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E Numa Questão de Probabilidades Nasceu o Universo



A mecânica quântica apresenta a previsão de que a matéria se produz constantemente a partir do nada. A Lei de Lavoisier aplica-se também aqui. Pares de partícula e anti-partícula aparecem espontaneamente para, depois, colidirem e anularem-se. No fim, nada se perde, nada se cria e fica tudo na mesma.

Em 1974, Stephen Hawking fez a previsão teórica de que se isto acontecesse em cima do horizonte de eventos de um buraco negro, uma das partículas seguiria viagem para fora, em nossa direcção e outra cairía no buraco negro. A observação dessa partícula foi chamada de radiação de Hawking.

“Até agora não havia maneira de medir esta radiação (…) mas um grupo de cientistas conseguiu criar uma maneira de aprisionar e puxar uma das partículas para  simular a queda para dentro do buraco negro. (…) Isso criou fotões dentro das frequências previstas pela teoria. (…) Apenas da indeterminação nasce matéria.”. (cróica de ciência)

Uma das características do mundo quântico é que as suas oscilações energéticas surgem por aleatoriedade e não requerem qualquer causa externa, pelo que Hawking explica que “a criação espontânea é a razão porque há algo em vez do nada”.

Ao olhar para longe no espaço, e para trás no tempo, reparamos que os corpos e algomerados celestes parecem se agrupar num ponto. Nos 10-43 segundos, que é o tempo de Plank – período de tempo mais curto possível de calcular -, é o momento mais jovem possível de alcançar. Isto porque mais cedo do que isso a curvatura, a pressão e a temperatura do Universo primordial atingem valores na ordem do infinito. Além disso a distância entre partículas desce até zero. A isto se chama de singularidade e ocorre, também, em buracos negros.

Para ultrapassar a singularidade é necessário unir a teoria da gravitação, de Einstein e a teoria quântica numa teoria de gravitação quântica. Ou mais bonito: a Teoria de Tudo.

Alexander Vilenkin, professor de física, criou um modelo do Big Bang em que o “Espaço foi criado por um processo quântico (…) ao qual chama de túneis no tecido do espaço-tempo”. “A condição inicial (…) é a de um Universo com um raio em colapso” – nenhum Universo. Depois do Big Bang iniciou-se a inflação movida pelo campo chamado inflatão.

Vilenkin descobriu que “a expansão pode terminar em determinados locais da bolha primordial”. “Segundo este modelo existe uma rede de universos interligados que se expande até ao infinito e do qual surgem sempre novos universos” mas que nunca poderão ser comprovados.

Outra ideia, defendida por John Richard Gott e por Li-Xin Li, é de que “o Espaço-tempo é (…) um ramo do qual sai uma haste que se torna na raiz do próprio ramo. O loop temporal [por ser um sistema de gravidade em loop] teria apenas um “comprimento de Plank, de 10-35 metros.

Em 1988 Richard Feynman elaborou um diagrama – diagrama de Feynman – no qual previu o comportamento das partículas subatómicas. Hawking e James Hartle desenvolveram as teorias de Feynman e analisaram a soma dos caminhos percorridos pelos fotões desde o início até ao fim da sua trajectória – ao que se chama de Estado de Hartle-Hawking.

Neste momento vemos mais uma curiosidade da teoria quântica: “partículas elementares podem existir simultaneamente em vários estados, que se sobrepõem” que, ao serem observadas, “decidem-se” pelo seu estado. Isto leva-nos a responder que as histórias com menor probabilidade corresponderão a outros universos.

Hawking aposta na teoria de cordas como a candidata para a unificação da física e, por conseguinte, para a Teoria de Tudo. A teoria de cordas contempla partículas com 10-33 centímetros e que podem vibrar num espaço de 10 dimensões. Nesta teoria tem lugar um elemento crucial para a unificação: o gravitão, responsável pela transmissão da força da gravidade.


Via New Scientist:
http://www.newscientist.com/article/dn19508-hawking-radiation-glimpsed-in-artificial-black-hole.html

Sobre a mecânica quântica:
http://cronicadaciencia.blogspot.com/2010/09/sobre-mecanica-quantica.html

Focus Magazin, Michael Odenwald

Crónica de Ciência, "Criação a Partir do Nada e Radiação de Hawking"
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Rápidas: Nova Descoberta no LHC



Dia 21 de Setembro foi anunciada uma descoberta feita numa das experiências no Grande Colisor de Hádrons (LHC), na potência de 7 TeV. 

Foi detectado que algumas partícular estão, de alguma forma, ligadas. Guido Tonelli, físico do Cern, diz que “o novo fenômeno apareceu em nossas análises em meados de julho” e ainda que "precisamos de mais dados para analisar completamente o que acontece e dar os primeiros passos para uma nova física, um novo mundo que o LHC, esperamos, vai nos permitir descobrir". Parece que "certas partículas são intimamente ligadas, de uma maneira que nunca foi observada nas colisões de protões".
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Rápidas: Mistério do Triângulo das Bermudas Desvendado


O mistério dos desaparecimentos no Triângulo das Bermudas foi explicado pela equipa de Michael Denardo, no American Journal of Physics. 

A explicação é que a alta actividade vulcânica da zona liberta bolhas de metano que crescem exponencialmente ao chegar à linha de água. Desta forma o ar torna-se menos denso (já que o metano é menos denso que o ar), isto torna os instrumentos imprecisos e levam à destruição de embarcações e aviões.

Para ler mais: aqui e aqui
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Uma Profecia Científica: O Início da Era da Biologia Sintética



Nos últimos dez anos assistimos a um progresso exponencial do entendimento da genética. Há dez anos foi o anúncio da sequenciação do genoma humano. Em 2003, os investigadores do Instituto J. Craig Venter criaram a versão sintética do bacteriófago phiX174. Quatro anos mais tarde obtiveram a transformação de uma espécie de bactéria por transplante de genoma.

Actualmente as instruções podem ser implantadas em células de outra espécie para que estas expressem essas proteínas. Esta engenharia, de projectar sistemas vivos que desempenham funções não encontradas na Natureza provoca um grande impacto. Basta imaginar que podemos construir bactérias que produzem gasolina ou que destroem dióxido de carbono, ou até organismos geneticamente modificados que operam em células cancerígenas.

A informação contida no texto acima está num artigo de Lawrence M. Krauss, da Scientific American de Março de 2010. Isto é, Krauss previu, e bem, que o início da Era da Biologia Sintética estava a chegar. De facto, assim foi:

Em Maio de 2010 O Instituto Craig Venter criou a primeira célula sintética no que foi intitulado o início da “Era da Biologia Sintética”.

Podemos dizer que foi uma espécie de Profecia Científica.

Hoje temos a oportunidade de modificar o genoma de alimentos para que durem mais ou para que não sejam afectados por pragas e doenças. Outra grande vantagem dos organismos geneticamente modificados (OGM) é que não necessitam de pesticidas, aliviando o alimento e, também, o ambiente.

Actualmente já temos cartilagem criada em laboratório para substituir em caso de acidente. Daqui a poucos anos teremos packs de células especializadas para substituir em caso de necessidade.

O texto original está aqui.
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30/09/2010

E Numa Questão de Probabilidades Nasceu o Universo



A mecânica quântica apresenta a previsão de que a matéria se produz constantemente a partir do nada. A Lei de Lavoisier aplica-se também aqui. Pares de partícula e anti-partícula aparecem espontaneamente para, depois, colidirem e anularem-se. No fim, nada se perde, nada se cria e fica tudo na mesma.

Em 1974, Stephen Hawking fez a previsão teórica de que se isto acontecesse em cima do horizonte de eventos de um buraco negro, uma das partículas seguiria viagem para fora, em nossa direcção e outra cairía no buraco negro. A observação dessa partícula foi chamada de radiação de Hawking.

“Até agora não havia maneira de medir esta radiação (…) mas um grupo de cientistas conseguiu criar uma maneira de aprisionar e puxar uma das partículas para  simular a queda para dentro do buraco negro. (…) Isso criou fotões dentro das frequências previstas pela teoria. (…) Apenas da indeterminação nasce matéria.”. (cróica de ciência)

Uma das características do mundo quântico é que as suas oscilações energéticas surgem por aleatoriedade e não requerem qualquer causa externa, pelo que Hawking explica que “a criação espontânea é a razão porque há algo em vez do nada”.

Ao olhar para longe no espaço, e para trás no tempo, reparamos que os corpos e algomerados celestes parecem se agrupar num ponto. Nos 10-43 segundos, que é o tempo de Plank – período de tempo mais curto possível de calcular -, é o momento mais jovem possível de alcançar. Isto porque mais cedo do que isso a curvatura, a pressão e a temperatura do Universo primordial atingem valores na ordem do infinito. Além disso a distância entre partículas desce até zero. A isto se chama de singularidade e ocorre, também, em buracos negros.

Para ultrapassar a singularidade é necessário unir a teoria da gravitação, de Einstein e a teoria quântica numa teoria de gravitação quântica. Ou mais bonito: a Teoria de Tudo.

Alexander Vilenkin, professor de física, criou um modelo do Big Bang em que o “Espaço foi criado por um processo quântico (…) ao qual chama de túneis no tecido do espaço-tempo”. “A condição inicial (…) é a de um Universo com um raio em colapso” – nenhum Universo. Depois do Big Bang iniciou-se a inflação movida pelo campo chamado inflatão.

Vilenkin descobriu que “a expansão pode terminar em determinados locais da bolha primordial”. “Segundo este modelo existe uma rede de universos interligados que se expande até ao infinito e do qual surgem sempre novos universos” mas que nunca poderão ser comprovados.

Outra ideia, defendida por John Richard Gott e por Li-Xin Li, é de que “o Espaço-tempo é (…) um ramo do qual sai uma haste que se torna na raiz do próprio ramo. O loop temporal [por ser um sistema de gravidade em loop] teria apenas um “comprimento de Plank, de 10-35 metros.

Em 1988 Richard Feynman elaborou um diagrama – diagrama de Feynman – no qual previu o comportamento das partículas subatómicas. Hawking e James Hartle desenvolveram as teorias de Feynman e analisaram a soma dos caminhos percorridos pelos fotões desde o início até ao fim da sua trajectória – ao que se chama de Estado de Hartle-Hawking.

Neste momento vemos mais uma curiosidade da teoria quântica: “partículas elementares podem existir simultaneamente em vários estados, que se sobrepõem” que, ao serem observadas, “decidem-se” pelo seu estado. Isto leva-nos a responder que as histórias com menor probabilidade corresponderão a outros universos.

Hawking aposta na teoria de cordas como a candidata para a unificação da física e, por conseguinte, para a Teoria de Tudo. A teoria de cordas contempla partículas com 10-33 centímetros e que podem vibrar num espaço de 10 dimensões. Nesta teoria tem lugar um elemento crucial para a unificação: o gravitão, responsável pela transmissão da força da gravidade.


Via New Scientist:
http://www.newscientist.com/article/dn19508-hawking-radiation-glimpsed-in-artificial-black-hole.html

Sobre a mecânica quântica:
http://cronicadaciencia.blogspot.com/2010/09/sobre-mecanica-quantica.html

Focus Magazin, Michael Odenwald

Crónica de Ciência, "Criação a Partir do Nada e Radiação de Hawking"

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29/09/2010

Rápidas: Nova Descoberta no LHC



Dia 21 de Setembro foi anunciada uma descoberta feita numa das experiências no Grande Colisor de Hádrons (LHC), na potência de 7 TeV. 

Foi detectado que algumas partícular estão, de alguma forma, ligadas. Guido Tonelli, físico do Cern, diz que “o novo fenômeno apareceu em nossas análises em meados de julho” e ainda que "precisamos de mais dados para analisar completamente o que acontece e dar os primeiros passos para uma nova física, um novo mundo que o LHC, esperamos, vai nos permitir descobrir". Parece que "certas partículas são intimamente ligadas, de uma maneira que nunca foi observada nas colisões de protões".

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Rápidas: Mistério do Triângulo das Bermudas Desvendado


O mistério dos desaparecimentos no Triângulo das Bermudas foi explicado pela equipa de Michael Denardo, no American Journal of Physics. 

A explicação é que a alta actividade vulcânica da zona liberta bolhas de metano que crescem exponencialmente ao chegar à linha de água. Desta forma o ar torna-se menos denso (já que o metano é menos denso que o ar), isto torna os instrumentos imprecisos e levam à destruição de embarcações e aviões.

Para ler mais: aqui e aqui

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28/09/2010

Uma Profecia Científica: O Início da Era da Biologia Sintética



Nos últimos dez anos assistimos a um progresso exponencial do entendimento da genética. Há dez anos foi o anúncio da sequenciação do genoma humano. Em 2003, os investigadores do Instituto J. Craig Venter criaram a versão sintética do bacteriófago phiX174. Quatro anos mais tarde obtiveram a transformação de uma espécie de bactéria por transplante de genoma.

Actualmente as instruções podem ser implantadas em células de outra espécie para que estas expressem essas proteínas. Esta engenharia, de projectar sistemas vivos que desempenham funções não encontradas na Natureza provoca um grande impacto. Basta imaginar que podemos construir bactérias que produzem gasolina ou que destroem dióxido de carbono, ou até organismos geneticamente modificados que operam em células cancerígenas.

A informação contida no texto acima está num artigo de Lawrence M. Krauss, da Scientific American de Março de 2010. Isto é, Krauss previu, e bem, que o início da Era da Biologia Sintética estava a chegar. De facto, assim foi:

Em Maio de 2010 O Instituto Craig Venter criou a primeira célula sintética no que foi intitulado o início da “Era da Biologia Sintética”.

Podemos dizer que foi uma espécie de Profecia Científica.

Hoje temos a oportunidade de modificar o genoma de alimentos para que durem mais ou para que não sejam afectados por pragas e doenças. Outra grande vantagem dos organismos geneticamente modificados (OGM) é que não necessitam de pesticidas, aliviando o alimento e, também, o ambiente.

Actualmente já temos cartilagem criada em laboratório para substituir em caso de acidente. Daqui a poucos anos teremos packs de células especializadas para substituir em caso de necessidade.

O texto original está aqui.

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