25 de fevereiro de 2018

Cientistas descobrem paradoxo do núcleo da terra

Os cientistas afirmam há muito tempo que o núcleo interno da Terra se formou há cerca de um bilhão de anos, quando ele passou por um grande crescimento. A bola de metal líquido no centro do nosso planeta rapidamente cristalizou devido à redução das temperaturas, crescendo constantemente para fora até atingir o diâmetro de aproximadamente 1.220 quilômetros que, acredita-se, possui hoje.

A questão é que, de acordo com um novo estudo, isso não é possível – ou, pelo menos, nunca foi facilmente explicado. No artigo, os pesquisadores dizem que o modelo padrão de como o núcleo da Terra se formou esquece de um detalhe crucial sobre como os metais cristalizam: uma queda obrigatória e maciça de temperatura que seria extremamente difícil de alcançar nas pressões do núcleo.

Um material deve estar em ou abaixo da sua temperatura de congelação para ser sólido. Porém, para que um líquido comece a cristalizar, é necessária uma dose extra de energia. Quando queremos fazer gelo, por exemplo, colocamos a água em um freezer. Mas para ela de fato congelar, leva algumas horas, a não ser que coloquemos ela em uma temperatura bem abaixo do seu ponto de congelamento (0ºC). Essa energia extra, chamada de barreira de nucleação, é o ingrediente que os modelos do núcleo interno da Terra não incluíam até agora.

Para superar a barreira de nucleação e começar a solidificar, o líquido deve ser resfriado bem abaixo do seu ponto de congelamento – o que os cientistas chamam de “super-resfriamento”.

Mas a barreira de nucleação para o metal – nas extraordinárias pressões no centro da Terra – é enorme.

“Todos, incluindo nós mesmos, pareciam estar deixando passar esse grande problema – que os metais não começam a cristalizar instantaneamente, a menos que haja alguma coisa que abaixe bastante a barreira de energia”, aponta Steven Hauck, professor de Ciências da Terra, Ambientais e Planetárias da Universidade Case Western Reserve, nos EUA.

“Com as pressões do núcleo, ele teria que arrefecer 726° C (ou 1.000° Kelvin) ou mais abaixo da temperatura de fusão para cristalizar espontaneamente do líquido puro”, disse Hauck ao site Live Science. “E isso é muito resfriamento, especialmente porque, no momento, a comunidade científica acha que a Terra resfria talvez cerca de 100° Kelvin (ou -170°C) por bilhão de anos”.

De acordo com este modelo, “o núcleo interno não deveria existir, porque não poderia ter sido super-resfriado naquela medida”, define o autor do estudo, Jim Van Orman, também professor de Ciências da Terra, Ambientais e Planetárias da Case Western. A barreira de nucleação do núcleo interno fundido, disse ele, deve ter diminuído de outra maneira.

Mas como?

Quando colocamos uma pedra de gelo em contato com água que está congelando, o congelamento acontece mais rápido. Isso ocorre porque o gelo diminui a barreira de nucleação. Em seu artigo, os pesquisadores propõem uma possibilidade parecida para o núcleo da Terra: talvez um pedaço maciço de metal sólido tenha se desprendido do manto e mergulhado no núcleo líquido. Como um cubo de gelo caído em um copo de água gelada lentamente, este sólido pedaço de metal poderia ter reduzido a barreira de nucleação do núcleo o suficiente para iniciar uma rápida cristalização.

O problema é que, para essa teoria estar certa, o pedaço de metal teria que ser gigantesco. “Para ser liberado no núcleo e, em seguida, fazer todo o caminho até o centro da Terra sem se dissolver, este pedaço teria que estar na ordem de cerca de 10 km de raio”, calcula Van Orman. Isso significa um diâmetro do comprimento da ilha de Manhattan.

“Algo aconteceu para diminuir a barreira de nucleação, permitindo que a cristalização ocorresse a uma temperatura mais alta. Os cientistas fazem isso no laboratório, adicionando um pedaço de metal sólido a um metal líquido ligeiramente super-resfriado, fazendo com que o material, agora heterogêneo, se solidifique rapidamente. Mas é difícil imaginar em uma escala de tamanho da Terra como isso poderia ter acontecido. Como um sólido de reforço de nucleação poderia ter encontrado seu caminho até o centro do planeta para permitir o endurecimento (e expansão) do núcleo interno”, diz Huguet.

“Se for esse o caso, precisamos descobrir como isso pode realmente ter acontecido”, diz Van Orman. “Por outro lado, há alguma característica comum dos núcleos planetários que não pensamos antes – algo que lhes permite superar essa barreira de nucleação?”, questiona. “É hora de toda a comunidade pensar sobre este problema e como testá-lo. O núcleo interno existe, e agora temos que descobrir como”
Fonte 

Estudos mostram os efeitos de uma provável quarta dimensão espacial

Agora, temos mais evidências para acreditar que existe, de fato, uma quarta dimensão espacial no universo.

Duas equipes de pesquisa diferentes conseguiram vislumbrar essa quarta dimensão através de um efeito conhecido como Efeito Hall Quântico.

Uma vez que tais experimentos dobram as leis da física, uma boa parte deles é teórica e muito complexa, se utilizando da famigerada mecânica quântica.

As equipes

Os artigos sobre os estudos foram publicados na prestigiosa revista científica Nature.
O da equipe europeia pode ser lido aqui, e envolveu membros da Universidade de Munique Ludwig-Maximilians e da Sociedade Max Planck (Alemanha), da Universidade de Trento (Itália), da Universidade de Birmingham (Reino Unido) e do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (Suíça).
O da equipe americana pode ser lido aqui, e envolveu membros da Universidade de Pittsburgh (EUA), da Universidade da Pensilvânia (EUA), do Instituto de Tecnologia Holon (Israel) e do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (Suíça).

Os experimentos

Os pesquisadores das duas equipes trabalharam com configurações especialmente desenhadas em dimensões mais baixas para poder conjeturar essa quarta dimensão espacial.

Em outras palavras, da mesma forma que um objeto 3D lança uma sombra 2D, os cientistas conseguiram observar uma “sombra 3D” potencialmente lançada por um objeto 4D – mesmo que não pudessem ver diretamente o próprio objeto 4D.

Graças a alguns cálculos bastante avançados, que ganharam o Prêmio Nobel de Física em 2016, sabemos que o Efeito Hall Quântico aponta para a existência de uma quarta dimensão espacial.

O que essas novas experiências fazem é dar-nos uma imagem dos efeitos que esta quarta dimensão poderia ter.

As configurações

A configuração da equipe europeia envolveu átomos esfriados perto do zero absoluto e colocados em uma rede 2D através de lasers.
Com a adição de lasers extras, a equipe foi capaz de implementar uma “bomba quântica” para excitar os átomos presos e movê-los.

Pequenas variações nesses movimentos foram detectadas pelos pesquisadores, exatamente como esperado pelo Efeito Hall Quântico em 4D, o que levanta a possibilidade de que uma quarta dimensão espacial pode ser de alguma forma acessada.

O experimento americano também utilizou lasers, desta vez para controlar a luz, que fluía através de um bloco de vidro. Ao manipular a luz para simular o efeito de um campo elétrico sobre partículas carregadas, novamente as consequências de um Efeito Hall 4D puderam ser observadas.

A busca continua

Os estudos são promissores, mas preliminares.

Não podemos acessar fisicamente este mundo 4D – estamos presos no espaço 3D -, mas os pesquisadores creem que a mecânica quântica pode de alguma forma nos dar uma visão dele, aumentando assim nossa compreensão limitada do universo.

Pense o seguinte: é como se fôssemos personagens de videogames de uma plataforma 2D, e de repente pudéssemos acessar uma parte 3D do jogo. Nossa perspectiva permaneceria em 2D, mas, à medida que nos movêssemos, veríamos distorções conforme o mundo 3D fosse “dobrado” em um plano 2D.

O mesmo tipo de distorções foi visto nesses experimentos, sugerindo um mundo 4D maior do que podemos ver agora.

Os pesquisadores ainda têm muito trabalho pela frente. Apesar de não podermos fazer uma viagem a essa quarta dimensão espacial, pelo menos temos mais evidências de que ela está aí, e uma melhor ideia de como funciona.

21 de fevereiro de 2018

Uma janela para o passado

Autor: Rodrigo Stenio

No Cosmo de quatro dimensões, as estrelas reluzem no passado
Análise breve da mudança e da luminosidade dos astros no universo.

Quem vê a luz dos grandes astros situados nas galáxias vizinhas não imagina que eles podem já estar mortos.

Todos nós conhecemos a regra número um do tráfego do universo – nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz. E ela é de 299,792.458 metros por segundo.


Mas por que é assim?

Antes de 1600 a maioria das pessoas presumia que luz se movia instantaneamente. Galileu foi um dos primeiros a pensar que a luz viajava a uma velocidade finita.

Em 1638 ele tentou medi-la. Ele e um assistente subiram no topo de montanhas distantes, com lanternas cobertas. A ideia era que assim que o assistente de Galileu visse o flash, ele descobriria sua lanterna. Galileu mediria então quanto tempo levou para ver o flash de retorno. O experimento fracassou miseravelmente! Para ter sucesso, Galileu seria obrigado a registrar uma diferença de tempo de microssegundos. Ele não tinha tal dispositivo de medição de tempo e seu tempo de reação seria muito mais lento do que ele.

Destemido, Galileu concluiu que o movimento da luz, “se não for instantâneo, é extraordinariamente rápido”.

Mas não muito tempo depois, em 1676, tivemos uma estimativa razoável da velocidade de luz vinda de um jovem astrônomo dinamarquês chamado Ole Römer. Uma das maneiras dos marinheiros no mar verificarem seus relógios era observando o eclipse de Júpiter por sua lua Io. O tempo que Io levava para fazer um circuito completo em torno de Júpiter havia sido medido em 1,769 dias. No entanto, havia um pequeno problema.

Römer observou que o tempo entre os eclipses variavam um pouco dependendo da época do ano. Às vezes, quando a Terra estava se afastando de Júpiter, o tempo entre os eclipses de Io aumentava gradualmente; à medida que se aproximava o tempo diminuía. O efeito cumulativo significava que os tempos previstos poderia conter um erro de mais de 10 minutos.
Römer percebeu que suas observações poderiam ser explicadas pela distância variável entre Júpiter e Io, e a Terra. Os tempos diferentes para a órbita de Io refletia as diferentes distâncias que a luz tinha que viajar. Isso também permitiu que Römer estimasse a velocidade da luz como 214,000 km/s. Nada mal!

 A primeira medição experimental da velocidade da luz veio 150 anos depois com Hippolye Fizeau. Ele criou um engenhoso avanço sobre o método de Galileu. Em seu experimento, um feixe de luz foi projetado em uma roda dentada de rotação rápida. Os dentes da engrenagem girando cortavam a luz para cima em pulsos muito curtos. Esses pulsos viajaram cerca de 8 quilômetros até onde Fizeau tinha um espelho alinhado posicionado cuidadosamente. Na viagem de volta, o pulso de luz refletido só poderia chegar até Fizeau pela passagem de volta através de uma das lacunas na roda dentada.

Ok. Nós sabemos que a luz viaja numa velocidade finita. Mas por que ela é finita?

Essa questão deu a Albert Einstein um tempo para pensar. Se a luz tem uma velocidade finita, o que acontece se você prender uma tocha na frente de um foguete? A luz vinda dessa tocha estaria viajando mais rápido que a velocidade da luz? Einstein intrigado com essa questão fez vários “Gedakens” (experimentos mentais) e trouxe uma ideia maluca: o movimento de um objeto deve de alguma forma deixar o tempo mais lento. O tempo já não era mais uma constante e assim nasceu a relatividade.

Muitas experiências testaram cuidadosamente as previsões de Einstein.

Em 1964, Bill Bertozzi no MIT acelerou elétrons a uma série de velocidades. Ele então mediu sua energia cinética e descobriu que a medida que suas velocidades aproximavam-se a velocidade da luz, os elétrons se tornavam mais e mais pesados – até o ponto que se tornavam tão pesados que era impossível fazê-los ir mais rápido. A velocidade máxima que ele poderia fazer os elétrons viajar antes de se tornarem demasiado pesado para acelerar ainda mais? A velocidade da luz.

Em outro teste crucial, os físicos Joseph Hafele e Richard E. Keating colocaram relógios atômicos de césio super-precisos sincronizados em várias viagens ao redor do mundo em voos comerciais. Após a jornada, todos os relógios em movimento discordaram entre si e com o relógio de referência no laboratório. O tempo correu mais lentamente assim como Einstein previu. Quanto mais rápido algo viaja, mais massivo ele se torna e o tempo passa mais devagar – até você finalmente chegar na velocidade da luz, nesse ponto o tempo para completamente. Então nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz.
Aliás, da próxima vez que você usar seu smartphone esteja ciente que os satélites GPS orbitando a Terra levam em conta a desaceleração do tempo (dilatação do tempo). Desative essas correções relativística e o mundo moderno pode estar perdido para sempre.

Roger Rassool é um físico de partículas da Universidade de Melbourne. Seus programas de divulgação tem atraído uma nova geração para as maravilhas da física.

Há muito tempo, a humanidade sonha com velocidades indescritíveis e além de nossa própria imaginação, segundo o que já lemos acima, salvas algumas poucas exceções que veremos mais à seguir, nada pode “andar” no Universo com velocidade maior que a da luz: 300.000 quilômetros por segundo. Assim, todas as informações que nos chegam são de coisas que já aconteceram há bastante tempo.
Esse efeito da teoria da Relatividade de Einstein é bem pequeno na escala humana; em geral, não e preciso levá-lo em conta. Por exemplo, numa corrida de formula 1 realizada no Japão, retransmitida pela tevê, nós só ficamos sabendo o resultado 7 centésimos de segundos depois das pessoas que vêem a corrida ao vivo. Mas na escala astronômica o efeito tem impacto profundo. Se o Sol se apagar, só ficaremos sabendo disso 8,3 minutos mais tarde. 

Estaremos vendo Alfa Centauri como ela era a quando o Muro de Berlim ainda estava de pé. Quem olha para o Cruzeiro do Sul, vê a Intrometida como ela era nos tempos do imperador Dom Pedro I; vê Delta Crucis como era quando o sábio italiano Galileu morreu, em 1645; e Mimosa como era quando Cabral chegou ao Brasil. Em suma, estamos vendo o Cruzeiro não só no espaço mas também no tempo. E não é pouca coisa: suas cinco estrelas mais brilhantes formam um sanduíche de quase quatro séculos. Elas já não estão na posição que aparentam, nem sua luminosidade é a mesma. Mesmo assim, as mudanças físicas dos astros acontecem em escala de tempo muito superior a quatro séculos: nesse período, a imagem do Cruzeiro permanecerá praticamente a mesma. De fato, já enxergamos milhões de vezes mais “longe” que quatro séculos, cobrindo períodos tão longos que as estrelas têm tempo de percorrer várias fases de sua vida. 

Uma estrela de massa equivalente a 30 vezes a do Sol, por exemplo, vive cerca de 2 milhões de anos. Assim, todas as estrelas com mais de 30 massas solares que vemos na vizinha galáxia Andrômeda, distante 2 milhões de anos-luz, já estão mortas. Quanto mais distante a galáxia observada, tanto mais estrelas já morreram. Em outras palavras, quando mais longe olhamos, mais estamos vendo a galáxia como elas eram no passado, ou seja, mais jovens. Se quisermos saber como era o Universo em sua infância, é só olhar bem longe, em qualquer direção. A cerca de 1 bilhão de anos-luz, vemos galáxias que, além das estrelas, tem uma outra fonte de luz muito poderosa no centro. São as galáxias com núcleos ativos, como as galáxias de Seyfert e as radiogaláxias. Da fonte central sai um jorro de luz e de matéria a altíssima velocidade, percorrendo milhões de anos-luz através do espaço intergaláctico. Esse tipo de fonte de energia gera mais Luz que todas as estrelas de uma galáxia juntas.

Quanto mais longe olhamos (mais no início do Universo), tanto mais luminosas são as fontes centrais de energia. Para lá de 10 ou 15 bilhões de anos- luz, o Universo é predominante iluminado por fontes de luz desse tipo, que ofuscam por completo as estrelas à sua volta. 

São os quasares, galáxias bebê. Alguns, como o OQ172, têm apenas um quarto de idade do Universo. Percorrendo o espaço a partir dos quasares, em nossa direção, podemos acompanhar todos os estágios de evolução das galáxias. A poderosa fonte central de energia se enfraquece; parecem as estrelas. Mas alguns bilhões de anos a fonte central se apaga quase completamente; as galáxias ficam mais velhas como a nossa. 

As luzes do Universo em nossa vizinhança já se tornaram bem fracas. Mas, em sua própria vizinhança, os quasares também estão, hoje, bilhões de anos mais velhos. Um hipotético habitante do OQ 172, por exemplo, vive agora numa galáxia normal. Se ele olhar para o fundo do céu, verá a Via Láctea em sua infância e dirá: “Olha lá um quasar!”.

Por isso dizemos que observar o cosmos e todos os seus astros e fenômenos, é como olhar para o passado!

Mais rápido que a luz

O táquion, partícula hipotética, alimenta o sonho de inúmeros cientistas de superar o limite universal de velocidade, sem violar a Teoria da Relatividade. O centro das dificuldades é uma dedução de que um objeto capaz de superar a velocidade da luz também pode viajar para o passado.

No século XIX, algumas pessoas acreditavam que nunca seria possível viajar mais rápido que o som, acima de 331 metros por segundo, ou 1192 quilômetros por hora. Até que em 1947 o piloto americano Charles Yeager quebrou essa barreira a bordo do avião foguete Bell XS-1. Essa história é às vezes usada para se argumentar que não existem limites à velocidade: com tecnologia adequada qualquer tipo de barreira cairia. A velocidade da luz, no entanto, constitui um limite físico inexpugnável. 
Deslocando-se no vácuo a 299 000 quilômetros por segundo, a luz não é apenas muitíssimo mais rápida que o som. Na verdade, ela não pode ser superada, por princípio, não importa o quanto se aperfeiçoem as tecnologias.

Em vista disso, o que significa dizer que algo é mais veloz que a luz? A resposta é um mundo de paradoxos, no qual o próprio sentido do tempo pode se inverter – a ponto de uma pessoa poder conversar consigo mesma no passado. Para isso, ela teria que enviar suas mensagens por meio de certas partículas hipotéticas, os táquions (termo grego que quer dizer “rápido”). É o que relata o professor e divulgador cientifico inglês Paul Davies, no texto a seguir:

“A ideia de que existe uma barreira ao deslocamento dos coros nasceu com a Teoria da Relatividade de Einsten, publicada em 1905. Seu princípio central pode ser compreendido a partir de uma experiência real que analisa pulsos de rádio (tanto o rádio quanto a luz são formas de ondas eletromagnéticas e se deslocam com a mesma velocidade). Tais pulsos são emitidos, por exemplo, por um objeto situado na constelação Monoceros, a cerca de 16 000 anos-luz da Terra. Trata-se de um pulsar binário, formado por duas estrelas altamente compactas, ou estrelas de nêutrons, que giram uma em torno da outra. A gravidade que liga as duas estrelas é tão forte que elas percorrem suas órbitas a 200 quilômetros por segundo, ou 0,1% da velocidade da luz.

A cada 59 milésimos de segundo uma das estrelas emite um sinal de extraordinária regularidade – como o tique-taque de um relógio superacurado – que pode ser monitorado a partir da Terra. Ao girar em torno de seu companheiro, um pulsar as vezes se aproxima um pouco da terra e às vezes se afasta. Assim, pode-se ficar tentado a pensar que a velocidade dos pulsos é maior durante a aproximação do que durante o afastamento. Mas, se fosse assim, os pulsos mais rápidos alcançariam os mais lentos, ao longo dos 16 000 anos-luz de viagem até a terra. Bastaria uma minúscula diferença de velocidade para misturar os sinais de maneira complicada.

Como nada disso acontece, essas observações continuam a trazer a confirmação direta do princípio relativístico de que a velocidade da luz é independente do movimento do observador ou da fonte de luz. E tem uma consequência imediata sobre a possibilidade de uma viagem mais rápida que a luz: obviamente, se a rapidez com que a luz passa não é afetada pelo movimento de uma pessoa, esta nunca poderá alcançar aquela. É interessante imaginar o que aconteceria se um foguete partisse da terra em perseguição a um raio luminoso. Quando se liga o motor, a nave acelera e sua velocidade começa a aumentar. À primeira vista, nada impede que o motor continue a acelerar o foguete até a velocidade se tornar maior que a da luz.

Como enviar mensagens ao passado

Mas há um impedimento. Um observador na terra veria a nave acelerar, inicialmente, mas depois de certo tempo perceberia que a aceleração não corresponderia ao esforço do motor. À medida que se aproximasse da velocidade da luz, seria preciso gastar mais e mais combustível para conseguir um aumento cada vez menor de velocidade. O observador observa esse fato como um contínuo aumento da massa da nave, que cresce sem limite ao se aproximar da velocidade máxima do universo. A massa extra torna o foguete mais resistente à aceleração, e nenhum acréscimo no impulso o faria atingir aquela velocidade.

Não há aparelho em condições de realizar tal teste, mas é possível acelerar partículas subatômicas a uma velocidade quase igual à da luz. E isso realmente mostra que não se pode acelerar um objetivo material além da barreira da luz. Mas, a Teoria da Relatividade não faz restrição a objetos que sejam sempre mais velozes que a luz. Daí a ideia dos táquions – partículas cuja velocidade nunca é inferior à da luz. Portanto, eles também obedecem ao limite de movimento, mas no sentido inverso ao usual.

Se os táquions existem, dever ter propriedades estranhas. As partículas comuns, por exemplo, têm mis energia quando se deslocam mais velozmente; os táquions, em vez disso, têm menos energia. De modo que, se um deles perder energia, será acelerado e se tiver energia zero, sua velocidade será infinita. Ele cruzará o Universo instantaneamente! Isso porque o conceito comum de massa não se aplica a essas partículas, que têm o que se chama de massa imaginária, no jargão técnico. Enquanto é preciso gastar energia, ou realizar trabalho, para acelerar massas comuns, deve-se realizar trabalho para desacelerar um objeto taquiônico.

O simples fato de a natureza permitir a existência dos táquions, no entanto, não significa que eles efetivamente existam. Resta saber se eles são reais ou mera hipótese. E, caso sejam reais, onde se deveria procurá-los? Uma possibilidade é o Big Bang, a grande explosão que deu origem ao Universo. Foi no Big Bang afinal, que se produziu toda a matéria comum. Talvez a tórrida fase primordial do Cosmo tenha deixado resíduos taquitônicos que se espalharam posteriormente pelo espaço. Os astrônomos estão convencidos de que o espaço contém muita matéria sob forma desconhecida; é intrigante a sugestão de que parte dela esteja em forma taquitônica.

Para testar essa possibilidade, é preciso saber como os táquions se comportam em um Universo em expansão. Um gás comum, por exemplo, torna-se mais frio quando se expande e isso significa que uma molécula qualquer do gás está em agitação caótica, mas aos poucos se aquieta. Na verdade, a expansão reduz sua energia: não é por outro motivo que o intenso calor do Big Bang se diluiu. Um gás de táquions também perde energia, mas deve-se ter em mente que isso acelera, em vez e aquietar tais partículas. Assim, tal gás se aquece a uma taxa crescente ao longo da expansão. Quando se chega à energia zero, a velocidade se tona infinita e as partículas deixam de existir abruptamente.

Esse súbito desaparecimento pode se melhor ilustrado em um diagrama de espaço-tempo, no qual uma partícula, ou uma pessoa, aparece como uma linha mais ou menos inclinada na direção vertical. Se a pessoa está parada, a linha é totalmente vertical, indicando que apenas o tempo passa – se a pessoa está em movimento, à linha se desloca também na horizontal, indicando mudanças e posição no eixo do espaço. Seguindo esse raciocínio, vê-se que, quanto maior a velocidade, maior é o avanço para a direita e maior a inclinação da linha. O limite é a velocidade da luz (ou das partículas de luz, os fótons). Inclinada de 45 graus, essa linha corre a igual distância dos dois eixos.

Partículas mais rápidas que a luz, como os táquions, tem angulo mais acentuado que 45 graus e tendem a ficar horizontais quando a velocidade se aproxima do infinito. É como se estivesse simultaneamente em muitos lugares e o tempo não passasse para elas. Diz-se então que tais partículas deixam de existir no espaço-tempo e esse é o efeito que a expansão do Universo tem sobre elas: encurva suas linhas até a horizontal, quando deixam de existir. Caso tenha sido este o destino de todos os táquions produzidos pelo Big Bang, a maior esperança de encontrá-los é numa experiência de física de partículas. Em 1974 um grupo de pesquisadores da Universidade de Adelaide, Austrália, registrou o trajeto de uma partícula em tempo tão curto que só poderia ter sido feito em velocidade superior à da luz. A partícula foi vista em raios cósmicos – criados na alta atmosfera pelo choque de núcleos atômicos vindos do espaço. Apesar disso, todas as tentativas posteriores deram resultado negativo. Daí o atual ceticismo dos físicos, agravado por obstáculos de ordem teórica e também filosófica.

O centro das dificuldades é uma dedução da Teoria da Relatividade de que um objeto capaz de superar a velocidade da Luz também pode viajar para o passado. O diagrama de espaço-tempo ajuda a entender por quê. Desta vez, no entanto, é preciso desenhá-lo do ponto de vista do observador que está em movimento, que se pode batizar de João. Vale à pena comparar esse diagrama com os anteriores, desenhados do ponto de vista do observador imóvel, batizado José. O primeiro ponto relevante é que a linha da luz não se altera em obediência ao preceito relativístico de que sua velocidade não muda se o observador está em movimento.

As outras linhas ficam mais inclinadas para a direita, mas o segundo ponto importante é que, ainda assim elas continuam limitadas pela linha da luz. As linhas de movimento mais vagaroso que o da luz ainda estão mais próximas do eixo do tempo, e aquelas de movimento mais rápido, mais próximas do eixo do espaço. Assim, o movimento relativo dos observadores não poderia transformar uma partícula comum em táquion. Mas nota-se algo estranho com as linhas deste último: a que é vista por José inclina-se para cima e a outra, para baixo. O problema e que o tempo corre para cima no diagrama.

Tal possibilidade cai como uma bomba sobre a ideia de causa e efeito. Basta imaginar que essa última linha mostra o táquion entre um canhão de partículas e um alvo que explode ao ser atingido. Então, do ponto de vista de João, o alvo explode antes de o canhão ser disparado! Também se pode interpretar essa situação dizendo que a explosão do alvo é a causa do disparo – e não seu efeito. De uma maneira ou de outra, eventos que são aceitáveis para o observador imóvel, parecem bizarros aos olhos de que se move. Tais possibilidades inspiram paradoxos divertidos ou tormentos metafísicos, dependendo da inclinação pessoal de cada um.

Num enredo possível, os personagens trocam enganosos sinais taquiônicos entre si. Nesse caos, não há nada demais do ponto de vista de quem envia a primeira mensagem. José por exemplo, pensará que João recebe o sinal depois de ser enviado. Mas João pode não concordar: se ele retrucar à mensagem recebida, a resposta pode chegar ao destinatário antes de este enviar o sinal original. Ou seja, por intermédio, de João, José Poe até mandar um recado para si mesmo – mas no passado. Que atitude se deve tomar diante de tais incongruências? Os escritores de ficção científica ficam deliciados.

Para muitos dos físicos profissionais, porém, os paradoxos do tempo impugnam por completo o conceito de táquions. Uma maneira de evitar dilemas seria isolar tais partículas do mundo convencional. Desde que não se procure agir ou exercer controle sobre elas, não há por que pensar em paradoxos. Uma conclusão, pelo menos, parece certa? Embora conduza a possibilidades difíceis de compreender, a existência os táquions não viola as leis da natureza. Então, talvez se possa invocar a seu favor uma curiosa regra informal da ciência: se algo não é estritamente proibido, a natureza tende a produzi-lo, de uma forma ou de outra. Não deve causar surpresa se um dia alguém surgir com evidencias desse estranho viajante do espaço-tempo”.

A primeira e única pista dos táquions surgiu em 1794 numa “chuva” de raios cósmicos”.

Partícula "mais veloz que a luz" pode ser revolução na física

Estudiosos dizem que se a velocidade for confirmada, essa partícula pode provar que é possível viajar no tempo

Cientistas de ponta disseram que a descoberta de partículas sub-atômicas que viajam mais rápido que a velocidade da luz poderia obrigar uma ampla reavaliação das teorias sobre a composição do cosmos, caso seja independentemente confirmada.

Jeff Forshaw, professor de física de partículas na Universidade de Manchester, na Grã-Bretanha, disse à Reuters que os resultados, se confirmados, poderiam significar que é possível teoricamente "enviar informações para o passado". 

"Em outras palavras, a viagem para o passado poderia ser possível... (apesar de que) isso não significa que estaremos construindo máquinas do tempo em qualquer momento próximo."

O instituto de pesquisa CERN, localizado perto de Genebra, na Suíça, confirmou em uma coletiva de imprensa de mais de uma hora que medições feitas durante três anos revelaram que neutrinos injetados em um receptor em Gran Sasso, na Itália, haviam chegado em média 60 nanossegundos mais rápido do que a luz teria feito -- uma diferença minúscula que poderia, no entanto, minar a Teoria da Relatividade de Albert Einstein, de 1905.

"Afirmações extraordinárias exigem provas extraordinárias, e essa é uma afirmação extraordinária", disse o eminente cosmologista e astrofísico Martin Rees à Reuters.

"É prematuro comentar sobre isso", disse o professor Stephen Hawking, o físico mais conhecido do mundo, à Reuters. "Mais experimentos e esclarecimentos são necessários."

A professora Jenny Thomas, que trabalha com neutrinos no Fermilab, rival do CERN localizado em Chicago, nos EUA, comentou: "O impacto dessa medição, se estiver correta, seria enorme."

O diretor de pesquisa do próprio CERN, Sergio Bertolucci, disse que se as descobertas forem confirmadas -- e ao menos dois laboratórios separados devem começar a trabalha nisso no futuro próximo -- "poderá mudar nossa visão da física".

O alto nível de cautela é normal nas ciências, onde qualquer coisa que poderia ser uma descoberta inovadora, especialmente aquelas que poderiam romper com pensamentos estabelecidos há muito tempo, é em princípio, sempre verificada e reconfirmada por outros pesquisadores.

Em comentário divulgado pela CERN, o laboratório mais avançado do mundo em pesquisa de partículas, Bertolucci enfatizou esse princípio.

"Quando uma experiência descobre um resultado aparentemente inacreditável e não consegue encontrar nenhum artefato de medição para explicar isso, é normal que se tenha maior escrutínio... é uma boa prática científica", afirmou.

As medições foram publicadas no site de pesquisas científicas http://arxiv.org/abs/1109.489 7.

A descoberta poderá abrir as portas para intrigantes possibilidades teóricas.

"A velocidade da luz é uma velocidade cósmica limite e existe para proteger a lei de causa e efeito", disse o professor Forshaw.

"Se algo viaja mais rápido do que a velocidade cósmica limite, então se torna possível enviar informações para o passado -- em outras palavras, a viagem para o passado poderia se tornar possível. No entanto, isso não significa que estaremos construindo máquinas do tempo em algum momento próximo -- existe um grande abismo entre a viagem no tempo de um neutrino e a viagem no tempo de um ser humano.

Partícula fantasma

A equipe do CERN, que está trabalhando em um experimento denominado OPERA, injetou neutrinos -- muitas vezes chamados de partículas fantasma porque conseguem atravessar matéria, e corpos humanos, sem serem percebidos -- do CERN, na Suíça, 730 quilômetros até Gran Sasso, ao sul de Roma. A experiência não tem qualquer relação com o Grande Colisor de Hádrons (na sigla em inglês, LHC) construído no CERN para tentar reproduzir o instante da criação do Universo

Ao longo de três anos, e de 15 mil "eventos" neutrinos, um enorme detector no centro italiano, localizado profundamente debaixo de rochas montanhosas, registrou o que o porta-voz do OPERA, Antonio Ereditato, descreveu como sendo descobertas "espantosas".

Ele disse que sua equipe tinha alta confiança de que haviam realizado as medições corretamente e excluiu qualquer possibilidade de influência externa, ou artefatos, que poderiam ter afetado o resultado.

"Meu sonho agora é que outros colegas descubram que estamos certos", acrescentou.

Segundo a Teoria da Relatividade Especial de Einstein, que fundamenta a atual visão sobre o funcionamento do universo, nada pode viajar mais rápido do que a luz -- 300 mil quilômetros por segundo -- porque sua massa se tornaria impossivelmente infinita.

A teoria de Einstein foi testada milhares de vezes nos últimos 106 anos e apenas recentemente houve pequenos indícios de que o comportamento de algumas partículas elementares de matéria podem não seguir a teoria.

Esses indícios foram detectados no ano passado pelo experimento MINOS, do Fermilab, com neutrinos -- mas, diferente daqueles do OPERA -- estavam dentro da margem de erro.

Thomas, do Fermilab, que deve participar dos experimentos MINOS para confirmar as medições feitas entre CERN e Gran Sasso, disse que se estiverem certos "causaria uma reviravolta em tudo o que pensávamos que entendíamos sobre a relatividade e a velocidade da luz."

Ereditato, um físico que também trabalha no Instituto Einstein na Universidade de Berna, disse que o impacto potencial para a ciência "é muito enorme para fazer conclusões imediatas ou tentar interpretações físicas".

Também sem alegar uma descoberta científica verdadeira antes que outros pesquisadores pudessem confirmá-la, ele disse que o neutrino, cuja existência foi confirmada em 1934, "ainda está nos surpreendendo com mistérios".

Blogueiros na área da ciência disseram que a partícula pode estar entrando e saindo de dimensões, como previsto pela controversa teoria das supercordas de como o cosmos funciona.

"Apenas quando a poeira baixar finalmente poderemos nos atrever a fazer qualquer conclusão firme", disse o professor Forshaw. "É de natureza da ciência que para cada descoberta nova e importante, haverá centenas de alarmes falsos. 

De qualquer maneira, os avanços estão surgindo e os estudos nunca param...hoje de forma lícita e registrada, existem mais de 6.800 cientistas em todo o mundo, pesquisando sobre os assuntos acima citados. Vai ser muito comum à partir de agora que visualizemos muitos sites e blogs, dizendo que já foi comprovado a existência de velocidades superiores à luz, isso como visto, não está de todo errado, mas daí a dizer que viagens no tempo já são plausíveis e que podemos criar tecnologias capazes de ultrapassar essa velocidade da luz, ainda é pura conjecturação! Vale lembrar que estamos falando apenas em partículas sub atômicas, dentro de equipamentos extremamente estruturados, em experimentos que duram pouco tempo, fora isso, ao menos para mim e toda a academia científica, qualquer resultado comentado, cujo experimento não seja apresentado, bem como todos os dados colhidos que o validem, também sejam apresentados, não passa de falácia e pseudo ciência!

Por enquanto apenas podemos dizer que abrimos uma janela ao passado, mas ainda não podemos acessá-la de forma direta, apenas podemos observar, medir, configurar, qualificar, quantificar, colher dados e criar conhecimentos que em nosso futuro, talvez até próximo, nos traga possibilidades incríveis...até lá, ou lidamos com fatos, ou lidamos com anseios...eu também gostaria que já estivéssemos muito mais avançados e capazes de realizações tecnológicas incríveis! Mas gostaria que o grau de interesse das pessoas, acerca da evolução tecnológica, fosse tão intenso quanto à busca pela evolução espiritual, ética e moral.

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