terça-feira, 25 de outubro de 2011

A Hipótese da Anti-Matéria

24012011

A equipa recolheu dados e, após estudo da anti-matéria, elaboramos uma micro-teoria acerca de uma fracção do início do Universo que tem como base anti-partículas.

Passamos a explicar:

O que é anti-matéria?
A anti-matéria é matéria com carga eléctrica invertida, ou seja, com protões de carga negativa e electrões de carga positiva. A descoberta desta veio alterar a maneira como a própria matéria é vista e sabe-se agora que matéria e anti-matéria não podem subsistir no mesmo espaço físico pois ambas se anulam e destroem, resultando da reacção apenas energia.

Existirá ainda anti-matéria, ou toda ela já foi destruída devido ao contacto com a matéria Universal?
Apesar da intensa procura, o resultado foi sempre o mesmo: ainda não foi encontrada anti-matéria natural. E dizemos natural porque, em laboratório, já foi possível produzir anti-partículas, concretamente de hidrogénio, ou seja, anti-hidrogénio. No entanto, essas partículas ficaram retidas durante apenas cerca de um décimo de segundo em laboratório não dando margem para estudo das mesmas.

O que acontece quando matéria colide com anti-matéria?
Quando uma partícula colide com uma anti-partícula, dá-se uma explosão onde ocorre a emissão de radiação pura que é emanada do ponto de explosão à velocidade da luz. Desta explosão, são deixadas apenas partículas subatómicas. Toda a massa das partículas iniciais é convertida em energia.

Em detrimento destes factos, resolvemos conciliar este conhecimento com outros anteriores e associar a anti-matéria ao início do Universo.

Se o leitor consultar o nosso post acerca das controvérsias do Big Bang, verá que, uma das dúvidas por nós levantadas foi a causa da explosão do “ponto” onde tudo estava condensado, já que nenhuma força actuava sobre ele.
Vimos então fazer a proposta: nesse ponto, existiria apenas matéria e anti-matéria. Essas partículas existiam em número desproporcional, estando a quantidade de matéria acima da quantidade de anti-matéria. O “ponto” de matéria e anti-matéria condensada, após múltiplas colisões entre estas, terá chegado ao limite da sua “elasticidade” devido à enorme quantidade de energia com que estava sobrecarregado. Deu-se assim a explosão a que chamamos Big Bang, resultando desta: energia (fruto das colisões entre partículas e anti-partículas), matéria (recorde-se que existiria mais matéria que anti-matéria e, por isso, certas partículas não colidiram com anti-partículas) e nenhuma anti-partícula (umas vez que todas haviam colidido com partículas e, por essa mesma razão, convertidas em energia).

Esta micro-teoria poderá eventualmente explicar uma das controvérsias da teoria do Big Bang e complementa-la, daí não a considerarmos uma teoria. Esperemos que este post tenha contribuído para o aumento do conhecimento do leitor em relação a este assunto e agradecemos, mais uma vez, pelas visitas diárias que são cada vez em maior número.

LkCA 15 b

Investigadores fotografam exoplaneta em formação

LkCA 15 b é o planeta mais jovem encontrado até agora

2011-10-20

Jovem planeta denomina-se LkCA 15 b
Uma equipa de astrónomos da Universidade do Havai captou a primeira fotografia directa de um planeta durante a sua formação. Denominado LkCA 15 b, o planeta está rodeado de pó e gás perto da sua estrela. Os investigadores defendem que se trata do planeta mais jovem encontrado até agora.
Os investigadores anunciaram a descoberta numa reunião do centro espacial Goddard (da NASA). Uma descrição detalhada será publicada no «Astrophysical Journal». Os primeiros dados podem ser consulados no ArXiv.org.

Adam Kraus, investigador do Instituto de Astrofísica da Universidade do Havai, esclarece que não tinha sido ainda possível captar imagens de um planeta durante a sua formação pois esta ocorre muito perto da estrela. Neste caso foi possível observar o processo e tembém medir o pó que se encontra à volta do planeta.

Os astrónomos utilizaram a óptica adaptativa do telescópio Keck com uma técnica chamada “máscara de abertura interferométrica”, graças à qual podem manipular as ondas de luz. “É como ter uma série de pequenos espelhos com que se manipula a luz ao mesmo tempo que se anulam as distorções que produzem as estrelas”, explica Kraus.

Os astrónomos continuam as suas observações que poderão fornecer novas informações sobre a formação dos planetas.

Tudo o que sabemos está errado!

Cientistas registram raios de alta energia que desafiam teoria atual

Pulsar emite raios gama com energia superior a 100 bilhões de elétrons-volt.
Fenômeno ocorre na Nebulosa do Caranguejo.

Do G1, em São Paulo

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Uma descoberta publicada nesta semana pela revista Science desafia as atuais teorias da astrofísica. Com dados do telescópio Veritas, nos EUA, uma equipe internacional de pesquisadores detectou pulsos de raios gama com energia superior a 100 bilhões de elétrons-volt na Nebulosa do Caranguejo. Essa energia é um milhão de vezes maior do que um raio-X usado na medicina.

“É a primeira vez que raios gama de energia muito alta foram detectados num pulsar – uma estrela de nêutrons que gira rapidamente, que tem o tamanho de uma cidade e massa maior que a do Sol”, disse Frank Krennrich, da Universidade do Estado de Iowa, nos EUA, um dos autores do estudo.

Segundo ele, o conhecimento que a ciência tem hoje sobre os pulsares não explica uma emissão tão alta de energia. Nenhuma emulsão com mais de 25 bilhões de elétrons-volt tinha sido encontrada até hoje nessa nebulosa.

"Os resultados colocam novos obstáculos sobre o mecanismo de como a emulsão de raios gama é gerada", completou Nepomuk Otte, outro autor da pesquisa.

Ilustração de como seria pulsar feita sobre uma foto da Nebulosa do Caranguejo, tirada pelo telescópio Hubble (Foto: David A. Aguilar (CfA) / Nasa / ESA)

domingo, 23 de outubro de 2011

Limites, conceitos fundamentais

Introdução

Em Física, como se sabe, utilizamos de uma poderosa arma: a Matemática. Não nos restringimos, naturalmente, à Matemática do Ensino Médio, mas, indo além, utilizamos amplamente do Cálculo, por exemplo. Pretendo, em breve, publicar um pequeno estudo sobre as Leis de Newton e, para tanto, irei necessitar do Cálculo, além de entidades matemáticas chamadas vetores. Para não deixar os leitores abandonados à própria sorte, antes do estudo das Leis da Dinâmica iremos estudar os pré-requisitos para compreender tais Leis. Começaremos isto hoje, neste artigo, introduzindo os conceitos de continuidade e limite de forma intuitiva; posteriormente tornaremos rigorosos esses conceitos, além de aprendermos um pouco sobre derivadas e, Cálculo à parte, também sobre os vetores. Não irei abordar o assunto em grandes detalhes, por questões de espaço; no entanto, tentarei apresentar um conteúdo satisfatório, além de, ao final, deixar recomendações para um estudo mais aprofundado. Também assumo, por parte do leitor, uma certa familiaridade com a Matemática elementar, principalmente com funções e o conjunto dos números reais, $\mathbb{R}$ (1).

Continuidade e Limite

Sejam $f(x) = x+1$ e $g(x) = \begin{cases}1 \, \, \mbox{se} \, \, x \le 1 \\ 2 \, \, \mbox{se} \, \, x > 1 \end{cases}$ .

Seus gráficos, respectivamente, são:

Gráfico da função $f(x) = x+1$

Gráfico da função $g(x) = \begin{cases}1 \, \, \mbox{se} \, \, x \le 1 \\ 2 \, \, \mbox{se} \, \, x > 1 \end{cases}$

Pode-se facilmente perceber que a linha que corta o gráfico de $f(x)$ segue ao longo dele sem nenhuma interrupção; ao contrário, a linha que corta o gráfico de $g(x)$ apresenta um “salto” no ponto $p = 1$ . Pois bem: quando a linha que corta o gráfico de uma função $f$ qualquer passa por um ponto $p$ sem “saltar”, dizemos que a função $f$ é contínua nesse ponto $p$ . Em nosso exemplo a função $f(x)$ é contínua em todo ponto $p$ de seu domínio, ao passo que a função $g(x)$ não é contínua no ponto $p = 1$ .

Agora, observemos o seguinte gráfico:

Noção de limite de uma função

Veja que quando $x$ se aproxima de $p$ , então $f(x)$ se aproxima de $f(p)$ , de modo que quanto mais próximo de $p$ estiver $x$ , mais próximo de $f(p)$ estará $f(x)$ ; sem que, no entanto, $x = p$ . Dizemos, então, que o limite de $f(x)$ , quando $x$ tende a $p$ é $f(p)$ ; matematicamente:

$\lim_{x \to p} f(x) = f(p)$

Note que isso só acontecerá se a função $f$ estiver definida e for contínua em $p$ . Do contrário ter-se-á que

$\lim_{x \to p} f(x) = L \, \, \mbox{com} \, \, L \neq f(p)$

Neste caso $L$ é o valor que a função deveria ter para ser contínua no ponto dado.

Exemplos

Exemplo 1. Seja $f(x) = x+1$ . Ela é contínua no ponto $p = 2$ ? Calcule seu limite nesse ponto, caso exista.

Conforme vimos no primeiro gráfico ela é contínua em todo ponto $p$ de seu domínio; logo, também em $p = 2$ . O valor de seu limite no ponto dado é, então

$\lim_{x \to 2} x+1 = 2 + 1 = 3$

Exemplo 2. Seja $fx) = \frac{x^2 - 4}{x-2}$ . Ela é contínua em $p = 2$ ? Calcule seu limite, caso exista.

Montando o gráfico podemos constatar que ela não é contínua em $p = 2$ e, portanto, seu limite não existe nesse ponto; ou seja, $\lim_{x \to p} f(x) \neq f(p)$ . Devemos, então, encontrar o valor $L$ que a função deveria ter para ser contínua em $p = 2$ . Fazemos isto, assim: para $x \neq 2$ temos que

$f(x) = \frac{x^2 - 4}{x-2} = \frac{(x+2)(x-2)}{x-2} = x+2$ ,

visto que os termos iguais se cancelam. Portanto,

$\lim_{x \to 2} \frac{x^2 - 4}{x-2} = \frac{(x+2)(x-2)}{x-2} = x+2 = 2+2 = 4$ .

Conclusão

Espero que esta breve introdução aos fundamentos do Cálculo tenha sido suficientemente clara, agradável e útil. Espero também que os próximos artigos permaneçam assim, também. Para um estudo mais aprofundado, consulte os seguintes livros:

- ASTROPHYSICA -

terça-feira, 25 de outubro de 2011

A anti matéria