O blog Eternos Aprendizes mostra-nos a verificação de uma equação física:
(1/2)mv2=mgh, ou seja,
(1/2)v2=gh
Como a massa (m) aparece em ambos os ramos da equação, podem ser cortados. Ficamos então com uma fórmula independente da massa.
Como na Lua não há atrito, a forma do objecto não interfere com a sua velocinada, ao contrário do que acontece na Terra. Desta forma a pena e o martelo irão chagar ao solo ao mesmo temp.
Este filmagem feita em 1971, durante a missão Apollo 15:
A ciência é feita disto mesmo: Testes. Uma fórmula parece estar certa mas só testando-a é que saberemos que é verdadeira.
Para os mais cépticos, parece-me impossível fazer esta experiência em Terra. De facto, o Homem esteve mesmo na Lua.
“A segunda lei da termodinâmica descreve como uma sucessão de estados de equilíbrio pode ser irreversível, de forma que o sistema não possa voltar ao seu estado inicial sem cobrar um preço à sua vizinhança” (Rubi, M, SciAm Dezembro, 2008). Os processos naturais, espontâneos, ocorrem apenas num sentido: são irreversíveis, ocorrendo com aumento de entropia. Um cubo de gelo derretido não se refaz espontaneamente; é necessário um custo energético. A entropia é uma medida da desordem de um determinado sistema. Quantifica a irreversibilidade espontânea do sentido de um processo.
A entropia é calculada como sendo a quantidade de calor trocada a dividir pela temperatura. Num sistema isolado, a entropia mantém-se ou aumenta. Nunca diminui.
“O Universo é um sistema em expansão. Então, a sua entropia pode aumentar sem limite.” Desta forma o Universo nunca entra num estado de equilíbrio.
“Os sistemas em não-equilíbrio (…) contrariam a ideia de que a natureza tende a tornar-se cada vez mais desordenada”
Alguns eventos estão relacionados com o não-equilíbrio. Vejamos a osmose reversa. Trata-se de um “processo de separação em que o solvente é separado do soluto de baixa massa molecular por uma membrana permeável ao solvente e impermeável ao soluto”. Este processo é usado tanto para dessalinização da água do mar ou para recuperação de águas residuais. Neste processo, uma pressão externa mantém o sistema fora de equilíbrio, através de uma pressão superior à pressão osmótica do lado da solução mais concentrada. A água é forçada a fluir no sentido menos concentrado.
Estes processos, de não-equilíbrio, estão ligados pela relação de reciprocidade (Lars Onsager). A relação de reciprocidade mostra como um sistema que não está em equilíbrio pode ser ordenado, ou seja, promover uma diminuição da entropia interna desse sistema.
Se aquecermos um fluido pela parte inferior, forma-se um gradiente de calor em que, na base a temperatura é mais elevada do que no topo. Se a temperatura aumenta, o gradiente também aumenta provocando um desvio do equilíbrio. Forma-se um movimento de convecção que… é ordenado! Se a temperatura aumentar mais ainda, o movimento torna-se torbulento. “O problema de Bénard, demonstra que a ordem pode-se transformar em caos e de novo em ordem, à medida que o sistema se desvia para o equilíbrio.”
Os físicos que estudavam o nível quântico perceberam algumas coisas peculiares nesse mundo minúsculo. Uma delas é que as partículas que existem nesse nível conseguem tomar diferentes formas arbitrariamente. Por exemplo: os cientistas observaram fotões actuando como partículas e ondas. Até mesmo um único fotão tem esse desvio de forma.
Devido ao Princípio da incerteza de Heisenberg, não se pode saber, simultaneamente a posição e a velocidade uma partícula. Por este motivo usa-se a função de onda, que indica as probabilidades de a partícula estar numa determinada posição.
A interpretação de Copenhague da mecânica quântica apoia a ideia do Princípio da Incerteza de Heisenberg. Essa interpretação afirma que todas as partículas quânticas não existem num ou noutro estado, mas em todos os estados possíveis ao mesmo tempo. A soma total dos possíveis estados de um objecto quântico é chamada de sua função de onda. A condição de um objecto existir em todos seus possíveis estados, de uma só vez, é chamada de superposição.
A observação parece "aprisionar" um estado particular da realidade, da mesma forma que se pode dizer que uma moeda é "cara" ou "coroa" quando é apanhada. De acordo com a mecânica quântica, as partículas não-observadas são descritas por "funções de onda", representando uma quantidade de múltiplos estados "prováveis". Quando o observador mede, a partícula se acomoda a uma dessas múltiplas opções.
A equipe de Oxford, liderada pelo Dr. David Deutsch, mostrou matematicamente que a estrutura tipo "arbusto" - criada pelo universo que se divide em paralelas versões de si mesma - pode explicar a natureza de probabilidades dos resultados quânticos.
Há uma realidade escondida por detrás da função, a partícula estará numa das posições. Como se atravessa o abismo entre a função e a observação?
A abordagem de Heisenberg vê as funções de onda como uma personificação daquilo que sabemos acerca da realidade.
Na abordagem de Everett qualquer resultado potencial incorporado numa função de onda vê a luz do dia, em que cada resultado flui através do seu próprio universo separado. Se uma função de onda diz que um electrão pode estar longe, então, noutro universo, uma versão nossa irá encontrá-lo lá, noutra versão, noutro universo, irá encontrá-lo ali, noutro sítio.
Numa terceira abordagem, de Bohm, afirma que partículas como o electrão possuem posições definidas e velocidades definidas, tal como na física clássica. As posições e velocidades serão propriedades que não estão à vista, variáveis escondidas
Na quarta abordagem, de Ghirardi, Rimini e Weber, modifica-se a equação de Schrödinger. Esta modificação sugere que, para uma partícula individual, a sua função colapsa espontaneamente. Tal acontece a cada mil milhões de anos aproximadamente. Para objectos grandes, com biliões de partículas, as probabilidades de colapso de uma partícula é grande. Nestes objectos o colapso da função de uma partícula provoca um efeito de cascata que leva todas as partículas do objecto a colapsarem no mesmo instante. Deste modo os objectos grandes têm sempre uma configuração definida.
Para saber mais aqui fica o fascinante "Universo Elegante", de Brian Greene. Em vídeos:
Ao contrário do que li em vários comentários absurdos, Não houve nenhum buraco negro que tivesse "comido" um dos magnetos do túnel, nem os cientistas derramaram hidrogénio líquido com o fim de "matar" o tal buraco negro.
Um dos objectivos do LHC é o de detectar o bósão de Higgs.
A Teoria por detrás é a seguinte:
Campo de Higgs
A 10-42 segundos após a explosão, crê-se que a temperatura foi cerca de 1032 Kelvin. Todos os campos oscilavam violentamente.
À medida que o universo arrefecia e expandia, a densidade de matéria e radiação caía. As ondulações aproximaram-se de 0 (em média)
Quando a temperatura baixou o suficiente, o campo de Higgs condensou num determinado valor não nulo através de todo o espaço. O universo estaria, então repleto de um campo de Higgs uniforme e não nulo.
Para forçar um campo de Higgs a ter valor zero teríamos de elevar a sua energia e a região do espaço não estaria tão vazia como poderia estar. Remover um campo de Higgs é equivalente a adicionar energia à região.
Higgs e a origem massa
Podemos sentir os nossos músculos a trabalhar. Quanto maior a massa do objecto a ser movido, maior a força que terão de exercer. Neste sentido, a massa de um objecto representa a sua resistência a mudanças do seu movimento. De onde vem esta resistência a ser acelerado? O que dá inércia a um objecto?
O oceano de Higgs, no qual estamos todos imersos, interage com os quarks e com os electrões: resiste às suas acelerações. Nós sentimos o campo de Higgs. As forças que exercemos milhares de vezes por dia para mudar a velocidade deste ou daquele objecto são forças que lutam contra o arrastamento do oceano de Higs.
Para acelerar uma bola de pingue-pongue submersa em melaço, teríamos de empurrar com muito mais força. Ela resistirá às nossas tentativas para mudar a sua velocidade mais fortemente do que quando não está no melaço, e assim comporta-se como se tivesse aumentado a sua massa. As partículas elementares resistem a tentativas de mudança das suas velocidades – adquirem massa.
Se não fosse o campo de Higgs, todas as partículas fundamentais seriam como o fotão, e não teriam qualquer massa.
Arrefecimento do universo
O campo de Higgs condensa num valor não nulo a mil biliões de graus (1015). É a temperatura para a qual se acredita que o universo tenha baixado um centésimo de bilionésimo (10-11) de segundo após o Big Bang, o campo de Higgs flutuavapara cima e para baixo, mas tinha um valor médio 0. Um oceano de Higgs não se podia formar a tais temperaturas porque estava demasiado quente. Não havi resistência ao movimento acelerado, todas as partículas tinham massa igual a zero.
Existe uma mudança de aparência e a transição de fase é acompanhada por uma redução de simetria. Várias espécies de partículas adquiriram massas não nulas. Após a condensação do campo de Higgs, as massas das partículas transmutaram-se em valores não nulos e perdeu-se a simetria entre as massas.
A simetria entre fotões, partículas W e Z verificava-se antes da formação do oceano de Higgs. Já que estas partículas transmitem as suas forças respectivas, a simetria entre elas significa que há simetria entre as forças. A temperaturas que vaporizam o vácuo cheio de Higgs de hoje, não há distinção entre a força nuclear fraca e a força electromagnética.
Aquilo que normalmente consideramos o espaço vazio – vácuo – desempenha um papel central em fazer que o mundo se pareça com aquilo que é. Só vaporizando o vácuo, elevando a temperatura o suficiente para que o campo de Higgs evapore – adquira um valor médio de zero -, se tornaria evidente a simetria total que serve de base às leis da natureza.
Através de colisões deveria ser possível extrair uma partícula de Higgs. Essa confirmação produziria indícios directos de uma era antiga, em que vários aspectos do universo de hoje que nos parecem diferentes eram parte de um todo simétrico.
O blog Eternos Aprendizes mostra-nos a verificação de uma equação física:
(1/2)mv2=mgh, ou seja,
(1/2)v2=gh
Como a massa (m) aparece em ambos os ramos da equação, podem ser cortados. Ficamos então com uma fórmula independente da massa.
Como na Lua não há atrito, a forma do objecto não interfere com a sua velocinada, ao contrário do que acontece na Terra. Desta forma a pena e o martelo irão chagar ao solo ao mesmo temp.
Este filmagem feita em 1971, durante a missão Apollo 15:
A ciência é feita disto mesmo: Testes. Uma fórmula parece estar certa mas só testando-a é que saberemos que é verdadeira.
Para os mais cépticos, parece-me impossível fazer esta experiência em Terra. De facto, o Homem esteve mesmo na Lua.
“A segunda lei da termodinâmica descreve como uma sucessão de estados de equilíbrio pode ser irreversível, de forma que o sistema não possa voltar ao seu estado inicial sem cobrar um preço à sua vizinhança” (Rubi, M, SciAm Dezembro, 2008). Os processos naturais, espontâneos, ocorrem apenas num sentido: são irreversíveis, ocorrendo com aumento de entropia. Um cubo de gelo derretido não se refaz espontaneamente; é necessário um custo energético. A entropia é uma medida da desordem de um determinado sistema. Quantifica a irreversibilidade espontânea do sentido de um processo.
A entropia é calculada como sendo a quantidade de calor trocada a dividir pela temperatura. Num sistema isolado, a entropia mantém-se ou aumenta. Nunca diminui.
“O Universo é um sistema em expansão. Então, a sua entropia pode aumentar sem limite.” Desta forma o Universo nunca entra num estado de equilíbrio.
“Os sistemas em não-equilíbrio (…) contrariam a ideia de que a natureza tende a tornar-se cada vez mais desordenada”
Alguns eventos estão relacionados com o não-equilíbrio. Vejamos a osmose reversa. Trata-se de um “processo de separação em que o solvente é separado do soluto de baixa massa molecular por uma membrana permeável ao solvente e impermeável ao soluto”. Este processo é usado tanto para dessalinização da água do mar ou para recuperação de águas residuais. Neste processo, uma pressão externa mantém o sistema fora de equilíbrio, através de uma pressão superior à pressão osmótica do lado da solução mais concentrada. A água é forçada a fluir no sentido menos concentrado.
Estes processos, de não-equilíbrio, estão ligados pela relação de reciprocidade (Lars Onsager). A relação de reciprocidade mostra como um sistema que não está em equilíbrio pode ser ordenado, ou seja, promover uma diminuição da entropia interna desse sistema.
Se aquecermos um fluido pela parte inferior, forma-se um gradiente de calor em que, na base a temperatura é mais elevada do que no topo. Se a temperatura aumenta, o gradiente também aumenta provocando um desvio do equilíbrio. Forma-se um movimento de convecção que… é ordenado! Se a temperatura aumentar mais ainda, o movimento torna-se torbulento. “O problema de Bénard, demonstra que a ordem pode-se transformar em caos e de novo em ordem, à medida que o sistema se desvia para o equilíbrio.”
Os físicos que estudavam o nível quântico perceberam algumas coisas peculiares nesse mundo minúsculo. Uma delas é que as partículas que existem nesse nível conseguem tomar diferentes formas arbitrariamente. Por exemplo: os cientistas observaram fotões actuando como partículas e ondas. Até mesmo um único fotão tem esse desvio de forma.
Devido ao Princípio da incerteza de Heisenberg, não se pode saber, simultaneamente a posição e a velocidade uma partícula. Por este motivo usa-se a função de onda, que indica as probabilidades de a partícula estar numa determinada posição.
A interpretação de Copenhague da mecânica quântica apoia a ideia do Princípio da Incerteza de Heisenberg. Essa interpretação afirma que todas as partículas quânticas não existem num ou noutro estado, mas em todos os estados possíveis ao mesmo tempo. A soma total dos possíveis estados de um objecto quântico é chamada de sua função de onda. A condição de um objecto existir em todos seus possíveis estados, de uma só vez, é chamada de superposição.
A observação parece "aprisionar" um estado particular da realidade, da mesma forma que se pode dizer que uma moeda é "cara" ou "coroa" quando é apanhada. De acordo com a mecânica quântica, as partículas não-observadas são descritas por "funções de onda", representando uma quantidade de múltiplos estados "prováveis". Quando o observador mede, a partícula se acomoda a uma dessas múltiplas opções.
A equipe de Oxford, liderada pelo Dr. David Deutsch, mostrou matematicamente que a estrutura tipo "arbusto" - criada pelo universo que se divide em paralelas versões de si mesma - pode explicar a natureza de probabilidades dos resultados quânticos.
Há uma realidade escondida por detrás da função, a partícula estará numa das posições. Como se atravessa o abismo entre a função e a observação?
A abordagem de Heisenberg vê as funções de onda como uma personificação daquilo que sabemos acerca da realidade.
Na abordagem de Everett qualquer resultado potencial incorporado numa função de onda vê a luz do dia, em que cada resultado flui através do seu próprio universo separado. Se uma função de onda diz que um electrão pode estar longe, então, noutro universo, uma versão nossa irá encontrá-lo lá, noutra versão, noutro universo, irá encontrá-lo ali, noutro sítio.
Numa terceira abordagem, de Bohm, afirma que partículas como o electrão possuem posições definidas e velocidades definidas, tal como na física clássica. As posições e velocidades serão propriedades que não estão à vista, variáveis escondidas
Na quarta abordagem, de Ghirardi, Rimini e Weber, modifica-se a equação de Schrödinger. Esta modificação sugere que, para uma partícula individual, a sua função colapsa espontaneamente. Tal acontece a cada mil milhões de anos aproximadamente. Para objectos grandes, com biliões de partículas, as probabilidades de colapso de uma partícula é grande. Nestes objectos o colapso da função de uma partícula provoca um efeito de cascata que leva todas as partículas do objecto a colapsarem no mesmo instante. Deste modo os objectos grandes têm sempre uma configuração definida.
Para saber mais aqui fica o fascinante "Universo Elegante", de Brian Greene. Em vídeos:
Ao contrário do que li em vários comentários absurdos, Não houve nenhum buraco negro que tivesse "comido" um dos magnetos do túnel, nem os cientistas derramaram hidrogénio líquido com o fim de "matar" o tal buraco negro.
Um dos objectivos do LHC é o de detectar o bósão de Higgs.
A Teoria por detrás é a seguinte:
Campo de Higgs
A 10-42 segundos após a explosão, crê-se que a temperatura foi cerca de 1032 Kelvin. Todos os campos oscilavam violentamente.
À medida que o universo arrefecia e expandia, a densidade de matéria e radiação caía. As ondulações aproximaram-se de 0 (em média)
Quando a temperatura baixou o suficiente, o campo de Higgs condensou num determinado valor não nulo através de todo o espaço. O universo estaria, então repleto de um campo de Higgs uniforme e não nulo.
Para forçar um campo de Higgs a ter valor zero teríamos de elevar a sua energia e a região do espaço não estaria tão vazia como poderia estar. Remover um campo de Higgs é equivalente a adicionar energia à região.
Higgs e a origem massa
Podemos sentir os nossos músculos a trabalhar. Quanto maior a massa do objecto a ser movido, maior a força que terão de exercer. Neste sentido, a massa de um objecto representa a sua resistência a mudanças do seu movimento. De onde vem esta resistência a ser acelerado? O que dá inércia a um objecto?
O oceano de Higgs, no qual estamos todos imersos, interage com os quarks e com os electrões: resiste às suas acelerações. Nós sentimos o campo de Higgs. As forças que exercemos milhares de vezes por dia para mudar a velocidade deste ou daquele objecto são forças que lutam contra o arrastamento do oceano de Higs.
Para acelerar uma bola de pingue-pongue submersa em melaço, teríamos de empurrar com muito mais força. Ela resistirá às nossas tentativas para mudar a sua velocidade mais fortemente do que quando não está no melaço, e assim comporta-se como se tivesse aumentado a sua massa. As partículas elementares resistem a tentativas de mudança das suas velocidades – adquirem massa.
Se não fosse o campo de Higgs, todas as partículas fundamentais seriam como o fotão, e não teriam qualquer massa.
Arrefecimento do universo
O campo de Higgs condensa num valor não nulo a mil biliões de graus (1015). É a temperatura para a qual se acredita que o universo tenha baixado um centésimo de bilionésimo (10-11) de segundo após o Big Bang, o campo de Higgs flutuavapara cima e para baixo, mas tinha um valor médio 0. Um oceano de Higgs não se podia formar a tais temperaturas porque estava demasiado quente. Não havi resistência ao movimento acelerado, todas as partículas tinham massa igual a zero.
Existe uma mudança de aparência e a transição de fase é acompanhada por uma redução de simetria. Várias espécies de partículas adquiriram massas não nulas. Após a condensação do campo de Higgs, as massas das partículas transmutaram-se em valores não nulos e perdeu-se a simetria entre as massas.
A simetria entre fotões, partículas W e Z verificava-se antes da formação do oceano de Higgs. Já que estas partículas transmitem as suas forças respectivas, a simetria entre elas significa que há simetria entre as forças. A temperaturas que vaporizam o vácuo cheio de Higgs de hoje, não há distinção entre a força nuclear fraca e a força electromagnética.
Aquilo que normalmente consideramos o espaço vazio – vácuo – desempenha um papel central em fazer que o mundo se pareça com aquilo que é. Só vaporizando o vácuo, elevando a temperatura o suficiente para que o campo de Higgs evapore – adquira um valor médio de zero -, se tornaria evidente a simetria total que serve de base às leis da natureza.
Através de colisões deveria ser possível extrair uma partícula de Higgs. Essa confirmação produziria indícios directos de uma era antiga, em que vários aspectos do universo de hoje que nos parecem diferentes eram parte de um todo simétrico.
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