EFEMÉRIDES

Posted in Uncategorized with tags , on 9 de fevereiro de 2010 by profednilson

Efeméride – Abril – 15/04/2010

 O mapa abaixo foi criado usando o software astronômico Stellarium, foi criado um mapa que representa o dia 15 de abril às 21:00h, este mapa pode ser usado para o mês todo nesta hora, tendo pequenas mudanças. Claro que o astro que mais muda é a Lua a qual não representaremos aqui.

 Mapa do céu que representa o dia 15 de abril às 21:00 h, o que chama atenção neste mês é a presença dos planetas Marte e Saturno, além disso teremos a estrela Sírius que é a estrela de maior brilho aparente do céu noturno, ele está na constelação de Cão Maior. Interessante também é a constelação de Órion (onde se observam as Três Marias) com a brilhante estrela Rigel, esta constelação já se encontra no Oeste e nesse tempo a constelação de Escorpião esta nascendo (região Leste).

Destacam-se os planetas Marte e Saturno localizado no mapa. Os pontos cardeais são representados em vermelho no mapa (E – Leste, O – Oeste, N – Norte e S – Sul).

 

Região Oeste do dia 15 de abril às 21:00 h, vemos  a constelação de Órion, com as Três Marias e as estrelas Rigel e Betelgeuse (gigante vermelha), acima de Órion veremos a estrela Sírius da constelação do Cão maior.

 

Já na região Leste veremos a constelação de Escorpião nascendo, com sua brilhante estrela Antares (gigante vermelha).

 De todas as 88 constelações que conhecemos a constelação de Escorpião é uma das que mais se destaca.

A figura da constelação, ver imagem abaixo, é inconfundível, trata-se de um temível escorpião bem na abóboda celeste, “caminhando” lentamente pela noite.

A constelação de Escorpião foi identificada como tal tanto pelos gregos quanto pelos egípcios e persas. A origem egípcia remete às secas que devastavam a região do Nilo, já que nessa época o Sol passava por essa constelação. Antares, a estrela mais brilhante de Escorpião, era considerada uma das “guardiãs” do céu segundo os persas. Já a mitologia grega tem outra explicação para a constelação. O escorpião foi o animal enviado por Ártemis para matar Órion. Diz à lenda que Ártemis, fria e vingativa, sentia-se prejudicada nas suas atividades de caça pelo gigante caçador Órion. Uma variante do mito afirma que o escorpião nunca chegou a matar Órion – de fato, se observarmos o céu nessa época do ano veremos que a constelação de Órion se põe enquanto que as estrelas de Escorpião nascem no outro lado da abóbada celeste.

 

 Região Leste do dia 15 de abril às 21:00 h, vemos a constelação de Escorpião como era imaginada pelos antigos.

 Ainda neste mês de abril continua sendo uma boa oportunidade para observar o planeta Marte a olho nu.

Marte ainda esta bem visível a olho nu com magnitude de + 0.60. Com um pequeno telescópio, com cerca de 90 mm a 150 mm de objetiva e aumentos da ordem de 100 a 150 x já é possível observar uma pequena mancha brilhante branca, que é sua calota polar e algumas manchas escuras em sua superfície.

Já o planeta Saturno é possível observar na constelação de Virgem, que é possível visualizá-lo a partir das 18:30 h no horizonte leste. Você poderá observar seus anéis com um pequeno telescópio de 60 mm de objetiva e com aumentos da ordem de 40 x. 

 

Região onde veremos Marte e Saturno no dia 15 de abril às 21:00h, Marte na constelação de Câncer e Saturno em Virgem.

 

Visão de Saturno no dia 15 de abril às 21:00h, onde através do programa Stellarium foi simulado a imagem que o Telescópio Meade de 250 mm, com cerca de 200x de aumento, vemos cinco de seus principais satélites, com destaque no satélite Titã.

 FASES DA LUA NO MÊS DE ABRIL

 

Dia
Horário da fase
Fase
Constelação
06
09:39 
Lua Quarto Minguante
Sagitário
14
12:30
Lua Nova
Peixes
21
18:20
Lua Quarto Crescente
Câncer
28
12:19
Lua Cheia
Libra
 Astrônomo Ednilson Oliveira


Efeméride – Maio – 15/05/2010
O mapa abaixo foi criado usando o software astronômico
Stellarium, ele representa o dia 15 de Maio às 21:00h,
este mapa pode ser usado para o mês todo nesta hora,
tendo pequenas mudanças.
Claro que o astro que mais muda é a Lua a qual não
representaremos aqui.

 

Mapa do céu que representa o dia 15 de Maio às 21:00 h,
o que chama atenção ainda neste mês é a presença dos
planetas Marte e Saturno, além disso teremos a
estrela Sírius que é a estrela de maior brilho
aparente do céu noturno, ele está na constelação
de Cão Maior, ela já está em seu ocaso.
Interessante também é a constelação de Escorpião
com a brilhante estrela gigante vermelha Antares,
esta constelação encontra-se na região Leste.

Veremos também ao constelação do Cruzeiro do Sul,
e perto dela as estrelas Rigil Centaurus e Hadar
ambas na constelção do Centauro.

Destacam-se os planetas Marte e Saturno localizado
no mapa.
Os pontos cardeais são representados em vermelho
no mapa (E – Leste, O – Oeste, N – Norte e S – Sul).

 

Região Oeste do dia 15 de Maio às 21:00 h, vemos a
constelação do Cão Maior, com a brilhante estrela
Sírius, Marte ainda é visível, mas logo vai ter
seu ocaso, ainda é hora de despedir dele.

 

Já na região Leste veremos a constelação de Escorpião
nascendo, com sua brilhante estrela Antares uma autêntica
gigante vermelha de magnitude +1,06, outra estrela
maior que o Sol, mas menor que Antares é a gigante
Arcturus da constelação do Boieiro.

De todas as 88 constelações que conhecemos a
constelação de Escorpião é uma das que mais
se destaca.

A figura da constelação, ver imagem abaixo, é
inconfundível, trata-se de um temível escorpião
bem na abóboda celeste, “caminhando” lentamente
pela noite.
A constelação de Escorpião foi identificada como tal
tanto pelos gregos quanto pelos egípcios e persas.
A origem egípcia remete às secas que devastavam
a região do Nilo, já que nessa época o Sol passava
por essa constelação.
Antares, a estrela mais brilhante de Escorpião, era
considerada uma das “guardiãs” do céu segundo os persas.
Já a mitologia grega tem outra explicação para a
constelação. O escorpião foi o animal enviado por
Ártemis para matar Órion. Diz à lenda que Ártemis,
fria e vingativa, sentia-se prejudicada nas suas
atividades de caça pelo gigante caçador Órion.
Uma variante do mito afirma que o escorpião nunca
chegou a matar Órion – de fato, se observarmos
o céu nessa época do ano veremos que a constelação
de Órion se põe enquanto que as estrelas de
Escorpião nascem no outro lado da abóbada celeste.

 

 Região Leste do dia 15 de Maio às 21:00 h, vemos
as constelações de Escorpião e Ophiucus,
como era imaginada pelos antigos.

Ainda neste mês de Maio continua sendo uma boa
oportunidade para observar o planeta Marte a olho nu.

Marte ainda está bem visível a olho nu com magnitude
de + 1.06.
Com um pequeno telescópio, com cerca  de 90 mm a
150 mm de objetiva e aumentos da ordem de 100 a
150 x já é possível observar uma pequena
mancha brilhante branca, que é sua calota polar
e algumas manchas escuras em sua superfície.
Interessante é comparar  o brilho de marte com
o brilho da estrela Antares, ambos com magnitude
de aproximadamente +1,00 e de cor avermelhado.

Já o planeta Saturno é possível observar na
constelação de Virgem, que é possível visualizá-lo
a  partir das 18:30 h no horizonte leste.
Você poderá observar seus anéis com um pequeno
telescópio de 60 mm de objetiva e com aumentos
da ordem de 40 x. Para essa época Saturno
têm magnitude aparente de +1,09.

 

Região onde veremos Marte e Saturno no dia 15 de abril
às 21:00h, Marte na constelação de Leão e Saturno
em Virgem.
Nota-se a constelação de Leão, que vemos de ponta cabeça,
entre Marte e Saturno.

 

 Visão de Saturno no dia 15 de Maio às 21:00h, onde
através do programa Stellarium foi simulado a
imagem que o Telescópio Meade de 250 mm, com
 cerca de 200x de aumento, vemos seis de seus
principais satélites, com destaque no satélite Titã.

 

No dia 26 de Maio o planeta Mercúrio estará em sua
máxima elongação oeste, cerca de 25,1 graus.
Você poderá ver o planeta por volta das 06:00 horas
no horizonte Leste, é um ótima oportunidade para
quem nunca viu Mercúrio no céu.
Ele estará com uma magnitude de + 0,15.

No mês de maio teremos três chuvas de meteoros,
as famosas estrelas cadentes, elas são observadas
o mês todo, mas no dia do máximo teremos uma grande
probabilidade de observar mais estrelas cadentes
por hora.
Chuva (constelação associada) Dia do Máximo Quantidade por hora
alfa-Escorpionídeos 04 de maio 10
eta-Aquarídeas 06 de maio 66
eta-Lírídeas 09 de maio 3
FASES DA LUA NO MÊS DE MAIO  
Dia
Horário da fase
Fase
Constelação
06
04:14 
Lua Quarto Minguante
Aquário
14
01:04
Lua Nova
Touro
20
23:42
Lua Quarto Crescente
Leão
27
23:07
Lua Cheia
Escorpião
Astrônomo Ednilson Oliveira

Fisica do Cotidiano

Posted in Uncategorized on 19 de agosto de 2009 by profednilson

Dicas para o curso de Física do Cotidiano

O curso de Física do Cotidiano faz parte do currículo diversificado da 2ª série do Ensino Médio.

O aluno atualmente está muito mais inteirado de algumas questões da Física do Cotidiano, de tal forma que o curso de Física do Cotidiano vem complementar e sanar algumas das questões mais relevantes do mundo moderno.

Este curso abordará os principais conteúdos de Física do ensino médio, com um olhar no uso de suas tecnologias, as aulas serão feitas no laboratório, e/ou em sala de aula, com enfoque de como funciona a natureza.

Não é exagero dizer que podemos buscar vínculos com o cotidiano que nos cerca, assim essa disciplina terá abordagem interdisciplinar e investigadora. Os alunos serão convidados a discutir temas e a apresentar seminários que sejam atraentes e atuais.

Muitos temas da Física serão abordados, como por exemplo: LHC (Bósons de Higgs), aceleradores de partículas, micro-ondas, geladeiras, rede telefônica, rádio, comunicações via satélite, telefonia celular, computadores, o som, gravações, as cores, fotocopiadoras , fax, o filme fotográfico, a câmera digital, televisão, aviões, GPS, submarinos, Maglev, barcos, Overcraft, usinas hidrelétricas, usinas solares e nucleares, energia solar, baterias, Raios-X,  raio laser, holografia, telescópios óticos, telescópios robóticos, radiotelescópios, foguetes espaciais, as sondas, satélites artificiais, imageamento, etc.

Alem desses temas acima, os alunos irão ser inseridos no projeto de construção, funcionamento e lançamento de um foguete, onde em grupos, terão que projetar um foguete a ser lançado. A plataforma de lançamento será feita pela classe toda.

Um aluno interessado poderá compreender muito melhor o Universo ao seu redor e poderá também relacionar os conceitos de Física estudados, ao longo de sua vida de estudante no ensino médio.

CONSTRUÇÃO DO FOGUETE

PROJETO: CONSTRUÇÃO DE UM FOGUETE (anexo)Foguete_a_águaEdnilson

RADIUM F.C.

Posted in Uncategorized on 9 de maio de 2009 by profednilson

radium2

Radium

TABELA PAULISTÃO 2009

19/abril Radium 0 x 1 Palmeirinha

26/abril Sumaré 2 x 1 Radium

01/maio Radium 1 x 0 Velo Clube (Aniversário 90 Anos do Radium)

08/maio Independente 0 x 0 Radium

17/maio Radium  0 x 2  Paulinia

22/maio CA Lemense 2 x 2 Radium

31/maio Radium 1 x 1 Guaçuano

07/junho Palmeirinha  2 x 2  Radium

14/junho Radium 3 x 0 Sumaré (veja abaixo ficha técnica)

21/junho Velo Clube 0 x 1 Radium

28/junho Radium 1 x 2 Independente

05/julho Paulinia 0 x 1 Radium

12/julho Radium  0 x 2 CA Lemense

19/julho Guaçuano x Radium

Radium, perde três pontos, e fica em situação delicada, na quarta divisão. Mas ainda cabe recurso no STJD.

FICHA TÉCNICA

RADIUM – Alex Men, Bruninho, Emerson, Toni, João José (Luisão), Guilherme (Vinícius), Vitor Hugo, Lázaro, Mateus, Luciano (Felipe). Téc: Gian Rodrigues

SUMARÉ – Danilo, Danilo Oliveira, Sulivan, Robson, Bruno (Marcelo), Edson, Vinícus, Wilson (Vagner), Jeferson, Lucas, Naldinho. Téc: Marcos Paino

Gols:  Luciano (18 seg do 1º tempo), Guilherme (47 min do 1º tempo), Lázaro (46 min do 2º tempo)

Cartões Amarelo: Radium – Toni, Vinícius, Lázaro e Guilherme

Cartão Vermelho: Sumaré – Danilo Oliveira

feradium

Eu e Fernando assistindo a Vitória do Radium no dia 01 de maio.

Hino do Radium Futebol Clube


Salve o Verdão da Mogiana,

o “Periquito” que a gente ama.

Com a sua glória magistral

é o nosso Radium

cheio de moral

Radium, Radium

teu passado tem história

e o presente mostra

que o futuro é só vitória.

Radium o bravo campeão

está no nosso coração

eternamente na memória

Estádio São Sebastião Mococa 12/07/2009

Estádio São Sebastião Mococa 12/07/2009

Astronomia

Posted in Uncategorized on 19 de março de 2009 by profednilson

 

Hubble captura imagens raras

das Auroras de Saturno.

 

Em janeiro a março de 2009, os pesquisadores usando o Telescópio Espacial Hubble tiveram uma rara oportunidade de gravar os seus anéis de Saturno, quando esses se encontravam de lado, resultando em um único olhar os dois pólos do planeta.

Saturno proporcionou um show incrível revelando a visão de uma aurora dupla, uma de cada lado, Norte e Sul do planeta, mostrando efeitos de luzes incríveis.

Como Saturno está nesta posição a cada 15 anos ou mais, essa orientação favorável permitiu um estudo detalhado da aurora e de sua dinâmica.
Uma vez que Saturno leva quase trinta anos para orbitar o Sol, a oportunidade de tirar essas imagens dos pólos acontece apenas duas vezes nesse período.

Desde o início de sua missão, em 1990, o telescópio Hubble foi tirando fotos do planeta em diferentes ângulos, mas somente em 2009 ele teve esta oportunidade única para captar imagens dos dois pólos simultaneamente, onde ambos os pólos foram igualmente iluminados pelos raios do sol.
O filme que eles criaram a partir dos dados, recolhidos ao longo de vários dias, durante janeiro e março de 2009, ajudou os astrônomos a estudarem  as auroras Norte e Sul de Saturno. Este filme foi um evento raro produzido pelo Hubble devido as condições de iluminação e posição.

 

Auroras em Saturno

 

Aula para os alunos do quarto ano

do Santa Maria. Dia 11 de maio.

Santa4G09

 

 

 

Os Movimentos da Terra

Ednilson Oliveira

Uma pergunta bastante freqüente feita por professores é: Quais são os movimentos que o planeta Terra realiza no espaço?

A resposta dada por esses professores em geral é que o planeta Terra realiza dois movimentos, o de rotação e de translação.

Porém mesmo estes dois movimentos são, na maioria das vezes, muito mal explicados, alguns professores não sabem, por exemplo, que a sucessão dos dias e das noites se deve ao movimento de rotação da terra e que a mudança do aspecto do céu, ou seja, nós vemos diferentes constelações em diferentes épocas do ano, se deve ao movimento de translação da Terra.

Contudo esta pergunta não é muito trivial, pois a Terra realiza vários movimentos no espaço e alguns deles são extremamente complexos, eu vou citar apenas cinco de seus movimentos. São eles: Rotação, Translação, Precessão, Nutação e Translação para o Ápex.

No entanto, muitos movimentos da Terra são derivados desses citados, podendo a Terra realizar, segundo alguns teóricos, mais de quinze movimentos, mas há de se notar que todos os movimentos de uma forma ou de outra estão correlacionados e por questões didáticas expomos em separado seus principais movimentos, mais a rigor ainda, a Terra faz um movimento, ou seja, o movimento dela no espaço, nós por razões didáticas derivamos estes movimentos, em cinco, dez, quinze ou mais movimentos.

Movimento de Rotação: Este movimento se realiza ao redor de um eixo imaginário passando pelos pólos. Tem o sentido direto, isto é, de oeste para leste. Uma rotação completa da Terra dura 24 horas siderais, o que corresponde a 23 h 56 m e 4 s de tempo solar médio. A rotação da Terra causa a sucessão dos dias e das noites. Chama-se “dia sideral” ao tempo que emprega a Terra para a uma rotação completa sobre o seu próprio eixo, e isto corresponde ao intervalo de tempo entre duas passagens sucessivas da mesma estrela pelo mesmo meridiano. O “dia solar” é o tempo gasto pela Terra para fazer uma volta sobre o seu eixo, tornando-se como ponto de referência do Sol.

Como em um dia a Terra se translada quase um grau em torno do Sol, os dias solares são mais longos (4 minutos aproximadamente) que os dias siderais. Os dias solares não são iguais entre si. Dois fatores concorrem para essa desigualdade, a excentricidade da órbita da Terra e a obliqüidade da eclíptica. Essas causas fazem com que o Sol, em seu movimento aparente ao longo da eclíptica pareça caminhar mais rapidamente no perigeu que no apogeo, e mais depressa também nos solstícios que nos equinócios.

Chama-se “sol médio” a um Sol fictício que percorre o equador com velocidade constante, à proporção que o Sol verdadeiro percorre a eclíptica em uma ano, com velocidade variável.

A “equação do tempo” é a diferença entre o tempo solar verdadeiro e o tempo solar médio, marcado pelo relógio.

Como prova indireta do movimento de rotação da Terra, pode-se citar o movimento diurno da esfera celeste, operado em sentido retrógrado.

Uma demonstração direta pode ser feita, por exemplo, com o pêndulo de Foucault.

Movimento de Translação: Este movimento se realiza em um ano, é o movimento da Terra ao redor do Sol. Chama-se também movimento orbital ou de revolução.

O eixo da Terra é inclinado em relação ao plano da órbita (plano da eclíptica). A inclinação atual é de 23 graus e 27 minutos. A direção do eixo da Terra, aproximadamente constante, corresponde à posição dos atuais pólos celestes. O pólo celeste norte fica nas proximidades da estrela Alfa da constelação da Ursa Menor (Poláris), enquanto o pólo celeste sul situa-se junto a estrela Sigma, da constelação do Oitante.

O movimento de translação que se realiza no sentido direto e tem a duração de 365 dias 6 horas e 9 minutos, e equivale aproximadamente, à duração do ano sideral.

Não há provas diretas do movimento de translação da terra. Nenhuma das experiências feitas permite evidenciar seu movimento anual em torno do Sol. Um célebre experimento realizado por Michelson e Morley, em fins do século passado, não deu o resultado esperado.

Entre provas indiretas deste movimento citaremos: (a) o deslocamento progressivo das constelações para oeste; (b) o fenômeno da aberração da luz; (c) a paralaxe das estrelas próximas; e (d) o efeito Doppler-Fizeau.

Movimento de Precessão dos equinócios: Foi descoberto por Hiparco no séc. II a. c. Comparando a latitude e a longitude celeste de várias estrelas com resultados obtidos no século anterior, Hiparco verificou que: (a) a latitude celeste não havia variado sensivelmente e (b) a longitude celeste havia aumentado igualmente para todas as estrelas observadas.

Posto isso, concluiu que o aumento de longitude devia ter sua causa no recuo do ponto gama ao longo da eclíptica. Segundo Hiparcos, o ponto gama – origem das longitudes celestes – deve retroceder sobre a eclíptica aproximadamente 50 segundos de arco por ano, percorrendo toda sua extensão em aproximadamente 26.000 anos.

A explicação do fenômeno de precessão dos equinócios foi dada por Newton no séc. XVII. Ele demostrou que a atração unisolar sobre as regiões equatoriais da Terra faz com que o eixo terrestre mude lentamente de direção no espaço. Em virtude disso, cada pólo celeste descreve um pequeno círculo cujo raio é de 23 graus e 27 minutos, ao redor do pólo correspondente da eclíptica. Ao mesmo tempo, os pontos equinociais (gama e libra) deslocam-se ao longo da eclíptica em sentido retrógrado.

Foi devido ao movimento de precessão dos equinócios que o ponto gama retrocedeu da constelação de Áries para a de Peixes, enquanto o ponto libra recuava da constelação da Balança para a de Virgem.

Nutação: Descoberta por Bradley no séc. XVIII, o fenômeno consiste numa leve oscilação do eixo da Terra ao redor de uma posição média. Cada pólo celeste (que devido ao movimento de precessão deveria descrever um pequeno círculo ao redor do pólo correspondente da eclíptica) passa a descrever, em conseqüência da nutação, uma linha ondulada, em períodos de aproximadamente 18 anos.

Movimento de Translação para o Àpex: A Terra, juntamente com os outros astros do sistema solar, apresenta um movimento de translação para um ponto da esfera celeste denominada Àpex. Este ponto fica mais ou menos, entre as constelações de Hércules e Lira. O movimento tem uma velocidade aproximada de 20 km/s.

Como conseqüência, as estrelas pertencentes às constelações de Hércules e da Lira parecem se afastar radialmente a partir do Àpex. Fenômeno oposto ocorre com as estrelas situadas a retaguarda do movimento de translação, que parecem convergir todas para a região do antiápex.

Além desses movimentos ainda podemos citar que o eixo da Terra que tem uma inclinação de 23 graus e 27 minutos, varia positivamente ou negativamente em 1,3 graus em um milhão de anos. Isto pode causar as glaciações.

Como vemos os movimentos da Terra não são tão simples assim, mas temos que ter em mente que eles existem.

 

ASTRONOMIA

Posted in Uncategorized on 25 de fevereiro de 2009 by profednilson

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Cometa C/2007 N3 Lulin

Lulin, que oficialmente se chama C/2007 N3, foi descoberto em 2008 por Quanzhi Ye, da Universidade Sun Yat-sen, em Guangzhou (China), com base em imagens produzidas no Observatório Lulin, em Taiwan –daí vem seu nome “popular”.

O Cometa C/2007N3 Lulin começou a ser visível a olho nu a partir de fevereiro de 2009, porém em meados de fevereiro ele começou a ficar mais brilhante, sendo possível observá-lo de madrugada.

Em 23 de fevereiro o cometa com magnitude de 4.8 passa a ser identificável facilmente a olho nu no céu, sendo visível a noite toda, neste dia ele estará a cerca de 2 graus de Saturno, ao anoitecer ele estará visível na constelação de Leão. Nesta terça o cometa estará a cerca de 60 milhões de quilômetros, ou seja, um pouco menos da metade da distância Terra-Sol.

Ainda em março é possível observá-lo no céu com pequenos binóculos.

O que são cometas?

Cometas são corpos celestes pertencentes ao nosso Sistema Solar, conhecido como um corpo menor, pois são de dimensões reduzidas com cerca de alguns quilômetros, semelhante a um asteróide, são conhecidos como bola de gelo suja, pois são compostos principalmente por gelo de dióxido de carbono, metano, amônia e água misturados com poeira e vários agregados de minerais.

Suas órbitas podem ir além da órbita do Planeta Plutão.

Imagens do Cometa

Fotografado no começo de fevereiro

Fotografado no começo de fevereiro

Cometa Lulin e Saturno fotografado na madrugada do dia 24/02

Cometa Lulin e Saturno fotografado na madrugada do dia 24/02

Entrevista na Bandeirantes sobre o Cometa Lulin

http://bandnewstv.band.com.br/conteudo.asp?ID=128485&CNL=20

http://tvig.ig.com.br/85280/cometa-visivel-so-nesta-noite.htm

Nuvens e Relâmpagos

Posted in Nuvens with tags on 1 de dezembro de 2008 by profednilson

Tenho observado o Céu desde a infância e uma de minhas paixões é a classificação de nuvens

Em breve teremos muitas fotos de nuvens

Abaixo segue um texto didático sobre relâmpagos

Os Relâmpagos

Ednilson Oliveira e Mário Festa

Desde a mais remota antiguidade os relâmpagos têm fascinado e atemorizado o homem de tal modo que a sua ocorrência era atribuída à ira dos deuses. Assim, oferendas e sacrifícios de animais e até de seres humanos, passaram a ser realizados na tentativa de amenizar a fúria divina. E observando-se que após um breve tempo, a tempestade se dissipava, o método usado parecia funcionar. Mas na realidade o que se pode notar, é que a grande maioria das tempestades tem curta duração, de algumas dezenas de minutos apenas. Quando ela parece continuar por um tempo maior, na realidade são outras células de tempestade que vão surgindo e se deslocando de acordo com as condições atmosféricas reinantes.

Da mitologia grega, “Zeus” era o poderoso deus das tempestades. Da mesma forma, os antigos romanos, tinham o seu deus “Jove” (Júpiter) que originou o “Giovedí” em italiano e que corresponde à “quinta-feira” . A mesma correspondência se encontra em castelhano, “Jueves” e em francês, “Jeudi”, e em outras línguas européias.

Os romanos tinham tamanho pavor das tempestades e observando que os loureiros, jamais haviam sido atingidos por relâmpagos, faziam grinaldas com folhas de louro e as depositavam sobre a cabeça até que a tempestade passasse. Por esta razão é possível ver as imagens dos imperadores coroados com folhas de louro.

Os antigos escandinavos tiveram o seu deus “Thor” que ainda hoje conserva sua influencia na língua inglesa, o “Thursday”, correspondendo ao “Dia de Thor”.

A língua portuguesa não conservou os nomes pagãos para os dias da semana, como em outros idiomas, mas adotou as “feiras”, que tem origem nas “feriae”, por tradição do cristianismo que reservava a semana da Páscoa para atos de louvor ao Senhor.

Em época mais recente, algumas localidades generalizaram o uso do repicar dos sinos das igrejas para afastar as tempestades, o que parecia funcionar também, tendo em vista a breve duração dos temporais. No entanto, tal prática se revelou bastante perigosa, pois sendo os campanários os pontos mais elevados da região, muitos sineiros foram atingidos por descargas elétricas no desempenho das suas funções. Na Alemanha, num período de 33 anos, 368 campanários forma destruídos e 103 sineiros perderam a vida, tendo sido posteriormente, proibida tal prática.

Relâmpago vem do Latim: re+lampare = clarão, claridade, luz intensa.

Em Meteorologia o termo: TROVOADA = RELÂMPAGO + TROVÃO.

Sempre que um relâmpago é visto ou um trovão é ouvido, diz-se que está ocorrendo uma tempestade. Uma gama muito ampla de fenômenos acompanha essa tempestade, sendo o relâmpago, uma violenta descarga elétrica.

São sinônimos: raio, faísca, corisco.

Tais descargas podem ocorrer: Dentro da própria nuvem , Da nuvem para o solo, Do solo para a nuvem, De nuvem para nuvem, Da nuvem para o ar claro.

Na natureza tudo é formado por cargas elétricas. A nuvem que inicia a tempestade denomina-se CUMULONIMBUS, que durante o seu desenvolvimento, cargas elétricas se separam e muitas se acumulam na base da nuvem. Estas cargas por sua vez, atraem cargas de sinal contrário na superfície oposta, e ao atingirem uma determinada concentração, se atraem, neutralizando-se de forma violenta, originando o relâmpago. Enquanto a nuvem estiver em atividade, mais cargas surgem, gerando novos relâmpagos.

Uma única nuvem pode fabricar mais de 1500 relâmpagos.

O relâmpago então, é uma descarga elétrica com milhares de volts, portanto extremamente perigosa. Um único relâmpago enquanto dura pode ter a capacidade de acender 600 mil lâmpadas de 60 w, em média.

Sua duração em geral, não passa de alguns décimos de segundo, mas já foi observada uma enorme faísca que durou 20 segundos!

O trovão apesar de ruidoso, é inofensivo. Resulta da rápida expansão do ar violentamente aquecido em volta do relâmpago, cuja temperatura chega a atingir 30.000 ºC.

Após um relâmpago, o total de segundos decorridos até ouvir o trovão, permite estimar a distância da tempestade até o observador, multiplicando os segundos decorridos por 300 (m/s) que é a velocidade média do som (trovão) ao ar livre.

Ex: Total de segundos decorridos entre o relâmpago e o trovão = 10s. Portanto: 10 (s) x 300 (m/s) = 3000 metros de distância.


 

relampago

Figura: Foto tirada no LNA, sul de Minas, por Ednilson Oliveira. A nuvem é um Cumulonimbus, veja que ainda é possível ver as estrelas no fundo.

 

Vamos agora ver como poderemos nos precaver e quais são as situações de risco, antes veremos um pouco de sua classificação.

Tipos mais comuns de relâmpagos: Difuso (clarão dentro da nuvem ou muito distante), Único, Ramificado

Formas mais raras: Rosário ou perolado (como se fosse um colar de pérolas), Folheado ou chapeado, Esférico, globular ou bola (esferas brilhantes suspensas no ar, com diâmetros de 5 a 40 cm, de curta duração e explosivas)

Situações de risco durante as tempestades: As cargas elétricas têm a propriedade de se aglomerarem nas pontas dos objetos, então mastros, chaminés, árvores como pinheiros e eucaliptos, alto dos prédios, morros, picos de elevações naturais, são potencialmente favoráveis às descargas elétricas.

Por esta razão é que se empregam os pára-raios, na tentativa de proteger o local de possíveis descargas, sendo colocado como o ponto mais alto da região a ser protegida.

O pára-raios atua numa área que forma um cone de proteção, sendo ele o vértice desse cone.

Após uma tempestade é necessário fazer uma vistoria no pára-raios, pois pode aparecer alguma avaria que deve ser eliminada.

A proximidade da água também é favorável à ocorrência de raios, visto que a própria água conduz eletricidade. Então banhos de mar, lagos, rios ou mesmo de piscina, são situações de alto risco.

De um modo geral, devem ser evitadas as situações de risco durante as tempestades elétricas como: Observar tempestades com janelas ou portas abertas, Abrigar-se próximo ou sob qualquer tipo de árvore, Tomar banho de mar ou piscina, Permanecer na praia, principalmente de pé (a pessoa seria o ponto mais alto), Estar de pé numa área descampada, Jogar bola num campo aberto, Encostar-se em traves, máquinas de ferro, grades e cercas metálicas ao ar livre, Tentar abrigar-se da chuva sob quiosques, marquises ou barracas, expondo-se ao ar livre ao redor, Utilizar ou estar próximo a aparelhos eletro-eletrônicos mesmo desligados, porém conectados à rede elétrica, Banho com chuveiro elétrico, Uso do ferro de passar, Falar ao telefone com fio, Segurar qualquer objeto metálico.

Proteção do patrimônio : Sempre que possível, desligar a chave geral da residência, Na eventual dificuldade ou impossibilidade, ao menos desconectar todos os aparelhos ligados à rede elétrica, No caso da TV é necessário desconectar também o cabo da antena

Locais seguros: Dentro de qualquer ambiente com portas e janelas fechadas, Dentro de veículos mesmo metálicos com as as janelas quase fechadas (automóveis, embarcações, navios, aviões)

Crendices errôneas: O relâmpago não cai duas vezes no mesmo lugar (os pára-raios por si só provam o contrário), Espelhos atraem os raios (só se tiver moldura metálica)

Comentários finais, estatísticas dos EEUU mostram que ao longo das décadas, os raios são os fenômenos naturais que mais provocam mortes, comparados a fenômenos como tornados, enchentes e vendavais.

Entretanto, apesar de parecer contraditório, os relâmpagos são essenciais à vida pois: Mantém o equilíbrio das cargas elétricas do planeta, Renovam o ar “limpando” a atmosfera de grande quantidade de particulados em suspensão, Combinam quimicamente o Oxigênio e Nitrogênio, que juntamente com a chuva, formam um excelente adubo natural, poupando milhares de dólares anuais em fertilizantes para atividades agricolas, Regiões pobres de tempestades elétricas são pobres em agricultura.

Estatísticas mostram que na atmosfera, ocorrem aproximadamente 100 descargas elétricas por segundo, 1800 tempestades em cada instante e em média, 44.000 por dia.

 

 

O ARCO-ÍRIS

O arco-íris é um fenômeno que ocorre na atmosfera, determinado pela refração e posteriormente reflexão da luz solar no interior de gotículas de chuva em suspensão no ar. Na refração, a luz solar de secompõe, sendo mais desviada a luz violeta e menos desviada a luz vermelha.

O arco-íris é um arco multicolorido com vermelho no seu exterior e o violeta em seu interior; a ordem completa é vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

            O efeito do arco-íris pode ser observado sempre que existir gotas de água no ar e a luz do sol estiver brilhando acima do observador em uma baixa altitude ou ângulo.

A aparência do arco-íris é causada pela dispersão da luz do sol que sofre refração pelas (aproximadamente esféricas) gotas de chuva.

A luz vermelha que emerge das gotículas forma com a luz solar incidente um ângulo de aproximadamente 43 graus, enquanto a luz violeta forma um ângulo de aproximadamente 41 graus.

 

Algumas vezes, um segundo arco-íris mais fraco é visto fora do arco-íris principal, ele é devido a uma dupla reflexão da luz do sol nas gotas de chuva, e aparece em um ângulo de 50 a 53 graus. Devido à reflexão extra, as cores do arco são invertidas quando comparadas com o arco-íris principal, com o azul no lado externo e o vermelho no interno.

A primeira explicação teórica precisa do arco-íris foi feita por Descartes em 1637. Sabendo que o tamanho das gotas de chuva não pareciam afetar o arco-íris observado, ele fez uma experiência incidindo raios de luz através de uma grande esfera de vidro cheia de água. Ao medir os ângulos que os raios emergiam, ele concluiu que o primeiro arco era causado por uma única reflexão interna dentro da gota de chuva e que o segundo arco podia ser causado por duas reflexões internas. Ele foi capaz de chegar aos seus resultados a partir da lei de refração. A lei da refração é conhecida com Lei de Snell e Descartes (LSD).

 

No entanto foi Sir Isaac Newton o primeiro a demonstrar que a luz branca era composta da luz de todas as cores do arco-íris; com um prisma de vidro, pôde decompor a luz branca no espectro completo de cores e, com outro, pôde recombinar o feixe de luz em luz branca. Ele também demonstrou que a luz vermelha é refratada menos que a azul o que levou a uma completa explicação do efeito óptico do arco-íris.

Foto tirada no dia 25 de abril de 2010 por Ednilson Oliveira

Foto tirada no dia 25 de abril de 2010 por Ednilson Oliveira

LHC (Large Hadron Collider, Grande Colisor de Hádrons)

Posted in LHC with tags on 30 de novembro de 2008 by profednilson

O que encontraremos dentro do átomo

Por Leon Lederman Newsweek – 15 de Setembro, 2008

O telescópio que Galileu construiu no fim de 1500 tinha o poder de ampliação de um par de binóculos baratos disponíveis em qualquer supermercado, mas foi o suficiente para quebrar fronteiras. Com esse simples instrumento, Galileu pôde observar que Júpiter possui quatro luas, que o sol possui manchas, levando à conclusão de que este estava em rotação. Espetacularmente, ele descobriu que Vênus tinha fases – forte evidência de que a visão de Copérnico do Sistema Solar, em que o sol, e não a Terra está ao centro é correta. Com a construção de telescópios mais aprimorados, o conhecimento desse novo e complexo mundo, assim como do cosmos, evoluiu. Tomamos ciência de um universo vasto repleto de objetos estranhos – pulsares, quasares e buracos negros – e que somos habitantes de um ponto insignificante, parte de uma galáxia com bilhões de estrelas com seus próprios sistemas solares.

Com algumas pequenas mudanças técnicas, o telescópio foi voltado para o micro. O microscópio revelou um vasto, complexo mundo de micróbios tão pequenos que milhares caberiam confortavelmente no ponto final dessa frase. Finalmente, esse mundo veio a incluir a genética, biologia, vírus e estranhas estruturas milhares de vezes menores que os micróbios: os átomos! Para explicar o comportamento desses, os cientistas criaram a teoria quântica, o que levou ao desenvolvimento de semicondutores e outras tecnologias, responsáveis por grande parte dos investimentos econômicos do século XX.

Tamanho é o poder de um bom instrumento. Já que a natureza envolve coisas extremamente pequenas, distantes ou sutis de se ver, o avanço científico sempre exigiu a invenção de equipamentos mais precisos. Hoje, o mundo científico está presenciando a conclusão de uma nova máquina, o LHC (Large Hadron Collider, Grande Colisor de Hádrons), que não é apenas um par de binóculos barato. Espera-se que o avanço da propriedade dos objetos seja o maior fator na história da física das partículas- de certa forma- muitas vezes além do que pode ser alcançado hoje em dia. O LHC é um acelerador de partículas – um túnel circular monstruoso com 4,3 km em radianos, localizado na CERN (Organização Européia de Pesquisas Nucleares), na fronteira franco-suíça próxima a Genebra. No túnel, poderosos ímãs supercondutores conduzem prótons ao redor de um anel onde enormes voltagens os aceleram até que os prótons ganhem uma impressionante quantidade de energia -7 trilhões de volts em seu ponto máximo. Nos próximos meses, enquanto técnicos trazem a vasta maquinaria à tona, milhares de prótons energizados serão colididos um contra o outro, fazendo com que se rompam em milhares de partículas, cujas curtas e violentas existências serão gravadas por detectores. Mesmo o LHC não sendo o primeiro colisor já construído, ele possui a maior energia. Isso significa que as colisões que acontecerão no LHC serão mais violentas, tendo a capacidade de produzir 100 vezes mais o número de colisões por segundo do que qualquer outro colisor.

Como o telescópio de Galileu, o LHC dará aos cientistas a noção de um novo mundo, tanto no campo micro quanto, indiretamente, no macro. O que os cientistas verão com o LHC? O alcance e a sensibilidade da máquina podem muito bem revelar um novo mundo, um presente para o século XXI. Que tipo de mundo? Diferentemente das implicações das descobertas do telescópio de Galileu, nós não temos cinco séculos para analisar os resultados obtidos pelo LHC. Como um contemporâneo de Galileu poderia extrapolar de um telescópio a um iPhone? Tendo em vista o atual conhecimento humano e a mistura de muitos mundos revelados pelas muitas ferramentas e instrumentos construídos desde Galileu, o LHC trará surpresas?

É melhor que traga. Nessa era de orçamentos apertados, o LHC, uma contribuição mundial de milhares de cientistas, engenheiros, estudantes, custou 8 bilhões de dólares, incluindo significantes partes dos orçamentos das nações envolvidas no projeto. Para se tirar proveito do impacto que o LHC pode ter nas próximas décadas, é necessário analisar as questões fundamentais para as quais ele está destinado a responder. Somente se aventurando no labirinto da física de partículas nós podemos ter a noção de quão profundamente essa ferramenta analisará a natureza do mundo da Física.

Na atualidade, complexidade é a grande motivação dos físicos. Quanto maior o aprofundamento, mais complicado e incompreensível parece ser o mundo da física. Durante uma boa parte do século, físicos aspiraram uma teoria do universo que fosse simples e bela, no entanto somente descobriram uma proliferação de partículas e um montante de forças que pareciam não se encaixar de forma coerente. Em analogia seria como se tivéssemos um controle remoto para a televisão, outro para o DVD e ainda mais um para a chegada do DVR. O que se quer é um simples controle remoto universal – o que os físicos querem é uma teoria para tudo. Ninguém acredita que o LHC irá, em um passe de mágica, fornecer essa teoria, mas espera-se que ao menos seja de grande ajuda para alcançá-la.

O LHC nos trará simplicidade ao levar-nos de volta para o início, nos dará uma visão de como foi o universo no momento do seu nascimento. Isso é significante porque as coisas eram muito mais simples anteriormente. A única teoria viável (até então) é que o universo nasceu a 13.7 bilhões de anos em uma explosão cósmica – o big-bang- a qual criou o tempo e o espaço. No primeiro instante, tudo que vemos hoje – toda a matéria e energia que viesse a existir – foi comprimida num inimaginável pequeno volume. Nesse momento, dois domínios vastamente diferentes – o espaço interior da partícula física, como revelado pelas ferramentas microscópicas (basicamente aceleradores de partículas), e o espaço cósmico juntamente com a astrofísica, revelados por dados dos telescópios terrestres e satélites espaciais como o Hubble – foram exatamente o mesmo. Como o universo primitivo expandiu-se e começou a esfriar, formando galáxias, o campo do grande e do pequeno divergiu. As coisas começaram a ficar confusas.

Para descobrir que princípios regem o universo, é necessário voltar ao momento do big bang e fazer alguns experimentos. Infelizmente, isso é tão fácil quanto conseguir uma entrevista com Isaac Newton ou Alexandre, O Grande. O próximo passo é o LHC- que possibilitará a reprodução de algumas das condições dos primeiros momentos do universo. Não seriam todas as condições de uma vez, é claro, mas o suficiente para nos permitir começar a entender o processo pelo qual as primeiras partículas colidiram e aglutinaram para formar o núcleo e os átomos que compõem o nosso sol e os seus planetas. Os físicos teóricos analisam o resultado das colisões e tecem histórias de como o menor componente da matéria faz os mais exóticos objetos no céu – buracos negros, explosões estelares, pulasares e outros. Recriando as condições no universo momento depois do big bang, o LHC irá nos ajudar a forjar uma descrição coerente do universo.

Seria muito mais fácil explicar o atual estado da física se tivéssemos uma visão coerente, porém não temos. Ao contrário, é necessário falar sobre questões pelas quais o LHC foi construído para responder cada uma como parte de um grande quebra-cabeça. Enquanto as questões forem sendo respondidas, os contornos do quebra-cabeça começarão a tomar forma.

Por que há tantas partículas?

Até agora, colisores como o Fermilab’s Tevatron em Chicago ou Cern’s e+e, ambos muito menores que o LHC, deram evidências aos cientistas de que átomos não são as menores nem as mais fundamentais partículas do universo. Esse mérito vai agora para partículas menores, chamadas quarqs e léptons. (Acredita-se que toda a matéria é composta de seis tipos de quarkqs e seis tipos de léptons). E isso é só o começo – Há neutrinos e muons e Ws e Zs e assim por diante.

Por que tudo é tão complexo? O otimismo por parte dos físicos teóricos os leva a uma convicção de que por baixo dessa complexidade desencorajadora há uma bela simplicidade. A esperança dos teóricos é reforçada pelo papel que o conceito de simetria parece desempenhar quando teorias são examinadas matematicamente. Um caleidoscópio mostra figuras desconcertantemente complexas, mas que podem ser explicadas por uma única figura e um sistema de espelhos. O LHC, assim esperam os físicos, os auxiliará a ver a figura única que emerge da confusão de espelhos.

O que mantém a unidade do universo? A gravidade é a força que mantém meus pés no chão, mas é somente uma das quatro forças que existem no universo. Outra é o eletromagnetismo, familiar a qualquer estudante que já criou um imã por meio da ligação em uma pilha de duas pontas de um arame enrolado em um prego. O papel crucial do eletromagnetismo é manter os quarks e os léptons juntos a fim de criar átomos que formam moléculas. O trabalho do átomo é simplificado pela existência de outras duas forças, a “forte” e a “fraca”, as quais operam no domínio dos núcleos dos átomos. O que enlouquece os físicos é que essas quatro forças não se misturam. Somos capazes de criar teorias para a união de três forças (a “fraca”, a “forte” e a eletromagnética) que excluem a gravidade. Nós temos uma teoria da força eletromagnética que faz previsões de sucesso. Da mesma forma, temos a teoria da força fraca e uma satisfatória da forte. A necessidade gritante é a de uma teoria que unifique essas três forças, incluindo também a gravidade (isso seria a eterna busca – mas mal batizada – teoria do tudo). Embora a gravidade pareça óbvia para uma pessoa leiga, para os físicos teóricos ela é profundamente problemática; uma vez que as outras três forças – forte, fraca e eletromagnética – aparentemente tenham uma origem comum, a gravidade foge à regra.

Para entender porque a gravidade é um bicho-de-sete-cabeças, é necessário ir mais além neste labirinto. De acordo com a teoria quântica, a força entre dois objetos (seja atração ou repulsão) exige que haja a troca de uma partícula “carregadora de força”. Imagine dois patinadores de gelo com uma bola. Quando Joe arremessa a bola, recua de Moe. Quando Moe recebe a bola, recua de Joe. Isso funciona de um jeito similar á atração. Imagine nossos dois patinadores de gelo afastando-se um do outro, em direção à paredes separadas. Joe arremessa uma bola macia fortemente contra sua parede, fazendo quicar até a parede de Moe e depois às mãos desse. Perceba, agora eles estão se aproximando!

Essa bola- partícula carregadora de força- é chamada de Bóson e existe uma diferente para cada tipo de força. Os cientistas trabalhando com pequenos colisores revelaram a presença de bósons que carregam a força forte entre quarks, partículas eletricamente carregadas e a força fraca. Entretanto, a força que carrega a gravidade – uma partícula chamada de “graviton” – é completamente diferente. Aceleradores de partículas são inúteis aqui porque a força gravitacional é incrivelmente fraca. Faça esse teste: Derrube um clips. Ele cai, sendo atraído pelo planeta inteiro. Agora, segure o clips usando um imã que mantém sua lista de compras na geladeira. A atração da Terra inteira é nula em relação á pequena força do imã. Quando a força gravitacional é cuidadosamente testada em oposição à força elétrica, descobre-se que ela é mais fraca num fator de um seguido de 40 zeros.

O LHC tem potência suficiente para produzir a gravidade? Não. Para isto seria necessária uma colisão muito maior. Mesmo assim espera-se que o LHC possibilite um maior entendimento sobre a teoria gravitacional de Einstein. No entanto, isto terá de ser executado de forma indireta, muitos outros fenômenos terão de ser considerados para se chegar a conclusões sobre a gravidade.

O que é a Partícula de Deus?

Uma das funções do caleidoscópio cósmico seria observar as partículas bóson chamada Higgs. Lembrando, bóson é uma partícula associada a uma força. Os Higgs exercem influência sobre a massa de outras partículas, imagine-os como um campo de lama, quando você anda sobre ele, você se move mais lentamente, como se estivesse mais pesado. Por razões demasiadamente complexas para se aprofundar nesse artigo, os Higgs estão dentro do reino do LHC – é absolutamente possível que ocorra em breve sua descoberta. Assim, seria possível desvendar muitos mistérios, sendo essa a razão de muitas pessoas chamarem-na de partícula de Deus.

Pergunte a um físico a importância do LHC, a resposta será unânime: “Higgs”! Os Higgs estão em pauta há décadas alimentando a mente de muitos experimentalistas, assim como a de líderes norte americano, europeus e japoneses; sendo o principal motivo para a construção deste caríssimo acelerador de partículas.

Eis a razão: o Higgs pode ter sido a causa da complexidade do arranjo de nossas partículas e forças. Chame-o de campo de Higgs (pense em lama), e digamos que ele impregne todo o espaço. Sem um campo de Higgs, quakqs e léptons e todas as outras partículas teriam massa zero. As quatro forças se simplificariam em uma, o arranjo que quakqs e léptons se aglutinariam, e os físicos teóricos teriam que consultar os classificados de empregos. Com a figura do campo de Higgs , partículas passariam através da lama ; os elétrons adquirem um pouco de massa, os muons ficam mais pesados , o belo quark fica realmente pesado e os quarks superficiais ficariam obesos. Partículas chamadas Ws e Zs adquirem grandes massas, enquanto os fótons simplesmente ignoram o campo de Higgs. Mas agora as matemáticas ficaram complexas, as quatro forças re-emergem – e há muito emprego para os teóricos.

O Higgs é a chave para desvendar o sistema de espelhos do nosso exemplo do caleidoscópio. Higgs também solucionaria alguns defeitos da matemática. Grandes, mas improdutivas pesquisas foram feitas nos mais diversos aceleradores, mas espera-se que a evidência definitiva do fenômeno Higgs apareça nos estudos do LHC.

Como o acelerador ajudaria a solucionar esses mistérios?

O LHC foi construído para causar colisões entre partículas e, então, dar aos físicos um panorama dos vestígios resultantes. Partículas como nós conhecemos pela teoria quântica, estão associadas a campos de força, o que significa que se você encontrar uma partícula (como o bóson de Higgs) você terá encontrado também o campo de força associado (o campo de Higgs). Se o nível de energia do acelerador for suficientemente alto –e o do LHC é o mais alto já atingido – suas colisões produzirão mais partículas massivas, isso aumenta as chances de que, dos milhões de colisões produzidas a cada segundo, o LHC produza um bóson de Higgs. Isso será então captado pelos detectores ligados a poderosos computadores, e então aplausos estrondosos serão ouvidos na sala de controle. Se isso acontecer 10 ou 20 vezes, irá rapidamente levar a rede mundial a comemorar! Foi assim que todas as partículas que conhecemos – os quarks, leitos e bósons – foram descobertos e, aceleradores de partículas antigos. O que faz o LHC um grande negócio é que a energia que possui é suficientemente alta para produzir o bóson de Higgs.

A busca pela unificação, entretanto, não termina com o Higgs. Um dos indicadores de uma unificação da “teoria do tudo” seria algo chamado supersimetria. É uma teoria matemática que sugere que todas as partículas conhecidas – quarks e léptons – devem ter gêmeos. Nenhum desses gêmeos já foi descoberto (mas isso não nos impediu de dar a eles nomes poéticos: squarks, sleptons). O LHC, entretanto, poderia mudar isso.

Vamos voltar àquele ponto no tempo há 13.7 bilhões de anos atrás, quando todo o espaço e o que continha ocupava o volume quase zero. Desde então, o universo tem se expandido; todas as galáxias vêm se afastando uma das outras. Mas a gravidade é atrativa, aproximando as galáxias, o que deveria desacelerar a expansão. Em 1998, dois grupos de experimentadores tentaram medir a razão pela qual a expansão do universo estava diminuindo, mas a resposta que obtiveram veio como um choque: a expansão não estava diminuindo; estava acelerando! Algo, portanto, deve estar agindo misteriosamente para empurrar toda a matéria para fora. Chamamos isso de energia escura. A energia escura é provavelmente uma das mais desconcertantes, mas mais importantes descobertas sobre o nosso universo. Quando calculamos a quantidade de energia necessária para afastar todas as galáxias umas das outras a número é impressionante: Estima-se que fique em 75 por cento de toda a energia do universo.

Como o LHC pode ajudar a achar a energia escura?

A energia escura tem uma virtude maior do que meramente desconcertar astrofísicos teóricos. A energia escura soma-se ao total de energia do universo, o que compensa a curvatura causada pela matéria. (Einstein nos disse que a matéria faz o espaço se curvar, mas se a energia e a matéria estiverem balanceadas, não há curvatura – e o universo é plano.) Mas como alguns tipos de energia, a energia escura pode possivelmente ter uma partícula associada a ela – “uma partícula de energia escura”. Como o LHC foi concebido para procurar por partículas, ele poderia encontrar uma partícula de energia escura (se ela existir).

Há outro mistério não resolvido sobre o movimento das galáxias e das estrelas dentro das galáxias. Quando os astrônomos calcularam como as galáxias e estrelas deveriam se mover de acordo com as leis da gravidade, eles descobriram que as equações deram um resultado que eles julgaram errado.

Observações mostram que aquelas estrelas e galáxias comportam-se como se existisse muito mais matéria na galáxia do que pode ser deduzido ao contarem-se as estrelas (estimado ao se calcular a massa de cada estrela e somá-las todas). Para compreender a estabilidade das estrelas em uma galáxia, é necessário considerar dez vezes mais matéria do que é observado. O que poderia causar essa discrepância? A conclusão é que estas galáxias são rodeadas de nuvens de matéria que exercem forças gravitacionais, mas não brilham – então as chamamos de matéria escura.

Para onde foi toda a antimatéria?

Na década de 1930, os teóricos previram que toda a partícula carregada possui uma antimatéria gêmea – o elétron tem um pósiton; um próton tem um antipróton. Entretanto, em nossas galáxias, por mais distante que nossos maravilhosos instrumentos possam enxergar, tudo o que podemos ver é matéria. Sua ausência é atribuída a uma minúscula assimetria: quando o universo foi criado, sutilmente mais matéria foi criada que antimatéria. Quando ambas se colidem, elas aniquilam uma a outra, produzindo fótons – partículas de luz. Portanto, toda a antimatéria é “consumida” pela matéria e o restante é pura matéria e luz. A natureza da assimetria é superficialmente entendida, mas o LHC pode nos ajudar a entender isso.

Existem mais do que simplesmente quatro dimensões (três do espaço e uma do tempo)?

Uma das mais emocionantes perspectivas do uso do LHC é encontrar o que se chama de dimensões extra-espaciais, além das familiares, altura, profundidade e largura. Extra-dimensões são um elemento da teoria das cordas, uma das mais excitantes especulações da ciência, e uma das frentes para desvendar como unir a gravidade e as outras forças. Ela propõe que o mundo é constituído por pequenas vibrações de cordas. Tais vibrações são as partículas que temos discutido. (Se você não entender isso, não se preocupe: poucas pessoas conseguem assimilar a teoria das cordas). A existência de extra-dimensões é uma das previsões mais incríveis da teoria das cordas. A maior parte dessas dimensões está tão intensamente espiralada que elas são inobserváveis. Em algumas versões dessa teoria, a energia gravitacional vaza do tradicional sistema tridimensional para dentro dessas dimensões escondidas, formando um mecanismo que enfraquece a força da gravidade. Usando o LHC, nós podemos descobrir essas extra-dimensões escondidas estudando reações onde a energia parece desaparecer (a energia se movimenta ao longo de dimensões que não podemos enxergar). Tal descoberta iria certamente encorajar teóricos relacionados à teoria das cordas. (Bem, nem todas as descobertas são benéficas).

Este pequeno resumo não chega nem perto da listagem de todas as expectativas sobre o LHC em resolver o quebra-cabeça que é o universo. Embora o equipamento esteja somente começando seu trabalho, o ápice do LHC não será alcançado nos próximos anos, e sua mágica permanecerá oculta até 2020. Certamente nós teremos respostas para várias perguntas já existentes, e se tomarmos a história como base, teremos respostas para perguntas que nunca sonhamos em questionar. Assim como fizemos com o Telescópio de Galileu.

Lederman ganhou o Prêmio Nobel pelo seu trabalho com partículas físicas em 1988. Atualmente atua na Academia Illinois de Matemática e Ciência, um ensino médio para alunos superdotados.

Tradução: Grupo Advanced do 3º ano – Ensino Médio – Colégio Santa Maria

Supervisão: Professores Denise Selmo e Ednilson Oliveira