A matéria e as forças. De que é feito o nosso mundo?

Para percebermos de que é feito o nosso mundo temos de descer de escala e entrar pequeno mundo das partículas. Desde há muito que se procuram os tijolos elementares do nosso Universo, a unidade fundamental da qual tudo é feito. No entanto não existe ainda um consenso acerca de qual a sua natureza, e não há certezas de que essa unidade fundamental realmente exista. Segundo o Modelo Padrão, compatível com todos os dados experimentais actualmente conhecidos, não existe apenas um tijolo mas sim quase uma centena de diferentes tijolos. Existe na realidade aquilo a que alguns físicos chamam “zoo de partículas”. Na realidade identificaram-se nos últimos nos aceleradores de partículas, a altas energias, quase tantas partículas como elementos químicos. Os físicos começaram a desesperar!
Segundo o Modelo Padrão as partículas fundamentais existentes no Universo podem dividir-se em dois grandes grupos: os fermiões, partículas constituintes daquilo a que chamamos matéria; e os bosões, partículas fundamentais que asseguram a transmissão das forças da natureza. Por sua vez a matéria pode ser agrupada em dois conjuntos, os quarks e os leptões. Os primeiros agregam-se para formar os hadrões, sendo os mais conhecidos o protão e o neutrão, os principais constituintes dos núcleos atómicos. Estes são constituídos por três quarks cada. Os leptões, ao contrário dos quarks, podem deslocar-se livremente. O electrão é o leptão mais conhecido, outros exemplos são o neutrino do electrão, o muão, o neutrino do muão, o tau e o neutrino do tau.
Os bosões, os responsáveis pela transmissão das forças, são o fotão (transportador da força electromagnética), o gluão (responsável pela força forte, que mantém os quarks unidos nos núcleos atómicos), o gravitão (que apesar de nunca ter sido observado, pensa-se ser o responsável pela transmissão da força da gravidade) e as partículas W+, W- e Z0 (responsáveis pela força fraca, que actua sobre os quarks e os leptões).

As partículas fundamentais do Modelo Padrão não se esgotam aqui, tendo sido por exemplo deixadas de fora as antipartículas destas partículas. Existem ainda outros modelos que prevêm outros tipos de partículas fundamentais com propriedades radicalmente diferentes, como é o caso das várias Teoria de Cordas. Aguardem novos "posts"!!

A Matéria (Lectures notes by I. Bars).

As Forças (Lectures notes by I. Bars).

Bibliografia:

L'Antimatière, Gabriel Chardin.

In Search of Susy, John and Mary Gribbin.

http://physics.usc.edu/~bars/135/LectureNotes/ElementaryParticles.html

http://omnis.if.ufrj.br/~leandro/divulga/cp/cp.html

Cosmobrain

Astronovas

A mancha de Júpiter

A mancha vermelha de Júpiter é um anticiclone com o triplo do tamanho da Terra, que dura há séculos!!?

http://pds.jpl.nasa.gov/planets/captions/jupiter/febgrs.htm

Links:
Hubble Heritage
SPACE.com

A Terra vista do espaço

Um blog sobre o Planeta Azul não poderia deixar de recordar a existência dos dois softwares que melhor a retratam (literalmente): o Google Earth e o NASA Worldwind.

O primeiro é mais uma iniciativa do Google, que na sua demanda para catalogar e tornar acessível tudo o que existe, decidiu lançar um programa que disponibiliza imagens de satélite de todo o planeta assim como as principais localidades e estradas de cada região e até a localização de epicentros de sismos, aparelhos vulcânicos. Nos Estados Unidos é ainda possível saber onde fica a caixa multibanco, o restaurante, aeroporto, bar, centro comercial ou o hotel mais próximo.
A resolução das imagens é variável, existindo zonas onde é possível distinguir carros na rua (normalmente as zonas mais habitadas) e outras onde um quarteirão de uma cidade ocupa pouco mais que um pixel. Há também a possibilidade de visualizar o terreno a 3D, com resultados bastante espectaculares em zonas onde a resolução das imagens é mais alta.

O Worldwind é uma iniciativa da NASA e foi o primeiro deste género de programas. Disponibiliza imagens do satélite LANDSAT 7 para todo o mundo e os ortofotomapas da USGS para o território Americano. Apesar de ser menos versátil e não permitir resoluções tão altas como o Google Earth fora dos Estados Unidos, o Worldwind apresenta uma cobertura muito mais homogénea do globo, incluindo ilhas remotas e zonas pouco povoadas e uma ferramenta que permite a visualização de fenomenos naturais recentes na superfície terrestre (erupções vulcânicas, tempestades de areia, incêndios, furacões, a sombra de eclipses, etc).

Ambos os programas não se esgotam nas caracteristicas enumeradas acima e são ferramentas extremamente úteis para as Ciências da Terra e não só. Para além de disponibilizarem as sempre úteis imagens da área em estudo, podem até permitir a selecção de novas zonas de interesse ou simplesmente uma espreitadela virtual a sitios onde sempre quisemos ir mas ainda não tivemos essa oportunidade.

Worldwind: tempestade de areia ao largo das Canarias

Worldwind: Mount Saint Hellen

Worldwind: Monte Fugi

Worldwind: Estrutura de Richat, Mauritânia

Google Earth: Himalaias

Google Earth: Baixa de Lisboa

Google Earth: Vale do Zêzere, Serra da Estrela

PS: O autor não se responsabiliza por uma eventual descida da productividade no trabalho devido ao uso destes programas.

Ditos

If you think education is expensive, try ignorance.
Derek Bok

I cannot teach anybody anything; I can only make them think.
Socrates

If you are planning for a year, sow rice; if you are planning for a decade, plant trees; if you are planning for a lifetime, educate people.
Chinese proverb

Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic.
Arthur C. Clarke

The strength in any movement is in knowledge and unity.
Anonymous

Hidratos de Metano, o que são?

O hidrato de metano é um sólido cristalino constituído por moléculas de metano rodeadas por uma cadeia de moléculas de água. Sendo em tudo semelhante ao gelo, expecto no facto de que a sua estrutura cristalina é estabilizada pela presença de moléculas de metano no interior da cadeia de moléculas de água.

Os Hidratos de Metano ocorrem um pouco por todo o planeta, principalmente nos oceanos e nos sedimentos polares (permafrost) onde a temperatura é suficientemente baixa e a pressão suficientemente alta para cristalizar o metano em hidrato de metano.

Talvez a propriedade mais impressionante dos Hidratos de Metano seja a sua capacidade de "arder", no sentido literal do termo. Pois quando lhes tocamos estes são praticamente indistinguíveis de blocos de gelo, extremamente frios e até mesmo molhados.

Qual a relação entre um Cubo 4D e o Tempo?

Se olharmos atentamente para o Cubo 4D, e depois de alguma confusão inicial, percebemos que na "realidade" se trata de dois cubos independentes nos quais os 8 vértices de cada um estão ligados por 8 vectores. Esses 8 vectores são elementos da quarta dimensão, são vectores temporais. Este exemplo é semelhante ao da circunferência que se desloca deixando para trás um tubo. Na verdade um Cubo 4D pode ser idealizado como um cubo 3D em movimento. Mas não quer dizer que o cubo se está a deslocar na realidade num espaço 3D, ele está sim a deslocar-se no tempo. Se tivermos um cubo em "repouso" em cima de uma mesa, ele continua sempre a deslocar-se no tempo. Podemos imaginar o tempo como um rio que flui com uma corrente muito forte, e o nosso Universo seria um barco a flutuar segundo a corrente. A questão é que, para nós o barco está fechado, não sendo possível termos a noção que estamos em movimento segundo a direcção da corrente, no nosso caso não temos a percepção de que estamos de facto a deslocar-nos ao longo de uma "corrente muito forte", a "flecha do tempo". Esta noção é muito importante. Nas três dimensões espaciais é sempre possível andar em duas direcções, para a frente e para trás, para a direita e para a esquerda e para cima e para baixo. No tempo apenas temos uma direcção em que nos podemos deslocar. Pelo menos ainda não se descobriu uma forma eficaz de nos deslocarmos para trás no tempo, o que não quer dizer que não seja possível*. Talvez seja por isso que não temos uma ideia intuitiva do tempo, por não o podermos controlar. Como tal não precisamos de nos preocupar no dia a dia com ele, em andar em diferentes direcções dentro dele. Preocupamos-nos apenas com o facto de que ele anda na realidade, é por isso que temos relógios. Não é de facto simples ter a percepção do tempo, mas a verdade é que ficamos descalços quando nos perguntam: afinal o que é o tempo? Podemos dizer: é a quarta dimensão! Mas a verdade é que é extremamente difícil ter noção do que isso representa. Com algum treino essa percepção pode ser atingida, e quando isso acontece, é das coisas mais magníficas e gratificantes que se pode alcançar nesta nossa insignificante existência.

*Os físicos definem por vezes um positrão como um electrão que anda para trás no tempo.

A Quarta Dimensão

O nosso cérebro facilmente confunde as dimensões. Veja-se por exemplo esta imagem.

M.C. Escher


Esta imagem é possível a 2 dimensões mas impossível a 3, o que cria confusão no nosso cérebro. O mundo em que vivemos tem 4 dimensões*. Um mundo com apenas 3 seria imóvel, seria como pôr o Universo em "pause", estaria congelado. É o tempo que permite o movimento, é o tempo que nos permite deslocar de um ponto para o outro. O vector que liga esses dois pontos é como uma quarta dimensão. É o movimento dentro do espaço 3D. Podemos imaginar-nos como um objecto tridimensional. Podemos centrar um referencial (x, y, z) na ponta do nosso nariz. Quando nos deslocamos, ou mesmo estando repouso (e este é o grande salto conceptual!), esse referencial desloca-se connosco, somos um objecto tridimensional a deslocarmo-nos num espaço de dimensão superior, um espaço quadrimensional (x, y, z, t). Sem o tempo, a quarta dimensão, esse deslocamento seria impossível. Se imaginarmos uma circunferência num espaço tridimensional, ela tem a forma comum a que estamos habituados. No entanto, essa mesma circunferência num espaço quadrimencional tem a forma de um tubo, pois essa circunferência deslocasse ao longo do tempo. Não percebemos a quarta dimensão porque estamos dentro dela, ou melhor, deslocamo-nos com ela. Para nós o tempo é sempre o conjunto de momentos instantâneos, como se de fotografias se tratassem, mas quando vimos alguns filmes, por vezes os objectos em movimento deixam um rasto, e aí é como se estivéssemos a ver na realidade a quarta dimensão. Vemos as trajectórias dos objectos ao longo do tempo, a quarta dimensão. Surge então aquilo a que Einstein chamou o "espaço-tempo", pois na realidade estas duas componentes são o nosso Universo indissociáveis.












* Na realidade, segundo a teoria das cordas (que defende que a unidade básica de tudo o que existe no Universo são cordas unidimensionais), pensa-se que o nosso Universo tem 11 ou mais dimensões. No entanto elas encontram-se enroladas sobre si próprias. Apenas três dimensões espaciais e uma temporal se estenderam após o Big-Bang. É como se quando ampliássemos brutalmente um ponto unidimensional, este, surpreendentemente, se transformasse numa esfera. Aparecem assim 3 novas dimensões minúsculas (neste exemplo daria um total de 9 dimensões 3x3=9; na realidade esses objectos minúsculos, que tratamos "habitualmente" como unidimensionais, têm eles próprios mais de três dimensões! ).

Links:
Higher Dimensions
Our Four Dimensions
4D Geometry
M.C.ESCHER

"...tudo se transforma"

Há quem olhe para o nosso planeta e diga sem qualquer dificuldade que as rochas são "seres mortos", sem vida. Bom, talvez seja dos meus olhos, mas eu vejo as coisas de maneira diferente.
Uma rocha tem muito mais para nos dizer do que julgamos. Para ser sincero, é como se fossem livros codificados, mas daqueles que nos interessam mais. Porquê? Porque nos contam a história da Terra e são pistas fundamentais para o futuro.

A resposta para esta visão ou para poder ler estas histórias, não se encontra numa consulta num bom oculista, mas sim numa viagem...

ciclo das rochas

Este é um dos muitos folhetos de possíveis viagens...não nossas, mas das rochas, desses objectos que não têm vida. O que é certo é que é por causa delas que existe Vida neste planeta. Por isso, habituei-me a olhar de fora para dentro e ver as rochas como uma ínfima parte da Terra, um ser vivo, em constante transformação.


Links:
Windows to the Universe
Earth Floor

Um Cubo com 4 Dimensões

http://www.cogsci.indiana.edu/farg/harry/phy/4Dsphere.htm

Sismologia

No dia 9 e 10 de Janeiro de 2006 ocorreram dois sísmicos ao largo da costa portuguesa. O primeiro deu-se às 16.40 e teve uma magnitude de 5.3, o segundo às 01.09 com uma magnitude 5.1. Os sismos tiveram origem a cerca de 2 km de profundidade na zona de fronteira entre as placas tectónicas Africana e Euroasiática, com epicentro a cerca de 470 km a Oeste do

Cabo de São Vicente. Os mecanismos focais indicam uma cinemática de desligamento (strike-slip). A fronteira de placas nesta área apresenta uma cinemática convergente com componente desligante, devido à convergência obliqua (aproximadamente NW-SE) da placa Africana em relação à placa Euroasiática. Esta convergência dá-se a uma velocidade aproximada de 5 mm por ano, sendo a causadora da maioria dos sismos sentidos na Europa.

Imagem e informação retirada de: http://www.emsc-csem.org/





Links:
IGN - Últimos Sismos
IM - Secção de Sismologia
USGS - National Earthquake Information Center
EMSC

Curiosidades: Cinco estados da matéria

Em 1995 cientistas* do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologias da Universidade do Colorado (EUA) descobriram o "Quinto Estado da Matéria", a Condensado de Bose-Einstein, prevista teoricamente por estes dois físicos em 1925. A temperaturas próximas do zero absoluto (-273ºC) o movimento dos átomos numa nuvem de gás quase cessa, passando estes a comportar-se como se de um único super-átomo se tratasse.

Nos anos 70 descobriu-se o "Quarto Estado da Matéria", o Plasma; estado que ocorre no interior das estrelas durante a fusão nuclear.

Os outros estados: Sólido, Líquido e Gasoso.

*Eric Cornell do NIST e Carl Wieman da Universidade do Colorado receberam o prémio Nobel da Física em 2001, juntamente com Wolfgang Ketterle do MIT, por terem descoberto o Condensado de Bose-Einstein, assim como algumas das suas propriedades.

Ver:
M. H. Anderson, J. R. Ensher, M. R. Matthews, C. E. Wieman, and E. A. Cornell, Observation of Bose-Einstein Condensation in a Dilute Atomic Vapor, Science 269, 198-201 (1995).


Links:
The Fourth State of Matter
NIST

O meu primeiro post

O meu primeiro “post”.

É com enorme prazer que “posto” pela primeira vez neste “blog”! A ideia subjacente à criação do mesmo foi provavelmente aquela que nos move como humanidade. A eterna curiosidade, necessidade de descobrir e de explicar o que observamos. Explicar porquê, como e onde estamos? Explicar o que somos, de onde viemos para onde vamos? É na ciência que encontramos grande parte das respostas que procuramos. O Homem é e sempre será apenas uma ínfima parte de um gigantesco ou mesmo INFINITO todo. Neste “blog” não nos centraremos no Homem, mas também não nos alargaremos demasiado ao Multiverso. A Terra será o nosso ponto de referência, olhando de dentro para fora e de fora para dentro. Olhando, preocupados, para dentro desta nossa única casa, mas nunca perdendo de vista a imensidão de espaço que existe lá fora.

Este “blog” será assim um espaço de divulgação, diálogo e debate científico, aberto a todos aqueles que queiram participar…

É com grande prazer que faço parte desta equipa.

O que nos aquece?

Parece que estamos a aquecer, é um facto.

http://eobglossary.gsfc.nasa.gov/Library/GlobalWarming/warming6.html

A grande questão é saber quais são as fontes deste calor, serão os gases com efeito de estufa? E será o Homem e o seu desenvolvimento industrial os principais responsáveis pela emissão destes gases? Ou serão os Vulcões?
É certo que este processo contribui para um aumento na poluição, mas será mesmo o principal responsável pelo Aquecimento Global?


Há quem não tenha dúvidas, mas há também quem não concorde com esta visão alarmante. Surge o debate. São encontrados outros responsáveis, como as variações de energia do próprio Sol, ou outras justificações, como a tendência Natural para este aquecimento, já que sempre assim foi na história da Terra.


E quais serão os verdadeiros efeitos deste aumento de temperatura? Será que o gelo polar vai mesmo derreter e aumentar o nível de água nos oceanos? Será que vamos passar a ter Verões cada vez mais quentes e Invernos cada vez mais frios?

A Terra sempre nos colocou desafios, sempre nos deixou a certeza de que nunca poderemos saber tudo sobre ela. Existirão sempre grandes questões, incertezas quanto à sua origem e evolução. O que não deixa dúvidas, é que é nela que habitamos, e é dela que recebemos a "dádiva" de estarmos Vivos.
Poderemos não ser os responsáveis por esta mudança. Se assim for, vamos poder descansar de novo e seguir as nossas vidas, coisa que nós, humanos, fazemos muito bem. Não importa muito se somos responsáveis pelas melhorias, o importante é não fazermos asneira, principalmente se isso nos vai incomodar.



links:
Earth Observatory
Global Warming Debate
EPA

Uma casa azul

Casa Azul:

Planeta Terra, Nº 3
149.600.000 Km Sol
Via Láctea

- 7 assoalhadas, em movimento
- 510.926.783 Km2
- Energia Solar
- Aquecimento Central
- Satélite