Curiosidades na Tela: Universo

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quinta-feira, 30 de junho de 2011

A 15 bilhões de anos - a Origem do Universo

A teoria mais aceita sobre a origem do Universo é a do Big Bang. Há 15 bilhões de anos o Universo concentrava-se todo em um único ponto, com altíssima temperatura e densidade energética. Esse ponto explode – o instante zero – e começa a expansão do Universo, observada até hoje. As primeiras partículas, os fótons, são associadas à radiação eletromagnética. Prótons, elétrons e nêutrons formam-se nos três primeiros minutos dessa expansão, ainda vinculados à radiação.

Origem da matéria – Ao se expandir, o Universo também se resfria. Quando atinge 4 mil graus Celsius, cerca de 300 mil anos após o instante zero, elétrons e prótons começam a interagir e formam os primeiros átomos de hidrogênio. Esses elementos químicos dão origem às galáxias e às estrelas, respectivamente 2 bilhões de anos e 4 bilhões de anos após o Big Bang.

Radiação de fundo – Com a separação entre matéria e radiação, os fótons têm mais espaço para se propagar, formando a chamada radiação de fundo, presente em todo o Universo até hoje. Detectada pelos astrônomos Arno Penzias e Robert Wilson, em 1965, constitui uma das indicações da validade da teoria do Big Bang.

EVOLUÇÃO DO UNIVERSODe acordo com a teoria da Relatividade, a evolução do Universo depende da densidade da matéria nele existente. Se essa densidade for superior a um valor crítico, pode deixar de se expandir e até se contrair devido à atração gravitacional mútua de seus constituintes. Se a densidade for inferior a um ponto crítico, o Universo continuará sempre em expansão.

Matéria escura – No início de 1993, o satélite europeu Rosat constata a existência de 25 vezes mais matéria invisível que matéria visível na composição do Universo. A descoberta reforça a idéia de que o Universo não deverá se expandir para sempre devido à atração gravitacional decorrente de sua própria massa, mas ainda não há conclusões sobre o futuro do Universo.

Fonte:
http://br.geocities.com/civilizacao4000ac/index_big_bang.html

sexta-feira, 17 de junho de 2011

O Poder Presciente da Matemática

Por que a matemática é uma ferramenta tão efetiva para descrever o modo como o mundo físico funciona? Muitas pessoas vêem isto como um mistério profundo e referem-se à "eficiência irracional" da matemática em descrever o Universo conhecido. Mas Bruno Augenstein, do RAND, em Santa Mônica, Califórnia, inverteu este argumento. Ele diz que a verdade é que os físicos são capazes de achar uma contraparte no mundo real para qualquer conceito matemático, e sugere que físicos espertos "deveriam ser aconselhados a procurar de forma "deliberada e habitual" modelos físicos de estruturas matemáticas já descobertas".

Uma pessoa que pode ter se beneficiado de tal conselho foi Albert Einstein. Ele chegou à sua teoria geral da relatividade em 1915 por um caminho tortuoso. Mas uma segunda olhada revela que sua descrição matemática da forma como o espaço-tempo se curva e dobra na presença de matéria é precisamente equivalente às equações desenvolvidas por matemáticos do século XIX para descrever geometrias hipotéticas alternativas à familiar geometria Euclidiana de planos (ver New Scientist, 2 de janeiro de 1993, "Pay Attention Albert Einstein"). Augenstein cita isto como um exemplo onde um trabalho em matemática pura parece ter antecipado uma constatação subseqüentemente achada na teoria física -- e ele encontrou um exemplo ainda mais dramático deste processo.

Em 1924, dois matemáticos publicaram um documento relativo ao que Augenstein chama "um ramo um pouco surrealista da teoria dos conjuntos", denominado os Teoremas de Banach-Tarski (BTT) em honra deles (S. Banach e A. Tarski, Fundamenta Mathematica, vol 6 p 244). BTT é uma derivação totalmente bizarra da matemática que envolve o que é conhecido como decomposição. Deixando a matemática de lado e expressando alguns dos resultados fundamentais em termos vívidos, Augenstein diz que é possível provar matematicamente que "você pode cortar um corpo sólido A, de qualquer tamanho finito e forma arbitrária, em um número m de pedaços que, sem qualquer alteração, podem ser reagrupados em um corpo sólido B, também de qualquer tamanho finito e forma arbitrária". [NdoT: Isso não é um erro de tradução. Banach e Tarski realmente demonstraram que um sólido pode ser decomposto e reagrupado para formar qualquer outro sólido arbitrário, desde que ambos sejam finitos. E isso não se refere apenas à superfície dos sólidos mas também ao seu volume. Chamado também de paradoxo de Banach-Tarski, a prova do teorema deriva do axioma de escolha. Desta forma, em tese é possível cortar uma bola de tênis e reagrupar as peças em uma esfera do tamanho do Sol. "Basta" para isso que a matéria seja infinitamente divisível.]

Surreal de fato -- mas tão geral que é de pouco valor prático. Assim ele tomou uma versão específica deste comportamento que lida com esferas sólidas. Em particular, uma esfera sólida com raio unitário pode ser cortada em cinco pedaços de tal forma que dois dos pedaços podem ser reagrupados em uma esfera sólida com raio unitário, enquanto os outros três pedaços são reagrupados em uma segunda esfera sólida com raio unitário. Estes são os números mínimos de pedaços exigidos para fazer o truque, mas ele pode ser repetido indefinidamente -- e talvez os leitores familiares com a física de partículas moderna possam adivinhar o que vem a seguir. Em um trabalho que será publicado em Speculations in Science and Technology [Especulações em Ciência e Tecnologia] (o qual, apesar do título, é um jornal científico sério), Augenstein mostra que as regras que governam o comportamento destes conjuntos e sub-conjuntos matemáticos são formalmente exatamente as mesmas que as regras que descrevem o comportamento de quarks e "glúons" no modelo padrão de física de partículas, a cromodinâmica quântica (QCD), que foi desenvolvida nos anos setenta.

A QCD foi desenvolvida meio século depois que o documento BTT original apareceu, mas os físicos que desenvolveram o modelo padrão não conheciam nada sobre aquela parte surreal da teoria dos conjuntos. Nêutrons e prótons, neste modelo, são compostos de trios de quarks, e os glúons que ligam prótons e nêutrons juntos (equivalentes a fótons na teoria de campo eletromagnética) são feitos de pares de quarks. O modo mágico no qual um próton entrando em um alvo de metal pode produzir um enxame de cópias novas de prótons que emergem daquele alvo, cada um idêntico ao próton original, é descrito precisamente pelo processo BTT de cortar esferas em pedaços e os reagrupar para fazer pares de esferas. A BTT é descrita como "o resultado mais surpreendente da matemática teórica", uma visão que Augenstein endossa. Mas o que tudo isso nos conta sobre a visão de mundo dos físicos? Quão "reais" são entidades como os quarks, e até que ponto eles devem ser considerados simplesmente como modelos artificiais e analogias para nos ajudar a entender o incompreensível mundo subatômico? Andrew Pickering, da Universidade de Edimburgo, argumentou que os físicos são sempre capazes de produzir modelos de como o mundo funciona, dado qualquer conjunto auto-consistente de dados experimentais, e que estes modelos sempre refletem a cultura de sua época.

"Não há dificuldade", ele diz, "para que os cientistas produzam relatos do mundo que acham compreensíveis; dados seus recursos culturais só uma incompetência singular poderia ter evitado que os membros da comunidade [de física de partículas] produzissem uma versão compreensível da realidade a qualquer ponto de sua história" (Constructing Quarks, Edinburgh UP, 1984. p 413). E, ele continua, "dado seu extenso treinamento em técnicas matemáticas sofisticadas, a preponderância da matemática nas descrições da realidade por físicos de partículas não é mais difícil de explicar que a preferência de grupos étnicos por seus respectivos idiomas nativos". Tudo isto vai contra o modo como a maioria dos físicos considera seu ramo, que eles vêem como um processo de descobrir verdades reais sobre o Universo que existem independentemente dos físicos terem ou não as descoberto. É um pensamento perturbador para a maioria dos físicos que toda sua visão de mundo possa ser não mais que uma história Kiplingesca "porque é assim" que fornece uma série de analogias e modelos que nos permitem pensar que entendemos o que acontece dentro de um átomo, mas que são mais um produto de nossas experiências e crenças culturais do que uma indicação de uma realidade subjacente que existe independentemente da sondagem de físicos.

Mas se Augenstein e Pickering tiverem razão, talvez este seja o modo pelo qual deveríamos considerar o mundo. "BTT", diz Augenstein, pode "esclarecer outras grandes questões sobre cognição e aprendizado -- como nós desenvolvemos visões do espaço físico, como nós manipulamos internamente o mundo externo e construímos modelos dele [e] como nós formamos e modificamos convicções". Nada mal para um ramo obscuro da matemática de 70 anos de idade. Aceitar o irrealismo de quarks pode ser um preço pequeno a pagar por tal compreensão de nós mesmos.

O Efeito Borboleta e as Determinantes Condições Iniciais

Matemático, astrônomo teórico e filósofo da ciência, o francês Henri Poincaré (1854-1912) teve papel fundamental no desenvolvimento de estudos sobre os sistemas dinâmicos e o caos determinístico. No início do século, em sua obra "Ciência e Método", Poincaré expõe com clareza a questão da sensibilidade dos sistemas às condições iniciais. Em sua análise do universo das probabilidades, o francês enfatiza a enorme influência dos pequenos erros e desvios nos fenômenos naturais. Segundo ele, a ciência clássica observa os eventos considerando apenas parte das influências aos quais o objeto está sujeito.

Em seu livro, Poincaré afirma que o conhecimento pleno das leis da natureza e das condições do universo no instante inicial permitiriam prever situações em momentos posteriores. De acordo com o matemático, no entanto, mesmo que as leis fossem perfeitamente desvendadas e conhecidas, seria possível identificar apenas de maneira aproximada as condições iniciais. Essas pequenas particularidades do momento primordial poderiam provocar enormes distorções nos eventos futuros. "Um pequeno erro nos antecedentes pode produzir um erro enorme nos acontecimentos posteriores. A predição se torna impossível e temos um fenômeno fortuito", escreve.

As idéiais de conteúdo sofisticado não foram claramente compreendidas em sua época. Seu trabalho, entretanto, é considerado um importante pilar nos modernos estudos sobre a previsibilidade de fenômenos em diversos ramos da ciência.

Recuemos um pouco no passado para compreender melhor. Vamos até 1961 encontrar Edward Lorenz a trabalhar num modelo computacional de previsão meteorológica através de um punhado de equações diferenciais. Lorenz encontrava-se extremamente satisfeito por acreditar que tinha descoberto uma certa ordem na imprevisibilidade meteorológica. Ele não sabia, mas estava prestes a descobrir um sistema caótico. Certo dia no Inverno desse ano, Lorenz necessitava de examinar uma sequência numa longa extensão de tempo. Para poupar tempo, em vez de começar tudo de novo, começou logo pela metade. Pelas leis de Sir Isaac Newton tudo deveria correr da mesma forma, mas não. Quando voltou, Lorenz deu de caras com um resultado totalmente oposto ao da sequência inicial. Primeiramente pensou que o computador tivesse avariado de vez, mas foi quando se apercebeu de que o problema estava nos números que ele digitado. Inicialmente ele introduziu 0,506127. Da segunda vez colocou apenas 0,506. Ele tinha apenas arredondado o número! A diferença entre eles era apenas de alguns milésimos, mas os resultados finais de ambos eram totalmente distintos. Os erros provaram ser catastróficos. Em 1979 publica no jornal dos meteorologistas um artigo com o seguinte título: "Predictability: Does a flap of a butterfly's wings in Brazil set off a tornado in Texas". O título pegou e ficou conhecido por Efeito Borboleta, ou Butterfly Effect. Queria ele dizer no seu artigo que algo tão insignificante como o bater de asas duma borboleta no Brasil, poderá provocar um tornado no Texas. Decerto já reparam que em certos dias quando saem de casa apenas cinco minutos mais tarde, chegam ao trabalho ou à escola já em cima da hora, senão mesmo muito atrasados. Isto é apenas um dos exemplos que podemos dar sobre a teoria do caos. Já agora e a título de curiosidade, sabiam que as diferenças genéticas entre o Homem e o chimpanzé são apenas de dois por cento (2%)!
Lorenz pegou no modelo anterior e conseguiu reduzi-lo a apenas três equações diferenciais não-lineares, mais ou menos assim:

(1) dx/dt = -10x + 10y

(2) dy/dt = 28x - y + xz

(3) dz/dt = - 8x/3 + xy

No entanto no caos não se pode aplicar a hipótese "ceteris paribus", uma vez que ele é dinâmico. Ou seja para a análise do sistema não podemos fixar umas variáveis para podermos estudar as outras. Aqui isso não se aplica, exatamente porque ele é dinâmico, está em constante mutação. Em outras palavras depois dos teóricos do caos não se pode mais dar um peido sem deixar de mexer com as estrelas.

Nada no universo é instantâneo

NADA É INSTANTÂNEOA vida parece estar cada vez mais rápida. Porém, por mais rápida que a vida se torne, nunca teremos algo instantâneo. Decepcionados? Deixe-me contar um pouco melhor esta estória...

Você sabia que a luz não vence instantaneamente a distância de um lugar a outro, e sim sucessivamente? Com certeza, você já percebeu que atirando uma pedra em águas tranqüilas, uma série de ondulações circulares (enciclias) se sucede em redor do local onde a pedra caiu.

Assim se dá com os sons no ar e com a luz no espaço sideral, quando vão de um ponto para o outro. Ambos se transmitem gradualmente por ondulações sucessivas. A luz de uma estrela distante demora um certo tempo para chegar a Terra e essa duração depende naturalmente da distância desta estrela até a Terra.

Na atmosfera terrestre, o som percorre 340 metros por segundo, quando a pressão é de 01 atmosfera (pressão medida no nível médio do mar ou 1013 hPa) e a temperatura é de 15ºC. A velocidade do som na atmosfera depende da pressão e da temperatura. Se a pressão aumenta, a velocidade também aumenta. O mesmo acontece com relação à temperatura. Se nós utilizarmos o trovão como exemplo, o ruído gerado pela descarga elétrica é ouvido pelas pessoas vizinhas ao local no preciso momento em que ocorre o clarão; um segundo depois por aqueles que estejam na distância de 340 metros; três segundos pelos que se acham a um quilômetro; 12 segundos para quem esta a 4 quilômetros; e assim sucessivamente é ouvido o poderoso ruído da Natureza.

Já a luz se propaga com uma velocidade muito maior, porém não instantânea, conforme acreditavam os antigos. Ela percorre 300.000 quilômetros por segundo, e faria sete vezes o giro do globo terrestre em um segundo, se ela pudesse dar voltas. Emprega 1,28 segundos para vir da Lua à Terra. A luz do Sol demora oito minutos e 13 segundos para chegar a superfície terrestre. Já para chegar a Júpiter, demora 42 minutos; duas horas saindo de Urano e quatro horas para fazer a viagem desde Netuno.

Logo, quando vemos os corpos celestes, o que estamos realmente observando é o passado, isto é, qual era no instante da partida do raio luminoso em direção a nós! Se um vulcão, por exemplo, entrasse em erupção em um desses mundos referidos, não o veríamos projetar suas chamas senão 1,25 segundos depois, se estivesse na Lua; 42 minutos decorridos, se estivesse em Júpiter; duas horas mais tarde, se viesse de Urano; quatro horas após, caso proviessem de Netuno.

Se nós nos transportássemos para além do nosso sistema planetário, as distâncias seriam incomparavelmente mais vastas, e portanto maior a demora na chegada da luz. Assim, o raio luminoso saído da estrela mais próxima da Terra, a Alfa da constelação do Centauro, despende mais de 1600 dias para chegar até nós, no Sistema Solar; a luz que vem da estrela Sírius emprega perto de uma década para atravessar o abismo que nos separa deste corpo celeste.

Definitivamente o mundo não é tão instantâneo quanto parece. Espero ter convencido a todos... principalmente os apressadinhos!

Mitos Sobre o Vácuo no Espaço

Ao contrário do que pensa a maioria das pessoas, um ser humano que fosse lançado ao espaço sideral sem nenhuma proteção não explodiria, e tampouco congelaria.

Na verdade, os cientistas calculam que a exposição ao vácuo não causaria nenhum dano imediato a uma pessoa, desde que ela não tentasse trancar a respiração.

Segurar o fôlego poderia causar problemas nos pulmões, um efeito semelhante ao que pode ocorrer com mergulhadores em grandes profundidades.

Fora isso, os efeitos previstos seriam queimaduras solares, uma leve descamação da pele e dor de ouvido nos primeiros dez segundos de "passeio" pelo espaço.

A falta de oxigênio provocaria perda de consciência depois de um ou dois minutos, seguida finalmente pela morte por asfixia.

Meteoros

Os meteoros são corpos provenientes do espaço que bombardeiam a Terra, atingindo nossa atmosfera com velocidades elevadas. As massas desses corpos podem variar de alguns gramas até várias toneladas.

Ao passarem pela atmosfera, a grande força de resistência oposta pelo ar provoca uma enorme elevação de temperatura nos meteoros, tornando-os incandescentes.

Os meteoros de tamanho médio sofrem vaporização de grande parte de sua massa, atingindo a superfície da Terra com velocidade e tamanhos reduzidos, não chegando a provocar danos. Os de tamanho reduzido, que são os mais numerosos, evaporam-se totalmente e não alcançam a superfície da Terra. Os de grande porte, muito raros, podem colidir com a Terra dando origem a enormes grateras.

Acredita-se que a cratera do Meteoro, situada no Estado do Arizona, EUA, tenha sido formada pelo impacto de um grande meteoro há cerca de 50.000 anos. A cratera tem uma profundidade de 180 m e diâmetro de 1.220 m; as encostas de sua circunferência elevam-se a 46 m acima da planície circundante.

Matéria Escura

Foto de John Dubinski, Universidade de Toronto

Ninguém consegue vê-la, senti-la, ou mesmo saber o que é.

Mas sem a misteriosa substância chamada matéria escura, as galáxias se fragmentariam. Uma simulação feita em computador por John Dubinski, um astrofísico da Universidade de Toronto, representa a matéria escura como uma enorme rede de filamentos espalhada pelo espaço, mostrada em branco acima.

Segundo os cálculos de Dubinski e outros astrofísicos, o universo visível – estrelas e galáxias – é uma mera farpa do que há lá fora.

A matéria escura é uma partícula grande sem carga elétrica; sua única marca é sua força gravitacional.

Os especialistas calculam que os experimentos dos próximos dez anos conseguirão finalmente isolar partículas da matéria escura e desvendar o maior mistério do universo.

Lua encolheu 100 metos nos últimos mil milhões de anos!

A Lua está encolhendo!Segundo estudo feito pela NASA a lua diminuiu cem metros (100m) nos últimos mil milhões de anos.

Imagens atuais comparadas as feitas nos anos 70, revelam falhas na crosta lunar nunca antes vistas, e que estão sendo provocadas pelo esfriamento de seu núcleo.

A lua está encolhendo igual a uma maçã velha do inverno. "Dizem os Cientistas!"

Veja a reportagem:

Idade da Terra

Em 1654 um arcebispo irlandês calcula, com base em textos bíblicos, que a Terra teria se formado às 9 horas do dia 26 de outubro de 4004 a.C. Hoje já se sabe que a Terra tem cerca de 5 bilhões de anos. A datação científica é feita a partir da idade do Universo e do estudo das rochas da crosta terrestre. Segundo a teoria do Big Bang, o Universo teria se formado há 15 bilhões de anos e as galáxias há cerca de 13 bilhões. As primeiras estrelas começam a aparecer 4 bilhões de anos depois do Big Bang.

Datação de rochas – Para calcular a idade de uma rocha é preciso somar o tempo de sua formação no interior do planeta, o período de esfriamento (que pode chegar a 500 mil anos) e o tempo que ela leva para surgir na crosta. Na datação de rochas os cientistas identificam em sua composição elementos radiativos. Sabe-se que todo elemento radiativo (isótopo instável) se transforma naturalmente em um isótopo estável. O tempo máximo de transformação também é uma variável conhecida. Assim, é possível calcular a idade de uma rocha investigando quanto ainda resta do elemento radiativo.

Hubble fotografa galáxias colidindo

O Space Telescope Science Institute em Maryland, nos EUA, divulgou 59 novas imagens do Telescópio Espacial Hubble nesta quinta-feira para celebrar 18º aniversário de seu lançamento.

É um novo atlas do Hubble que ilustra como as colisões galácticas produzem uma memorável variedade de estruturas intrincadas nunca vistas antes em detalhes, segundo o Instituto.

As imagens são uma maneira de olhar para o passado. Leva centenas de milhões de anos para galáxias se fundirem e a luz de suas estrelas viajou por centenas de milhões de anos através do espaço.

O fato da órbita do telescópio estar fora da atmosfera da Terra, as câmeras do Hubble podem gerar imagens extremamente precisas.

Mas o futuro do equipamento é controverso, pois requer reparos regulares por astronautas para permanecer em condições de funcionamento. Depois do desastre da nave espacial Columbia em 2003, uma missão de reparos programada para o ano seguinte foi cancelada.

A NASA estava planejando abandonar o telescópio, extremamente popular entre os astrônomos. Depois de protestos a Agência Espacial dos EUA voltou atrás na sua decisão e uma nova missão de reparos do Hubble está planejada para Agosto.

Está programado para 2013 o lançamento do Telescópio Espacial James Webb, que substituirá o Hubble.

Hipóteses para o formato do universo

Muitos cientistas debatem três hipóteses para o formato geométrico do universo:
- A primeira hipótese é que o universo é como uma mesa plana;

- A segunda hipótese é que o universo é como uma esfera fechada, algo como uma bola;

- A terceira hipótese é que o universo é num formato aberto, algo como uma uma sela de cavalo.

Saiba mais sobre a forma do universo aqui:http://pt.wikipedia.org/wiki/Forma_do_universo

Glossário Espacial

A
ANO LUZDistância que a luz viaja em um ano, é igual a 9.500.000.000.000 quilômetros.

ÁREA DE CARGA ÚTILParte principal do Ônibus Espacial onde a carga útil é mantida.

ASAS SOLARESPainel de células solares que convertem a luz do Sol em energia elétrica.

ASTERÓIDEUm objeto espacial rochoso que pode ter de poucos metros a centenas de quilômetros de diâmetro. A maioria dos asteróides no nosso sistema solar orbitam em um cinturão entre Marte e Júpiter.

ASTRÔNOMOPessoa perita no estudo do Sol, Lua, estrelas, planetas e outros corpos celestes.

ATIVIDADE TECTÔNICADeslocamento na superfície de um objeto devido à mudanças no material sob a superfície.

ATMOSFERACamadas de gases que envolvem uma estrela, como o nosso Sol, ou um planeta, como a Terra.

ATRAÇÃO GRAVITACIONALVeja Gravidade

AUSÊNCIA DE PESOA percepção de ter pouco ou nenhum peso; não sentir os efeitos da gravidade.

B
BACTÉRIAOrganismos vivos que possuem uma só célula e são tão pequenos que só podem ser observados através de um microscópio.

BASALTORocha vulcânica escura formada por grãos finos.

TEORIA DO BIG BANGTeoria que diz que o universo começou a expandir após uma explosão super-poderosa de matéria e energia concentradas.

BURACO NEGROA parte central restante de uma estrela massiva após uma supernova. Buracos negros exercem uma tremenda atração gravitacional.

C
CAMPO GRAVITATIONALVolume sobre o qual um objeto exerce atração gravitacional.

CAMPO MAGNÉTICOÀrea na qual uma força atrativa ou repulsiva existe entre dois imãs ou em associação com o elemento ferro. Acredita-se que o campo magnético da Terra seja devido ao ferro-níquel líquido que existe em seu centro. Este campo magnético protege a Terra do bombardeamento constante de partículas de alta energia.

CARGA ÚTILCarga levada pelo Ônibus Espacial.

COMANuvem que cerca o núcleo de um cometa.

COMETAMassa de gás e poeira congeladas que possui órbita definida através do sistema solar.

CORONACamada muito quente e externa da atmosfera de uma estrela. A corona do nosso Sol só pode ser vista durante um eclipse solar total.

COSMOLÓGICOQue tem a ver com o estudo da história, estrutura, e mudanças do Universo.

COSMONAUTAAstronauta da antiga União Soviética ou atualmente da República da Rússia.

CRATERA DE IMPACTOCrateras são o resultado da colisão entre um corpo grande, como um planeta ou satélite, e um corpo menor, como um asteróide ou meteoróide.

D
DENSIDADEMassa por unidade de volume de uma substância.

DESLOCAMENTO DOPPLERDeslocamento no espectro de um objeto, devido à mudança no comprimento de onda da luz, que ocorre quando um objeto aproxima-se ou afasta-se da Terra.

E
EIXOLinha reta imaginária ao redor da qual um objeto gira.

ELÍPTICODa forma de uma curva fechada e elongada.

ESPECTROBanda de cores que se formam quando a luz visível passa através de um prisma. As cores vão do violeta (comprimento de onda curto) ao vermelho (comprimento de onda longo).

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICOToda a extensão dos diferentes tipos de radiações, ou ondas, eletromagnéticas. Esta extensão vai desde as ondas de rádio, muito longas e de baixa freqüência, através das ondas infravermelhas e ondas de luz visível, até as ondas curtas e de muito alta freqüência dos raios gama e raios-X. Os comprimentos de onda na extensão da luz visível têm uma cor específica associada a eles quando passam por um prisma. As baixas freqüências (longos comprimentos de onda) produzem o vermelho enquanto altas freqüências (curtos comprimentos de onda) produzem o violeta. Os comprimentos de onda que caem entre esses dois pontos produzem o laranja, amarelo, verde e azul, também vistos em um espectro.

ESPECTRÓGRAFOInstrumento utilizado para dispersar a radiação (como a radiação eletromagnética) em um espectro e então fotografá-lo ou mapeá-lo.

F
FLARES SOLARESTempestade magnética na superfície do Sol que aparece como um aumento repentino em brilho.

FORÇA GRAVITACIONALVeja Gravidade

FOTOSSÍNTESEProcesso pelo qual plantas usam dióxido de carbono, nutrientes, e luz do sol para produzir comida.

FUSÃOReação nuclear na qual um elemento com pequenos átomos se funde formando um elemento com átomos maiores, liberando grandes quantidades de energia.

G
GALÁXIAAglomerado de estrelas, poeira e gás mantidos unidos pela gravidade.

GEOSÍNCRONAÓrbita na qual a velocidade de revolução de um satélite é igual à velocidade de rotação da Terra. Desta forma o satélite permanece orbitando sobre o mesmo ponto da superfície da Terra todo o tempo.

GIROSCÓPIORoda ou disco pesado montado de tal forma que seu eixo pode mover-se livremente em uma ou mais direções. Um giroscópio em rotação tende a resistir à mudança de direção de seu eixo.

GRAVIDADEForça de atração entre dois objetos, a qual é influenciada pela massa dos dois objetos e a distância entre os dois objetos.

H
HABITATLugar no qual um organismo vive e obtém os materiais que necessita para sobreviver.

I
INFRAVERMELHORadiação eletromagnética com longos comprimentos de onda que é encontrada na parte invisível do espectro. Seres humanos percebem as ondas infravermelhas na forma de calor.

ÍONPartícula eletricamente carregada. Ions podem ser negativamente ou positivamente carregados.

M
MANCHA SOLARTempestade magnética na superfície do Sol que aparece como uma área escura. Uma mancha solar é aproximadamente 1.500 graus Celsius mais fria do que o material ao seu redor. O número de manchas solares que vemos no Sol em uma certa época parece ter um ciclo de 11 anos.

MANTOCamada no meio de um planeta, localizada entre a crosta, ou superfície, e o centro.

MASSAMedida da quantidade de matéria em um objeto.

MATÉRIATudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço.

METEOROMeteoróides que se queimam na atmosfera de um corpo celeste, como a Terra, antes de chocarem-se contra sua superfície.

METEORITOFragmentos de material que caem do espaço e chocam-se em corpos celestes maiores.

METEORÓIDEFragmentos de material que se vaporizam quando passam muito próximo a um corpo celeste que possui atmosfera.

MICROMETEORÓIDEPedaços muito pequenos de matéria que são encontrados no espaço.

MICROONDARadiação eletromagnética que tem longo comprimento de onda (entre 1 mm e 30 cm). Microondas podem ser usadas para estudar o Universo, comunicar-se com satélites em órbita ao redor da Terra, e fazer pipoca.

MYLARMaterial resistente de poliéster utilizado como isolante.

N
NASANational Aeronautics and Space Administration, órgão do governo que se encarrega de todos os programas espaciais dos Estados Unidos.

NEBULOSANuvem de gás e poeira de baixa densidade na qual uma estrela nasce.

NUVEM DE OORTEnorme nuvem que acredita-se cerque o sistema solar e extenda-se mais de metade do caminho até a estrela mais próxima. Cometas originam-se na Nuvem de Oort.

O
ONDA ELECTROMAGNÉTICAOnda de energia elétrica e magnética que é gerada quando uma carga elétrica é acelerada.

ÓRBITACaminho específico seguido por um planeta, satélite, etc.

ÓRBITA DE DECAIMENTOCaminho ao redor de um objeto que diminui em tamanho com o tempo. Por exemplo, quando um satélite entra em órbita de decaimento sobre a Terra, o tamanho de sua órbita diminui até o ponto em que ele entra na atmosfera da Terra onde se queima.

P
PARTÍCULA CARREGADAElétrons, prótons, íons.

PARSECUm parsec é igual a 3,26 anos-luz.

PLANÍCIEVastas áreas planas de baixa elevação.

PROEMINÊNCIAS SOLARESGases presos na borda do Sol que parecem ser atirados para fora da superfície do Sol.

Q
QUASARDistante fonte de energia que libera grandes quantidades de radiação, incluíndo ondas de rádio e raios-X.

QUILOGRAMA1000 gramas.

QUILÔMETRO1000 metros.

QUILOPARSEC1000 parsecs. Um parsec é igual a 3,26 anos-luz.

R
ONDAS DE RÁDIOTipo de radiação eletromagnética que tem a freqüência mais baixa, comprimento de onda mais longo, e é produzida por partículas carregadas movendo-se para frente e para trás. Ondas de rádio não são bloqueadas pelas nuvens na atmosfera da Terra.

RAIOS GAMARadiação eletromagnética penetrante de curto comprimento de onda e alta freqüência.

RAIOS-XRadiação eletromagnética penetrante que tem comprimento de onda extremamente curto.

RETRÓGRADOQue tem direção oposta à de corpos similares.

REVOLUÇÃOO movimento circular de um objeto menor ao redor de um objeto maior.

ROTAÇÃOO ato de um objeto girar em torno de seu eixo.

S
SATÉLITEObjeto que revolve ao redor de um corpo primário maior. Satélites podem ocorrer naturalmente, como a Lua, ou podem ser fabricados pelo homem, como o Hubble Space Telescope e o Compton Gamma-Ray Observatory.

SILICONEElemento químico não-metálico.

SISTEMA SOLARO Sol e todos os planetas, cometas, etc. que giram ao redor dele.

SONDAEspaçonave não tripulada que é lançada ao espaço para coletar dados sobre o sistema solar e além dele. Sondas espaciais não são necessariamente planejadas para retornar à Terra.

T
TONELADA MÉTRICA1000 quilogramas.

U
RAIOS ULTRAVIOLETARadiação eletromagnética invisível de comprimento de onda curto. Raios ultravioleta causam queimaduras de Sol em seres humanos.

UNIDADE ASTRONÔMICADistância média entre o Sol e a Terra, a qual é igual a 150.000.000 quilômetros.

UNIVERSOVasta extensão do espaço que contém toda a matéria e energia em existência.

V
VENTO SOLARCorrente contínua de partículas carregadas que são liberadas do Sol e arremessadas ao espaço à velocidades de até 800 quilômetros por segundo. Ventos solares aumentam de forma considerável após um episódio de flares solares.

VULCANISMOAtividade vulcânica.

Fonte: http://heasarc.gsfc.nasa.gov/nasap/docs/gloss2_p/glosst2_p.html#A

Galáxias

Uma galáxia é uma matéria interestelar. As menores galáxias contém mais de 3 trilhões delas.

Existem três principais tipos de galáxias, classificadas de acordo com a sua forma elíptica, que possui uma forma oval; central e irregular; que não possui nenhuma forma definida.

Algumas vezes, a forma de uma galáxia é distorcida pela colisão com outra galáxia.

Os quasares (objeto quasestelares), embora considerados como núcleos galácticos, estão de tal modo afastados que sua exata natureza permanece ainda incerta.

Eles são objetos compactos altamente luminosos nas extremas fronteiras do universo conhecido.

Enquanto as galáxias comuns mais distantes estão situadas a cerca de 15 bilhões de anos luz.

Galáxias ativas emitem intensa radiação. A radiação das galáxias ativas e quasáres parece Ter sua origem em um buraco.

Fatores de Formação de Estrelas Simples e Estrelas Binárias

Na formação das estrelas, quando ocorre a rotação em altas velocidades das nuvens de gás e de poeira cósmica envolvidas neste processo, pode haver um divisão entre dois grupos de massas formadas por tais componentes.

Assim, ocorre a formação das chamadas estrelas binárias. Portanto, a formação de estrelas simples ou binárias depende da velocidade de rotação dos componentes envolvidos.

Fases da Lua

As fases da Lua ocorrem porque o plano de rotação da Lua em torno da Terra é inclinado em relação ao plano de rotação da Terra ao redor do Sol, e também pelo fato de a Lua não ter luz própria, ela reflete a luz proveniente do Sol.

A figura mostra a imagem que se tem da Lua quando observada da Terra e à medida em que esta gira em torno da Terra. Dependendo da posição da Lua em relação à Terra, apenas uma parte da Lua é iluminada (quarto crescente e quarto minguante) ou é toda iluminada (cheia) ou não é possível vê-la (nova).

Expansão e Fim do Universo

O Fim do Mundo...
Foram encontradas evidências que o fim do Universo ainda está muito longe.

Falando com mais precisão, devemos dizer que agora há argumentos fortíssimos para sustentar a teoria de que habitamos um universo em permanente expansão.

Há muito tempo, existem duas teorias conflitantes sobre o futuro do universo. Uma delas se baseia no fato de que, se o universo está em expansão, como é provado pelas observações astrônomicas, então houve algum momento no passado em que toda a massa existente estava concentrada em um único ponto.

Num dado instante, essa massa concentrada explodiu (dai a teoria do BIG BANG grande explosão), espalhando matéria pelo espaço, em todas as direções.

A partir do big bang foram formadas as galáxias e, desde então, o universo tem se mantido em permanente expansão.

A outra teoria concorda com a hipótese do big bang, mas prevê que, após um periodo de expansão, haverá uma contração para dar origem a novo big bang.

Isto é, o universo teria um comportamento cíclico de expansão e contração.

Existe Vida em Outros Pontos do Universo

Em um polêmico livro publicado em 2000 (Rare Earth, Springer), dois autores americanos, o paleontólogo Peter Ward e o astrônomo Donald Brownlee, autores da frase acima, propuseram a idéia de que seria praticamente zero a possibilidade de existir vida inteligente semelhante a do ser humano. Em outras palavras, podemos estar sozinhos no Universo.

Veja bem, caro leitor, a polêmica não é se existiria qualquer tipo de vida em outros pontos do universo além da Terra. A maioria dos cientistas concorda que há uma possibilidade extremamente alta de que ela exista, e veremos abaixo a argumentação a favor disso. A polêmica mais violenta, e que se arrasta desde a época de Giordano Bruno, é se poderiam existir seres vivos dotados de inteligência, ou seja, alguém parecido conosco, humanos.

O argumento de Ward e Brownlee parece reforçar o que muitos religiosos afirmam desde a Idade Média, ou seja, que o ser humano seria uma criação única de Deus, feito à sua imagem e semelhança, e que não existiria em nenhum outro lugar do Universo. Devido a este dogma, a Terra foi colocada no seu centro, e as esferas celestes foram consideradas desabitadas, com exceção dos anjos e das almas boas que tinham merecido a redenção do Céu.

Por ter afirmado (entre outras heresias religiosas para a época), que existiria um número infinito de mundos, e, portanto, de outras raças inteligentes à imagem de Deus, o frade italiano Giordano Bruno foi queimado vivo pela Inquisição, por ter desafiado as imposições do "conhecimento" oficial da Igreja Católica. Antes de morrer, o rebelde Bruno declarou aos juízes: "Talvez o seu medo em me passar esse julgamento seja maior do que o meu de recebê-lo", Uma ótima frase de despedida, e até hoje ela resume bem o que existe por trás da intolerância e do dogma: simplesmente o medo.

Posteriormente, com o desenvolvimento e popularização da astronomia, ficamos sabendo que os planetas são outros mundos como o nosso, e que eles poderiam teoricamente ter vida (embora até hoje nada tenha sido achado). Nos séculos seguintes a Humanidade tomou conhecimento, chocada, que o Sol é apenas uma estrela dentre as mais de 100 bilhões da Via Láctea, e que esta, por sua vez, é uma galáxia de tamanho médio entre possivelmente alguns trilhões de outras galáxias dispersas em um espaço inimaginavelmente grande.

Mais recentemente, usando novas técnicas, os astrônomos foram capazes de detectar a existência de centenas de novos planetas em outros sistemas estelares. Quase todos, por serem gigantes, são semelhantes a Júpiter e outros planetas gasosos, incapazes de abrigar qualquer tipo de vida. Entretanto, em abril de 2007 foi descoberto pela primeira vez um planeta, a cerca de 20 anos-luz da Terra, que parece ter água em estado líquido e uma temperatura entre 0 e 40 graus Celsius, sendo capaz, portanto, de abrigar formas de vida semelhantes às encontradas por aqui.

Fazendo algumas contas simples, cientistas como Frank Drake e Carl Sagan (autores de uma famosa equação desenvolvida em 1961 que procurou calcular objetivamente essa probabilidade) logo chegaram à conclusão que, entre os trilhões de trilhões de planetas possíveis, seria uma impossibilidade matemática que em alguns deles, não se tivesse desenvolvido vida, e, especialmente, vida inteligente. Os parâmetros da tal equação podem ser chutados à vontade, então ela é bem pouco confiável, mas uma estimativa bastante pessimista deu, mesmo assim, um resultado de pelo menos 10 civilizações extraterrestres na nossa galáxia.

As espécies vivas evoluíram, em alguns bilhões de anos, a partir de organismos extremamente simples, como bactérias, algas ou protozoários unicelulares, adaptados às condições físicas da Terra. As células, por sua vez, parecem ter tido sua origem em aglomerados moleculares orgânicos, mas não vivos, compostos de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e outros átomos, que existem em grande quantidade por toda parte no Universo, inclusive na poeira inter-estelar. Esses átomos mais pesados foram gerados na fornalha nuclear dentro das estrelas, a partir do hidrogênio, e se espalharam pelo espaço sideral quando essas estrelas explodiram ao final de sua vida (novas e super-novas).

O Sol também terá esse destino um dia, e as moléculas que fazem partes dos nossos corpos, que são restos dessas explosões, serão novamente misturadas e dispersadas, para, talvez, daqui algumas centenas de bilhões de anos, formarem outros seres vivos!

Com a exceção de teorias já ultrapassadas, como a do vitalismo, a ciência moderna não parece colocar obstáculos intransponíveis à possibilidade de repetição desta cadeia de eventos em outros planetas, como o que foi descoberto em outra estrela. Portanto não existiria nada de único ou peculiar à Terra. Isso, sem falar em muitíssimas outras formas diferentes de vida, utilizando outros átomos e outros níveis de energia totalmente distintos da vida típica de nosso planeta ou sistema solar. A abundância relativa de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, água, e outros elementos, pode variar conforme o sistema estelar. Então isso aumenta mais ainda a probabilidade de vida(s).

Afirmar que a vida fora da Terra (e também a vida inteligente) é impossível, é uma clara violação de um princípio fundamental do método científico, que é o seguinte: não podemos nunca fazer ou deixar de fazer uma suposição ou hipótese científica, se não existirem meios de comprovar que ela é falsa. Esse princípio foi proposto pelo grande filósofo Karl Popper, e se denomina "falsificabilidade". Ora, como existem galáxias, estrelas e planetas que estão uma distância tão grande de nós, que nunca será possível saber o que elas contém, não podemos afirmar que a vida não existe no Universo.

Não podemos sequer fazer afirmações de natureza probabilística, ou seja, que a vida seria extremamente rara, pois mal temos acesso visual aos planetas que nos cercam, quanto mais a estrelas próximas ao Sol, que têm aproximadamente a mesma idade, tamanho e localização relativa no ambiente galáctico.
Embora estrelas como o Sol sejam realmente relativamente raras (menos de 5% em nossa galáxia), e que planetas na exata posição da Terra e com o mesmo tamanho sejam mais raros ainda (pouco menos de 10% na mesma posição, e 30% com o mesmo tamanho aproximado), ainda sobrariam trilhões de planetas muito semelhantes à Terra, com a mesma idade, etc. Seria bizarro imaginar que nenhum deles conta com vida…

Se o leitor quiser ler um livro que apresenta argumentos exatamente contrários ao de Ward e Brownlee, recomendo "Probability 1, Why There Must Be Intelligent Life in the Universe", por Amir D. Aczel (Harcourt Brace, 1998).

Carl Sagan, entre outros, acreditava fortemente que existe uma possibilidade muito grande de existir vida inteligente em outros pontos do Universo, a tal ponto que foi o inspirador do programa SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), que dá origem ao tema do livro. Este programa (ainda em andamento, com uma verba relativamente pequena) consiste em usar as poderosas antenas parabólicas utilizadas na pesquisa radioastronômica (detecção, localização e estudo de fontes de radiação eletromagnética não luminosa emitida naturalmente pelas estrelas) para "ouvir" o cosmos e tentar detectar padrões de emissão que pudessem ser atribuídos a alguma fonte artificial e inteligente.

Sagan argumentou muito bem que as emissões de rádio oriundas de nosso planeta, que começaram por volta de 1910, e cresceram muito nas décadas sucessivas, poderiam estar sendo captadas por civilizações extraterrestres, que deduziriam, então, a sua natureza tecnológica. Considerando que as estrelas mais próximas onde poderia haver vida inteligente estão a cerca de 20 anos-luz da Terra, "eles" (se existem) já estariam sabendo da nossa existência. Aliás, esse é um dos argumentos freqüentemente usados pelos ufólogos para justificar o súbito aparecimento de casos de discos-voadores na década dos 40s.

Na realidade, até agora, o SETI não foi capaz de detectar nada que possibilitasse uma interpretação nesse sentido. Sagan, entretanto, sempre afirmou que isso poderia levar um século ou mais, antes que ocorresse algum resultado positivo, e que não deveríamos desistir depois de poucos anos. O seu livro de ficção, "Contatos", parte justamente do ponto em que o SETI detecta, de forma indubitável, um padrão de emissão artificial que somente poderia ser gerado por uma tecnologia avançada. E ele soluciona de forma brilhante e altamente verossímil as circunstâncias sociais, políticas e científicas que poderiam ocorrer.

Isso não quer dizer, entretanto, que Sagan (e a grande maioria dos cientistas que conheço) acredite que os discos-voadores existem e que têm visitado a Terra regularmente. "Contatos" mostra uma realidade muito diferente dessa visão folhetinesca/hollywoodiana dos contatos entre terráqueos e extraterrestres. Tem uma abordagem bem diferente de outro filme famoso, "Contatos de Terceiro Grau", por exemplo. O desfecho também é muito menos predizivel e revela a inteligência criativa, quase poética, desse grande autor.

E aqui reside justamente o ponto em que a falta de bom senso costuma assolar tanto a imprensa quanto os leigos apaixonados pelo assunto. Embora seja muito provável que exista vida fora da Terra (praticamente 100%, eu diria), a probabilidade de que algum dia sejamos capazes de comprovar diretamente esse fato é ainda remota. Evidentemente o fator limitante aqui é a velocidade da luz (300 mil quilômetros por segundo, no vácuo). Mesmo se formos capazes de viajar a uma velocidade de um décimo a da luz, uma nave terrestre demoraria entre 110 a 250 anos para chegar nas estrelas mais próximas e começar a explorar seus planetas. Não vou dizer que é impossível, essas viagens poderão ser realidade em um dia. Mas elas são apenas um sonho bem distante da realidade, e até agora assunto apenas de livros e contos de ficção científica.

Existe Vida em Outros Pontos do Universo

Estrelas de Nêutrons: Relógios do Universo

Assim como todos nós, estrelas também nascem, crescem e morrem. Algumas no final de sua vida até se reproduzem. O que a maioria das pessoas não sabe é que o destino de uma estrela está traçado, ou seja, estrelas de formações diferentes, têm evoluções e finais de vida diferentes. Aqui vamos tratar de um tipo muito especial de estrelas, as chamadas estrelas de nêutrons ou pulsares.

Imensas bolas de gás em chamas, assim podemos de forma muito simples, definir uma estrela. Corpos imensos de incrível massa, muitos milhões de vezes maiores que a nossa pequenina Terra. O Sol, como a estrela mais próxima de nós, permitiu aos astrofísicos os primeiros estudos complexos sobre a física e evolução das estrelas.

Na maior parte de sua vida a estrela realiza a fusão nuclear do hidrogênio, o seu principal componente físico. Esta fusão os astrônomos chamam de queima do hidrogênio. A temperatura na superfície é de milhares de graus Celsius e no interior milhões de graus.

Durante 80% da vida a estrela está equilibrada, queimando hidrogênio em explosões termonucleares e contra-balanceando esta força com a gravidade. A gravidade de uma estrela é muito grande, isto se deve a sua enorme massa. Enquanto as explosões nucleares empurram o gás para fora, a força da gravidade puxa tudo para o interior, desta forma a estrela fica estabilizada.

Alguns tipos de estrelas, ao chegarem no final de suas vidas, após ocorrerem períodos turbulentos, onde muitas vezes explosões violentas ejetam matéria para o espaço, adquirem a forma de uma estrela de nêutrons. Na estrela de nêutrons a atividade de explosões nucleares acabou. A força de gravidade se torna imensa e comprime a matéria dentro de uma esfera de raio equivalente a uma cidade como São Paulo, algumas dezenas de kilometros. Isto é algo fantástico, que podemos chamar de um milagre da natureza.

Assim sendo, a matéria que anteriormente adquiriu forma de hidrogênio, hélio e outros elementos da tabela periódica, agora devido a efeitos de pressão enorme, perde suas características de carga, seus elétrons, e tudo é convertido em nêutrons. Estes nêutrons estão tão comprimidos devido à pressão, que muitos dizem que a estrela de nêutrons é um único núcleo atômico, gigantesco. Para vocês terem uma idéia, é tanta matéria num espaço tão pequeno, que se pudéssemos cortar um cubo de um cm de aresta da estrela e pesar numa balança, com certeza esta balança teria que medir numa escala de milhares de toneladas.

Este corpo extremamente massivo, devido a uma lei física chamada conservação de momento angular1, gira muito rápido. Seu período de rotação varia de milésimos de segundo até poucos segundos. A velocidade na superfície destas estrelas chega a ser décimos (10, 20%) da velocidade da luz, 300000 km/s.

Um campo magnético muito forte também pertence a estas estrelas, a pouca radiação que escapa da sua superfície, na forma de ondas de rádio, raios gama, etc, sai pelos pólos norte ou sul magnéticos, onde o campo magnético, assim como num imã, converge. Quando um destes feixes de radiação que saem dos pólos é direcionado para a Terra, devido à rotação da estrela, conseguimos observar um pulso nos nossos detectores de rádio. Um pulso periódico e muito preciso, mais preciso que o melhor de nossos relógios.

Quando as estrelas de nêutrons foram descobertas, na década de 60, acreditou-se de se tratar de um sinal de extraterrestres, devido a sua extrema precisão nos pulsos. Mas descobriu-se que se tratava de mais um capricho da natureza e da magia de suas leis.

Os pulsares ou estrelas de nêutrons tornam a teoria uma realidade observacional, tornam as leis verdadeiras e nos mostram os mistérios do universo.

1- A conservação de momento angular é testada por nós naquele experimento de laboratório onde sentamos numa cadeira que gira e seguramos um peso em cada mão com os braços estendidos. Se começarmos a girar e aproximarmos lentamente os braços de nosso tórax, perceberemos que a cadeira gira cada vez mais rápido, sem que seja necessário novo impulso.

Espaço Tempo - Entenda mais...

Algumas características do espaço-tempo.O que Realmente Sabemos sobre tempo e espaço? Seriam eles medidas individuais? O tempo está interligado com o espaço, assim como o movimento?

Antes das descobertas da ciência moderna, a respostas que a intuição humana tinham para essas perguntas era SIM. Tempo e espaço eram considerados medidas independentes, sem qualquer ligação com a natureza da realidade.

As formas como alguns antigos pensadores viam o tempo:

Schopenhauer escreveu sobre o tempo:
"O tempo é a forma graças à qual a vanidade das coisas aparece como a sua instabilidade, que reduz a nada todas as nossas satisfações e todas as nossas alegrias, enquanto nos perguntamos com surpresa para onde foram. Esse próprio nada é portanto o único elemento objectivo do tempo, ou seja, o que lhe responde na essência íntima das coisas, e assim a substância da qual ele é a expressão. "

Isaac Newton Newton nos forneceu o primeiro modelo matemático em seu Principia mathematica, publicado em 1687.

No modelo de Newton, Tempo e espaço eram medidas independentes em que eventos ocorriam mas não eram afetados por eles.

Essas e outras questões serão abordadas futuramente nesse blog, por hora, me prestarei a explicar algumas características que envolvem o efeito do tempo e espaço sobre objetos dentro do universo em que vivemos.

O efeito do movimento sobre o tempo e espaço. - "O paradoxo dos gêmeos"
Na teoria da relatividade de Einstein, cada observador tem sua própria medidada de tempo, o que leva ao paradoxo dos gêmeos.

Consideremos o seguinte: Um dos gêmeos (a) parte em uma viagem espacial durante a qual ele viaja próximo a velocidade da luz, enquanto seu irmão (b) permanece na terra. Por causa do movimento de (a) que está na espaço nave, (b) observa que o tempo flui mais devagar para (a) que está na espaçonave enquanto ele a observa conforme vista da terra.

Assim, ao retornar do espaço, o viajante (a) descobrirá que seu irmão (b), envelheceu mais do que ele.

Isso contraria o senso-comum, mas há uma explicação muito simples que um pouco de abstração ajudará a compreender.

Consideremos as seguintes verdades:
- Vivemos num mundo tridimensional, ou seja, composto por 3 dimensões espaciais, que são: Altura, largura e comprimento.

- Há também uma quarta dimensão, que é a dimensão temporal.

Levando em conta tais considerações, Einstein percebeu o porque de ocorrer o tal paradoxo. Ele havia percebido que os objetos no mundo físico, quaisquer que sejam, não se movem somente no espaço. Todos estão se movendo no tempo. A dimensão do tempo também os envolve, o que nos leva a conclusão de que a maior parte do movimento de um objeto acontece no tempo e não no espaço. Vejamos agora onde isso nos leva.

Na vida, desde cedo aprendemos o conceito de movimento no espaço. É algo totalmente comum para nós. Embora pensemos muito pouco numa questão bastante peculiar, sabemos que todos os nossos conhecidos, objetos e qualquer outra coisa que seja, também se movem através do tempo. Basta olhar para um relógio para ver que sua leitura muda constantemente, movendo-se para frente no tempo. Tudo o que existe, inevitavelmente envelhece e passa de um momento do tempo para o seguinte.

Assim como as dimensões espaciais o tempo também é uma dimensão, e se podemos falar do movimento de um objeto nas dimensões espaciais, poderemos falar da velocidade de um objeto no tempo assim como falamos de sua velocidade no espaço? Sim.

Para clariar as coisas, nos lembremos do paradoxo dos gêmeos. O irmão que estava na espaçonave a alta velocidade, sofreu um efeito do tempo menor sobre ele em comparação ao irmão que ficou parado na terra. E o que ocorre é o seguinte: Quando um objeto se move com relação a nós o seu relógio anda mais devagar em comparação ao nosso. A velocidade de seu movimento através do esaço se reduz.

É nesse contexto que está o salto: Einstein proclamou que todos os objetos do universo estão sempre viajando através do espaço-tempo a uma velocidade fixa - a velocidade da luz. Essa nos parace uma idéia deverás estranha, pois estamos acostumados a noção de que objetos viajam a velocidades consideravelmente menores que a da luz.

Tudo isso é verdade. A consideração que está sendo feita aqui é que todos os objetos no universo se movem através das quatro dimensões espaço-temporais. Todos os objetos que estão estacionários com relação a nós e com relação a outros objetos movem-se no tempo.

Então, isso nos leva ao fato de que quando um objeto se move no espaço, parte de seu movimento que ele tinha no tempo é distribuído entre o espaço e que portanto, ele se moverá menos no tempo quanto mais se mover no espaço, como aconteceu no caso do paradoxo dos gêmeos. Fica compreendido agora que o tempo passa mais devagar quando um objeto se move com relação a nós porque isso converte parte de seu movimento através do tempo em movimento espacial e essa distinção aumenta a medida que sua velocidade cresce.

Assim, a velocidade de um objeto através do espaço é simplesmente um reflexo da proporção em que esse movimento através do tempo é desviado.

Todas essas distinções são percebidas apenas em grandes escalas, no nosso cotidiano não as notamos pelo fato de que as escalas de velocidade que presenciamos são extremamente pequenas se comparadas a da luz.

Nos lembrando agora do fato de que todos os objetos se movem no tempo se movem a velocidade da luz, isso implica que existe um limite para a velocidade de um objeto no espaço, e esse limite é a velocidade da luz.

A totalidade da velocidade de um objeto no espaço só pode ocorrer se todo o seu movimento através do tempo for convertido em movimento espacial. Isso acontece quando a totalidade do movimento à velocidade da luz que antes se dava no tempo, converte-se em movimento à velociodade da luz no espaço.

Se qualquer objeto converter sua velocidade da luz através do tempo em movimento espacial, ele ou qualquer outro objeto alcançará a máxima velocidade espacial possível. Isso ocorre porque ao atingir a velocidade da luz no espaço, um objeto já não se move mais no tempo, e portanto não envelhece. Todo o seu movimento está convertido em movimento espacial. E é impossível superar a velocidade da luz, já que ela é o limite da velocidade no tempo, e consequentemente é o máximo que se pode distribuir em termos de velocidade no espaço.

Portanto, a luz não envelhece. Um fóton proveniente do big-bang, tem hoje a mesma idade que tinha então. Á velocidade da luz, o tempo não passa.

Ainda existem vários outros aspectos que envolvem tempo e espaço que postarei aqui futuramente. Por hora, é isso. Qualquer dúvida, perguntem.

Referências de leituras para escrever esse texto:
O universo numa casca de noz (Stephen Hawking)
O universo elegante: ( Brian Greene)