João Magueijo…“Mais rápido q’a velocidade da Luz”

“Em todo caso, é de se notar que a velocidade da luz permanece a mesma ao se compor com a velocidade de expansão. A resultante  para um hipotético observador…’de fora’…do espaçotempo…  é que se tornaria superliminar.”

magueijo-livro

Pode não ser muito claro para um leigo porque a inflação resolve os ‘problemas cosmológicos’. Será – talvez, ainda menos óbvio por que razão é tão difícil resolvê-los… sem recorrer à inflação… — Para um cosmólogo… porém — a dificuldade principal estava exatamente aí…  —  que não houvesse alternativa…  —  o que era altamente irritante.

A experiência de Michelson e Morley mostrou que a luz sempre se desloca…teimosamente, à mesma velocidade. Isto quer dizer que — se eu pedir a vários observadores, em movimento — relativamente…uns aos outros — que meçam a velocidade de um raio de luz, todos obterão o mesmo valor!

A teoria da ‘relatividade restrita‘ de Einstein, de 1905 surgiu, em parte, como resposta a este resultado espantoso. Einstein percebeu que, para c ser constante, outra coisa teria de ser abandonada. Esta outra coisa era a ideia de espaço e tempo – universais e imutáveis. Para Einstein, o espaço e o tempo (espaçotempo) podia dobrar-se, dilatar-se e encolher, em função do movimento do observador em relação ao objeto observado… A única propriedade imutável do universo seria a velocidade da luz.

Especificamente – comecei a pensar no que aconteceria se a velocidade da luz tivesse sido maior no universo primordial do que é agora. Para minha grande surpresa, verifiquei que esta hipótese parecia resolver alguns problemas cosmológicos — sem recorrer à ‘inflação’. — Era como se os enigmas do universo saídos do ‘big bang’ nos dissessem precisamente isso… que a velocidade da luz tinha sido muito maior no universo primordial, e que era preciso construir a física fundamental sobre uma base mais rica do que a ‘relatividade’.

Atualmente…a Variable Speed Light (VSL) deixou o seu ‘berço’ cosmológico, sendo aplicada a outros problemas. Trabalhos recentes mostram que a VSL tem algo a dizer… — sempre que nos aproximamos … dos “limites” da física.

De fato… se a VSL estiver correta, talvez os “buracos negros” sejam muito diferente, do que achamos   que sejam…  —  É possível que as estrelas em colapso gravitacional, passem pelo processo… de forma totalmente inesperada, e tenham uma morte algo excêntrica…

Assim, o intrépido ‘viajante espacial‘ estaria muito mais bem mais servido.

Em resumo – há uma avalanche de estudos teóricos, que preveem inúmeros efeitos físicos bizarros — tendo por origem um c variável… — sempre que as condições físicas se tornem suficientemente extremas… – E, dessa forma, persiste a esperança de que algumas dessas previsões – e, a própria ‘teoria VSL’, possam…um dia, ser verificadas experimentalmente.  

(texto extraído do livro “Mais rápido que a velocidade da luz” de João Magueijo)                 Obs: A “velocidade de fase” descreve a rapidez com que as ondas se movem, num determinado comprimento…enquanto a “velocidade de grupo” descreve a rapidez            com que a luz transporta energia…ou informação. Somente esta deve obedecer ao           limite universal, e isso ocorre dentro da ‘guia de ondas’… (luz-velocidade-infinita)

p/consulta:  ‘Teoria que contesta física de Einstein poderá ser testada’ (dez/2016)           ###################(texto complementar)#######################

Tamanho do universo, e velocidade da luz John Mather e George Smoot  são  astrofísicos da NASA…e ganharam o Nobel de física de 2006, ao pesquisarem   a natureza ‘anisotrópica‘ da radiação cósmica de fundo em microondas que permeia o universo… – No trecho abaixo, afirmam que o Universo observado tem um raio de 78 bilhões de anos luz… – e diâmetro de 156 bilhões de anos luz…

Os atuais telescópios permitem observar distâncias da ordem de bilhões de anos-luz, num espaço plano. Mas, quando falamos de universo observável, referimo-nos a todos os locais do universo que nos poderiam ter influenciado desde o Big Bang, e portanto esse universo observável é finito…mesmo que o universo seja infinito, dado que a velocidade máxima de transporte da informação, a velocidade da luz no vácuo, é finita.

As observações mais recentes – produzidas pelo ‘WMAP’… indicam que a idade atual do universo é cerca de 13,8 bilhões de anos. Poderíamos pensar que a fronteira do universo observável, conhecida por horizonte de acontecimentos cósmico (horizonte de eventos), estaria a cerca de 13,8 bilhões de anos-luz — pois a radiação que nos chega do universo primordial está viajando há cerca de 13,8 bilhões de anos à velocidade da luz.

Na verdade, como o universo tem se expandido continuamente desde o Big Bang (a origem da energia do espaço e do tempo) -– com velocidades muito superiores à velocidade da luz, a fronteira do horizonte é muito maior … sendo estimada em 78 bilhões de anos-luz, o qual representa o “raio” do universo atualmente observável.

Donde, deduz-se que o universo tem, pelo menos, um diâmetro de 156 bilhões de anos-luz. E, portanto, a distância às flutuações de anisotropia, detectadas pelo COBE e também pelo WMAP, é de cerca de 78 bilhões de anos-luz e não de 14 bilhões de anos-luz, como poderia parecer.

expansão

Confuso?…  Pois bem  –  para perceber este raciocínio imagine o universo como era um milhão de anos – após o ‘Big Bang’… Nessa altura…    o universo era cerca de mil vezes menor do que é hoje. Se a luz viajasse nessa altura durante 1 ano de modo a cobrir uma distância de 1 ano-luz, essa distância ter-se-ia convertido  —  com a expansão…  em mil anos-luz.

Por isso — quando a expansão é tomada em consideração, o universo observável é maior do que se esperaria de uma simples multiplicação da idade do universo pela velocidade da luz… ‘O Big Bang e a expansão do Universo’

P.S. Os 78 bilhões de anos-luz para o universo observável podem ser calculados da idade (arredondada) de 13 bilhões de anos  —  multiplicada por um coeficiente de expansão =3. Dobrando-se esse resultado, passaríamos do raio para o diâmetro.                                    

curiosidades:  ‘O Universo é, pelo menos, 250 vezes maior do que podemos ver’ # # ‘O Universo é 100 milhões de anos mais velho do que pensávamos’  ********************************************************************** 

      Equívocos mais comuns sobre ‘horizonte cosmológico’ e expansão                         superluminar do Universo…       (Tamara Davis & Charles Lineweaver)

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Utilizamos o modelo padrão da relatividade geral para ilustrar… — e esclarecer equívocos comuns sobre a expansão do Universo. Citamos aqui inúmeras declarações enganosas, ou mesmo má interpretadas na literatura do tema para mostrar a variedade desses equívocos.

No contexto padrão da cosmologia Lambda-CDM temos enganos em relação ao ‘horizonte de eventos’…ao ‘horizonte de partículas’ – e, ainda ao ‘universo observável’…e, à ‘esfera de Hubble’ (distância em que a ‘velocidade de recessão’ é igual à velocidade da luz).

Mostramos que podemos observar galáxias que têm – e sempre tiveram, velocidades de recessão maiores do que a velocidade da luz … — sem violar a relatividade especial — e, associamos estes conceitos aos testes observacionais.

Analisamos magnitudes aparentes de supernovas, e descartamos, observacionalmente, a interpretação do Efeito Doppler relativista  para redshifts cosmológicos, com um nível de confiança de 23 sigma. (texto base); texto complementar…  ‘velocidade da luz emergente’    ***********************************************************************************

Velocidade da luz é capturada pela câmera lenta mais rápida do mundo

A câmera mais rápida do mundo captura um trilhão de imagens por segundo, tornando-a eficaz o suficiente para “pegar” a luz. Cientistas que desenvolveram o sistema capturaram um raio de luz atravessando uma garrafa plástica de 1 litro.

O sistema é composto por uma câmera com uma pequena abertura – o suficiente para produzir imagens de partículas de luz – ou fótons… que passem na frente… Mas, criar um vídeo da velocidade da luz – só seria  possível em um movimento bidimensional.

Ramesh Raskar… professor do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), onde a tecnologia foi desenvolvida, afirma que“Com nosso sistema ultrarrápido de imagens, podemos realmente analisar como os fótons viajam pelo mundo. E depois, recriar uma nova foto, criando a ilusão de que os fótons saíram de outro lugar”.

A invenção pode ser usada no futuro para observar como a luz se comporta em diferentes suportes. Andreas Velten – um dos criadores do sistema – afirma que… “não há nada no universo que pareça rápido para essa câmera”.

O filme da luz passando pela garrafa dura poucos segundos… mas, na realidade, o evento levou apenas um nanosegundo. “Ver isso parece como luz em câmera lenta… É tão lento que dá para ver a luz se movendo na distância”, como comenta Velten… “é a velocidade da luz capturada: não há nada mais rápido no universo, então estamos no limite físico da fotografia de alta velocidade”. ############## (texto base) ############## **********************************************************************************

Táquions… Mais rápidos 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. A dificuldade central é uma dedução de que um objeto capaz de superar a velocidade da luz… também poderia viajar ao passado…Sua 1ª e única pista surgiu erm 1974, numa chuva de raios cósmicos”.

No século XIX, algumas pessoas acreditavam que seria impossível viajar mais rápido que o som… acima de 331 metros por segundo… ou 1.192 kms/hora. – Até que, em 1947, o piloto Charles Yeager – quebrou essa barreira – no avião foguete Bell XS-1. – E essa história… é, às vezes, usada como argumento de que não existem limites à velocidade – ou seja… com uma ‘tecnologia’ adequada, qualquer tipo de barreira cairia. – A ‘velocidade da luz‘, no entanto, é um limite físico inexpugnável. Deslocando-se no vácuo, a 299 000 kms por segundo, a luz não é apenas muitíssimo mais rápida que o som. De fato, por principio, ela não pode ser superada, 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 a seguir o físico, professor e divulgador Paul Davies…

A ideia de que existe uma ‘barreira’ ao deslocamento dos coros nasceu com Einsten, e sua Teoria da Relatividade, de publicada em 1905…cujo principio central pode ser entendido   a partir de uma experiência real que analisa pulsos de rádio (tanto rádio, quanto a luz são formas de ondas eletromagnéticas… e se deslocam com a mesma velocidade). Tais pulsos são emitidos, por exemplo, por um “pulsar binário”, formado por 2 ‘estrelas de neutrons’, que giram uma em torno da outra… – A gravidade que liga as 2 estrelas é tão forte … que elas percorrem suas órbitas à velocidade de 200 kms/s… – ou, 0,1% da velocidade da luz.

pulsar binário

A cada 59 milésimos de segundo…uma das estrelas emite um sinal regular de precisão extraordinária…como o tique-taque de um ‘super-relógio’, que pode ser monitorado a partir da Terra… Ao girar, um em torno do outro … o pulsar ora se aproxima da Terra,    e outras vezes se afasta. Desse modo, pode-se imaginar, que a velocidade dos pulsos é maior durante a aproximação que durante  o afastamento… Porém, se assim fosse, os pulsos mais rápidos alcançariam os mais lentos…ao longo dos 16 mil anos-luz de viagem até a Terra. Uma ínfima diferença de velocidade misturaria os sinais, irremediavelmente.

Como isso não acontece, essas observações constituem uma confirmação direta do principio relativístico de que a velocidade da luz é independente do movimento do observador… ou da fonte de luz… – o que traz 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 velocidade…

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 acelerando o foguete até que sua velocidade se torne maior que a da luz…Mas há um impedimento…À medida que se aproximasse da velocidade da luz precisaria gastar mais e mais combustível para obter aumento cada vez menor de velocidade… A massa extra torna o foguete mais resistente à aceleração, e nenhum acréscimo no impulso o faria atingir aquela velocidade… – Ou seja, não há aparelho capaz de realizar tal teste… – no entanto – é possível acelerar partículas subatômicas a uma velocidade quase igual à da luz (nos ‘aceleradores de partículas‘)

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. Assim, 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 mais energia…ao se deslocarem com mais rapidez; os táquions, em vez disso, têm menos energia… – Assim, se um deles perder energia, será acelerado… e… quando tiver energia zero, sua velocidade será infinita; e aí, ele cruzará o Universo instantaneamente!.. – Isso porque o conceito comum de massa a eles não se aplica, pois têm o que se chama de massa imaginária. Enquanto é preciso gastar energia, ou realizar trabalho para acelerar massas comuns… deve-se realizar…’trabalho’… – para desacelerá-los.

O simples fato da 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. Foi lá…afinal, que se produziu toda matéria primordial (H e He). – Talvez esta densa e tórrida fase do Cosmos tenha deixado “resíduos taquitônicos”…que se espalharam 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. – Uma consequência da expansão, portanto…é a redução        de sua energia…não sendo por acaso, que o intenso calor inicial do Big Bang se diluiu.

gás táquions

Um gás de táquions também perde energia, mas observe-se que isso acelera… em vez de aquietar tais partículas. – Assim, tal gás se aquece a uma taxa crescente ao longo da expansão. Quando se chega à energia 0, a velocidade se torna infinita,  e as partículas deixam de existir, abruptamente.

Partículas mais rápidas que a luz, como táquions, quando a velocidade se aproxima do infinito … é como se estivessem simultaneamente em todos lugares…e o tempo não passasse para elas. Diz-se então que tais partículas deixam de existir no espaçotempo, sendo esse o efeito que a expansão tem sobre elas: encurva suas linhas até a horizontal, quando deixam de existir.

Caso este tenha sido 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’…na Austrália, registrou o trajeto de uma partícula em tempo tão curto que só poderia ter sido feito, a velocidade superior à da luz.   A partícula foi vista em raios cósmicos, criados na alta atmosfera pelo choque de núcleos atômicos do espaço. – Mas, daí em diante todas tentativas deram ‘resultado negativo’…o que explica o atual ceticismo… incluindo obstáculos… – de ordem teórica… – e filosófica. 

tachyon

O ‘epicentro’ das dificuldades é uma dedução… — da ‘Teoria da Relatividade’ … de que o objeto capaz de superar a velocidade da luz, também pode viajar ao passado. Tal possibilidade cai como uma bomba sobre a ideia fundamental de ‘causa e efeito’.

Mas, disso tudo, uma conclusão parece certa… embora conduza a possibilidades difíceis de compreender – a existência dos táquions não viola as leis da natureza. Então…talvez se possa invocar a seu favor uma curiosa regra informal da ciência. – Quando algo não é estritamente proibido, a natureza tende a produzi-lo…de uma forma ou de outra. Não causaria surpresa – portanto… se um dia alguém surgir com evidencias desse estranho viajante do espaçotempo, perdido em nosso conhecido universo. (texto base(fev/2015)

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Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979.
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