3061: Há uma nova maneira de medir a gravidade da Terra

CIÊNCIA

(CC0/PD) Free-Photos / Pixabay

Uma equipa de cientistas descobriu uma nova forma única de medir a gravidade da Terra. O método anterior envolvia medir a influência da gravidade nos átomos, rastreando a rapidez com que os átomos caíam.

O problema é que nas experiências feitas com este método, os tubos em que os átomos caíam eram difíceis de proteger de interferências ambientais. Como tal, uma equipa de cientistas norte-americanos da Universidade da Califórnia arranjaram uma nova maneira de medir a gravidade.

O Tech Explorist explica que esta nova técnica envolve observar como é que os átomos se comportam quando estão suspensos no ar, em vez de estarem em queda. Na opinião dos cientistas, este método pode ser melhor para sondar as forças gravitacionais exercidas em pequenos objectos.

Esta inovação pode ainda ter aplicações práticas na nossa sociedade, uma vez que esta técnica pode ser usada para medir ligeiras variações gravitacionais. Isto pode ajudar a mapear o fundo do mar ou encontrar petróleo e minerais no subsolo da Terra.

Para chegarem a esta conclusão, os investigadores lançaram uma nuvem de átomos de césio no ar e usaram flashes de luz para dividir cada átomo num estado de super-posição. Seguidamente, prenderam esses átomos divididos no ar com a luz de um laser.

A partir daí, para medir a força gravitacional da Terra naquele local basta rastrear a rapidez com que a ondulação das duas versões de um átomo fica fora de sincronia. A experiência está descrita com mais detalhe no estudo publicado este mês na revista científica Science.

Alan Jamison, físico do MIT, disse que esta nova técnica é “muito impressionante” e acredita que “é uma grande promessa para medições mais controladas” da gravidade. O físico realçou ainda que, com o método antigo, era muito mais complicado fazer a medição.

“Digamos que você não queria medir a gravidade de toda a Terra, mas deseja medir a gravidade de uma coisa pequena, como mármore. Precisamos de colocar a mármore perto dos nossos átomos. Numa instalação tradicional de queda livre, os átomos passavam pouco tempo perto da mármore — milissegundos — e teríamos muito menos sinal“, explicou o co-autor do estudo, Holger Müller.

ZAP //

Por ZAP
20 Novembro, 2019

 

1697: A gravidade extra do Universo pode não ser provocada pela matéria escura (mas sim pela luz)

ESA / Hubble & NASA

Astrofísicos europeus lançaram recentemente uma possibilidade que apanhou muitos desprevenidos: e se o estranho comportamento das galáxias for explicado pela massa combinada de inúmeros fotões, e não pela famosa matéria escura?

Os cientistas procuram há já várias décadas por provas concretas de presença de matéria escura, mas a verdade é que este material misterioso permanece indetectável. Agora, os astrofísicos estão a explorar uma possibilidade intrigante: e se não é a matéria escura que afecta a rotação galáctica, mas sim a massa da luz?

Os cientistas afirmaram durante muito tempo que a matéria invisível constitui a maior parte da massa do Universo. Qualquer comportamento de objectos espaciais que não pode ser explicado pela massa comum – a forma como as galáxias giram no espaço, por exemplo – pode ser explicado pelos efeitos gravitacionais da matéria escura.

Mas agora acaba de surgir uma ousada teoria que sugere que o estranho comportamento das galáxias pode ser explicado pela massa combinada de inúmeros fotões, e não pela matéria escura.

Num artigo científico datado de 1980, a astrónoma Vera Rubin provou uma característica particularmente estranha das galáxias: as suas bordas giram muito mais rápido do que seria suposto.

À medida que nos movemos para fora do centro galáctico, o movimento orbital das estrelas e do gás no disco deve, pelo menos teoricamente, desacelerar graças à diminuição da velocidade proporcional à distância do centro. A isto se chama declínio kepleriano, um fenómeno que pode ser observado de forma muito precisa em sistemas planetários como o Sistema Solar. No entanto, isto não acontece na maioria das galáxias.

Em vez disso, explica o ScienceAlert, as curvas de rotação das galáxias permanecem planas ou aumentam. Com base no efeito gravitacional da matéria, as estrelas externas orbitam muito mais rapidamente do que deveriam.

Quando se aperceberam deste fenómeno, os cientistas colocaram em cima da mesa a hipótese da matéria escura – não sabemos o que é, nem a conseguimos detetar, mas há no nosso Universo físico algo que ganha uma gravidade extra.

Contudo, esse “algo” pode não ser a tão aclamada matéria escura. Dmitri Ryutov, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia, e Dmitry Budker e Victor Flambaum, da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz, na Alemanha, apostam as fichas nesta segunda hipótese.

Num novo estudo, publicado recentemente no The Astrophysical Journal, os cientistas afirmam que as partículas de luz – fotões – são a fonte do fenómeno, pelo menos parcialmente. Apesar de não causarem gravidade, a massa dos fotões cria algo que se comporta de forma muito parecida.

“Assumindo uma certa massa de fotões, muito menor que o limite superior actual, podemos mostrar que essa massa seria suficiente para gerar forças adicionais numa galáxia e que essas forças seriam grandes o suficiente para explicar as curvas de rotação. Esta conclusão é extremamente excitante”, afirmaram.

Os cientistas descrevem este efeito como uma espécie de “pressão negativa” causada por tensões electromagnéticas relacionadas à massa dos fotões. Quando colocados no contexto de um sistema matemático chamado electrodinâmica de Maxwell-Proca, essas tensões electromagnéticas podem gerar forças centrípetas adicionais, actuando predominantemente no gás interestelar. A este fenómeno a equipa deu o nome de Proca stress.

Para já, todas esta suposições são hipotéticas e matéria escura continua a ser a teoria-rainha. Mas não há nada de mal em procurar novas e prováveis explicações. Pelo contrário.

“Actualmente, não consideramos a massa de fotões como uma solução para o problema da curva de rotação. Mas pode ser parte da solução”, concluiu Budker.

LM, ZAP //

Por LM
11 Março, 2019

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228: Astronauta japonês cresceu 9 centímetros no Espaço

nasahqphoto / Flickr
O astronauta japonês Norishige Kanai

O japonês Norishige Kanai cresceu nove centímetros durante a sua estadia na Estação Espacial Internacional (EEI) devido à falta de gravidade, segundo escreveu no Twitter o próprio astronauta.

“Hoje tenho uma notícia importante. Passei no exame médico com medição dos parâmetros físicos e acontece que a minha estatura aumentou nove centímetros. Assim cresci em três semanas”, escreveu Norishige Kanai, que chegou à EEI a 19 de Dezembro a bordo da nave pilotada russa Soyuz.

O astronauta japonês, de 41 anos, lembrou que não crescia desta forma desde a fase da sua adolescência. “Isto não acontecia desde os tempos do ensino secundário. Agora estou preocupado porque não sei se vou caber no assento da nave espacial Soyuz“, acrescentou, citado pela agência russa TASS.

O cirurgião russo Vladimir Joroshev disse à RIA Novosti que a drástica mudança da estatura “é fácil de explicar”. “O tecido cartilaginoso modifica-se em condições de falta de peso. A nossa coluna espinhal é composta não só por vértebras, que são um tecido ósseo, mas também pelos discos intervertebrais, que são tecido cartilaginoso”, explicou.

Esse tecido cartilaginoso é muito flexível e susceptível a sofrer mudanças, ao contrário dos ossos, que permanecem impassíveis em condições de imponderabilidade.

“Quando a carga sobre a coluna vertebral se reduz em dezenas de vezes em condições de falta de gravidade, o tecido cartilaginoso dos discos intervertebrais se alarga, o que leva ao aumento do comprimento do corpo”, concluiu Joroshev.

Kanai, engenheiro a bordo da sua primeira missão espacial, chegou à Estação Espacial Internacional na companhia do russo Anton Shkaplerov e do norte-americano Scott Tingle.

Os três astronautas, que vão continuar no Espaço cerca de meio ano, juntaram-se ao russo Alexandr Misurkin e aos norte-americanos Mark Vande Hei e Joseph Acaba, que se encontram na EEI desde Setembro.

A EEI, um projecto de mais de 150 mil milhões de dólares, no qual participam 16 nações, está actualmente integrada por 14 módulos permanentes e orbita a uma velocidade de mais de 27 mil quilómetros por hora a uma distância de 400 quilómetros da Terra.

ZAP // EFE

Por EFE
9 Janeiro, 2018

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