Gravidade de um exoplaneta

Questão da Prova de Promoção por Mérito 2019.
Solução:
A fórmula para calcular a gravidade na superfície de um planeta envolve a Constante Universal (G), a massa do planeta (M) e o seu raio (R):
g = G. M/ R²

Se dividirmos duas dessas equações, uma para a gravidade do exoplaneta (ge) e outra para a gravidade da Terra (gt), podemos obter:
ge = gt . Me . Rt² / Re². Mt

Substituindo os valores:
ge = 10 . 1,34.Mt . Rt² / (1,13.Rt)². Mt

ge = 10,5 m/s²           Alternativa (D).

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Stephen Hawking e o Buraco Negro mais próximo

Mais uma questão da Prova de Promoção por Mérito do Governo de São Paulo. Solução:
A distância percorrida pela mensagem será de :
D=3500.9,5.10 ¹⁵   m
D=33,25.10 ¹⁸   m  
  
^{O tempo decorrido será:}
T=33,25.10 ¹⁸ /3.10 ⁸
T=11,083.10 ¹⁰ s 
Convertendo para anos:
T=11,083.10 ¹⁰ 3,17.10 ^-8
T=3513  anos

Como a mensagem foi enviada em 2018 ela chegará aproximadamente no ano de 5531. Alternativa (C).

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Eratóstenes e o Terraplanismo

Vou resolver esta questão  da Prova de Física de Promoção por Mérito do Governo do Estado de São Paulo.

A questão trata de um assunto bem conhecido: a determinação (com boa precisão para a época) da circunferência da Terra, realizada há aproximadamente 2.200 anos por Eratóstenes. E depois de tanto tempo algumas pessoas ainda acreditam que a Terra é plana.

Vamos à solução:

Uma simples regra de três permite calcular o valor da circunferência.

7º  ----  842 km
360º --  C

C = 43.303 km

Sabendo que o comprimento de uma circunferência é dado por:

C = 2 . 3,14 . R
temos:

43.303 = 6,28 . R

R = 6.895 km.                       
A alternativa correta é a (C)

Só para efeito de comparação, hoje já sabemos que o raio do nosso planeta é de 6.371 km.

Devido à quantidade de pessoas que se declaram terraplanistas, só posso chegar à conclusão de que em termos de Ciências estamos sofrendo de uma involução. Para tentar fazer um contraponto, vou aproveitar para deixar aqui um dos melhores vídeos que já vi sobre a explicação do genial raciocínio de Eratóstenes.

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Gravitação

Questão resolvida da Prova de Promoção por Mérito. Vejam:

Nesta questão, usei a fórmula da Gravitação Universal e do peso:

Newton demonstrou que a força de atração gravitacional (F) entre dois corpos quaisquer, de massas M e m, separados por uma distância d é dada por: $$\begin{equation*}\large F = \frac{G.M.m}{d^2}\end{equation*}$$ onde G é a Constante Gravitacional Universal .  

Esta força corresponde também ao peso do corpo de massa m, que é dado por: $$\begin{equation*}\large P =m.g\end{equation*}$$Se igualarmos ambas as equações anteriores, obteremos:$$\begin{equation*} \large g = \frac{G.M}{d^2} \end{equation*}$$Na superfície de um dos planetas, de raio R, e massa M, a gravidade seria:$$\begin{equation*} \large g = \frac{G.M}{R^2} \end{equation*}$$Na superfície de outro planeta, de raio 2R, e massa 3M, a gravidade seria:$$\begin{equation*} \large g1 = \frac{G.3M}{(2R)^2} \end{equation*}$$$$\begin{equation*} \large g1 = \frac{G.3M}{4R^2} \end{equation*}$$$$\begin{equation*} \large g1 = \frac{3}{4}.g \end{equation*}$$$$\begin{equation*} \large g1 = 0,75.g \end{equation*}$$ Como é uma lei universal, a resposta correta é a alternativa (B).

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Lei de Kepler

Hoje, dia 27 de Dezembro é a data de nascimento de Johannes Kepler, importante astrônomo que revolucionou o modo como pensamos sobre as órbitas dos planetas. Aproveito para deixar aqui resolvida mais uma questão da Prova de Mérito, realizada pela Secretaria Estadual de Educação de São Paulo, sobre a 3ª Lei de Kepler:

A 3ª Lei de Kepler relaciona o raio médio (R) da elipse que representa a trajetória da translação, com o período (T) de translação (tempo que o planeta gasta para percorrer uma volta),  onde K é uma constante para todos os planetas (note que a relação independe das massas dos planetas). Representarei por X o período do planeta de raio 4R.
$$\begin{equation*}\large K = \frac{R^3} {T^2}\end{equation*}$$$$\begin{equation*} \large \frac{(4R)^3}{(X)^2} = \frac{R^3} {T^2}\end{equation*}$$$$\begin{equation*} \large \frac{64.R^3}{X^2} = \frac{R^3} {T^2}\end{equation*}$$$$\begin{equation*}\large X = \sqrt{64T^2} \end{equation*}$$$$\begin{equation*}\large X = 8T \end{equation*}$$A resposta correta é a alternativa (E).

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Um método simples para determinar o diâmetro do Sol

Uma prática simples de ser realizada na parte de Óptica Geométrica consiste na utilização de um papelão com um pequeno furinho que permite projetar a imagem do Sol em um anteparo. Através da medida do diâmetro da imagem, da distância entre a imagem e o papelão, e conhecendo-se a distância Sol-Terra, é possível determinar o diâmetro do Sol. Realizei esta atividade com os alunos das 2ªs séries do Ensino Médio na escola em que dou aulas. Vejam:

Eles entenderam bem uma aplicação prática da Câmara Escura de Orifício, assunto que eu já expliquei aqui em um post deste blog.

No caso da determinação do diâmetro do Sol, temos a seguinte situação:

Projeção da imagem do Sol, usando um papelão com um furinho e um anteparo.

O valor de a, correspondente à distância média entre o Sol e a Terra, que é de 150.000.000 km. O que eles devem medir é o diâmetro da imagem do Sol (i) e a distância entre o anteparo e o orifício (b).

Os dados de dois grupos foram anotados. Vejam:

Estabelecendo-se uma relação geométrica entre dois triângulos semelhantes da figura, temos:

$$\begin{equation*}\large\frac{o}{a} =\frac{i}{b}\end{equation*}$$ Então:$$\begin{equation*}\large\ {o}=\frac{i.a}{b}\end{equation*}$$

Usando os dados do grupo da direita da lousa, temos:

$$\begin{equation*}\large\ {o}=\frac{9.10^{-6}.1,5.10^{8}}{10^{-3}}\end{equation*}$$ $$\begin{equation*}\large\ {o}=1,35. 10^{6} km\end{equation*}$$ O diâmetro real do Sol é:

$$\begin{equation*}\large\ {o}=1,39. 10^{6} km\end{equation*}$$Nota-se que este grupo de alunos obteve um valor bem próximo do real.

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Eclipse Total do Sol: muita sorte de quem puder ver

Aqueles que acompanham as notícias sobre astronomia já devem estar sabendo do eclipse total do Sol que ocorrerá no dia 21 de agosto próximo. Ao preparar uma aula para meus alunos sobre o assunto, fui ao Youtube, a fim de escolher um bom vídeo que me ajudasse. O melhor que encontrei estava narrado em inglês, mas mesmo assim resolvi baixá-lo, pois achei muito bem produzido, mostrando algumas animações, imagens e explicações bem simples e didáticas, as quais infelizmente não encontrei em nenhum outro narrado em português. Durante a aula, projetei-o na parede do laboratório, e fui pausando o vídeo em alguns pontos importantes, explicando aos alunos por que este fenômeno é tão raro. O título do vídeo é "Why a total solar eclipse is such a big deal", que em uma tradução literal seria: "Por que um eclipse solar total é um grande negócio". 

Mas por que as pessoas que tiverem a oportunidade de ver o fenômeno podem ser consideradas privilegiadas?
Porque elas terão a sorte de presenciar um acontecimento astronômico raro, estando no local certo e na hora exata, contando também com a sorte de que naquele dia o tempo não esteja nublado e o céu não esteja encoberto por algum motivo no instante em que a Lua cobrir totalmente o Sol.

Vamos entender primeiramente os tipos de eclipse solar. Usarei aqui alguns prints do vídeo:

Tipos de eclipses do sol: o Parcial, que poderá ser visto dia 21 em alguns estados do Norte e Nordeste do Brasil, o Anular, quando o tamanho aparente da Lua não coincide com o do Sol (não é este tipo que ocorrerá dia 21), e o Total. 

A órbita da Lua em torno da Terra dura em torno de 29,5 dias, e não é exatamente um círculo, mas sim uma elipse. Isto quer dizer que às vezes, a Lua está um pouquinho mais perto da Terra, e às vezes, um pouquinho mais longe. Dia 21 ela estará mais próxima, e apesar de nosso satélite natural ser 400 vezes menor que o Sol, por uma incrível coincidência da Natureza, apresentará para nós, neste dia, o mesmo tamanho aparente do Sol, que como sabemos está muito mais distante.

Momento em que a Lua se encontra um pouco mais distante da Terra. Nesta situação pode ocorrer um eclipse anular. 

Momento em que a Lua se encontra um pouco mais próxima da Terra. Nesta situação pode ocorrer um eclipse total

Mas há um outro fato que torna todos os tipos de eclipses não muito comuns. O plano de órbita da Terra em torno do Sol não coincide com o plano de órbita da Lua em torno da Terra. Se os planos fossem coincidentes, haveria um eclipse do Sol e um eclipse da Lua a cada mês. Na verdade, estes dois planos formam um ângulo de 5,1º e desta forma, nem sempre a sombra da Lua estará projetada sobre a Terra. Daí o principal fato de os eclipses serem um tanto raros. Veja na figura:

Cones de sombra da Lua e da Terra. O plano de órbita da Terra em torno do Sol está na horizontal, e o plano de órbita da Lua em torno da Terra (linha branca) está inclinado de 5,1º. Nesta situação não ocorre o eclipse. 

Há somente uma linha na Terra em que as pessoas poderão observar o eclipse total, do dia 21 de agosto. Esta linha percorrerá o território dos EUA, e ela está representada no mapa a seguir. Neste mapa estão também representadas as trajetórias das linhas dos eclipses totais do Sol que ocorrerão neste século.

Linhas dos locais de onde poderão ser observados eclipses totais do Sol. O mais próximo de nós será em 2019, na região do Chile e Argentina.  

Aos que estiverem no próximo dia 21 no Nordeste ou Norte do Brasil, e quiserem observar o eclipse parcial, desejo que o dia não esteja nublado, mas atenção! Há maneiras não indicadas para se fazer esta observação, como por exemplo, usar chapas de raio-X, que não protegem a nossa retina dos raios ultravioletas. A maneira mais indicada penso que seja usando vidros de solda, que são bem baratinhos pra se comprar. Indico o vídeo a seguir para quem quiser entender um pouco melhor. E coloquei também na sequência, o vídeo do qual retirei as imagens deste post. 

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Que outros locais além de Marte deveriam ser visitados pelo Transportador Interplanetário de Elon Musk?

Elon Musk há muito tempo sonha em construir o Mars Colonial Transporter (figura) - uma espaçonave enorme capaz de transportar 100 pessoas ou 100 toneladas de carga para Marte. O cargueiro é parte integrante do plano de sua companhia  SpaceX de espalhar a humanidade para um novo planeta.

Mas por que parar em Marte, se Musk anunciou que a nave hipotética poderia ser capaz de viajar além? O que mais há lá fora para a humanidade além de Marte?

Ainda não temos muitos detalhes sobre o sistema de transporte interplanetário ou quais outros destinos estão dentro da capacidade do veículo, mas a ideia fez com que a equipe da Popular Science especulasse sobre onde mais poderíamos viajar com ele.

Além de Marte, o sistema solar apresenta outros lugares que podem ser hospitaleiros para a vida humana - ou pelo menos um pouco menos mortais do que outros:

1)Vênus

A atmosfera superior de Vênus, por exemplo, pode não ser tão sufocante e quente para um assentamento humano. E uma cidade flutuante acima das nuvens teria algumas incríveis e belas vistas. Veja uma ilustração de como seria, nesta imagem simulada produzida pela NASA:

Simulação de uma colônia em Vênus, usando balões infláveis. 

2) Titã 

Com uma atmosfera predominantemente composta de nitrogênio e uma pressão superficial semelhante à da Terra, a lua de Saturno, Titã, poderia ser um abrigo interessante para a humanidade. Titã pode ter água abaixo de sua superfície, e talvez a amônia que chove do céu ajudasse a manter nosso acampamento sempre bem limpo. Só teríamos que ter cuidado para não acender um fósforo perto dos lagos de metano líquido.

Lagos de metano líquido em Titã. Inflamáveis na presença de oxigênio.  

3) Lua e Calisto

Outros destinos, como a nossa lua e a lua Calisto de Júpiter (foto), poderiam ser abundantes fontes de gelo de água.

Isso é importante não só para fornecer água potável para qualquer colono em potencial, mas também porque a água pode ser separada em hidrogênio e oxigênio. Oxigênio, obviamente, é bom para respirar, mas o hidrogênio e o oxigênio juntos também produzem combustível de foguetes, então quaisquer colônias instaladas nesses mundos de água podem se tornar postos de combustíveis para a exploração do sistema solar.

Mas o que seria superior a Marte?

Elon Musk é um homem com grandes ambições. Depois que ele (presumivelmente) conseguir enviar os primeiros seres humanos a Marte, a menos que ele se aposente até lá, provavelmente precisará de alguns outros objetivos mais elevados a buscar. Podemos pensar em pelo menos dois deles:

1. Procura por vida extraterrestre em Europa.

Esta não seria uma tarefa fácil, considerando que o oceano potencialmente vital da lua de Júpiter está enterrado abaixo de 100 km de gelo. Perfurar através de toda esta camada seria um grande trabalho para um robô, mas talvez se Musk enviasse uma equipe de perfuradores lá, no estilo Armagedon, poderíamos finalmente responder à pergunta: "Existe vida alienígena em Europa?"

Esta lua (foto), bombardeada por radiação, não seria um lugar hospitaleiro para uma equipe humana, mas as profundas implicações de encontrar ou não vida em outro mundo fariam valer a pena tentar uma aterrissagem por lá.

2. Levar-nos para outro sistema estelar.

Uma viagem interestelar já seria pedir muito por enquanto da nave espacial, mas uma vez que estamos especulando sobre os destinos hipotéticos de um veículo hipotético, por que não considerarmos isso também.

A SpaceX está planejando lançar o transportador interplanetário em 2022, em seguida, enviá-lo para Marte com passageiros humanos em 2024. Esse cronograma, como em outros vôos espaciais, provavelmente vai revelar-se excessivamente ambicioso e sujeito a atrasos, mas vamos esperar para quem sabe descobrir mais sobre a nave espacial, nas próximas revelações do visionário Elon Musk. Segundo suas palavras:

Fonte

Este artigo é uma tradução e adaptação do artigo original da Popular Science:

http://www.popsci.com/where-elon-musks-interplanetary-transporter-should-go-next?con=TrueAnthem&dom=fb&src=SOC&utm_campaign=&utm_content=584356a6b8a9fe0007c44c4c&utm_medium=&utm_source= 

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Propulsão eletromagnética não violaria a terceira lei de Newton

Os físicos acabam de publicar um novo estudo sugerindo que a controvertida propulsão eletromagnética poderia realmente funcionar, e na verdade ela não estaria violando a terceira lei de Newton, como se imaginava antes. A lei determina que para que um corpo receba um impulso para a frente, é necessário que ele impulsione uma outra massa para trás (princípio da ação e reação).

Nos foguetes convencionais, os gases de escape são queimados, e esta massa expelida para trás faz surgir uma força para frente no foguete.
A propulsão eletromagnética por sua vez funciona de uma maneira diferente. Ela foi concebida inicialmente em 1999, pelo cientista britânico Roger Shawyer (foto). A unidade usa ondas eletromagnéticas como combustível, que impulsionam micro-ondas dentro de uma cavidade de metal produzindo movimento.

Roger Shawyer ao lado de sua criação.

Viagem a Marte em 70 dias?

Segundo os cálculos de Shawyer, o impulso produzido seria suficiente para levar seres humanos até Marte em apenas 70 dias, sem a necessidade de combustíveis pesados e caros. Isso seria fantástico, mas durante muito tempo a comunidade científica têm mostrado ceticismo a respeito da possibilidade de real funcionamento deste dispositivo, justamente pelo fato de ele aparentemente violar a lei da ação e reação. Pode-se entender facilmente a razão do dilema, pois a unidade criada não usando combustível convencional, não produziria gases de escape, e desta forma não poderia gerar impulso no foguete.

Terceira lei confirmada
No entanto, uma possível solução potencial foi dada agora por físicos da empresa COMSOL, da Universidade de Helsinki, e da Universidade de Jyväskylä, na Finlândia. Segundo os pesquisadores, haveria de fato um produto de escape, que na verdade é luz, ou mais especificamente, fótons emparelhados uns com os outros.

Mas se esse é o caso, por que ninguém detectou estes fótons antes?

Os pesquisadores acreditam que é porque os fótons ao se emparelharem se movimentam em oposição de fase, o que significa que eles se anulam mutuamente. Se você pensar nas ondas de água, quando a crista de uma onda se sobrepõe ao vale de outra, elas se anulam e formam uma região plana, apesar do fato de duas ondas estarem passando por ali. Isso é o que provavelmente esteja acontecendo com os fótons, e por isso, em outras palavras, eles se tornam invisíveis, do ponto de vista eletromagnético.

Na verdade, o que se tem por enquanto é apenas uma hipótese baseada em cálculos teóricos, mas não é a primeira vez que os fótons têm sido utilizados para impulsionar naves espaciais - esta é também a ideia em que se baseia a vela solar de Bill Nye.

Agora, os engenheiros irão iniciar os testes a fim de verificar se esta hipótese se sustenta, e isso já vai ser um desafio por si só, pois sem uma assinatura eletromagnética, os pesquisadores vão ter de detectar os fótons usando um interferômetro, não muito diferente daquele que captou recentemente ondas gravitacionais provenientes do espaço.

Mas se os cientistas puderem verificar que esses fótons emparelhados de fato estão sendo empurrados para fora, as unidades de motores eletromagnéticos serão uma realidade, ajudando os engenheiros a projetarem cavidades melhores, produzindo ainda mais impulso. Resta esperar pelos testes, e caso este modelo inovador se confirme, abrirá possibilidades de viagens antes inimagináveis pelo nosso sistema solar e talvez até mesmo para outros lugares mais distantes.

Fontes:

http://www.sciencealert.com/new-paper-claims-that-the-em-drive-doesn-t-defy-newton-s-3rd-law-after-all 

http://canaltech.com.br/noticia/ciencia/cientistas-provam-que-motor-de-propulsao-eletromagnetica-da-nasa-funciona-46337/

https://papoastronomico.com.br/2016/02/15/como-funciona-a-propulsao-eletromagnetica/

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Babilônios: matemática, física e astronomia muito adiantes no tempo.

Em Física, quando se dá um gráfico velocidade x tempo correspondente ao movimento de um objeto, e se pede a distância percorrida por ele, a maneira mais fácil de resolver é calculando-se a área formada abaixo da curva delimitada pelas retas verticais que passam pelos dois instantes de tempo considerados. Vejamos um exemplo:
Temos na figura o gráfico de velocidade em função do tempo de um movimento variado. Vamos determinar a distância percorrida desde o início do movimento até o instante t1=3 s.

Resolução:

Para determinar a distância percorrida, basta calcular a área do trapézio sombreado, desenhado sob o gráfico da velocidade, entre os instantes to = 0 e t1 = 3 s, pois:

 ∆s≅ área do trapézio

Assim, temos: $$\begin{equation*}\large ∆s = {\frac{(14 + 10)}{2}.3}= 36 m \end{equation*}$$Se este método do cálculo da área não fosse conhecido, o problema poderia ser resolvido pelas fórmulas da Cinemática, porém de forma um pouco mais complicada. Vejamos:$$\begin{equation}\large ∆s = {Vo . t + \frac{a.t²}{2}}\end{equation}$$

O valor da aceleração (a) seria:
$$\begin{equation*}\large a = {\frac{V - Vo }{∆t} = {\frac{10 - 14 }{3}=\frac{- 4}{3} m/s²}}\end{equation*}$$Substituindo na eq.(1):$$\begin{equation*}\large ∆s = {14 . 3 + \frac{\frac{- 4}{3}.3²}{2} = 36 m}\end{equation*}$$
Mas quem descobriu o método da área?

Até muito recentemente, acreditava-se que a obtenção da distância percorrida por um móvel a partir do gráfico v x t teria sido descoberta no século XIV. Já se sabia que em 1350, os matemáticos europeus entendiam que, se você calculasse a área sob uma curva, obteria a distância percorrida. 

Porém, através de um artigo publicado na Sience, em janeiro de 2016, escrito por um astroarqueólogo chamado Mathieu Ossendrijver, da Universidade Humboldt em Berlim, Alemanha, pode-se constatar que este método já havia sido empregado muito antes pelos Babilônios. Após analisar durante 13 anos, aproximadamente 400 tabuletas de argila (imagem), inscritas com a escrita cuneiforme, datadas de 350 a 50 a.C. e escavadas no Iraque durante o século XIX, Ossendrijver descobriu que os Babilônios já empregavam o método da área nos estudos e cálculos da astronomia. Uma coleção de quatro tabuletas sobre a posição de Júpiter parece preservar fragmentos de uma técnica para o cálculo da área abaixo de uma curva. Estes textos em argila estavam fragmentados, e durante décadas seu significado astronômico permaneceu desconhecido. Em 2014, Ossendrijver descobriu o manual de instruções: uma tabuleta que "simplesmente passou despercebida", segundo ele, e acumulava poeira no Museu Britânico desde 1881.

O cálculo

Um dos textos babilônicos (à esquerda), mostrando uma porção de um cálculo para determinar o deslocamento de Júpiter no plano da eclíptica: trata-se da área sob a curva velocidade x tempo (à direita)/Mathieu Ossendrijver

Um dos textos, agora descodificado, descreve um procedimento para calcular o deslocamento de Júpiter através do plano da eclíptica, o caminho que o Sol parece seguir através das estrelas ao longo de um ano. De acordo com o texto, os babilônios faziam isso acompanhando a velocidade de Júpiter como uma função do tempo e determinavam a área sob a curva velocidade x tempo.

Como podemos ver, este é um exemplo de como a matemática e astronomia desenvolvida pelos Babilônios esteve adiante do seu tempo.
Para quem sabe um pouquinho de inglês (não achei traduzido em português) aí vai um vídeo curtinho da Science, onde foi originalmente publicado o artigo de Ossendrijver, em janeiro de 2016.

Fontes:
http://science.sciencemag.org/content/351/6272/482

http://gizmodo.uol.com.br/calculo-astronomia-babilonia/
http://alunosonline.uol.com.br/fisica/calculo-deslocamento-partir-grafico-velocidade.html

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Será que estamos perto de obter a primeira imagem do buraco negro no centro da Via Láctea?

Os buracos negros são extremamente difíceis de serem observados e sua localização normalmente é "denunciada" pelo movimento de corpos celestes próximos. No entanto, cientistas pretendem capturar, provavelmente até o ano de 2017,  o que seria a primeira imagem da estrutura do horizonte de eventos de um buraco negro supermassivo, chamado de Sagittarius-A* (lê-se Sagitarius A-estrela), que tem um tamanho 17 vezes maior que o nosso sol, e está localizado no centro de nossa galáxia, a Via Láctea (imagem), a uma distância de 25.000 anos-luz. 

Isto quer dizer que estaríamos vendo uma imagem de como este buraco negro era há 25.000 anos, já que os raios provenientes dele, viajando à velocidade da luz (300.000 km/s) gastam este tempo para se deslocarem de lá até os radiotelescópios situados na Terra. Diversos radiotelescópios estão posicionados em pontos diferentes, e formam juntos um grande sistema mundial de observação chamado de Event Horizon Telescope (EHT). Naturalmente, como a luz visível é capturada pelo buraco negro, o que estaríamos vendo seria uma "imagem" do horizonte de eventos, região localizada na sua periferia, e que seria obtida a partir de captações de outros tipos de ondas eletromagnéticas emitidas, como raios-X, por exemplo, que estão fora do nosso espectro visível. 
Vejam o vídeo a seguir, que é curtinho, e faz um resumo do que se pretende e como está sendo desenvolvida a pesquisa. Para quem sabe um pouco de inglês, ajuda, mas quem não sabe, bastam as imagens, que foram super bem montadas. Eu encontrei este vídeo no facebook na página de Hashem Al-Ghaili, que divulga também vários outros assuntos científicos interessantes. Eu recomendo.

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Vêm aí uma explosão de Ondas Gravitacionais

Enquanto você lê este post, vários pares de buracos negros estão se fundindo em algum lugar do universo. Isto é o que se pode concluir a partir das observações iniciais do observatório LIGO (sigla em inglês para Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser), que em fevereiro anunciou a primeira detecção de uma onda gravitacional, confirmando previsão da teoria da relatividade geral de Albert Einstein. A onda gravitacional detectada alcançou a Terra à velocidade da luz, em 14 de Setembro de 2015, e originou-se de um par de buracos negros que colidiram a 1,3 bilhões de anos-luz de distância.

Na mesma época, o LIGO detectou também um outro sinal suspeito de onda gravitacional que recebeu menor atenção, e  que embora não tenha sido tão forte, pareceu ser promissor.

A Outra Colisão

Uma análise do referido evento, registrado como LVT 151012, tem mostrado com 90% de certeza que ele também teria surgido a partir da colisão de um par de buracos negros. Isso não foi suficiente para que os cientistas considerassem a "detecção", mas a equipe do LIGO ficou confiante, tanto que estão agora usando estes dados para começarem a montar um retrato dos buracos negros no universo.
O palpite dos cientistas é de que a cada hora alguns buracos negros binários estão se fundindo em nosso universo. Isso implica que devemos ter dezenas de detecções ao longo dos próximos anos, e centenas até o final da década, e este número é o suficiente para fazermos algumas descobertas astronômicas bastante significativas.

A partir do mês de setembro deste ano, quando se reiniciarem os trabalhos de busca destas ondas, serão recolhidos cada vez mais eventos. O LIGO pode fazer isso porque ele não é limitado como os telescópios. Seus detectores podem "ver" pequenos efeitos de deformação no espaço-tempo, provocados por grandes objetos. Estas ondas gravitacionais transportam informações sobre a massa, rotação e localização de um buraco negro.

Apenas cerca de 19 buracos negros de massa estelar são conhecidos na Via Láctea, e considerando que nossa galáxia tem centenas de bilhões de estrelas, esse número não deve corresponder à quantidade real existente. No entanto, a verdadeira dimensão da população de buracos negros  ainda permanece desconhecida.
Na verdade, antes do LIGO, os astrônomos não estavam otimistas sobre a possibilidade da detecção de buracos negros binários. Em vez disso, a maioria dos especialistas pensava que as primeiras observações do LIGO viriam da fusão de estrelas de nêutrons binárias. Os astrônomos já tinham visto esses núcleos de supernovas colapsadas que orbitam umas às outras, e estimativas teóricas previam que o LIGO iria captar cerca de 40 dessas incorporações de estrelas de nêutrons, e entre 10 e 20 fusões de buracos negros, a cada ano.

Com o passar do tempo, à medida que mais detecções forem obtidas no LIGO, os astrônomos poderão começar a ter uma ideia melhor do tamanho, formações e comportamentos da maioria dos buracos negros. É apenas uma questão de tempo para termos a confirmação de que estamos entrando definitivamente em uma nova era de descobertas astronômicas, feitas não somente através de observações de telescópios ou captação de ondas eletromagnéticas nos radiotelescópios, mas através de vibrações no tecido do espaço-tempo.

Fonte:
http://www.astronomy.com/news/2016/04/prepare-for-an-explosion-of-gravitational-wave-detections  

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Perdido em Marte e as críticas às explorações espaciais

Perdido em Marte é uma bela obra de ficção científica, mas como ocorre frequentemente em quase todo filme desse gênero, algumas situações fogem um pouco do que seria possível acontecer na realidade. Em alguns casos a intensão do diretor é tornar a trama mais interessante, a fim de prender a atenção do público.
No início do filme, a grande tempestade de areia, por exemplo, jamais poderia ter tido força semelhante à mostrada. Há também outras pequenas incoerências perceptíveis para alguns olhos mais exigentes, como a ausência dos efeitos que a gravidade bem menor de Marte provocaria nos movimentos e caminhadas dos astronautas. 

Algumas filmagens foram feitas em um local do sul da Jordânia, conhecido como Vale da Lua (foto). Os exploradores marcianos não aparentam ter um peso correspondente a 38% do que teriam na Terra. Para exemplificar, isto significa que uma pessoa de 70 kg teria a sensação de se movimentar como se tivesse apenas 27 kg em Marte.

Água e plantas

Algumas missões robóticas enviadas a Marte já encontraram sinais de água no subsolo marciano que poderia ser usada por astronautas para cultivar plantas, as quais serviriam de alimento e também para produção de combustíveis para os foguetes.
O satélite que orbita Marte desde 2006, chamado Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) da NASA, com sua poderosa câmera de alta resolução de imagens, mapeou o planeta, o que permitiu compreender melhor o relevo, o clima, a atmosfera e também os possíveis locais que poderiam indicar a presença de água. 
Na verdade, como ainda não há comprovação de que há uma quantidade de água que pudesse ser aproveitada suficientemente, no filme, fizeram com que o astronauta perdido optasse por obtê-la de outra maneira, a partir da hidrazina, um tipo de combustível usado em foguetes.

Radiação
O jipe Curiosity (imagem), que na época de seu lançamento, no final de 2011, foi tema de um post deste blog, levou consigo o detector RAD, projetado para medir a radiação do ambiente marciano.

O jipe Curiosity, que pousou em 2012 em Marte, levou um medidor da radiação do ambiente.

Esses dados são essenciais para a compreensão de como os astronautas precisariam estar protegidos ao fazer uma caminhada ao ar livre por lá. O protagonista do filme, Mark Watney, interpretado pelo ator Matt Damon, não poderia ficar tanto tempo exposto às radiações de Marte sem que corresse o risco de sofrer algumas sequelas, como câncer, por exemplo.

Naves, Habitações e Veículos 

O Curiosity, com massa de uma tonelada, foi o objeto mais pesado enviado a Marte até agora, e pensando no futuro, o laboratório JPL está desenvolvendo tecnologias para conseguir pousar cargas ainda maiores. Uma delas é o projeto do Desacelerador Supersônico de Baixa Densidade (foto).

O Desacelerador Supersônico de Baixa Densidade, durante as fases de testes e construção.

Trata-se de um grande disco que teria a função de inflar-se durante a entrada da atmosfera de Marte, aumentando o atrito e diminuindo a velocidade, para que os paraquedas pudessem resistir ao se abrirem, pousando com segurança um veículo grande, parecido com o do filme, e também equipamentos de uma estação habitável, ou nave tripulada, que é o objetivo futuro da NASA. O desembarque auto controlado do Curiosity em 2012 foi um marco importante no caminho para essa capacidade.

Comunicações
Além das missões espaciais a Marte, o JPL administra o Deep Space Network da NASA. Esta rede também seria usada para estabelecer comunicações vitais com a nave espacial através do sistema solar, e manter contato com os futuros astronautas em viagens entre a Terra e Marte.

Finalizando com uma reflexão

Diante das notícias recentes sobre as evidências de água em Marte, e da relação estabelecida com as condições que indicam a possibilidade de o planeta abrigar algum tipo de vida, mesmo que microscópica, vi no facebook uma certa crítica à procura por vida em Marte, sugerindo que deveríamos melhorar primeiramente as condições de vida existente em nosso próprio planeta. Veja a imagem. 

Eu concordo plenamente que poderíamos cuidar melhor de todos os seres vivos da Terra, mas o fato é que os gastos com as corridas espaciais correspondem a uma fração muito pequena do que se gasta, por exemplo, em armamentos de guerra que provocam uma quantidade enorme de refugiados que não encontram abrigos em outros países. Então, por quê não pensamos em procurar algum meio de parar de produzir ou financiar tantos armamentos de guerra? 
Além disso, por enquanto há uma certeza: o Sol, daqui a bilhões de anos, começará a se inflar, tornando-se uma Gigante Vermelha, queimando Mercúrio, Vênus e também o nosso planeta, e se resolvermos que devemos permanecer sempre aqui no nosso mundinho, fatalmente seremos uma espécie extinta. Isto sem falar do que pode acontecer muito antes disso, com o surgimento de catástrofes naturais, guerras, pragas ou mudanças repentinas no clima.  
Que tal, então,  pensarmos em explorar outros locais desde já?

Fontes:
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4731#martian-skip
http://idgnow.com.br/internet/2015/10/01/5-tecnologias-reais-da-nasa-que-estao-no-filme-perdido-em-marte/
http://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2015/10/9-erros-e-acertos-de-perdido-em-marte.html

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