setembro 2017
Ciência Na Frente
Do Infinitamente Pequeno ao Infminitamente Grande
Finalmente compreendido o ciclo do Sol
O Sol oscila entre períodos de forte e de fraca atividade, que influenciam nomeadamente o número de manchas na sua superfície e a sua radiação. No pico da sua atividade, de 11 em 11 anos , as erupções solares são mais frequentes e energéticas e podem perturbar os sistemas de telecomunicação e de distribuição de eletricidade da Terra. É por isso muito importante compreender a dinâmica do Sol e os mecanismos na origem destes ciclos.
Estes ciclos estão intimamente ligados ao campo magnético solar, alterando a sua polaridade com uma periodicidade de 11 anos. Este fenómeno cíclico também foi observado noutras estrelas que têm as mesmas características que o Sol e que pertencem assim à mesma classe. Mas a duração dos ciclos destes astros varia entre um e várias dezenas de anos. É difícil compreender estas diferenças. Além disso, alguns astrofísicos perguntam-se se o Sol é verdadeiramente representativo da sua classe estelar. Para clarificar esta situação, Antoine Strugarek, do CEA, Paris-Saclay, da universidade de Montreal e os seus colegas desenvolveram simulações numéricas, que conseguiram dar conta da dinâmica interna do Sol e explicar o seu ciclo de 11 anos.
O campo magnético de uma estrela é criado pelo movimento de convecção turbulento do plasma extremamente quente (gás ionizado) do núcleo do astro. Num modelo estelar tridimensional, a equipa de Antoine Strugarek, recriou os fenómenos dos processos magnetohidrodinâmicos que criam os fluidos de plasma e os campos magnéticos no interior das estrelas. Nesta simulação, como numa verdadeira estrela, estes fenómenos influenciam-se mutuamente e as suas retroações são essenciais para reproduzir fielmente o comportamento do astro.
Os investigadores simularam estrelas com a idade e a massa semelhantes à do Sol, mas que apresentavam períodos de rotação compreendidos entre 14 e 29 dias e uma luminosidade próxima da do Sol. A luminosidade caracteriza a quantidade de energia produzida no núcleo da estrela e que é transportada até à superfície, por radiação e por convecção. Os investigadores mostraram assim que a duração dos ciclos estelares depende destes dois fatores: eles diminuem quando o período de rotação ou a luminosidade aumentam. Os dois fatores podem ser combinados e representados por um único parâmetro, o número de Rossby. Este caracteriza a influência da rotação da estrela no sistema e corresponde à relação das forças de inércia e de Coriolis. Antoine Strugarek e os seus colegas demonstraram que a duração do ciclo é inversamente proporcional ao número de Rossby.
Graças a estas simulações, os investigadores compreenderam como o campo magnético altera a velocidade de fluidez, em grande escala, do plasma em rotação. Estas variações têm uma fraca amplitude, da ordem do 1%, mas são suficientes para provocar a inversão do campo magnético.
Os investigadores compararam os resultados numéricos com os dados de aproximadamente umas vinte estrelas do tipo solar. A duração do ciclo destas estrelas para seguir a mesma fórmula que a deduzida pelas simulações. Todavia, são observadas algumas diferenças. Estas talvez sejam devidas à incerteza do cálculo da luminosidade destas estrelas, à existência de vários ciclos que agem simultaneamente no seio de um mesmo astro ou ainda ao facto de se conhecer mal o tamanho da região da estrela onde a transferência de energia se efetua por convecção e não por radiação. Utilizando dados mais precisos e afinando as suas simulações, os investigadores esperam compreender melhor o fenómeno do ciclo estelar. Mas este estudo parece desde já confirmar que o Sol é mesmo uma estrela do tipo... solar!
Estes ciclos estão intimamente ligados ao campo magnético solar, alterando a sua polaridade com uma periodicidade de 11 anos. Este fenómeno cíclico também foi observado noutras estrelas que têm as mesmas características que o Sol e que pertencem assim à mesma classe. Mas a duração dos ciclos destes astros varia entre um e várias dezenas de anos. É difícil compreender estas diferenças. Além disso, alguns astrofísicos perguntam-se se o Sol é verdadeiramente representativo da sua classe estelar. Para clarificar esta situação, Antoine Strugarek, do CEA, Paris-Saclay, da universidade de Montreal e os seus colegas desenvolveram simulações numéricas, que conseguiram dar conta da dinâmica interna do Sol e explicar o seu ciclo de 11 anos.
O campo magnético de uma estrela é criado pelo movimento de convecção turbulento do plasma extremamente quente (gás ionizado) do núcleo do astro. Num modelo estelar tridimensional, a equipa de Antoine Strugarek, recriou os fenómenos dos processos magnetohidrodinâmicos que criam os fluidos de plasma e os campos magnéticos no interior das estrelas. Nesta simulação, como numa verdadeira estrela, estes fenómenos influenciam-se mutuamente e as suas retroações são essenciais para reproduzir fielmente o comportamento do astro.
Os investigadores simularam estrelas com a idade e a massa semelhantes à do Sol, mas que apresentavam períodos de rotação compreendidos entre 14 e 29 dias e uma luminosidade próxima da do Sol. A luminosidade caracteriza a quantidade de energia produzida no núcleo da estrela e que é transportada até à superfície, por radiação e por convecção. Os investigadores mostraram assim que a duração dos ciclos estelares depende destes dois fatores: eles diminuem quando o período de rotação ou a luminosidade aumentam. Os dois fatores podem ser combinados e representados por um único parâmetro, o número de Rossby. Este caracteriza a influência da rotação da estrela no sistema e corresponde à relação das forças de inércia e de Coriolis. Antoine Strugarek e os seus colegas demonstraram que a duração do ciclo é inversamente proporcional ao número de Rossby.
Graças a estas simulações, os investigadores compreenderam como o campo magnético altera a velocidade de fluidez, em grande escala, do plasma em rotação. Estas variações têm uma fraca amplitude, da ordem do 1%, mas são suficientes para provocar a inversão do campo magnético.
Os investigadores compararam os resultados numéricos com os dados de aproximadamente umas vinte estrelas do tipo solar. A duração do ciclo destas estrelas para seguir a mesma fórmula que a deduzida pelas simulações. Todavia, são observadas algumas diferenças. Estas talvez sejam devidas à incerteza do cálculo da luminosidade destas estrelas, à existência de vários ciclos que agem simultaneamente no seio de um mesmo astro ou ainda ao facto de se conhecer mal o tamanho da região da estrela onde a transferência de energia se efetua por convecção e não por radiação. Utilizando dados mais precisos e afinando as suas simulações, os investigadores esperam compreender melhor o fenómeno do ciclo estelar. Mas este estudo parece desde já confirmar que o Sol é mesmo uma estrela do tipo... solar!
Os múltiplos universos serão um espelho do mundo quântico?
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| Segundo a teoria da inflação eterna, formam-se uma infinidade de bolas de espaço onde a inflação exponencial vai abrandando. Cada uma dessas bolas corresponde a um universo que possui as suas próprias condições iniciais e leis físicas. Um desses mundos será o nosso universo. |
O nosso universo está longe de ser o único. Pelo contrário, existirão, segundo as teorias mais recentes da inflação cosmológica, uma infinidade de universos que formam o «multiverso». Por outro lado, a física quântica também apresenta uma multiplicidade de mundos... pelo menos na interpretação proposta por Hugh Everett em 1957. Poderemos ligar as duas teorias? Sim, diz o físico Yasunori Nomura: apesar das suas diferenças aparentes, o multiverso e os mundos múltiplos de Everett serão equivalentes.
A ideia do multiverso surgiu de uma teoria que sugeria que o cosmos primordial sofreu uma expansão fulgurante, exponencial. No decurso deste período de «inflação cósmica», algumas regiões do espaço teriam visto a sua expansão rápida terminar antes de que noutras regiões, formando aquilo a que se chama «universos-bolhas», à semelhança das bolhas que se formam na água a ferver. O nosso universo corresponderia a uma dessas bolhas, para além do qual existirão uma infinidade de outros.
A teoria da inflação eterna produz uma infinidade de universos, entre os quais temos o nosso, onde a expansão exponencial do cosmos cessou. Esta teoria não permite fazer predições porque tudo aquilo que se possa produzir num universo infinito, produz-se uma infinidade de vezes. Contudo, este problema fica resolvido se o multiverso for equivalente à interpretação dos «mundos múltiplos» da física quântica, segundo a qual todos estes universos que coexistem não possuem um espaço real único, mas um «espaço de probabilidades».
A física quântica afirma que uma partícula, não está num lugar A, ou num lugar B, ocupa os dois lugares ao mesmo tempo, cada um associado a uma determinada probabilidade. Só quando um observador "olha" para a partícula é que esta "escolhe", de acordo com as suas probabilidades, o seu lugar (ou A ou B).
A interpretação dos mundos múltiplos sugere que cada vez que um observador efetua uma medição, o universo desdobra-se num universo onde a partícula pode ser encontrada no lugar A e noutro onde a partícula se pode encontrar no lugar B.
Se o universo inflacionário e a interpretação dos mundos múltiplos da mecânica quântica corresponder à mesma coisa, a formação de novos universos-bolhas no decurso do tempo é simplesmente um exemplo de uma ramificação quântica: uma nova bola que se forme equivale à obtenção do resultado de uma observação. Esta representação resolve o problema da eficácia preditiva porque os numerosos universos-bolhas coexistem de forma probabilistica. Nesta conceção, o observador de um universo em inflação pode fazer predições (um atributo indispensável para toda a teoria científica útil) na base da probabilidade que resulta de todos os acontecimentos.
A ideia do multiverso surgiu de uma teoria que sugeria que o cosmos primordial sofreu uma expansão fulgurante, exponencial. No decurso deste período de «inflação cósmica», algumas regiões do espaço teriam visto a sua expansão rápida terminar antes de que noutras regiões, formando aquilo a que se chama «universos-bolhas», à semelhança das bolhas que se formam na água a ferver. O nosso universo corresponderia a uma dessas bolhas, para além do qual existirão uma infinidade de outros.
A teoria da inflação eterna produz uma infinidade de universos, entre os quais temos o nosso, onde a expansão exponencial do cosmos cessou. Esta teoria não permite fazer predições porque tudo aquilo que se possa produzir num universo infinito, produz-se uma infinidade de vezes. Contudo, este problema fica resolvido se o multiverso for equivalente à interpretação dos «mundos múltiplos» da física quântica, segundo a qual todos estes universos que coexistem não possuem um espaço real único, mas um «espaço de probabilidades».
A física quântica afirma que uma partícula, não está num lugar A, ou num lugar B, ocupa os dois lugares ao mesmo tempo, cada um associado a uma determinada probabilidade. Só quando um observador "olha" para a partícula é que esta "escolhe", de acordo com as suas probabilidades, o seu lugar (ou A ou B).
A interpretação dos mundos múltiplos sugere que cada vez que um observador efetua uma medição, o universo desdobra-se num universo onde a partícula pode ser encontrada no lugar A e noutro onde a partícula se pode encontrar no lugar B.
Se o universo inflacionário e a interpretação dos mundos múltiplos da mecânica quântica corresponder à mesma coisa, a formação de novos universos-bolhas no decurso do tempo é simplesmente um exemplo de uma ramificação quântica: uma nova bola que se forme equivale à obtenção do resultado de uma observação. Esta representação resolve o problema da eficácia preditiva porque os numerosos universos-bolhas coexistem de forma probabilistica. Nesta conceção, o observador de um universo em inflação pode fazer predições (um atributo indispensável para toda a teoria científica útil) na base da probabilidade que resulta de todos os acontecimentos.
O que posso observar no céu de setembro?
12 - Mercúrio atinge a sua posição mais alta antes do amanhecer e dá o seu melhor espetáculo do ano
13 - Lua no perigeu a 369 859 Km da Terra- 17:06
16 - Mercúrio a 0,06ºS de Marte - 19:00
18 - Lua a 0,5ºS de Vénus - 02:00
18 - Lua a 0,09ºN de Régulo - 06:00
18 - Lua a 0,1ºN de Marte - 21:00
19 - Lua a 0,03ºS de Mercúrio - 00:00
20 - Vénus a 0,5ºN de Régulo - 00:00
22 - Equinócio de outono - 21:02
27 - Lua a 3ºN de Saturno - 01:00
13 - Lua no perigeu a 369 859 Km da Terra- 17:06
16 - Mercúrio a 0,06ºS de Marte - 19:00
18 - Lua a 0,5ºS de Vénus - 02:00
18 - Lua a 0,09ºN de Régulo - 06:00
18 - Lua a 0,1ºN de Marte - 21:00
19 - Lua a 0,03ºS de Mercúrio - 00:00
20 - Vénus a 0,5ºN de Régulo - 00:00
22 - Equinócio de outono - 21:02
27 - Lua a 3ºN de Saturno - 01:00
Fases da Lua em setembro
20 - às 19h 30min - nova
28 - às 03h 53min - crescente
06 - às 08h 03min - cheia
28 - às 03h 53min - crescente
06 - às 08h 03min - cheia
13 - às 07h 25min - minguante
Planetas visíveis a olho nu em setembro
MERCÚRIO - Poderá ser visto somente próximo do horizonte, a leste, antes do nascimento do Sol ou a oeste, depois do ocaso do Sol. Será visível, de manhã, por volta do instante do começo do crepúsculo civil, de 04 a 28 de setembro.
VÉNUS - Poderá ser facilmente identificado pelo seu grande brilho. Durante todo o mês será visível como estrela da manhã.
MARTE - Pode ser visto ao amanhecer na constelação de Leão.
JÚPITER - Neste mês só será visível ao anoitecer.
SATURNO - Pode ser visto ao anoitecer.
VÉNUS - Poderá ser facilmente identificado pelo seu grande brilho. Durante todo o mês será visível como estrela da manhã.
MARTE - Pode ser visto ao amanhecer na constelação de Leão.
JÚPITER - Neste mês só será visível ao anoitecer.
SATURNO - Pode ser visto ao anoitecer.
Fonte: Observatório Astronómico de Lisboa
Visibilidade da Estação Espacial Internacional
(para localizações aproximadas de 41.1756ºN, 8.5493ºW)
| Data | Magnitude | Início | Ponto mais alto | Fim | Tipo da passagem | ||||||
| (mag) | Hora | Alt. | Az. | Hora | Alt. | Az. | Hora | Alt. | Az. | ||
| 2-9 | -2,4 | 05:54:29 | 13° | SSO | 05:57:00 | 33° | SE | 06:00:01 | 10° | ENE | visível |
| 3-9 | -1,6 | 05:04:45 | 18° | SE | 05:05:02 | 18° | SE | 05:07:20 | 10° | E | visível |
| 4-9 | -3,9 | 05:47:35 | 30° | SO | 05:49:03 | 85° | SE | 05:52:22 | 10° | NE | visível |
| 5-9 | -2,5 | 04:57:39 | 36° | ESE | 04:57:39 | 36° | ESE | 05:00:05 | 10° | ENE | visível |
| 5-9 | -2,4 | 06:30:37 | 10° | O | 06:33:31 | 28° | NNO | 06:36:25 | 10° | NE | visível |
| 6-9 | -3,1 | 05:40:20 | 34° | ONO | 05:41:12 | 43° | NNO | 05:44:22 | 10° | NE | visível |
| 7-9 | -2,1 | 04:50:16 | 33° | NE | 04:50:16 | 33° | NE | 04:52:14 | 10° | NE | visível |
| 7-9 | -1,7 | 06:23:27 | 10° | ONO | 06:25:51 | 18° | NNO | 06:28:16 | 10° | NNE | visível |
| 8-9 | -2,2 | 05:32:49 | 23° | NO | 05:33:25 | 24° | NNO | 05:36:12 | 10° | NE | visível |
| 9-9 | -1,4 | 04:42:40 | 22° | NNE | 04:42:40 | 22° | NNE | 04:44:08 | 10° | NE | visível |
| 9-9 | -1,3 | 06:16:19 | 10° | NO | 06:18:14 | 15° | N | 06:20:10 | 10° | NNE | visível |
| 10-9 | -1,6 | 05:25:09 | 16° | NNO | 05:25:43 | 17° | NNO | 05:28:00 | 10° | NNE | visível |
| 11-9 | -0,9 | 04:34:57 | 15° | NNE | 04:34:57 | 15° | NNE | 04:35:53 | 10° | NNE | visível |
| 11-9 | -1,1 | 06:08:55 | 10° | NNO | 06:10:38 | 13° | N | 06:12:21 | 10° | NNE | visível |
Como usar esta grelha:
Coluna Data - data da passagem da Estação;
Coluna Brilho/Luminosidade (magnitude) - Luminosidade da Estação (quanto mais negativo for o número maior é o brilho);
Coluna Hora - hora de início, do ponto mais alto e do fim da passagem;
Coluna Altitude - altitude medida em graus tendo o horizonte como ponto de partida 0º;
Coluna Azimute - a direção da Estação tendo o Norte geográfico como ponto de partida.
Coluna Azimute - a direção da Estação tendo o Norte geográfico como ponto de partida.
Fonte: http://www.heavens-above.com/
Vídeo do Mês
Além do Cosmos: O Multiverso
Imagem do Mês
Imagem do eclipse solar com estrelas
Esta imagem foi capturada durante um dia e uma noite a partir de um único local. Neste panorama de 180X360, o norte e o sul encontram-se em baixo e em cima respetivamente, enquanto o este e o o oeste se encontram à esquerda e à direita. Durante quatro horas, na noite anterior ao eclipse, o rasto das estrelas foi capturado circundando o pólo norte celeste (em baixo) à medida que a Terra girava. Durante o dia do eclipse total , o Sol foi capturado todos os quinze minutos, desde o nascer até ao pôr-do-sol (em cima), por vezes com o eclipse já parcial. Depois todas estas fotos foram reunidas digitalmente numa única imagem obtida no dia do eclipse total. Assim, podemos ver a brilhante corona solar à volta da escura Lua nova, enquanto, simultaneamente, podemos ver Vénus facilmente. A árvore no centro da imagem é um abeto Douglas. As imagens foram cuidadosamente planeadas no lago Magone, Oregão, E.U.A..
Fonte: www.nasa.gov
Fonte: www.nasa.gov
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