Tudo poderia ter sido tão diferente!

 

Sua vida é muito mais arbitrária do que você imagina.

Imagine todas as vidas que você não viveu. Uma vida onde você nunca conheceu seu parceiro. Onde você nunca teve um irmão ou irmã. Onde você fez uma tatuagem. Onde aquele evento horrível nunca aconteceu. Ou onde alguém fez. A história da sua vida pode ser escrita de um número quase infinito de maneiras. Quando refletimos sobre o caminho estreito e improvável em que estamos agora, pode parecer incompreensível.

Essa é uma das ideias do conto de Jorge Borges, “The Library of Babel", e tem conexões fascinantes com o nosso mundo hoje – e todos os possíveis.

As histórias nunca contadas.

Borges nos pede para imaginar uma biblioteca impossivelmente vasta dividida em uma série de salas hexagonais. Cada quarto contém quatro paredes de prateleiras que contêm todas as variações possíveis de livros que podem existir. Usando 25 caracteres (incluindo pontos, vírgulas e pontos finais), os livros são aparentemente uma mistura aleatória de rabiscos. A maioria dos livros na biblioteca é totalmente incompreensível – uma explosão de letras – mas em algum lugar da biblioteca, há algum livro que poderia ter existido.

Há o Senhor dos Anéis com Sauron vencendo. Há Harry Potter com Hermione como Comensal da Morte. Ali está a Bíblia com Jesus sendo libertado. Mas também há a história de cada vida, incluindo a sua. Um livro nesta biblioteca será, palavra por palavra, a história de sua existência. Ele contará seus primeiros passos, todos os eventos de sua vida, cada palavra que você proferiu, seus pensamentos mais íntimos e até mesmo como você morrerá.

O emaranhado genético.

O trabalho de Borges resiste à simples interpretação, mas uma maneira de ver isso é através das lentes da genética.

Em seu livro Darwin’s Dangerous Idea, Daniel Dennett refez a ideia como “The Library of Mendel.” Nesta versão, você tem todos os genomas possíveis de qualquer organismo que possa existir. Em vez dos 25 caracteres do original de Borges, em genética você tem apenas quatro – A, C, G e T. Nós humanos temos cerca de três bilhões dessas “letras” em nosso genoma. Se você embaralhar as letras aleatoriamente, é incompreensível pensar na enorme variedade de humanos que pode haver – a incrível diversidade de mentes e talentos, bem como de patologias e deficiências.

É claro que, da mesma forma que uma mistura aleatória de letras criará muitas bobagens, um embaralhamento aleatório de genes na maioria das vezes criará formas de vida inviáveis. Certos genomas criarão algo que não irá respirar, reproduzir, metabolizar ou funcionar. Isso nos permite apreciar ainda mais a vida e reconhecer a insondável sorte que temos de estar aqui. Como disse o biólogo evolucionista Richard Dawkins: “Não importa quantas maneiras existam de estar vivo, é certo que existem muito mais maneiras de estar morto”.

A Library of Mendel de Dennett também nos mostra o quão arbitrária e improvável é a diversidade das formas de vida do nosso mundo. Por exemplo, a história da humanidade, de primatas bípedes inteligentes dominando o mundo, é simplesmente uma história que poderia ter sido contada. ( Poderiam ter sido lagartos .) É uma história de quatro letras. É o conjunto de mutações aleatórias improváveis ​​que venceu.

O que poderia ter sido.

A Library of Babel de Borges é como o nosso universo. Com tempo suficiente, todas as histórias possíveis poderiam ser contadas – as insanas e as estranhas, bem como as quase idênticas. Um mundo onde sua pele é viscosa e verde, mas também um mundo onde você tem um fio de cabelo a menos. Com cada grande evento planetário, bem como com cada colisão de partículas microscópicas, o universo continua em um enredo. Ver as coisas dessa maneira dá uma gravidade incrível às nossas escolhas.

Cada decisão que tomamos e cada caminho que escolhemos ecoará por todo o universo. Quando escolho pegar um café com a mão esquerda em vez da direita, adicionei e defini a história do universo. Existimos como o capítulo mais recente do livro e estamos ajudando a escrever como ele continuará. Embora eu possa desempenhar um papel infinitesimal, tive a honra de acrescentar minha parte ao maior livro de todos.

Jonny Thomson ensina filosofia em Oxford. Ele administra uma conta popular no Instagram chamado Mini Philosophy ( @filosofiaminis ). Seu primeiro livro é Mini Philosophy: A Small Book of Big Ideas.

Fonte: https://bit.ly/3zkt7GC

Famoso "sinal alienígena" Wow! poderia ter vindo de uma estrela distante e parecida com o sol!

 

O sinal alienígena Wow! pode ter vindo da constelação de Sagitário.

Os pesquisadores podem ter identificado a fonte de uma famosa suposta transmissão alienígena descoberta há quase meio século.

O proeminente e ainda misterioso sinal Wow!, que soou brevemente em um radiotelescópio na noite de 15 de agosto de 1977, pode ter vindo de uma estrela parecida com o Sol localizada a 1.800 anos-luz de distância na constelação de Sagitário.

"O sinal Wow! é considerado o melhor sinal de rádio candidato a SETI que captamos com nossos telescópios", disse Alberto Caballero, astrônomo amador, à Live Science. O SETI, ou Search for extraterrestrial intelligence, é um campo que está ouvindo possíveis mensagens de seres tecnológicos sobrenaturais desde meados do século 20, de acordo com a NASA.

Aparecendo durante uma busca SETI no Ohio State University Radio Observatory, o sinal Wow! foi incrivelmente forte, mas muito breve, durando apenas 1 minuto e 12 segundos, de acordo com um relatório escrito por seu descobridor, o astrônomo Jerry Ehman, em homenagem ao seu 30º aniversário.

Ao ver uma impressão de um sinal anômalo, Ehman rabiscou "Wow!" na página, dando o nome ao evento. O agora desconstruído telescópio Big Ear procurou mensagens na banda de frequência eletromagnética de 1420,4056 megahertz, que é produzida pelo elemento hidrogênio.

"Uma vez que o hidrogênio é o elemento mais abundante no universo, há uma boa lógica em adivinhar que uma civilização inteligente dentro de nossa galáxia Via Láctea, ansiosa de atrair atenção para si mesma, poderia transmitir um forte sinal de beacons de banda estreita na frequência da linha neutra do hidrogênio ou próximo dela.", Ehman escreveu em seu relatório de aniversário.

Desde então, os pesquisadores procuraram repetidamente por acompanhamentos originários do mesmo local, mas eles apareceram vazios, de acordo com um histórico da American Astronomical Society. O sinal Wow! provavelmente veio de algum tipo de evento natural e não de alienígenas, disse Caballero à Live Science, embora os astrônomos tenham descartado algumas origens possíveis, como a passagem de uma cometa.

Ainda assim, Caballero observou que em nossas tentativas pouco frequentes de dizer olá aos ETs, os humanos produziram principalmente transmissões únicas, como a mensagem de Arecibo enviada para o aglomerado estelar globular M13 em 1974. O sinal Wow! pode ter sido algo semelhante, acrescentou.

Sabendo que os dois receptores do telescópio Big Ear estavam apontando na direção da constelação de Sagitário na noite do sinal Wow!, Caballero decidiu pesquisar um catálogo de estrelas do satélite Gaia da Agência Espacial Europeia para procurar possíveis candidatos.

“Encontrei especificamente uma estrela parecida com o Sol”, disse ele, um objeto designado como 2MASS 19281982-2640123 a cerca de 1.800 anos-luz de distância que tem temperatura, diâmetro e luminosidade quase idênticos ao nosso próprio companheiro estelar. As descobertas de Caballero apareceram em 6 de maio no International Journal of Astrobiology.

Embora os organismos vivos possam existir em uma ampla variedade de ambientes em torno de estrelas bastante diferentes das nossas, ele optou por se concentrar em estrelas semelhantes ao Sol porque "estamos procurando a vida como a conhecemos". Dados seus resultados, ele acha que "poderia ser uma boa ideia procurar [na estrela] planetas habitáveis ​​e até civilizações".

"Acho que vale a pena fazer isso porque queremos apontar nossos instrumentos na direção de coisas que achamos interessantes", disse Rebecca Charbonneau, historiadora que estuda no projeto SETI no Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e que não esteve envolvida na pesquisa, disse ao Live Science. "Existem bilhões de estrelas na galáxia, e temos que descobrir uma maneira de reduzi-las", acrescentou.

Mas ela se pergunta se procurar apenas estrelas parecidas com o sol é muito limitante. "Por que não apenas olhar para um monte de estrelas?" ela perguntou.

Os humanos têm apenas um ponto de dados, nós mesmos, ao considerar que tipos de tecnologia os alienígenas podem ter ou como eles podem usar essa tecnologia, disse Charbonneau. O próprio conceito do SETI surgiu em meados do século 20, logo após os militares de todo o mundo começarem a transmitir mensagens usando poderosos instrumentos eletromagnéticos.

“Não acho que seja coincidência que o ponto da história humana em que começamos a colocar sinais inteligentes no espaço também seja o mesmo ponto na história em que temos a ideia de procurar sinais inteligentes do espaço”, disse Charbonneau.

Publicado originalmente no Live Science.

Mais informações: https://bit.ly/3lpTgvu / https://bit.ly/3wvpjk8

Fonte: https://bit.ly/3wGcFO4

Jumar Vicenth

A Voyager 1 envia sinais estranhos de além do sistema solar, o que deixou os cientistas estão confusos!

 

A missão Voyager 1 da NASA, lançada em 1977, passou para o que os cientistas chamam de espaço interestelar em 2012 e continuou – a espaçonave está agora a 23,3 bilhões de quilômetros da Terra . E enquanto a Voyager 1 ainda está operando corretamente, os cientistas da missão notaram recentemente que ela parecia confusa sobre sua localização no espaço sem entrar no modo de segurança ou soar um alarme.

“Um mistério como esse é uma espécie de curso neste estágio da missão Voyager”, disse Suzanne Dodd, gerente de projeto da Voyager 1 e sua gêmea, Voyager 2, no Jet Propulsion Laboratory da NASA na Califórnia, em um comunicado.

"A nave espacial tem quase 45 anos, o que está muito além do que os planejadores da missão anteciparam", acrescentou Dodd. “Também estamos no espaço interestelar – um ambiente de alta radiação que nenhuma espaçonave voou antes”.

A falha tem a ver com o sistema de articulação e controle de atitude da Voyager 1, ou AACS, que mantém a espaçonave e sua antena na orientação adequada. E o AACS parece estar funcionando muito bem, já que a espaçonave está recebendo comandos, agindo sobre eles e enviando dados científicos de volta à Terra com a mesma força de sinal de sempre. No entanto, o AACS está enviando dados de telemetria "lixo"
aos manipuladores da espaçonave.

A declaração da NASA não especifica quando o problema começou ou quanto tempo durou.

A agência diz que o pessoal da Voyager continuará investigando o problema e tentará corrigi-lo ou adaptá-lo. Esse é um processo lento, já que um sinal da Terra atualmente leva 20 horas e 33 minutos para chegar à Voyager 1; e receber a resposta da espaçonave demora o mesmo tempo.

A sonda gêmea Voyager 2, também lançada em 1977, está se comportando normalmente, disse a NASA. A energia que a espaçonave gêmea pode produzir está sempre caindo, e os membros da equipe da missão desligaram alguns componentes para economizar energia – medidas que eles esperam que mantenham as sondas funcionando pelo menos até 2025.

"Existem alguns grandes desafios para a equipe de engenharia", disse Dodd. "Mas acho que se houver uma maneira de resolver esse problema com o AACS, nossa equipe a encontrará."

Mais informações: https://go.nasa.gov/3Pxms1r

Fonte: https://bit.ly/3PAvHxJ

Jumar Vicenth

A espaçonave Voyager 1 da NASA, mostrada nesta ilustração, explora nosso sistema solar desde 1977, junto com sua gêmea, a Voyager 2.

Créditos: NASA/JPL-Caltech.

Quão rápido o universo está se expandindo? Hubble revela medição mais precisa até agora!

 

Trinta anos de observações de galáxias pelo Telescópio Espacial Hubble forneceram agora uma das estimativas mais precisas da taxa de expansão do Universo – e também nos diz que algo está fundamentalmente faltando em nossa compreensão atual do Universo.

Conforme relatado no The Astrophysical Journal, pesquisadores usando o veteran space telescope estimaram que a taxa de expansão do Universo é de 73 quilômetros por segundo por megaparsec ± 1. Isso significa que se você olhar para um objeto 1 milhão de parsecs (3,26 milhões de luz -anos) de distância, a expansão do universo faria parecer que está se afastando de você a 73 quilômetros por segundo (mais de 163.000 milhas por hora).

Os novos dados agora são conhecidos com pouco mais de 1% de incerteza. No entanto, o problema é que uma estimativa completamente diferente da taxa de expansão do Universo apenas 400.000 anos após o Big Bang estima que a expansão seja de 67,5 quilômetros por segundo por megaparsec ± 0,5. A tensão entre as duas medidas só cresceu e cresceu nos últimos anos.

Não sabemos por que os dois números não coincidem, e há apenas uma chance de milhão para um de que a tensão entre os dois seja um acaso. Nossa teoria principal nos diz que eles devem ser os mesmos, então isso sugere que pode haver algo mais por aí que ainda devemos incluir.

"A constante de Hubble é um número muito especial. Ela pode ser usada para enfiar uma agulha do passado ao presente para um teste de ponta a ponta de nossa compreensão do universo. Isso exigiu uma quantidade fenomenal de trabalho detalhado", disse um membro da equipe, Dra. Licia Verde, cosmóloga do ICREA e da ICC-University of Barcelona, ​​em um comunicado.

A colaboração científica é chamada de Supernova, H0 , para a Equation of State of Dark Energy (SHOES) onde H0 é a constante de Hubble, o valor da taxa de expansão do Universo. Eles observaram 42 marcadores de supernovas. Esses tipos específicos de eventos acontecem cerca de uma vez por ano, então o Hubble estudou praticamente tudo o que aconteceu nas últimas três décadas.

"Temos uma amostra completa de todas as supernovas acessíveis ao telescópio Hubble vistas nos últimos 40 anos", explicou o líder do SHOES e Prêmio Nobel Adam Riess do Space Telescope Science Institute (STScI) e da Johns Hopkins University em Baltimore.

"É para isso que o Telescópio Espacial Hubble foi construído, usando as melhores técnicas que conhecemos para fazê-lo. Esta é provavelmente a obra-prima do Hubble, porque levaria mais 30 anos de vida do Hubble para dobrar o tamanho da amostra."

Na próxima década, os astrônomos expandirão as abordagens para estudar a expansão do Universo, e os novos e futuros observatórios fornecerão dados suficientes para nos fazer entender o que está acontecendo com o Universo que ainda não compreendemos.

Mais informações: https://bit.ly/3MYeufW

Fonte: https://bit.ly/3sXDjkt

Jumar Vicenth

Essas 36 imagens são de galáxias que hospedam dois tipos de "marcadores de marco" para medir distâncias cósmicas e a expansão do universo, supernovas de tipo IA e um tipo especial de estrela conhecida como variável cefeída.

Créditos de imagem: SCIENCE: NASA, ESA, ADAM G. RIESS (STSCI,JHU)

A ciência pode explicar o início do Universo?

 

Todo mundo adora uma boa história de origem.

Por Marcelo Gleiser.

A origem do Universo – o início de tudo – é uma questão em que as narrativas científicas e religiosas às vezes se confundem. Isso não é porque eles abordam o problema da mesma maneira; claramente não. É porque a pergunta que está sendo feita a ambos é a mesma. Queremos saber como tudo aconteceu. Queremos saber, porque senão nossa história estaria incompleta. Somos criações deste Universo, e a história do Universo é fundamentalmente a nossa história também.

Não há dúvida de que a cosmologia e a astronomia modernas produziram uma narrativa notável do início da história do Universo. Mas a ciência pode realmente fornecer uma resposta?

Assim como você e eu, o Universo faz aniversário. Sabemos que começou há 13,8 bilhões de anos e podemos descrever com confiança como o jovem Universo evoluiu a partir de 1/100 de segundo após o Big Bang, embora existam algumas lacunas importantes na história que ainda precisamos preencher.

Esse conhecimento é uma conquista fenomenal. Mas a questão que permanece é quão perto da fonte a ciência pode chegar.

A história da vida.

As coisas rapidamente se complicam se persistirmos com a analogia do aniversário. Você e eu temos pais. Nossos pais também têm pais, e assim por diante. Podemos traçar essa continuidade até a primeira entidade viva, o que chamamos de nosso último ancestral comum – provavelmente uma bactéria que viveu há mais de 3 bilhões de anos.

Uma vez que encontramos esse ancestral, enfrentamos outra pergunta difícil: como essa primeira entidade viva surgiu se não havia nada vivo para criá-la? A única explicação científica aceitável é que a vida deve ter vindo da não-vida. Surgiu há pelo menos 3,5 bilhões de anos a partir do aumento da complexidade das reações químicas entre as biomoléculas presentes na Terra primordial.

E o Universo? Como aconteceu se não havia nada antes?

Se a origem da vida é misteriosa, a origem do Universo é infinitamente mais misteriosa. Afinal, o Universo, por definição, inclui tudo o que existe. E como tudo pode vir do nada?

O trabalho da ciência é desenvolver explicações sem recorrer à intervenção divina. Usamos as leis da Natureza como nosso modelo. Essa limitação torna um enorme desafio conceitual para a ciência descrever a origem do Universo. Este problema é conhecido na filosofia como a Primeira Causa. Se o Universo surgiu por si mesmo, foi causado por uma causa não causada. Ele começou a existir sem uma fonte para precedê-lo. A ciência opera dentro de limites conceituais coerentes. Para explicar a origem de tudo, a ciência precisaria se explicar. E para fazer isso, precisaríamos de um novo modo de explicação científica.

A história do Universo não pode começar na segunda página.

Descrições atuais da origem do Universo repousam sobre os dois pilares da física do século XX. O primeiro pilar é a relatividade geral – a teoria de Einstein de que a gravidade se deve à curvatura do espaço causada pela presença de massa. O segundo pilar é a física quântica, que descreve o mundo dos átomos e partículas subatômicas.

Combinar os dois é bastante razoável, dado que em sua infância todo o Universo era pequeno o suficiente para que os efeitos quânticos fossem importantes. Modelos atuais da origem do Universo - da teoria das cordas à gravidade quântica em loop, à cosmologia quântica e a um universo que oscila entre expansão e contração – usando os efeitos bizarros descritos pela física quântica para explicar o que parece ser inexplicável. A questão é até que ponto eles podem realmente explicar a primeira causa.

Da mesma forma que um núcleo radioativo decai espontaneamente, todo o cosmos pode ter surgido de uma flutuação aleatória de energia – uma bolha de espaço que surgiu do “nada”, a quantidade que os físicos costumam chamar de vácuo.

O interessante é que essa bolha poderia ter sido uma flutuação de energia zero, devido a uma compensação inteligente entre a energia positiva da matéria e a energia negativa da gravidade. É por isso que muitos físicos que escrevem para o público em geral afirmam com confiança que o Universo veio do “nada” – o vácuo quântico é esse nada – e declaram orgulhosamente que o caso está encerrado. Infelizmente, as coisas não são tão simples.

Esse chamado nada, o vácuo quântico dos físicos, está longe da noção metafísica de vazio completo. Na verdade, o vácuo é uma entidade cheia de atividade, onde partículas emergem e desaparecem como bolhas em um caldeirão fervente. Para definir o vácuo, precisamos partir de muitos conceitos fundamentais, como espaço, tempo, conservação de energia e campos gravitacionais e de matéria. Os modelos que construímos baseiam-se em leis naturais que só foram testadas para situações muito distantes do ambiente extremo do Universo primordial.

O vácuo quântico já é uma estrutura de enorme complexidade. Usá-lo como ponto de partida é começar a história do Universo na segunda página do livro.

Nossas tentativas de entender como o Universo começou exigem que extrapolemos o que sabemos para energias 15 ordens de magnitude acima do que podemos testar (isso é 10 ²¹, ou seja, setilhões de vezes). Esperamos que as coisas façam sentido, e atualmente não podemos prever que não farão. No entanto, essas previsões sobre o início do Universo são baseadas no que podemos medir com nossas máquinas e usando modelos atuais de física de alta energia.

Esses modelos também são baseados no que podemos medir e no que consideramos uma extrapolação razoável. Isso é bom, e é a abordagem que temos que tomar para compelir os limites do conhecimento para reinos desconhecidos. Mas não devemos esquecer em que se baseia esse arcabouço teórico e afirmar que sabemos ao certo como conceituar a origem do Universo. Mencionar o multiverso, afirmar que ele é eterno e concluir que nosso Universo é uma bolha que brota dele, não nos aproxima de uma resposta real.

O Universo vai humilhar qualquer um.

Não me parece que a ciência, como está formulada agora, possa responder à questão da origem do Universo. O que ele pode fazer é fornecer modelos que descrevam cenários possíveis. Esses modelos são excelentes ferramentas que podemos usar para expandir os limites do conhecimento para tempos cada vez mais remotos, na esperança de que observações e dados nos guiem ainda mais.

No entanto, isso é muito diferente de explicar a origem da vida através de uma química complexa. Para explicar a origem de tudo, precisamos de uma ciência capaz de explicar a si mesma e a origem de suas leis. Precisamos de uma metateoria que explique a origem das teorias. Um multiverso não é uma saída. Ainda precisamos do aparato conceitual de espaço, tempo e campos para descrevê-lo. Tampouco temos ideia de como as leis da Natureza podem variar entre os diferentes ramos desse multiverso.

O infinito e seu oposto, o nada, são ferramentas essenciais para a matemática. Mas eles são muito perigosos como conceitos para descrever a realidade física. São labirintos onde é muito fácil se perder, como lembra Jorge Luis Borges em "The Library of Babel."

Identificar uma dificuldade científica conceitual é muitas vezes ridicularizado como assumir uma posição derrotista. A pergunta retórica que se segue é: “Devemos desistir então?” Claro que não devemos. O conhecimento só avança se o impulsionarmos e corrermos riscos ao fazê-lo.

Não há falha em nosso esforço para entender um mistério profundo por meio da razão e da metodologia científica. Isso é o que fazemos de melhor. O que é um erro é afirmar que sabemos muito mais do que sabemos, e que compreendemos coisas que um momento de reflexão nos dirá que estamos muito longe de compreender. Há muitas questões que exigem humildade intelectual, e a origem do Universo é a principal delas.

Fonte: https://bit.ly/3LRv4No

Jumar Vicenth

Como o universo conseguiu seu campo magnético!

 

Quando olhamos para o espaço, todos os objetos astrofísicos que vemos estão embutidos em campos magnéticos. Isso é verdade não apenas na vizinhança de estrelas e planetas, mas também no espaço profundo entre galáxias e aglomerados galácticos. Esses campos são fracos – geralmente muito mais fracos do que os de um ímã de geladeira – mas são dinamicamente significativos no sentido de que têm efeitos profundos na dinâmica do universo. Apesar de décadas de intenso interesse e pesquisa, a origem desses campos magnéticos cósmicos continua sendo um dos mistérios mais profundos da cosmologia.

Em pesquisas anteriores, os cientistas entenderam como a turbulência, o movimento de agitação comum a fluidos de todos os tipos, poderia amplificar campos magnéticos preexistentes por meio do chamado processo de dínamo. Mas esta descoberta notável apenas empurrou o mistério um passo mais fundo. Se um dínamo turbulento pudesse apenas amplificar um campo existente, de onde veio o campo magnético "semente"?

Não teríamos uma resposta completa e auto consistente para a origem dos campos magnéticos astrofísicos até entendermos como os campos-semente surgiram. Um novo trabalho realizado pela estudante de pós-graduação do MIT Muni Zhou, seu orientador Nuno Loureiro, professor de ciência e engenharia nuclear do MIT, e colegas da Universidade de Princeton e da Universidade do Colorado em Boulder fornece uma resposta que mostra os processos básicos que geram um campo de um estado completamente desmagnetizado até o ponto em que é forte o suficiente para que o mecanismo do dínamo assuma e amplifique o campo para as magnitudes que observamos.

Campos magnéticos estão em toda parte.

Campos magnéticos que ocorrem naturalmente são vistos em todo o universo. Eles foram observados pela primeira vez na Terra há milhares de anos, por meio de sua interação com minerais magnetizados como a magnetita, e usados ​​para navegação muito antes que as pessoas tivessem qualquer compreensão de sua natureza ou origem. O magnetismo no sol foi descoberto no início do século 20 por seus efeitos no espectro de luz que o sol emitia. Desde então, telescópios mais poderosos olhando para as profundezas do espaço descobriram que os campos eram onipresentes.

E enquanto os cientistas há muito aprendiam a fazer e usar ímãs permanentes e eletroímãs, que tinham todos os tipos de aplicações práticas, as origens naturais dos campos magnéticos no universo permaneciam um mistério. Trabalhos recentes forneceram parte da resposta, mas muitos aspectos dessa questão ainda estão em debate.

Ampliando campos magnéticos - o efeito dínamo.

Os cientistas começaram a pensar sobre esse problema considerando a forma como os campos elétricos e magnéticos eram produzidos em laboratório. Quando condutores, como fios de cobre, se movem em campos magnéticos, campos elétricos são criados. Esses campos, ou tensões, podem então conduzir correntes elétricas. É assim que a eletricidade que usamos todos os dias é produzida. Através deste processo de indução, grandes geradores ou "dínamos" convertem energia mecânica em energia eletromagnética que alimenta nossas casas e escritórios. Uma característica fundamental dos dínamos é que eles precisam de campos magnéticos para funcionar.

Mas no universo não há fios óbvios ou grandes estruturas de aço, então como os campos surgem? O progresso neste problema começou há cerca de um século, quando os cientistas ponderaram a origem do campo magnético da Terra. Até então, estudos de propagação de ondas sísmicas mostraram que grande parte da Terra, abaixo das camadas superficiais mais frias do manto, era líquida e que havia um núcleo composto de níquel e ferro fundidos. Os pesquisadores teorizaram que o movimento convectivo desse líquido quente e eletricamente condutor e a rotação da Terra combinaram de alguma forma para gerar o campo da Terra.

Eventualmente, surgiram modelos que mostravam como o movimento convectivo poderia amplificar um campo existente. Este é um exemplo de "auto-organização" - uma característica frequentemente vista em sistemas dinâmicos complexos - onde estruturas de grande escala crescem espontaneamente a partir de dinâmicas de pequena escala. Mas, assim como em uma usina, você precisava de um campo magnético para criar um campo magnético.

Um processo semelhante está em funcionamento em todo o universo. No entanto, em estrelas e galáxias e no espaço entre elas, o fluido eletricamente condutor não é metal fundido, mas plasma – um estado da matéria que existe em temperaturas extremamente altas, onde os elétrons são arrancados de seus átomos. Na Terra, os plasmas podem ser vistos em relâmpagos ou luzes de néon. Em tal meio, o efeito dínamo pode amplificar um campo magnético existente, desde que comece em algum nível mínimo.

Fazendo os primeiros campos magnéticos.

De onde vem este campo de semente? É aí que entra o trabalho recente de Zhou e seus colegas, publicado em 5 de maio na PNAS. Zhou desenvolveu a teoria subjacente e realizou simulações numérica sem supercomputadores poderosos que mostram como o campo semente pode ser produzido e quais processos fundamentais estão em ação.

Um aspecto importante do plasma que existe entre estrelas e galáxias é que ele é extraordinariamente difuso – normalmente cerca de uma partícula por metro cúbico. Essa é uma situação muito diferente do interior das estrelas, onde a densidade de partículas é cerca de 30 ordens de magnitude maior. As baixas densidades significam que as partículas em plasmas cosmológicos nunca colidem, o que tem efeitos importantes em seu comportamento que tiveram que ser incluídos no modelo que esses pesquisadores estavam desenvolvendo.

Os cálculos realizados pelos pesquisadores do MIT seguiram a dinâmica desses plasmas, que se desenvolveram a partir de ondas bem ordenadas, mas se tornaram turbulentas à medida que a amplitude crescia e as interações se tornavam fortemente não-lineares. Ao incluir efeitos detalhados da dinâmica do plasma em pequenas escalas em processos astrofísicos macroscópicos, eles demonstraram que os primeiros campos magnéticos podem ser produzidos espontaneamente através de movimentos genéricos de grande escala tão simples quanto fluxos cisalhados. Assim como os exemplos terrestres, a energia mecânica foi convertida em energia magnética.

Uma saída importante de seu cálculo foi a amplitude do campo magnético gerado espontaneamente. O que isso mostrou foi que a amplitude do campo pode subir de zero a um nível em que o plasma é "magnetizado" - isto é, onde a dinâmica do plasma é fortemente afetada pela presença do campo. Nesse ponto, o mecanismo tradicional do dínamo pode assumir o controle e elevar os campos aos níveis observados. Assim, seu trabalho representa um modelo auto consistente para a geração de campos magnéticos em escala cosmológica.

A professora Ellen Zweibel, da Universidade de Wisconsin em Madison, observa que "apesar de décadas de notável progresso na cosmologia, a origem dos campos magnéticos no universo permanece desconhecida. É maravilhoso ver a teoria da física do plasma de última geração e a simulação numérica trazida a esse problema fundamental."

Zhou e colaboradores continuarão a refinar seu modelo e estudar a transferência da geração do campo semente para a fase de amplificação do dínamo. Uma parte importante de sua pesquisa futura será determinar se o processo pode funcionar em uma escala de tempo consistente com observações astronômicas. Para citar os pesquisadores, "Este trabalho fornece o primeiro passo na construção de um novo paradigma para a compreensão da magnetogênese no universo".

Mais informações: https://bit.ly/3PIXRqF

Fonte: https://bit.ly/3M3mNWG

Neutrinos de alta energia podem vir de buracos negros destruindo estrelas!

 

A evidência constrói que os eventos de perturbação de marés (também conhecido como sinal de perturbação de marés) enviam as partículas subatômicas zunindo pelo espaço.

Quando uma estrela se aproxima demais de um buraco negro, faíscas voam. E, potencialmente, o mesmo acontece com as partículas subatômicas chamadas neutrinos.

Um dramático show de luzes ocorre quando um buraco negro supermassivo destrói uma estrela rebelde. Agora, pela segunda vez, foi detectado um neutrino de alta energia que pode ter vindo de um desses “eventos de perturbação de marés”, isso foi o que pesquisadores relataram em um estudo aceito na Physical Review Letters.

Essas partículas leves, que não têm carga elétrica, percorrem o cosmos e podem ser detectadas ao chegar à Terra. As origens de tais neutrinos são um grande mistério na física. Para criá-los, as condições devem ser adequadas para acelerar drasticamente as partículas carregadas, que então produziriam neutrinos.

Os cientistas começaram a alinhar prováveis ​​candidatos a aceleradores de partículas cósmicas. Em 2020, os pesquisadores relataram o primeiro neutrino ligado a um evento de perturbação de marés. Outros neutrinos foram ligados a núcleos galácticos ativos, regiões brilhantes nos centros de algumas galáxias.

Descoberto em 2019, o evento de perturbação de marés relatado no novo estudo se destacou. “Era extraordinariamente brilhante; é realmente um dos transientes mais brilhantes já vistos”, diz o físico de astropartículas Marek Kowalski, da Deutsches Elektronen-Synchrotron, ou DESY, em Zeuthen, Alemanha.

Transientes são explosões de curta duração no céu, como eventos de perturbação de marés e estrelas explosivas chamadas supernovas. Outras observações da explosão brilhante revelaram que ela brilhava em infravermelho, raios-X e outros comprimentos de onda de luz.

Aproximadamente um ano após a descoberta do flare, o Antarctic neutrino observatory IceCube avistou um neutrino de alta energia. Ao traçar o caminho da partícula para trás, os pesquisadores determinaram que o neutrino veio da vizinhança do flare.

O confronto entre os dois eventos pode ser uma coincidência. Mas quando combinado com o neutrino anterior que estava ligado a um evento de perturbação de marés, o caso fica mais forte. A probabilidade de encontrar duas dessas associações por acaso é de apenas 0,034 %, dizem os pesquisadores.

Ainda não está claro como os evento de perturbação de marés produziriam neutrinos de alta energia. Em um cenário proposto, um jato de partículas lançado para longe do buraco negro poderia acelerar prótons, que poderiam interagir com a radiação circundante para produzir os neutrinos velozes.

“Precisamos de mais dados… para dizer se essas são fontes reais de neutrinos ou não”, diz o astrofísico Kohta Murase, da Penn State University, coautor do novo estudo. Se a ligação entre os neutrinos e os evento de perturbação de marés for real, ele está otimista de que os pesquisadores não terão que esperar muito. “Se for esse o caso, veremos mais.”

Mas nem todos os cientistas concordam que o flare foi um evento de perturbação de marés. Em vez disso, poderia ter sido um tipo especialmente brilhante de supernova, sugerem a astrofísica Irene Tamborra e colegas no Astrophysical Journal de 20 de abril.

Em tal supernova, fica claro como os neutrinos energéticos podem ser produzidos, diz Tamborra, do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague. Prótons acelerados pela onda de choque da supernova podem colidir com prótons no meio que circunda a estrela, produzindo outras partículas que podem decair para formar neutrinos.

Só recentemente as observações de neutrinos e transientes de alta energia melhoraram o suficiente para permitir que os cientistas encontrem possíveis ligações entre os dois. “É emocionante”, diz Tamborra. Mas, como mostra o debate sobre a origem do neutrino recém-detectado, “ao mesmo tempo, está descobrindo muitas coisas que não sabemos”.

Mais informações: https://bit.ly/3lVbzsP / https://bit.ly/3NHok62

Fonte: https://bit.ly/3x2JA0J

4 civilizações alienígenas hostis podem se esconder na Via Láctea, sugere um novo estudo!

 

Mas a Terra tem 100 vezes mais chances de ser destruída por um asteroide do que invadida por alienígenas.

A Via Láctea é o lar de milhões de planetas potencialmente habitáveis ​​– e aproximadamente quatro deles podem abrigar civilizações alienígenas malignas que invadiriam a Terra se pudessem, nova pesquisa postada no banco de dados de pré-impressão arXiv sugere.

O novo artigo, que ainda não foi revisado por pares, coloca uma questão peculiar: quais são as chances de que os humanos possam um dia entrar em contato com uma civilização alienígena hostil que seja capaz de invadir nosso planeta?

Para responder a isso, o único autor do estudo, Alberto Caballero – um estudante de doutorado em resolução de conflitos na Universidade de Vigo, na Espanha – começou olhando para a história humana antes de olhar para as estrelas.

“Este artigo tenta fornecer uma estimativa da prevalência de civilizações extraterrestres hostis por meio de uma extrapolação da probabilidade de que nós, como civilização humana, atacaríamos ou invadiríamos um exoplaneta habitado”, escreveu Caballero no estudo.

Para chegar à sua estimativa, Caballero primeiro contou o número de países que invadiram outros países entre 1915 e 2022. Ele descobriu que um total de 51 das 195 nações do mundo haviam lançado algum tipo de invasão durante esse período. (Os EUA estavam no topo da lista, com 14 invasões registradas nesse período.) Então, ele ponderou a probabilidade de cada país lançar uma invasão com base na porcentagem daquele país nas despesas militares globais. (Mais uma vez, os EUA ficaram no topo com 38% dos gastos militares globais.)

A partir daí, Caballero somou a probabilidade individual de cada país de instigar uma invasão, depois dividiu a soma pelo número total de países na Terra, terminando com o que ele descreve como "a atual probabilidade humana de invasão de uma civilização extraterrestre".

De acordo com esse modelo, as chances atuais de humanos invadirem outro planeta habitado são de 0,028%. No entanto, Caballero escreveu, essa probabilidade se refere ao estado atual da civilização humana – e os humanos não são atualmente capazes de viagens interestelares. Se as taxas atuais de avanço tecnológico se mantiverem, as viagens interestelares não seriam possíveis por mais 259 anos, calculou Caballero usando a escala de Kardashev - um sistema que categoriza o quão avançada é uma civilização com base em seu gasto energético.

Assumindo que a frequência de invasões humanas continua a diminuir ao longo desse tempo na mesma taxa que as invasões diminuíram nos últimos 50 anos (uma média de de - 1,15% ao ano, de acordo com o artigo de Caballero), então a raça humana tem uma probabilidade de 0,0014% de invadir outro planeta quando potencialmente nos tornarmos uma civilização interestelar, ou Tipo 1, daqui a 259 anos.

Isso pode parecer uma probabilidade muito pequena – e é, até você começar a multiplicá-la pelos milhões de planetas potencialmente habitáveis ​​na Via Láctea. Para seu cálculo final, Caballero recorreu a um artigo de 2012 publicado na journal Mathematical SETI, em que os pesquisadores previram que até 15.785 civilizações alienígenas poderiam, teoricamente, compartilhar a galáxia com humanos.

Caballero concluiu que menos de uma das civilizações do Tipo 1 – 0,22, para ser preciso – seria hostil em relação aos humanos que fazem contato. No entanto, o número de vizinhos maliciosos aumenta para 4,42 quando contabilizamos civilizações que, como os humanos modernos, ainda não são capazes de viagens interestelares, disse Caballero à Vice News.

"Eu não mencionei as 4,42 civilizações em meu artigo porque 1) não sabemos se todas as civilizações da galáxia são como nós... e 2) uma civilização como nós provavelmente não representaria uma ameaça para outra, já que não não têm a tecnologia para viajar para seu planeta", disse Caballero à Vice.

Quatro poderes alienígenas hostis não parecem muito para se preocupar. Além disso, a probabilidade de os humanos entrarem em contato com uma dessas civilizações maliciosas – e depois serem invadidas por elas – é muito pequena, acrescentou Caballero.

"A probabilidade de invasão extraterrestre por uma civilização cujo planeta nós enviamos mensagem é... cerca de duas ordens de magnitude menor do que a probabilidade de uma colisão de asteroides assassinos de planetas", ele escreveu em seu artigo - acrescentando que asteroides assassinos de planetas, como o que condenou os dinossauros , são eventos de 1 em 100 milhões de anos.

Embora o estudo de Caballero represente um experimento mental interessante, o autor admite que seu modelo tem limitações. A probabilidade de invasão é baseada em uma fatia muito estreita da história humana e faz muitas suposições sobre o desenvolvimento futuro de nossa espécie. O modelo também presume que a inteligência alienígena terá composições cerebrais, valores e sentidos de empatia semelhantes aos dos humanos, o que pode simplesmente não ser o caso, disse Caballero à Vice.

"Eu fiz o artigo baseado apenas na vida como a conhecemos", disse ele. "Nós não conhecemos a mente dos extraterrestres."

E pelo que parece, levará pelo menos mais algumas centenas de anos até que o façamos.

Publicado originalmente no Live Science.

Mais informações: https://bit.ly/3x5kK02

Fonte: https://bit.ly/3ND00Cm

Como o Multiverso poderia quebrar o método científico!

 

Não há nada mais importante para a ciência do que sua capacidade de provar que as ideias estão erradas.

Por Marcelo Gleiser.

Hoje vamos dar um passeio pelo lado selvagem e assumir, por uma questão de argumento, que o nosso Universo não é o único que existe. Vamos considerar que existem muitos outros universos, possivelmente infinitos. A totalidade desses universos, incluindo o nosso, é o que os cosmólogos chamam de Multiverso. Parece mais um mito do que uma hipótese científica, e esse encrenqueiro conceitual inspira alguns enquanto ultraja outros.

Até onde podemos levar as teorias da física?

A polêmica começou na década de 1980. Dois físicos, Andrei Linde na Universidade de Stanford e Alex Vilenkin na Universidade de Tufts, propuseram independentemente que se o Universo passasse por uma expansão muito rápida no início de sua existência – chamamos isso de expansão inflacionária – então nosso Universo não seria o único.

Esta fase inflacionária de crescimento presumivelmente aconteceu um trilionésimo de um trilionésimo de um trilionésimo de um segundo após o início dos tempos. Isso é cerca de 10-36 segundos após o “estrondo” quando o relógio que descreve a expansão do nosso universo começou a contar. Você pode perguntar: “Como esses cientistas se sentem à vontade para falar sobre tempos tão ridiculamente pequenos? O Universo também não era ridiculamente denso naqueles momentos?”

Bem, a verdade é que ainda não temos uma teoria que descreva a física nessas condições. O que temos são extrapolações baseadas no que sabemos hoje. Isso não é o ideal, mas, dada a nossa falta de dados experimentais, é o único ponto de partida. Sem dados, precisamos levar nossas teorias até onde consideramos razoáveis. É claro que o que é razoável para alguns teóricos não será para outros. E é aqui que as coisas ficam interessantes.

A suposição aqui é que podemos aplicar essencialmente a mesma física em energias que são cerca de sextilhões (10²¹) de vezes maiores do que as que podemos sondar no Grande Colisor de Hádrons, o acelerador gigante alojado na Organização Europeia para Pesquisa Nuclear na Suíça. E mesmo que não possamos aplicar a mesma física, podemos pelo menos aplicar a física com atores semelhantes.

Águas agitadas, campos quânticos.

Na física de alta energia, todos os personagens são campos. Campos, aqui, significam perturbações que preenchem o espaço e podem ou não mudar no tempo. Uma imagem grosseira de um campo é a de água enchendo um lago. A água está em todos os lugares da lagoa, com certas propriedades que assumem valores em todos os pontos: temperatura, pressão e salinidade, por exemplo. Os campos têm excitações que chamamos de partículas. O campo de elétrons tem o elétron como excitação. O campo de Higgs contém o bóson de Higgs.

O protagonista mais popular que impulsiona a expansão inflacionária é um campo escalar – uma entidade com propriedades inspiradas no bóson de Higgs, que foi descoberto no Grande Colisor de Hádrons em julho de 2012.

Não sabemos se havia campos escalares na infância cósmica, mas é razoável supor que houvesse. Sem eles, estaríamos terrivelmente presos tentando imaginar o que aconteceu. Como mencionado acima, quando não temos dados, o melhor que podemos fazer é construir hipóteses razoáveis ​​que os experimentos futuros testarão.

Para ver como usamos um campo escalar para modelar a inflação, imagine uma bola rolando ladeira abaixo. Enquanto a bola estiver a uma altura acima da base da colina, ela rolará para baixo. Tem energia armazenada. Na parte inferior, definimos sua energia para zero. Fazemos o mesmo com o campo escalar. Enquanto estiver deslocado de seu mínimo, encherá o Universo com sua energia. Em regiões suficientemente grandes, essa energia estimula a rápida expansão do espaço que é a assinatura da inflação.

Linde e Vilenkin adicionaram a física quântica a este cenário. No mundo quântico, tudo é agitado; tudo vibra sem parar. Isso está na raiz da incerteza quântica, uma noção que desafia o senso comum. Então, à medida que o campo está rolando ladeira abaixo, também está experimentando esses saltos quânticos, que podem impulsioná-lo mais para baixo ou mais para cima. É como se as ondas na lagoa estivessem criando cristas e vales de forma irregular. As águas agitadas, são esses campos quânticos.

Aqui vem a reviravolta: quando uma região suficientemente grande do espaço é preenchida com o campo de uma certa energia, ela se expandirá a uma taxa relacionada a essa energia. Pense na temperatura da água na lagoa. Diferentes regiões do espaço terão o campo em diferentes alturas, assim como diferentes regiões da lagoa podem ter água em diferentes temperaturas.

O resultado para a cosmologia é uma infinidade de regiões do espaço inflando loucamente, cada uma se expandindo em seu próprio ritmo. Muito rapidamente, o Universo consistiria em uma miríade de regiões infladas que crescem, inconscientes de seus arredores. O Universo se transforma em um Multiverso. Mesmo dentro de cada região, as flutuações quânticas podem levar uma sub-região a inflar. A imagem, então, é a de um cosmos eternamente replicante, cheio de bolhas dentro de bolhas.

O multiverso é testável?

Isso é incrivelmente inspirador. Mas é ciência? Para ser científica, uma hipótese precisa ser testável. Você pode testar o Multiverso? A resposta, em sentido estrito, é NÃO. Cada uma dessas regiões infladas – ou contraídas, pois também pode haver universos fracassados – está fora do nosso horizonte cósmico, a região que delimita a distância percorrida pela luz desde o início dos tempos.

Como tal, não podemos ver esses "cosmoides", nem receber nenhum sinal deles. O melhor que podemos esperar é encontrar um sinal de que um de nossos universos vizinhos se chocou nosso próprio espaço no passado. Se isso tivesse acontecido, veríamos alguns padrões específicos no céu – mais precisamente, na radiação que sobrou depois que os átomos de hidrogênio se formaram cerca de 400.000 anos após o Big Bang. Até agora, nenhum sinal desse tipo foi encontrado. As chances de encontrar um são, francamente, remotas.

Estamos, portanto, presos a uma ideia científica plausível que parece não ser testável. Mesmo se encontrássemos evidências da inflação, isso não necessariamente apoiaria o Multiverso inflacionário. O que devemos fazer?

Diferentes tipos de diferentes multiversos.

O Multiverso sugere outro ingrediente – a possibilidade de que a física seja diferente em diferentes universos. As coisas ficam bastante nebulosas aqui, porque existem dois tipos de “diferentes” para descrever. O primeiro é valores diferentes para as constantes da natureza (como a carga do elétron ou a força da gravidade), enquanto o segundo levanta a possibilidade de que existam leis da natureza completamente diferentes.

Para abrigar a vida como a conhecemos, nosso Universo tem que obedecer a uma série de requisitos muito rígidos. Pequenos desvios não são tolerados nos valores das constantes da natureza. Mas o Multiverso traz a questão da naturalidade, ou de quão comum nosso Universo e suas leis são entre a miríade de universos pertencentes ao Multiverso. Somos a exceção ou seguimos a regra?

O problema é que não temos como saber. Para saber se somos comuns, precisamos saber algo sobre os outros universos e os tipos de física que eles têm. Mas nós não. Tampouco sabemos quantos universos existem, e isso torna muito difícil estimar o quanto somos comuns. Para piorar as coisas, se existem infinitos cosmoides, não podemos dizer nada. O pensamento indutivo é inútil aqui. O infinito nos envolve em nós. Quando tudo é possível, nada se destaca e nada se aprende.

É por isso que alguns físicos se preocupam com o Multiverso a ponto de detestá-lo. Não há nada mais importante para a ciência do que sua capacidade de provar que as ideias estão erradas. Se perdermos isso, minamos a própria estrutura do método científico.

Fonte: https://bit.ly/3GRG0K3