ideia da origem (t=0) do Universo. Algumas especulações existem, mas ainda estão longe de serem chamadas de “conhecimento”. Mas sabemos muita coisa sobre como o nosso universo evoluiu até chegar onde está. Sabemos por exemplo que ele está se expandindo, e já esteve muito mais denso do que agora. Sabemos que, na verdade, já esteve extremamente denso e quente, bem antes de qualquer estrela ser criada. Sabemos que houve uma época em que era tão quente e denso que os elétrons não conseguiam se prender aos núcleos atômicos, e o universo era um plasma quente onde os fótons de luz eram constantemente absorvidos e emitidos pelos elétrons, sendo incapazes de viajar mais do que uma distância extremamente pequena. Chamamos esse período de “universo opaco“, por causa desta propriedade.

A Radiação Cósmica de Fundo

Sabemos que pouco depois, com a expansão do universo e seu resfriamento, os elétrons já conseguiam se combinar a átomos, fazendo com que os fótons pudessem viajar longas distâncias sem encontrar muitos obstáculos. Dizemos que o universo sofreu uma transição de um universo opaco para um universo transparente. Esses fótons viajantes foram produzidos no universo inteiro, e hoje parte deles chegam até nós, no que conhecemos como fundo cósmico de radiação ou radiação cósmica de fundo (a tradução que você preferir para cosmic microwave background).

Ok. A descoberta dessa radiação é antiga, e fornece muita informação interessante sobre o universo. Mas ao mesmo tempo, trás (ou trazia) um enigma. Se você medisse a radiação vinda de um lado do céu e comparasse com a radiação vinda do lado exatamente oposto, veria a mesma temperatura. Só que, do que conhecemos da expansão do universo, essas duas regiões deveriam estar no passado tão distantes que não poderiam estar em equilíbrio térmico. De fato, as duas regiões estariam em regiões desconectadas causalmente, isto é, que uma região não poderia influenciar a outra de nenhuma forma.

Inflação

Só que surgiu nos anos 80 uma proposta (originalmente bolada para solucionar outro problema) que dá conta de resolver esse enigma. A ideia de que, bem antes dessa radiação cósmica ser produzida, bem antes dos núcleos atômicos serem formados, a aproximadamente 13,7 bilhões de anos, houve uma expansão extremamente rápida e intensa do universo, chamada de inflação. Por “extremamente rápida” eu quero dizer coisa de 10-33 segundos. Por extremamente intensa eu quero dizer que qualquer região do universo teria aumentado seu volume por um fator de 1078. Isso mesmo. Uma caixinha de um metro cúbico antes da inflação teria, depois de uma fração absurdamente pequena de tempo, um volume de 1078 metros cúbicos. Para comparação, nosso universo visível hoje possui cerca de 3 x 1080 metros cúbicos.

Então, com essa hipótese, as duas regiões do céu que não estariam em contato causal durante a produção da radiação cósmica, de fato estiveram antes da inflação, explicando porque toda a radiação que observamos hoje apresenta a mesma temperatura. De quebra, a hipótese da inflação explica também porque o universo parece tão plano, além de explicar a formação de estruturas. Ou seja, mata vários cajados com uma coelhada só.

Alguns chamam o período de inflação como sendo o próprio Big-Bang, ou como alguns sites dizem, “o Bang do Big-Bang”. Já que sabemos que não temos ideia do que acontece no tempo zero, talvez é interessante enfatizar a coisa do nosso conhecimento que chega mais perto do instante inicial, ainda mais quando essa coisa, a inflação, provoca essa expansão absurda, muito mais intensa do que qualquer coisa que podemos imaginar. Eu pessoalmente sou um pouco relutante em dizer que Inflação=Bang, pois acredito que isso pode gerar mais confusão do que realmente ajudar. Mas enfim, é minha opinião.

A inflação está representada nesa imagem como o período entre 10-43 e 10-34 segundos. A radiação cósmica de fundo só é produzida ali por volta de 100 mil anos após a inflação.

A inflação está representada nesa imagem como o período entre 10-43 e 10-34 segundos. A radiação cósmica de fundo só é produzida ali por volta de 100 mil anos após a inflação.

Agora, o problema é que, tudo que possa ter sido gerado durante a inflação já foi destruído, ou pelo menos obscurecido pelo que aconteceu depois. É verdade, algumas evidências indiretas existem, como alguns padrões sutis no fundo de radiação, mas até então nada que possa realmente ser chamado de evidência direta. Até hoje. Essa segunda feira, dia 17/03/2014, um experimento que media a polarização da radiação cósmica de fundo detectou um tipo de polarização que

1. É inconsistente com a polarização produzida por galáxias, massas de gás ou outras coisas do nosso universo atual;

2. É consistente com a polarização esperada provocada pelas ondas gravitacionais que teriam sido geradas durante o período de inflação.

As ondas gravitacionais seriam uma das poucas coisas (talvez a única coisa) que sobreviveria até hoje desde que foram geradas durante a inflação. Detectar essas ondas, mesmo que indiretamente, é uma evidência fortíssima para a inflação.

O livro não fecha aí. O experimento BICEP2 foi somente o primeiro. Existem outros satélites e telescópios capazes de medir a polarização do fundo cósmico de radiação e fazer análises parecidas. Então precisamos aguardar respostas desses outros grupos para concluirmos que de fato essa polarização foi observada, e que portanto, temos uma evidência direta para a inflação.

UPDATE: Confiram também o excelente post do Salvador Nogueira sobre o assunto, http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/2014/03/1426854-telescopio-observa-expansao-violenta-do-universo-apos-o-big-bang.shtml

O que é – e o que não é – a Mecânica Quântica?

outubro 24, 2013

Muito se ouve sobre Física Quântica. Muito se vê sobre Princípio de Incerteza, sobre superposição de estados, sobre o papel do observador, sobre emaranhamento. Em alguns cantos sombrios da internet também se encontram vídeos sobre consciência quântica, textos sobre cura quântica e outras dessas bobagens. O objetivo deste texto é dar alguma ideia básica sobre o que a Mecânica Quântica é e, talvez, algo ainda mais importante: o que ela não é. Essa é uma tarefa difícil, visto que até mesmo para descrever o movimento de objetos macroscópicos simples, Newton precisou inventar o Cálculo Diferencial e Integral. Assim, o leitor pode imaginar o arcabouço matemático necessário para se ter uma visão introdutória sobre a Física Quântica.

Para começar, a Mecânica Quântica é uma teoria científica desenvolvida pelos físicos Heisenberg, Jordan, Pauli, Schrödinger, de Broglie, Bohr, Born e Einstein, entre outros, com a finalidade de se descrever certos fenômenos que não podiam ser explicados pelas teorias clássicas, como a Mecânica de Newton e o Eletromagnetismo de Maxwell. A maioria dos sistemas que ela estuda está relacionada aos fenômenos que ocorrem em escala diminuta, como aqueles que envolvem moléculas, átomos e componentes de átomos. Enfatizando: a Física Quântica não é esoterismo, é uma teoria científica. Assim, sempre que ouvir falar em “cura quântica”, “consciência cósmica e/ou quântica”, lembrem-se: a maior probabilidade é a de que vocês estejam diante de um charlatão que pouco ou nada sabe do que trata a Física Quântica.

A Mecânica Quântica é baseada numa série de postulados, em sua maioria contra-intuitivos, que são justificados quando as previsões obtidas a partir dela são corroboradas – isto é, não são contraditas – pelos experimentos desenvolvidos para testá-las. Não apresentarei aqui nem os postulados nem os experimentos, mas sim alguns dos principais conceitos que os postulados abrangem e que deles podem ser deduzidos (na discussão abaixo, “sistema quântico” pode ser um átomo, um elétron, um nêutron ou qualquer outro ente quântico). Alguns dos conceitos são:

  • A Mecânica Quântica é intrinsecamente probabilística. Na Mecânica de Newton, se sabemos o estado clássico de um sistema num dado instante de tempo somos, em princípio, capazes de calcular o resultado com precisão absoluta de quaisquer quantidades físicas em quaisquer instantes de tempo posteriores ao instante inicial. Na Mecânica Quântica, por outro lado, para um sistema genérico, ainda que se saiba seu estado com precisão absoluta num dado instante de tempo, na melhor das hipóteses podemos apenas fazer predições sobre as probabilidades de se obter este ou aquele resultado na medição das diversas quantidades físicas em questão nos instantes de tempo não anteriores ao instante inicial. É importante ressaltar que, segundo a própria teoria quântica, essa incapacidade de se prever resultados de medições não seria devido à incompetência humana, mas algo intrínseco, próprio dos sistemas quânticos.

  • Princípio de Incerteza de Heisenberg. Heisenberg é hoje em dia um nome famoso devido ao alter-ego do protagonista da série “Breaking Bad” e foi justamente em “homenagem” ao físico Heisenberg que o químico fictício Walter White escolheu esse nome. O princípio que também leva o nome de Heisenberg atesta que não se é possível medir simultaneamente a posição e o momento linear (algo que em sistemas clássicos simples estaria associado à velocidade do sistema) de um sistema quântico. Assim, é possível se medir com qualquer precisão que se deseje (dentro dos limites de validade da Mecânica de Schrödinger) ou onde o sistema quântico se encontra ou seu momento linear em qualquer instante de tempo, mas jamais ambos. A escolha de qual dessas quantidades medir fica a cargo do arranjo experimental montado pelo observador (ou seja, o físico que está realizando o experimento) e, dependendo de qual dessas quantidades se meça, a evolução temporal do estado do sistema é, também, definida e as medições futuras de quantidades físicas serão afetadas. É nesse sentido, e em nenhum outro, que se diz que o observador altera o comportamento de sistemas quânticos.

  • Não existem trajetórias na Mecânica Quântica. O que é uma trajetória? Uma trajetória é o caminho percorrido por um sistema ao longo do tempo. Na Mecânica Clássica se é, em princípio, possível calcular a trajetória de uma partícula resolvendo-se a equação da segunda lei de Newton para a posição da referida partícula. Ao se fazer isso, necessariamente se acaba descobrindo a velocidade (ou o momento linear) da partícula em cada instante de tempo. Sem se conhecer o momento linear e a posição da partícula, não se pode calcular sua trajetória. Transportando essa análise para a Física Quântica, vemos que, de acordo com o Princípio de Incerteza de Heisenberg, é impossível se ter tanto a posição de um sistema quântico quanto o seu momento linear. Portanto, é impossível se ter trajetórias na Mecânica Quântica. Assim, quando um elétron é emitido de um ponto e detectado em outro, não faz sentido falar sobre qual caminho ele percorreu.

  • Não existe visão pictórica na Mecânica Quântica. Imagine em elétron… O que quer que o leitor tenha imaginado, não procede. Um elétron não é uma bolinha. O elétron não é uma representação gráfica de um gráfico de uma função. Num exercício semelhante, pense num átomo. Se imaginou aquela visão clássica de uma bola maior no centro com pontinhos orbitando em volta como planetas em torno de uma estrela – como o desenho na testa do personagem “Dr. Manhatan” de “Watchmen” – também não está correto. Isso se pode afirmar pois, para qualquer representação pictórica de um sistema quântico, se pode desenvolver um experimento para testá-la e verifica-se que não é desse jeito. Por exemplo, no caso do desenho do átomo do Dr. Manhatan, o elétron estaria descrevendo uma trajetória ao redor do núcleo atômico. Conforme vimos, não existem trajetórias na Física Quântica.

Levando em conta que os livros-textos básicos de Mecânica Quântica têm centenas e até milhares de páginas e que a teoria foi desenvolvida há cerca de 75 anos e ainda hoje há pesquisa básica feita sobre ela, essa lista poderia se tornar bem mais extensa. No entanto, acredito que como ela está, ela seja suficiente para dar uma breve ideia do que é, e do que não é, a Física Quântica. A Mecânica Quântica é apenas uma teoria científica, assim como a gravitação, a evolução, o eletromagnetismo, o Big Bang e, ainda assim, embora ela não tenha sido desenvolvida para essa finalidade, o seu computador, o seu celular e o seu videogame só funcionam porque as experiências corroboram que os fenômenos quânticos apresentam as propriedades acima.

Referências:

  1. Osvaldo Pessoa Jr., Conceitos de Mecânica Quântica, Vol. 1. Editora Livraria da Física (2003);

  2. Roland Omnes, The Interpretation of Quantum Mechanics, Princeton University Press (1994);

  3. Albert Messiah, Quantum Mechanics, Two Volumes Bound as One. Dover Publications, Inc.(1999);

  4. J. J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics. Addison-Wesley Publishing Company (1994).

Em uma galáxia muito muito distante…

outubro 24, 2013

…as estrelas pipocam.

Nesta semana saiu mais uma notícia sobre a descoberta de uma galáxia distante, a mais distante já registrada. Pelas minhas contas achei que uma de 2010 era ainda mais distante. Mas de qualquer forma, tanto faz qual a mais distante (e portanto mais jovem), elas compartilham algo em comum.

UPDATE: Acabei de olhar o artigo original recente da Nature. A de 2010 é mais distante. O artigo deste ano não alega que essa é a mais distante já encontrada. Os jornais fizeram a cagada o favor de, mais uma vez, adicionar coisas por conta própria.

UPDATE 2: Falha minha. Agradeço ao Salvador Nogueira por chamar minha atenção para o fato de que o resultado de 2010 ainda é controverso, e não ter sido verificado por outros grupos (por exemplo este outro grupo olhou para a mesma região e não confirmou a linha do espectro que indicaria o redshift encontrado pelos autores de 2010).

Lembrem-se que olhar para longe significa olhar o passado. A luz, por ter uma velocidade finita (embora muito grande) demora um bom tempo para percorrer a distância entre o objeto que a emite e nossos telescópios. Por exemplo, a luz emitida na superfície sol demora cerca de 8 minutos para chegar aqui (a produzida no interior demora algumas centenas de milhares de anos para sair, mas essa é outra história).

A luz que chega dessas duas galáxias foi emitida quando o nosso universo tinha apenas cerca de 600 milhões de anos! Comparando com a idade atual de 13,8 bilhões de anos, isso é muito tempo atrás. Se o universo fosse um velho de 80 anos de idade, estamos vendo essas galáxias tal qual elas eram num universo criança de 4 anos.

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Sabemos a idade porque quando observamos a galáxia percebemos um redshift, isto é, o espectro da luz está desviado para o vermelho. Sabemos que isso acontece num universo em expansão, que isso obedece a lei de Hubble (isto é, quanto mais longe a galáxia, maior o desvio para vermelho), e calculando para o nosso universo obtemos esse valor de aproximadamente 600 ou 700 anos.

Alguém pode se perguntar: “mas nessa época já existiam galáxias? Isso não está em conflito com a teoria do big-bang?” E a resposta é muito interessante. Não, não está. Pelo contrário, isso está em pleno acordo. Modelos astrofísicos atuais falam que a partir dos 400 milhões de anos do universo galáxias podem começar a se formar. Só que essas galáxias primordiais não são exatamente como as nossas galáxias próximas (inclusive a nossa via láctea), cheias de estrelas já bem formadas, e com pouco gás ao redor. Elas são grandes punhados de gás quente colapsando por sua própria gravidade. Punhados menores dessas nuvens de gás são o que dão origem às estrelas. E se você tem muito gás, você tem muita formação de estrelas.

Então se espera que essas galáxias antigas tenha uma alta produção de estrelas, ao contrário das galáxias próximas, velhas. E é exatamente isso que é observado. O espectro dessa galáxia observada essa semana (e de outras galáxias distantes, observadas anos atrás) indica que a produção de estrelas é altíssima, em perfeito acordo com uma história evolutiva do universo.


ResearchBlogging.org
S. L. Finkelstein, C. Papovich, M. Dickinson, M. Song, V. Tilvi, A. M. Koekemoer, K. D. Finkelstein, B. Mobasher, H. C. Ferguson, M. Giavalisco, N. Reddy, M. L. N. Ashby, A. Dekel, G. G. Fazio, A. Fontana, N. A. Grogin, J.-S. Huang, D. Kocevski, M. Rafelski, B. J. Weiner, & S. P. Willner (2013). A galaxy rapidly forming stars 700 million years after the Big Bang at redshift 7.51 Nature, 502, 524-527 DOI: 10.1038/nature12657


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[Resenha] The Day Without Yesterday – John Farrell

outubro 23, 2013
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Terminei ontem de ler o livro “The Day Without Yesterday“. O livro, escrito por John Farrell, jornalista contribuidor de diversas revistas de divulgação e seções de ciência de jornais importantes, consegue combinar de forma muito gostosa a biografia do Físico e Matemático Georges Lemaître e divulgação científica na área de relatividade e principalmente cosmologia. Infelizmente, até onde sei, não existe tradução em português do livro.

Já adianto que eu não sou historiador de ciência, nem cosmólogo. Sei o básico de cosmologia aprendido durante minha graduação e pós, e conheço a história da ciência a um nível wikipediano. Então não esperem que eu já estivesse por dentro das nuâncias do livro. De fato, se eu já soubesse sobre o assunto, eu possivelmente não leria o livro em primeiro lugar. Mas posso dar a minha opinião como físico pesquisador de uma área não muito distante.

Diversas coisas me chamaram a atenção durante a leitura. Primeiro, o autor consegue combinar os méritos individuais de grandes nomes, sem deixar de lado o caráter colaborativo da ciência. Consegue louvar um cientista sem necessariamente atribuir um caráter de gênio a ele (como alguns sabem, sou da opinião de que essa mistificação de cientistas acaba por contribuir negativamente para a forma com que ciência é vista pela sociedade).

Segundo, ele nos apresenta uma visão pouco divulgada de Lemaître. Em primeiro lugar, sua extrema importância na cosmologia, na contribuição para a identificação de evidências do Big-Bang, e até sua grande colaboração para a compreensão da física de buracos-negros (coisa que eu nem tinha ideia). Em segundo lugar, sua relação com a física enquanto clérigo. Ao contrário do que nos é frequentemente apresentado, o autor nos mostra Lemaître sendo do tipo que sabia separar as coisas. Não só ele era cauteloso ao evitar implicações teológicas ou filosóficas em seus trabalhos, como ele era crítico a quem fazia essas implicações (como por exemplo quando o Papa Pio XII fez tal menção, incomodando profundamente Lemaître).

Importante enfatizar que eu mesmo já mencionei várias vezes que a hoje abandonada teoria do átomo primordial (o suposto estado frio do universo antes do início da expansão) teria sido proposta por Lemaître como uma consequência de sua crença em uma criação divina. O autor conseguiu me convencer do contrário, ao apresentar cartas, textos e outros argumentos de que a fé na criação não teve papel.

Amigos mais radicais quanto à relação entre ciência e religião podem dizer que o livro se apresenta muito amigável para a religião, dando a entender que não existe (ou não deveria existir) um conflito entre as duas coisas, por simplesmente se ocuparem de perguntas diferentes. De fato, essa posição conciliatória do livro é criticada no EvolutionBlog. Já eu, embora possa ser até considerado um ateu radical, não acho que exista problema num cientista que possua alguma fé quanto a questões fora do escopo da ciência.

Como último ponto que destaco, o livro chama atenção em diversos momentos para uma visão mais dinâmica e menos linear da ciência. Por exemplo, cito o trecho (tradução por minha conta):

Mecânica Quântica e a Teoria da Relatividade são representadas como terremotos que devastaram uma geração presunçosa de físicos, cegamente atrelados à mecânica determinística de Newton. Mas essa visão é simplista. De fato, longe de estarem amarrados ao puro determinismo, cientistas do fim do século XIX já estavam questionando as bases filosóficas da mecânica. Se guiando pelo poder das recentemente descobertas disciplinas da termodinâmica e eletrodinâmica, muitos cientistas consideraram, por exemplo, se de fato existia algo como a matéria na analogia de bola-de-bilhar que eles foram ensinados, ou se os blocos fundamentais do universo, como os átomos, eram somente uma ilusão, um epifenômeno de uma realidade física mais profunda (algo que teóricos de cordas estão pesquisando hoje).

Tendemos a tentar simplificar qualquer progresso. Separar em grandes marcos, que quebram completamente as eras antes e depois deles. Mas os empreendimentos humanos não são assim (na verdade, nem os desenvolvimentos naturais são assim).

Quem gosta de curiosidades históricas de ciência, acho que esse livro não pode faltar na coleção.