Março 2021

 

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Ciência Na Frente

Do Infinitamente Pequeno ao Infinitamente Grande

Março de 2021

Qual é a idade do Universo?

     Diz-se que o Universo tem 13,8 mil milhões de anos. Este conhecimento não vem, claro está, de uma observação direta. Conseguimos medir a idade de alguns objetos astrofísicos, o que nos fornece um limite inferior sobre a idade do Universo, mas esta última é deduzida a partir do modelo cosmológico no seu conjunto. Esta afirmação recai também sobre um conjunto de hipóteses e observações.

     Em primeiro lugar temos de definir o que é esta idade, ou seja, «a duração que decorreu entre a singularidade inicial até hoje, medida por um observador fundamental» (trata-se de uma classe teórica de observadores de referência, definidos pelo princípio coperniciano  e em que o tempo considerado é o tempo cósmico, ao qual todo o observador real pode comparar as suas medições). Com efeito, lembremos que na relatividade, a duração decorrida entre dois acontecimentos depende do estado de movimento dos observadores. Trata-se, por isso, de uma idade teórica calculada a partir do  modelo que se extrapola até ao Big Bang.

     No quadro do modelo do Big Bang, a afirmação recai sobre a validade da relatividade geral para descrever a dinâmica da expansão, para definir o desvio espetral (o redshfit - desvio para o vermelho) e relacioná-lo com o tempo. Também repousa no princípio coperniciano, que opera uma variedade de soluções cosmológicas, levando à definição dos observadores fundamentais e permite a interpretação de todas as observações que reforçam o modelo. Num modelo não homogéneo, por exemplo, a taxa de expansão seria diferente em cada ponto do Universo e a duração entre a singularidade inicial e o observador dependeriam da posição deste último no cosmos. Assim, não haveria uma noção «universal» da idade do Universo e seria necessário precisar qual era o observador.

     Para terminar, os modelos são ajustados a partir de um conjunto de dados observacionais, que se utiliza para determinar o melhor valor dos parâmetros cosmológicos. Com todos estes elementos, é então possível calcular a idade do Universo. Acontece a mesma coisa para quase todas as afirmações sobre a cronologia cósmica, como por exemplo quando se diz que o ruído difuso cosmológico foi emitido 380 000 anos após o Big Bang.                 

                    

Fonte: Pour La Science - março 2021, n.º 521, p. 38

Jean-Philippe Uzan, 

cosmólogo do CNRS no Instituto de Astrofísica de Paris (adaptado)

     

Testar os fundamentos do modelo do Big Bang

À semelhança do «Pilares da Criação», uma nuvem de gás fotografada pelo telescópio espacial Hubble, algumas hipóteses constituem a base do modelo do Big Bang. Os progressos observacionais podem colocá-las em causa, daí a importância de testar a sua robustez. 

       Alguns resultados das observações astrofísicas parecem inconciliáveis. Será este o sinal que as hipóteses de base do modelo do Big Bang têm de ser revistas?

     Em apenas um século, os astrofísicos construíram um modelo matemático e físico do nosso Universo. Este modelo do Big Bang foi-se impondo progressivamente, porque conseguiu interpretar e conciliar um vasto conjunto de observações e porque oferece uma visão coerente da história cósmica. Entretanto, as questões sobre os primeiros instantes do Universo e sobre a natureza do seu conteúdo material permanecem ainda abertas.

     Para lá destes enigmas, observações recentes fizeram aparecer tensões no seio do modelo. Estas tensões têm que ver, por exemplo, com a medição da constante de Hubble, que define a taxa de expansão atual do Universo, ou, desde há alguns meses, com a densidade média da matéria bariónica (a matéria ordinária [comum]). Vários métodos para determinar esse valor, sustentam-se sobre observações muito diferentes, levando, atualmente, a resultados incompatíveis entre eles. Os astrofísicos esforçam-se por compreender estes desacordos. A culpa estará nas observações ou numa errada interpretação dos dados?

     Estas tensões emergem num quadro particular, o modelo do Big Bang. Este foi construído progressivamente. Inicialmente muito qualitativo e pouco baseado em observações, evoluiu graças aos avanços teóricos e técnicos. Os investigadores afinaram a sua descrição do Universo e o modelo tornou-se mais quantitativo. Os parâmetros deste modelo são atualmente medidos com uma precisão da ordem de alguns por cento. Fala-se  de «cosmologia da precisão» ou de «cosmologia por cento».

     Uma outra forma de abordar o problema destas tensões consiste em recordar que todo o modelo, como o do Big Bang, recai num conjunto de hipóteses que é necessário questionar permanentemente. À medida que a precisão das medições aumenta, essas hipóteses, e portanto o próprio modelo, estarão ainda adaptadas para interpretar as observações? Será necessário abandonar algumas delas ou modificá-las? Tem-se vindo a explorar esta via de reflexão. Ao testar as hipóteses do modelo do Big Bang, o objetivo será consolidar e melhorar os fundamentos do modelo cosmológico e eventualmente identificar pistas para resolver as questões em aberto e as tensões que nele ainda persistem.

     Um modelo, em cosmologia, mas de modo geral em ciência, é um quadro teórico que dá uma descrição simplificada de um fenómeno. Está condenado a evoluir. Por exemplo, é necessário aceitar que certas questões permanecem para lá do seu campo explicativo num determinado momento. Os primeiros modelos cosmológicos dos anos 1920, fundados na relatividade geral de Albert Einstein, descreviam a matéria como um «gás» de estrelas ou de galáxias no qual bastava conhecer a sua densidade média. Por construção, não estavam adaptados para o estudo da formação das galáxias e da sua evolução. Todavia, conseguiram determinar um grande resultado: longe de ser estatístico, o Universo está em expansão, afirmaram. O russo Alexander Friedmann e o belga Georges Lemaître fizeram a previsão desta dinâmica, que foi seguidamente confirmada em 1929 pelo astrónomo americano Edwin Hubble, ao medir a velocidade de afastamento das galáxias em função da sua distância. Ainda que muito limitada inicialmente, este modelo forneceu o quadro no qual se iria construir a nossa visão atual do Universo.

     A maior parte dos testes serão desenvolvidos nos próximos anos e será interessante avaliar a precisão das hipóteses atuais. Com as novas tensões, estes testes talvez forneçam indícios, que poderão servir como um fio de Ariana providencial para levar a uma melhor compreensão da origem da aceleração cósmica e da natureza da matéria negra. Esse fio também servirá para fazer evoluir o modelo do Big Bang ou a modificá-lo, ou ainda, a melhorar o seu domínio de validade, tornando mais confortáveis algumas das suas conclusões. Isto faz parte de um modelo vivo.       

Fonte: Pour La Science - março 2021, n.º 521, pp. 34-43

Jean-Philippe Uzan, 

cosmólogo do CNRS no Instituto de Astrofísica de Paris (adaptado)

O que posso observar no céu de março?

2 - Lua no perigeu a 365 423 Km da Terra - 05:18

05 - Mercúrio a 0,3ºN de Júpiter - 07:00

09 - Lua a 4ºS de Saturno - 23:00

11 - Lua a 4ºS de Mercúrio - 01:00

18 - Lua no apogeu 405 252 Km da Terra - 06:03

19 - Lua a 1,9ºS de Marte - 19:00

20 - Equinócio vernal. A primavera começa - 09:37

23 - Marte a 7ºN de Aldebarã - 00:00

30 - Lua no perigeu a 360 310 Km da Terra - 06:16

Fases da Lua em março

13 - às 10h 21min - nova

21 - às 14h 40min - crescente

28 - 18h 48min - cheia 

06 - às 01h 30min - minguante

Planetas visíveis a olho nu em março 

MERCÚRIO - Será visível, de manhã, por volta do instante do começo do crepúsculo civil, a partir de 15 de fevereiro. 

VÉNUS - Neste mês não é visível por se encontrar demasiado próximo do Sol.

MARTE - Pode ser visto de manhã, na constelação de Touro, durante todo este mês.

JÚPITER - Pode ser visto  ao amanhecer durante todo este mês.

SATURNO - Pode ser visto  ao amanhecer durante todo este mês.

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.
28-3	-1,3	21:12:24	10°	NNO	21:14:31	15°	N	21:16:12	12°	NE	visível
28-3	-0,4	22:48:48	10°	NO	22:49:10	12°	NO	22:49:10	12°	NO	visível
29-3	-1,2	20:24:57	10°	NNO	20:26:51	14°	N	20:28:46	10°	NE	visível
29-3	-1,9	22:01:30	10°	NO	22:03:40	25°	N	22:03:40	25°	N	visível
30-3	-1,9	21:14:13	10°	NO	21:16:56	22°	NNE	21:18:10	18°	NE	visível
30-3	-0,4	22:50:41	10°	ONO	22:51:08	13°	ONO	22:51:08	13°	ONO	visível
31-3	-1,6	20:26:55	10°	NNO	20:29:19	18°	NNE	20:31:43	10°	ENE	visível
31-3	-2,6	22:03:17	10°	NO	22:05:40	41°	NNO	22:05:40	41°	NNO	visível
1-4	-3,0	21:15:56	10°	NO	21:19:10	41°	NNE	21:20:14	30°	ENE	visível
1-4	-0,4	22:53:02	10°	ONO	22:53:12	11°	O	22:53:12	11°	O	visível
2-4	-2,4	20:28:38	10°	NO	20:31:38	29°	NNE	20:34:37	10°	E	visível
2-4	-2,4	22:05:19	10°	ONO	22:07:49	36°	OSO	22:07:49	36°	OSO	visível
3-4	-3,7	21:17:48	10°	ONO	21:21:10	75°	SO	21:22:30	33°	SE	visível
4-4	-3,6	20:30:22	10°	NO	20:33:44	65°	NE	20:37:03	10°	ESE	visível
4-4	-1,2	22:08:14	10°	O	22:10:11	15°	SO	22:10:14	15°	SO	visível
5-4	-1,8	21:20:07	10°	ONO	21:22:54	24°	SO	21:25:04	14°	S	visível
6-4	-2,7	20:32:23	10°	ONO	20:35:35	42°	SO	20:38:46	10°	SSE	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.

Fonte: http://www.heavens-above.com/

Vídeo do Mês

As origens do Universo


(Quando necessário, para ativar as legendas automáticas proceder do seguinte modo: no canto inferior direito clicar no símbolo "roda dentada"; abrem-se as Definições; clicar aí e escolher Legendas; depois clicar em Traduzir Automaticamente; finalmente escolher Português na lista.)

Imagem do Mês

Perseverança em Marte

        Montadas no planeta Terra, estas 142 imagens independentes formam a panorâmica de 360 graus do terreno da cratera Jezero, em Marte. Estas imagens de alta-resolução, a cores, foram obtidas pela câmara Mastcam-Z do rover Perseverança, durante a missão sol 3. Em primeiro plano vê-se o convés do rover. Largas manchas de cores claras no solo marciano têm que ver com a limpeza originada pelos motores de descida, durante a dramática chegada do rover no passado dia 18 de fevereiro. Vê-se à distância a borda, com 45 quilómetros, da cratera Jezero. Nas próximas missões, a Perseverança irá explorar o antigo sistema em delta do lago que fica na cratera, em busca de sinais de antiga vida microscópica e colecionando amostras para um potencial retorno ao planeta Terra.                     
Fonte: www.nasa.gov

Livro do Mês

     A partir deste ano vamos iniciar uma nova secção, a do livro do mês. Aqui serão apresentados livros, preferencialmente, de ensaios científicos, sociais, filosóficos, esperando que motivem os nossos "bloggers" a descobri-los.

     

Sinopse

"O que nos torna especiais? Como tudo teve origem? Quando começamos a caminhar eretos? Quando aconteceu o milagre da linguagem? Qual é a origem da música, da religião e da lei? Como teve início o comércio e o uso da moeda? Porque nasceram as primeiras cidades? Quando é que começamos a enterrar os nossos mortos? Porque é que a maioria das sociedades valoriza a monogamia? 

Neste livro, Jürgen Kaube, um dos especialistas mais reconhecidos na área da divulgação científica, dá resposta a todas estas questões, muitas das quais continuam a estar na origem de disputas culturais, políticas e religiosas. Um relato absolutamente fascinante sobre as origens de tudo o que nos torna únicos e humanos." 

Sobre a autor:

Jürgen Kaube é um reconhecido escritor na área da Ciência. Iniciou a sua carreira na Universidade de Bielefeld antes de se juntar à equipa editorial do Frankfurter Allgemeine Zeitung. Em 2012 foi reconhecido publicamente Science Writer of the Year pela medium magazine e em 2015 tornou-se um dos editores do Frankfurter Allgemeine Zeitung e recebeu o Ludwig Börne Prize.