2299: Teoria de Einstein pode não ser a única explicação da gravidade

CIÊNCIA

(dr)
Albert Einstein, Prémio Nobel da Física em 1921

Uma equipa de físicos usou supercomputadores para simular o cosmos partindo de um modelo alternativo à teoria de Albert Einstein.

Físicos sugerem num estudo publicado esta segunda-feira que a Teoria da Relatividade Geral de Einstein poderá não ser a única forma de explicar como funciona a gravidade ou como se formam as galáxias. O estudo, publicado na revista da especialidade “Nature Astronomy”, foi conduzido por investigadores da Universidade de Durham, no Reino Unido.

Segundo a agência noticiosa espanhola Efe, que cita o estudo, uma equipa de físicos usou supercomputadores (computadores com maior capacidade de processamento de dados do que os convencionais) para simular o cosmos partindo de um modelo alternativo à teoria de Albert Einstein (1879-1955), a Teoria dos Camaleões, assim chamada porque muda de comportamento em função do meio envolvente.

De acordo com os cientistas da Universidade de Durham, as galáxias como a Via Láctea poderão ter-se formado segundo leis diferentes das da gravitação.

Publicada em 1915, a Teoria da Relatividade Geral constitui a descrição actual da gravitação na física moderna. Segundo Einstein, a gravitação não é uma força, mas uma curvatura no espaço-tempo provocada por uma massa como o Sol.

Os cientistas sabiam, a partir de cálculos teóricos, que a Teoria dos Camaleões podia reproduzir o sucesso da relatividade no Sistema Solar. O que a equipa da Universidade de Durham terá feito foi demonstrar que esta teoria explica a formação real de galáxias.

Para o físico Christian Arnold, do Instituto de Cosmologia da universidade britânica, as conclusões do estudo não significam que a Teoria da Relatividade Geral “seja incorrecta”, mas revelam, em seu entender, que “não tem que ser a única forma de explicar o papel da gravidade na evolução do Universo”.

O estudo, de acordo com os seus autores, poderá ajudar a compreender a ‘energia escura’, que tende a acelerar a expansão do Universo.

Os cientistas esperam que as conclusões da sua investigação possam ser confirmadas pelo telescópio SKA, que se apresenta como o maior radiotelescópio do mundo, com participação portuguesa, e que deverá começar a operar em 2020.

ZAP // Lusa

Por ZAP
9 Julho, 2019

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2049: Einstein ainda surpreende, 100 anos após o eclipse em São Tomé

Cem anos após o eclipse em São Tomé que provou a Teoria da Relatividade, o cientista continua a gerar descobertas

© Expresso Adaptação da placa comemorativa dos 90 anos da experiência, inaugurada em 2009, na ilha do Príncipe

Ilha do Príncipe, Roça Sundy, 29 de maio de 1919. Astrónomos ingleses liderados por Arthur Eddington observam e fotografam um eclipse total do Sol e conseguem confirmar pela primeira vez experimentalmente a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, apresentada em Novembro de 1915 à Academia de Ciências da Prússia. A expedição ao arquipélago de São Tomé e Príncipe, então território português, foi organizada pela Royal Astronomical Society e pela Royal Society. E os seus resultados marcaram a visão que temos hoje do Universo, precisamente 100 anos depois da experiência britânica, feita em simultâneo e com sucesso na cidade de Sobral, no nordeste do Brasil.

Os astrónomos ingleses observaram, usando vários instrumentos, se e em que medida a massa do Sol desviava a luz emitida por estrelas distantes, devido ao efeito da gravidade. A experiência só podia ser realizada obscurecendo a luz solar para tornar visíveis as estrelas à sua volta, o que foi possível graças a um eclipse total previsto para 29 de maio na zona do equador. Os resultados foram apresentados seis meses depois e revelaram que as estrelas observadas perto do disco solar durante o eclipse estavam ligeiramente deslocadas em relação à sua posição normal no céu, na medida prevista pela teoria de Einstein, isto é, 1,7 arcos-segundo. Um arco-segundo é uma medida usada para calcular ângulos e equivale a um ângulo com 1/3600 graus ou um círculo (360 graus) a dividir por 1.296.000.

Para entender o Universo

Mas os 100 anos da experiência de Arthur Eddington não são apenas uma efeméride. “A teoria de Einstein é um dos maiores triunfos do intelecto humano”, afirma ao Expresso Vítor Cardoso, o maior especialista português de buracos negros (ver entrevista). “É através desta teoria que percebemos o Universo, o Big Bang e objectos tão extremos como buracos negros. Em 2016 tivemos o anúncio da primeira detecção de ondas gravitacionais, em 2019 o da primeira foto de um buraco negro. E nada disto teria acontecido sem a expedição de Eddington e a consequente confirmação da Relatividade Geral”, constata o professor catedrático de Física do Instituto Superior Técnico (IST), onde lidera o grupo de investigação da gravidade no Centro de Astrofísica e Gravitação (CENTRA).

Vítor Cardoso falava ao Expresso da Universidade de Harvard (Cambridge, Massachusetts, EUA), depois de ter dado uma palestra no encontro “Black Hole Initiative”, que juntou cientistas do Event Horizon Telescope (EHT) — a rede de telescópios que fotografou pela primeira vez a zona envolvente de um buraco negro — e do observatório de ondas gravitacionais LIGO, bem como físicos teóricos, “para discutir tudo o que se fez, mas sobretudo o que há para fazer”. E o encontro começou precisamente a celebrar a expedição de Eddington.

Cem anos depois desta histórica expedição, a teoria de Einstein continua a ser confirmada por novas experiências. Mas depois da detecção por telescópios espaciais das poderosas emissões energéticas da matéria na vizinhança de buracos negros, da detecção de ondas gravitacionais e da primeira foto da zona envolvente de um buraco negro, o que falta ainda comprovar? E o que falta descobrir? “Existem dois aspectos fundamentais por perceber: como unificar a física quântica (micro-escala) com a gravitação (macro-escala) e o que é a matéria escura”, adianta Vítor Cardoso. “Neste momento, as equações clássicas de Einstein falham no interior de buracos negros e no Big Bang. Isto é, a teoria permite a existência de singularidades (curvaturas infinitas no contínuo do espaço-tempo) como solução matemática”. Por outro lado, “ainda não observámos a radiação de Hawking — radiação térmica emitida por buracos negros devido a efeitos quânticos — e talvez ela tenha informação importante neste aspecto”, salienta o professor do IST.

Os segredos das ondas gravitacionais

E as ondas gravitacionais têm ainda muito para contar. Assim, o que vemos são mesmo buracos negros? São os previstos na teoria de Einstein ou são diferentes, talvez ajudando a resolver o problema das singularidades? Existiram transições repentinas no início do Universo, como se julga? Como é que os buracos negros que vemos hoje nasceram e cresceram? Quantos existem? Há muitas dúvidas para responder. É por isso que o Athena, o futuro telescópio espacial de Raios X da Agência Espacial Europeia (ESA, organização a que Portugal pertence), vai investigar com um pormenor sem precedentes os buracos negros super-maciços que se encontram no centro das galáxias. E a missão espacial LISA (rede de três satélites), também da ESA, vai identificar as ondas gravitacionais em órbita, observando as flutuações de baixa frequência que acontecem quando dois buracos negros super-maciços se fundem e só podem ser detectados do Espaço.

msn notícias
Expresso
Virgílio Azevedo
25/05/2019

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1343: Einstein tinha razão. A gravidade do Universo não está a escapar para outras dimensões

CIÊNCIA

(dr) The SXS (Simulating eXtreme Spacetimes) Project
Quando dois buracos negros colidem, formam-se ondas gravitacionais no próprio espaço

A Teoria da Relatividade de Albert Einstein continua firme. É a conclusão de uma equipa de investigadores, que testou a teoria do famoso físico e concluiu que a gravidade do Universo não está a escapar para outras dimensões.

São boas notícias: o Universo não vai desaparecer e escapar para uma dimensão estranha.

A possibilidade de uma fuga interdimensional de gravidade tem a sua origem teórica nas mesmas dimensões físicas do Universo que serviram de base à Teoria da Relatividade Geral de Einstein – as três dimensões espaciais e a quarta dimensão, o tempo. Ou seja, não tem qualquer ligação com a ideia de dimensões alternativas ou universos paralelos.

Se houver alguma dimensão além destas quatro, não seremos capazes de as detectar. Mas as ondas gravitacionais talvez nos permitam fazê-lo. Assim, a Colaboração Científica LIGO – uma colaboração científica de institutos internacionais de física e outros grupos dedicados à procura de ondas gravitacionais – juntou esforços para o verificar, juntamente com estudos sobre alguns outros aspectos da relatividade.

O artigo resultante foi publicado no arXiv no início deste mês. Apesar de ainda não ter sido revisto pelos pares, as conclusões são consistentes com todos os outros estudos de relatividade até hoje.

No espaço-tempo como o conhecemos, a gravidade e a luz existem. Em dimensões extras, a gravidade ainda pode existir, mas a luz talvez não. E, pelo menos teoricamente, à medida que as ondas gravitacionais se propagam pelo espaço-tempo para uma iminente colisão cósmica colossal, parte da gravidade poderia “escapar” para estas dimensões.

O teste foi relativamente simples e a equipa teve o evento astronómico perfeito para testá-lo: GW170817. Pela primeira vez, foi possível ver duas estrelas de neutrões a colidir. Também se provou que as ondas leves e gravitacionais viajam à mesma velocidade.

De acordo com o teste que os investigadores imaginaram, se a gravidade está a ser sugada por alguma dimensão estranha desconhecida, mas a luz não, seremos capazes de detectar uma queda significativa na amplitude das ondas gravitacionais – em comparação com a perda de amplitude em ondas de luz.

Mas isso não aconteceu. A amplitude permaneceu proporcional e a Teoria da Relatividade triunfou mais uma vez.

A teoria de Einstein tem sobrevivido a teste atrás de teste, apesar de os cientistas continuarem a tentar quebrá-la. Para já ainda não aconteceu. E mesmo com a teoria ainda de pé, a cada “falhanço” os investigadores aprendem sempre algo novo sobre o Universo .

ZAP // Science Alert

Por ZAP
28 Novembro, 2018

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1288: Einstein previu o Holocausto. A sua carta foi leiloada por 28 mil euros

CIÊNCIA

(dr)
Albert Einstein, Prémio Nobel da Física em 1921

Albert Einstein receava o crescimento do antissemitismo alemão e escreveu sobre isso uma década antes de os nazis chegarem ao poder. A carta foi vendida por mais de 28 mil euros.

A carta, datada de 1922, foi adquirida na terça-feira num leilão em Jerusalém. A destinatária era a sua irmã Maria, de acordo com a Reuters.

“Aqui estão a nascer tempos economicamente e politicamente sombrios, por isso fico feliz em poder afastar-me de tudo”, escreveu o físico de 43 anos, após sair de Berlim para um local não identificado na carta.

Albert Einstein, que três meses depois ganhou o Prémio Nobel, deixou a capital alemã depois de extremistas de extrema-direita terem assassinado o ministro dos Negócios Estrangeiros, Walter Rathenu, um amigo e colega judeu, com a polícia a avisá-lo de que poderia ser a próxima vítima.

“Ninguém sabe onde estou e acredito em ficar desaparecido“, escreveu Einstein. “Estou muito bem, apesar de todos os antissemitas que existem entre os meus colegas alemães.”

A carta fala numa viagem planeada por Einstein ao Japão, o que sugere que ele a escreveu enquanto esperava para partir do porto de Kiel, no norte da Alemanha.

Quando os nazis chegaram ao poder na Alemanha, em 1933, iniciaram uma campanha de perseguição anti-judaica que culminaria no Holocausto. Einstein acabaria por renunciar à cidadania alemã e ficar a viver nos EUA.

“O que é especial nesta carta é que Einstein realmente prevê. Ele percebe, com 10 anos de antecedência, o que vai acontecer na Alemanha”, observou Meron Eren, co-fundador da leiloeira Kedem Auction House, que vendeu a carta a um comprador não identificado.

Esta é a segunda carta de Einstein que vai a leilão no espaço de três meses mês. A famosa carta em que o físico alemão afirmava que a Bíblia não passa de uma “lenda primitiva” e que Deus é uma fraqueza humana vai ser leiloada pela Christie’s a 4 de Dezembro.

O texto, escrito por Albert Einstein em 1954, um ano antes da sua morte, em resposta ao livro Choose Life: The Biblical Call to Revolt do filósofo Eric Gutkind, poderá valer algo entre 870 mil euros e 1,3 milhões de euros.

ZAP //

Por ZAP
14 Novembro, 2018

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805: Comprovada pela primeira vez teoria da gravidade de Einstein em buracos negros super-massivos

Donkey Hotey / Flickr
Einstein por Donkey Hotey

Uma equipa internacional, que engloba físicos portugueses, conseguiu comprovar, pela primeira vez, os efeitos previstos pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein relativamente aos buracos negros super-massivos, após 26 anos de observações.

“Um modo de testar uma teoria física é medir o seu comportamento em casos extremos”, disse à Lusa o astrofísico Paulo Garcia, da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Neste caso, para testar a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, utilizou-se o buraco negro super-massivo mais próximo da Terra (a 26.000 anos-luz de distância), localizado no centro da Via Láctea, que tem uma massa de quatro milhões de vezes a massa solar e está rodeado por um pequeno grupo de estrelas que o orbitam a alta velocidade.

Para tal, com recurso aos instrumentos GRAVITY, SINFONI e NACO, instalados no telescópio VLT, do Observatório Europeu do Sul, no Chile, os cientistas observaram uma estrela denominada S2, o objecto conhecido que passa mais próximo do buraco negro central da Via Láctea.

De acordo com Paulo Garcia, a estrela S2 passou pelo ponto mais próximo do buraco negro a 19 de maio de 2018, a uma distância menor que 20 mil milhões de quilómetros e a uma velocidade maior que 25 milhões de quilómetros por hora.

Através de medições “muito precisas” da posição e da velocidade desta estrela, conseguidas pelos três instrumentos, foi possível verificar um efeito chamado desvio para o vermelho gravitacional, indicou o astrofísico portuense.

Esse efeito acontece “quando a luz emitida pela estrela é esticada na direcção dos maiores comprimentos de onda”, devido ao “campo gravitacional muito forte do buraco negro”.

A variação do comprimento de onda da luz registada na estrela “está precisamente de acordo com a variação prevista pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein”, que explica a gravidade como uma deformação do espaço-tempo, contrastando com as leis de Newton, que explicam essa força como algo que actua à distância, esclareceu.

Esta trata-se da primeira vez que “este tipo de desvio às previsões da Teoria da Gravidade de Newton é observado no movimento de uma estrela em torno de um buraco negro super-massivo”, refere uma nota informativa do ESO sobre a descoberta.

“Agora sabemos que a teoria de Einstein se mantém válida para buracos negros com massa de milhões de massas solares. Até agora, todos os testes tinham sido feitos com massas muitíssimo mais baixas, da ordem de dezenas massas solares (como foi no caso da detecção de ondas gravitacionais) ou da massa solar”, frisou Paulo Garcia.

Neste momento, a equipa esta a seguir a estrela S2, “procurando um desvio na sua órbita denominado precessão de Schwarzschild”. “Este é o segundo efeito da teoria da relatividade que estamos à procura”, acrescentou.

As observações agora reveladas mostram um resultado “há muito procurado”, representando “o culminar de uma campanha de observações de 26 anos”, lê-se ainda no comunicado do ESO.

“Mais de cem anos após a publicação do seu artigo que descreveu as equações da relatividade geral, Einstein mostrou estar certo uma vez mais – e num laboratório muito mais extremo do que alguma vez poderia imaginar”, acrescenta o documento.

A equipa portuguesa envolvida nesta investigação conta com físicos da FEUP e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, integrados na unidade de investigação CENTRA (Centro de Astrofísica e Gravitação), em colaboração com cientistas franceses e alemães.

São responsáveis pelo desenho, construção e validação da câmara de infravermelhos do GRAVITY, que combina quatro telescópios gigantes, cada um com um espelho de oito metros de diâmetro, que, em conjunto, funcionam como um telescópio de aproximadamente 130 metros.

Este instrumento permite realizar várias medições em tempo real, de modo que o instrumento aponte para o buraco negro super-massivo no centro da Via Láctea e se mantenha precisamente nesta posição durante as observações.

ZAP // Lusa

Por Lusa
28 Julho, 2018

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805: Einstein estava certo… outra vez

Pela primeira vez um buraco negro, o que existe no centro da nossa galáxia, ajudou a confirmar a teoria da relatividade geral de Einstein

Uma imagem gráfica das observações Foto ESO/M. Kornmesser

Um esquema da órbita das estrelas junto ao buraco negro no centro da Via Láctea
Foto ESO/L. Calçada/spaceengine.org

As observações que confirmam a teoria da relatividade geral de Einstein têm-se sucedido a bom ritmo, e agora aconteceu de novo, graças aos maiores telescópios do mundo, os VLT, do ESO, o European Southern Observatory. Nesta história, o protagonista é o imenso buraco negro que habita o coração da Via Láctea – a nossa galáxia.

Os resultados, anunciados hoje pelo ESO, culminam um trabalho de 26 anos a observar o centro da galáxia, que dista 26 mil anos-luz da Terra, e que alberga um “monstro” com uma massa quatro milhões de vezes superior à do Sol.

Foi ao observar uma estrela, a S2, que gravita a velocidades vertiginosas, juntamente com algumas outras, na proximidade deste buraco negro, que os astrofísicos observaram os resultados que confirmam a teoria do mais famoso físico do século XX.

Os telescópios VLT, no Chile
© ESO

De acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, os objectos luminosos que passam junto a um campo gravitacional muito intenso sofrem um fenómeno conhecido por desvio para o vermelho gravitacional. De forma simples, a onda luminosa sofre uma espécie de alongamento, com uma alteração na parte vermelha do espectro, ao sair da esfera de influência desse campo gravitacional.

Foi exactamente esse fenómeno que a equipa internacional de astrofísicos liderada por Reinhard Genzel of the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, na Alemanha, observou, apontando os VLT à estrela S2. Os cientistas já tinham observado antes esta estrela, mas não conseguiram confirmar na altura aquele efeito de desvio para o vermelho.

“Esta foi a segunda vez que observámos a passagem da S2 junto ao buraco negro no centro da nossa galáxia, mas desta vez tínhamos muito melhor instrumentação e conseguimos observar a estrela com uma resolução sem precedentes”, explica Reinhard Genzel. E sublinha: “Preparámo-nos intensamente para este momento desde há anos, uma vez que queríamos aproveitar esta oportunidade única de observar os efeitos da relatividade geral na luz da estrela”.

A oportunidade foi bem aproveitada. Mais de cem anos depois de Einstein ter publicado a sua teoria da relatividade geral, ela continua a ser confirmada pelos trabalhos dos cientistas de hoje.

Diário de Notícias
Filomena Naves
26 Julho 2018 — 17:25

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653: Diários de viagem revelam o lado racista de Einstein

(dr) Arthur Sasse / Nate D Sanders Auctions

Albert Einstein defendia que o racismo era “uma doença de pessoas brancas”, mas escreveu um diário no qual descreveu os chineses como um povo “imundo”.

Além dos contributos científicos, Albert Einstein é também lembrado por defender os direitos humanos, posicionando-se contra a discriminação. No entanto, certas passagens dos seus diários de viagens contradizem esta imagem de homem tolerante.

Os textos que escreveu durante visitas ao Japão, à China e ao Sri Lanka, contêm comentários xenófobos que só agora se tornaram conhecidos.

Num discurso proferido na Universidade Lincoln, nos Estados Unidos, em 1946, Einstein disse que o racismo era “uma doença de pessoas brancas”. Contudo, duas décadas antes, o prémio Nobel terá escrito num dos seus diários de viagens que os chineses eram “povo diligente, imundo, e obtuso”.

Estes textos não se destinavam a ser publicados. Mas, 90 anos depois, os cadernos foram traduzidos do alemão e publicados pela primeira vez em inglês pela Princeton University Press. Estes diários já tinham sido publicados em alemão, enquanto parte de uma colectânea de ensaios e trabalhos académicos de Albert Einstein, adianta o Público.

Seria “uma pena se os chineses suplantassem as outras raças”. Esta frase escrita por Einstein pode chocar muitos de nós, devido ao contraste “com a imagem pública do grande ícone humanitário”, explica Ze’ec Rosenkranz, responsável pela tradução do texto e director assistente do Projecto Einstein Papers, do Instituto de Tecnologia da Califórnia.

“É um pouco chocante lê-los e contrastá-los com as afirmações públicas. Estão mais desprotegidos, ele não os escreveu para serem publicados”, continua.

Além destes comentários xenófobos, o Nobel tece ainda comentários de “extrema misoginia” contra as mulheres chinesas: “pouca diferença entre homens e mulheres“.

“Notei a pouca diferença que há entre homens e mulheres e não percebo que tipo de atracção fatal têm as mulheres chinesas que enfeitiçam os homens a tal ponto que são incapazes de se defenderem contra a bênção extraordinária da descendência”, escreveu.

Já em relação ao Sri Lanka, Einstein escreveu que os autóctones vivem “em grande imundice e grande fedor“, acrescentando que “fazem pouco e precisam de pouco”.

Os japoneses, porém, destacam-se ao receberem comentários mais positivos. “Os japoneses são modestos, decentes e muito atraentes. Almas puras, como ninguém. Uma pessoa ama e admira este país.”

Apesar do clima de intensa paixão pelo povo japonês, Einstein termina com um comentário depreciativo: “As necessidades intelectuais desta nação parecem ser mais fracas do que as necessidades artísticas – disposição natural?”, questiona.

Rosenkranz refere que os comentários de Albert Einstein em relação á alegada inferioridade dos japoneses, chineses e indianos podem ser vistos como racistas.

Ainda assim, embora as visões de Einstein fossem prevalecentes à época, não eram universais, sublinha o editor. “Havia mais pontos de vista, e pontos de vista mais tolerantes. Parece que Einstein teve algumas dificuldades em reconhecer-se na face do outro”, conclui Rosenkranz.

ZAP // BBC

Por ZAP
14 Junho, 2018

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564: Einstein errou: Experiência confirma “acção fantasmagórica à distância”

Donkey Hotey / Flickr
Einstein por Donkey Hotey

A maior experiência quântica deste tipo alguma vez realizada confirmou recentemente a “acção assustadora à distância”, ou “acção fantasmagórica à distância”, um bizarro fenómeno do qual Einstein duvidava.

Foram precisas “apenas” 12 equipas de físicos em 10 países, mais de 100.000 jogadores voluntários e mais de 97 milhões de unidades de dados, todas geradas aleatoriamente à mão, para chegar a essa conclusão.

Einstein deu o nome de “acção assustadora à distância” à interacção contínua entre fotões distantes entre si. Essa interacção é possível graças ao entrelaçamento ou emaranhamento quântico dessas partículas – se entrelaçadas, qualquer mudança experimentada por uma delas afectará imediatamente a outra. No entanto, o cientista não gostava dessa possibilidade e queria desfazer a teoria.

Os dados utilizados no estudo foram gerados através de um jogo online em 30 de Novembro de 2016, que produziu milhões de bits, ou “dígitos binários” – a menor unidade de dados de um computador.

Os físicos usaram esses bits aleatórios para realizar um “Grande Teste de Bell” e mostrar que partículas entrelaçadas podiam de alguma forma transferir informações mais rapidamente do que a luz, e que essas partículas parecem “escolher” os seus estados no momento em que são medidas.

As descobertas contradizem a descrição de Einstein de um estado conhecido como “realismo local”. “Mostramos que a visão de mundo de Einstein sobre o realismo local, em que as coisas têm propriedades, sejam observadas ou não, e nenhuma influência viaja mais rápido que a luz, não pode ser verdade – pelo menos uma dessas coisas deve ser falsa”, disse um dos autores do estudo, Morgan Mitchell, professor de óptica quântica do Instituto de Ciências Fotónicas da Universidade de Barcelona, na Espanha.

Isso introduz a probabilidade de dois cenários intrigantes: ou as nossas observações do mundo realmente o mudam, ou as partículas estão a comunicar umas com as outras de alguma maneira que não podemos ver ou influenciar. “Ou possivelmente os dois”, acrescentou Mitchell.

Desde a década de 1970, os investigadores testam a plausibilidade do realismo local usando experiências chamadas “testes de Bell”, propostos pela primeira vez pelo físico irlandês John Bell.

Para conduzir esses testes, físicos comparam medições escolhidas aleatoriamente, como a polarização de duas partículas (por exemplo, fotões) emaranhadas que existem em diferentes locais.

Se um fotão estiver polarizado numa direcção (digamos, para cima), o outro estará numa direcção diferente (digamos, para o lado) apenas uma certa percentagem do tempo.

Se o número de vezes que as medições de partículas espelham uma à outra – ou seja, estiverem na mesma direcção – ultrapassa esse limiar, independentemente de quais são as partículas ou de quantas medições são feitas, isso sugere que “escolhem” o seu estado apenas no momento em que são medidas. E isso implica que as partículas podem se comunicar instantaneamente umas com as outras: a chamada “acção assustadora à distância”.

As respostas sincronizadas contradizem a noção de uma existência genuinamente independente, uma visão que forma a base do princípio do realismo local sobre o qual as regras da mecânica clássica são baseadas.

Vez após vez, testes de Bell provam que partículas emaranhadas demonstram estados correlacionados que excedem o limiar. O mundo é, de facto, assustador, mesmo que Einstein não gostasse dessa ideia.

No entanto, os testes de Bell exigem que a escolha do que medir seja verdadeiramente aleatória. E isso é difícil de se alcançar, já que factores invisíveis podem influenciar nas selecções dos cientistas. Mesmo a geração de dados aleatórios em computadores não é realmente aleatória.

Isso cria uma falha nos testes de Bell conhecida como “brecha da liberdade de escolha” – a possibilidade de que “variáveis ocultas” possam influenciar as configurações usadas nos experimentos. Se as medições não são verdadeiramente aleatórias, os testes de Bell não podem descartar definitivamente o realismo local.

Superar obstáculos

Para o novo estudo, os investigadores queriam reunir uma enorme quantidade de dados produzidos por seres humanos, para ter certeza de que estavam a incorporar uma aleatoriedade verdadeira nos seus cálculos.

Esse foi o teste mais amplo de realidade local já realizado, permitindo que os investigadores finalmente chegassem a uma conclusão mais satisfatória.

O esforço, apelidado de “Grande Teste de Bell”, envolveu jogadores numa plataforma online que tocavam rápida e repetidamente dois botões num ecrã, que geravam os respectivos valores de um e zero.

As suas escolhas aleatórias foram enviadas para laboratórios em cinco continentes, onde foram usadas para seleccionar configurações de medição para comparar partículas entrelaçadas.

Cada um dos laboratórios realizou diferentes experiências, usando diferentes partículas – átomos individuais, grupos de átomos, fotões e dispositivos super-condutores – e os seus resultados mostraram “forte desacordo com o realismo local” numa variedade de testes.

As experiências também demonstraram uma semelhança intrigante entre humanos e partículas quânticas, no que diz respeito à aleatoriedade e ao livre arbítrio.

Se as medições a partir das escolhas humanas foram verdadeiramente aleatórias – não influenciadas pelas próprias partículas -, então os comportamentos tanto dos humanos quanto das partículas são aleatórios.

Um artigo sobre o estudo foi publicado na revista científica Nature no início de Maio.

ZAP // Live Science / HypeScience / Science Alert

Por ZAP
19 Maio, 2018

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243: Em 2018 a humanidade poderá ver o seu primeiro buraco negro

Alain r / Wikimedia

Os buracos negros já fazem parte do conhecimento popular há décadas. Sabemos que são lugares no espaço de onde nada, nem mesmo partículas que se movem à velocidade da luz, consegue escapar. Sabemos também que há um buraco negro enorme no meio da nossa Via Láctea – assim como noutras galáxias. Apesar disso, nunca vimos um. Segundo os especialistas, 2018 será o ano em que isso finalmente vai acontecer.

Albert Einstein previu a existência de buracos negros na teoria da relatividade geral, mas mesmo o físico não estava 100% convencido de que realmente existissem. Até agora, ninguém conseguiu produzir evidências concretas de que de facto existam.

A esperança dos cientistas para mudar isso está no Event Horizon Telescope (EHT). Apesar do nome, o EHT não é só um telescópio, mas uma rede de telescópios em todo o mundo. Trabalhando em conjunto, os dispositivos podem fornecer todos os componentes necessários para que finalmente sejamos capazes de capturar a imagem de um buraco negro.

Para fazer isso, seria preciso um telescópio mais ou menos do tamanho da Terra – e é mais ou menos isso que o EHT é, na prática.

“Primeiro, é necessário uma ampliação ultra alta – o equivalente a contar as covinhas numa bola de golfe em Los Angeles quando está sentado em Nova Iorque”, compara o director do EHT, Sheperd Doeleman. “Em seguida, é necessária uma forma de ver o gás na Via Láctea e o gás quente que envolve o próprio buraco negro. Isso requer um telescópio tão grande como a Terra, que é onde o EHT entra”.

A equipa do EHT criou um “telescópio virtual de tamanho terrestre”, explica Doeleman, usando uma rede de radiotelescópios individuais espalhados pelo planeta. Os cientistas sincronizaram os telescópios para que observassem o mesmo ponto no espaço ao mesmo tempo e fossem capazes de gravar as ondas de rádio detectadas.

A ideia é que a imagem produzida pela combinação destes dados seja comparável a uma que poderia ter sido criada usando um único telescópio de tamanho terrestre.

O primeiro teste começou em Abril de 2017. Ao longo de cinco noites, oito telescópios em todo o mundo ficaram de “olhos” postos em Sagitário A * (Sgr A *), um ponto no centro da Via Láctea que os investigadores acreditam ser a localização de um buraco negro super-massivo.

Os dados do Telescópio do Polo Sul chegaram ao Observatório Haystack, do MIT, apenas em Dezembro, devido à falta de voos de carga na região.

Agora que a equipa tem os dados dos oito telescópios, podem começar a análise com a esperança de produzir a primeira imagem de um buraco negro.

Uma imagem de um buraco negro não só provaria definitivamente que eles existem, como também revelaria novas informações sobre o universo, principalmente em escalas maiores.

“Acredita-se que os buracos negros super-massivos no centro das galáxias e as galáxias em que vivem evoluem ao longo dos tempos cósmicos, de modo que observar o que acontece perto do horizonte do evento ajudar-nos-à a compreender o universo em escalas maiores”, diz Doeleman.

O cientista acrescenta que, no futuro, os investigadores deverão ser capazes de fazer imagens de um único buraco negro ao longo do tempo. Isso permitiria aos cientistas determinar se a teoria da relatividade geral de Einstein é verdadeira ou não na fronteira do buraco negro, além de estudar como os buracos negros crescem e absorvem a matéria.

Por mais empolgante que a pesquisa pareça, as observações do buraco negro em Sagitário A * são apenas as primeiras usando o EHT, e Doeleman está a manter as expectativas sob controlo.

“Não temos garantia do que veremos, e a natureza pode nos atirar uma bola curva. No entanto, o EHT agora está em funcionamento, pelo que, ao longo dos próximos anos, trabalharemos para fazer uma imagem para ver como realmente se parece um buraco negro”, garante.

Não há ainda uma data para a publicação dos resultados. Segundo Doeleman, precisamente porque a equipa está a trabalhar com cuidado, mas é provável que a Terra veja o seu primeiro buraco negro em 2018.

ZAP // Futurism / HypeScience

Por ZAP
15 Janeiro, 2018

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180: Nada de energia escura: matemáticos propõem nova explicação para aceleração cósmica

(dv) UC Davis

Matemáticos propuseram uma explicação diferente para a expansão acelerada do universo, que não necessita de energia escura.

De acordo com o estudo, publicado na Proceedings of the Royal Society A, as equações originais de Einstein para a relatividade geral já predizem a aceleração cósmica devido a uma “instabilidade”, e não precisam desse elemento alusivo.

Pouco depois de Albert Einstein ter escrito as equações para a relatividade geral, descrevendo a gravidade, o físico incluiu um factor “anti-gravidade” chamado de “constante cosmológica” para equilibrar a atracção gravitacional e produzir um universo estático.

Mais tarde, Einstein classificou a constante cosmológica como o seu maior erro.

Sabemos há algum tempo que o universo não é estático: Não só está em expansão, como essa expansão está a acelerar. Para explicar isso, os cosmólogos invocaram uma força misteriosa chamada “energia escura”.

Quando os cosmólogos modernos começaram a estudar a aceleração cósmica, trataram a constante cosmológica de Einstein como permutável com a energia escura, dado o novo conhecimento. Essa explicação, no entanto, não satisfazia os matemáticos Blake Temple e Zeke Vogler, da Universidade da Califórnia, e Joel Smoller, da Universidade de Michigan.

“Propusemo-nos a encontrar a melhor explicação possível para a aceleração anómala das galáxias dentro da teoria original de Einstein, sem a energia escura”, disse Temple.

De acordo com os autores, a teoria original deu previsões corretas em todos os outros contextos, e não há prova directa da energia escura. Então, por que adicionar um factor incerto, como a energia escura ou a constante cosmológica, a equações que já parecem corretas?

No artigo, os matemáticos argumentam que as equações estão de facto corretas, e é a hipótese de um universo com galáxias em expansão uniforme que está errada, com ou sem energia escura, porque essa configuração é instável.

Os modelos cosmológicos começam a assumir que toda a matéria está em expansão, mas distribuída uniformemente no espaço a todo momento. Isso é chamado de “Universo de Friedmann”, a partir de um conjunto de equações que governam a expansão métrica do espaço em modelos homogéneos e isotrópicos, dentro do contexto da teoria da relatividade geral.

Temple, Smoller e Vogler resolveram as equações da relatividade geral sem invocar a energia escura. As soluções mostram que o espaço-tempo de Friedmann é na verdade instável: qualquer perturbação – por exemplo, se a densidade da matéria é um pouco menor do que a média – empurra o espaço-tempo para um universo acelerado.

Temple compara isso a um pêndulo invertido. Em posição normal, é estável no ponto mais baixo. Mas se o virar ao contrário, o pêndulo pode se equilibrar se for correctamente centrado, no entanto, qualquer rajada pequena irá fazê-lo cair.

Isso diz-nos que não devemos esperar medir um universo de Friedmann, porque é instável. O que devemos medir, em vez disso, são espaços-tempos locais que aceleram mais rápido.

Notavelmente, esses espaços-tempos locais criados pela instabilidade exibem precisamente a mesma gama de acelerações cósmicas obtidas em teorias de energia escura.

De acordo com Temple, o que isso mostra é que a aceleração das galáxias pode ter sido predita na teoria original da relatividade geral, sem invocar a energia escura ou constante cosmológica.

“A matemática não é controversa, a instabilidade não é controversa. O que não sabemos é se a nossa galáxia está próxima do centro de uma grande região de sub-densidade da matéria no universo”, disse Temple.

Segundo os autores, a hipótese inclui previsões testáveis que distinguem o modelo dos de energia escura.

 
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