A Hipótese do Campo Primordial (‘Gravitomagnético’)

“Em 1951, Dirac ressuscitou o ‘éter relativístico’…defendendo que a Teoria Quântica permitia a existência desse ‘invariante meio cósmico lorentziano’…para o qual todas velocidades de arrasto, em determinado ponto do ‘espaçotempo’, seriam igualmente prováveis”… (Bassalo & Caruso)

Pode parecer que com a confirmação da descoberta do ‘Bóson de Higgs‘,  todos problemas (físicos) acabaram, mas não é bem assim… A gravidade, nossa conhecida ‘força de atração’… não faz parte do…”modelo padrão“.

Para ter esse reconhecimento, e com ele…a unificação das 4 forças…neste mundo de4 dimensões‘… – ainda é preciso que as ondas gravitacionais’  bem como o gráviton (sua teórica partícula interagente) também sejam confirmados experimentalmente. Mas, uma outra questão em aberto, não mencionada em tal modelo, e envolvendo direta (e, unicamente)   a gravidade… é a da ‘matéria escura‘.

Uma, das diversas explicações para essa intrigante questão…                 envolve a possibilidade de um “campo gravitomagnético“,                 como uma ‘auraenvolvendo galáxias…e seus aglomerados. 

“Gravitomagnetismo” é o estudo dos efeitos produzidos pela ‘indução gravitacional‘ causada pelo movimento do corpo gerador de um ‘campo gravitacional‘. Assim como na relatividade existe uma equivalência entre massa e energia, a gravidade que é produzida por essa massa também deve gerar energia. Com efeito, a ‘energia cinética (1/2.m.v²) contém massa e – portanto… gravidade. Por esta razão a Terra…como consequência de seu “movimento de rotação”…produz “força gravitomagnética” em corpos próximos.

Contudo, seus efeitos são muito fracos, já que sua constante característica é G/c²…onde   G é a constante gravitacional, e c… velocidade da luz no vácuo. Por isso é tão difícil criar experimentos para detetar o gravitomagnetismo…Nós não o sentimos no nosso dia-a-dia… mas, segundo a ‘relatividade geral’, ele é real.

Quando um planeta (ou estrela, buraco negro, etc.) gira… arrasta o espaço e o tempo à sua volta, e a estrutura do espaçotempo ‘torce’ como um ‘turbilhão‘…em um arrastamento da estrutura“. Como Einstein nos diz que todas as forças gravitacionais correspondem à uma curvatura espaçotemporal… — então… — a torção é o gravitomagnetismo“.

Obs… Há um efeito similar ao gravitomagnetismo, chamado gravitoeletricidade…uma ‘indução gravitacional’ também, mas que atua nos corpos – quer em movimento ou não. 

linhas de força de um campo magnético geradas por uma corrente elétrica

linhas de força de um campo magnético geradas por uma corrente elétrica

Campo gravitomagnético  

Cientistas da Agência Espacial Europeia acreditam ter medido pela 1ª vez  —  em laboratórioo equivalente gravitacional de um campo magnético… — Sob certas circunstâncias o efeito é muito maior do que o previsto pela ‘Relatividade Geral,  podendo ser um ‘bom sinal’, rumo à tão sonhada teoria quântica da gravidade‘.

Da mesma forma que uma carga elétrica em movimento cria um campo magnético, uma movimentação de massa gera um campo gravitacional.

De acordo com a ‘Relatividade Geral’ de Einstein… o efeito seria virtualmente desprezível, porém, os cientistas Martin Tajmar e Clovis de Matos acreditam ter medido o efeito em laboratório (experiência feita num anel supercondutor girando a 6.500 rotações p/min.)

Os ‘supercondutores‘ são materiais especiais que perdem toda sua resistência elétrica quando resfriados abaixo de determinadas temperaturas. Fazê-los girar produz um fraco campo magnético, conhecido como momento Londres.

A nova experiência testa uma hipótese de Tajmar e Matosque explica a diferença entre medições de massa de alta precisão de pares de Cooper (os portadores das cargas nos supercondutores) e seus valores… – previstos na teoria quântica… – como um ‘campo gravitomagnético no supercondutor em rotação.

Por analogia com seu equivalente magnético…o novo efeito                           foi batizado de ‘Momento Londres Gravitomagnético’.

Pequenos sensores de aceleração colocados em diferentes posições nas proximidades do supercondutor (acelerado para que o efeito fosse detetável) registraram um “campo de aceleração” no exterior do supercondutor… que parece gerado por ‘gravitomagnetismo’.

Este experimento é o análogo gravitacional do experimento de indução eletromagnética de Faraday, feito em 1831. Ele demonstra que um ‘giroscópio supercondutor é capaz de gerar forte campo gravitomagnéticoo equivalente gravitacional de uma bobina magnética.

Ainda dependendo de confirmações posteriores, este efeito poderá estabelecer as bases para um novo domínio tecnológico – que deverá ter inúmeras aplicações na exploração espacial, e em outros setores…Segundo Matos‘Embora apenas 100 milionésimos da aceleração sejam do campo gravitacional terrestre — o campo medido é 100 milhões     de trilhões de vezes maior do que o previsto pela Relatividade Geral… de Einstein’.

Indução gravitomagnética de campos gravitacionais

indução gravitomagnética

Tajmar e Matos propuseram também     um ‘modelo teórico mais refinado do Momento Londres Gravitomagnético,  com base na supercondutividade.

As ‘propriedades eletromagnéticas’ dos ‘supercondutores’ se explicam por meio da ‘teoria quântica’, como um ‘ganho de massa’ pelas partículas de força (fótons).

Permitindo que partículas de força gravitacional – grávitons – se tornem pesadas, eles descobriram, casualmente, que uma grande ‘força gravitomagnética’ pode ser modelada.

“Se isto se confirmar, com a teoria criando um novo modo de se investigar a relatividade geral… e suas consequências quânticas… — será um avanço incrível” … concluiu Tajmar.

Fundo de Ondas Gravitacionais 

No ‘Modelo Padrão da Cosmologia’… o Universo…  –  em seus primórdios, passou por uma fantástica expansão. Esta fase ‘inflacionária‘, após um trilionésimo de segundo – terminou numa violenta conversão de energia em matéria quente e radiação.

Este processo de “reaquecimento  resultou numa inundação de ondas gravitacionaisde tal forma que… alguns cosmólogos até o identificam como o…  –  “princípio dos tempos”.

Comparando este Fundo de Ondas Gravitacionais’ (FOG) com o Fundo Cósmico de Microondas (cosmic microwave background…CMB), o FOG data de 1 trilionésimo de segundo…  —  enquanto o CMB foi estabelecido cerca de 380 mil anos mais tarde, quando se formaram os primeiros átomos.

CMB representa uma única ‘avalanche de fótons que estavam, naquela época remota, em equilíbrio com circunstantes átomos em formação – antes de sofrerem o desvio para frequências mais baixas — as microondas que vemos hoje  pela expansão do universo.

Como ‘ondas de ultravioleta’, foram subitamente liberadas para viajar através do espaço. Sendo que – atualmente… são observadas na temperatura uniforme de 2,7ºK — e o mapa geral em microondas no céu também mostra as fracas marcas da falta de homogeneidade da matéria — que já existiam…desde então.

Mas, em contraste, o que seria o FOG?… – Ele se origina de 3 processos de produção, em funcionamento durante a ‘Era Inflacionária‘…(1) ondas originárias da expansão inicial do próprio universo; (2) ondas provenientes da colisão de ‘bolhas’ de ‘matéria requentada’… pós inflação… (3) ondas resultantes da ‘turbulência fluida’ das ‘fontes primordiais‘ de matéria e radiação… – antes de se chegar ao equilíbrio entre elas (Era da Termalização).

É de se notar que ‘ondas gravitacionais‘ nunca entrariam em equilíbrio com a matéria – pois a gravidade é uma força tão fraca que não há tempo suficiente para se misturar adequadamente. – Em consequência, para um observador qualquer, o FOG não exibirá uma mesma temperatura média.

http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/ondas_gravitacionais_primordiais_permitem_testar_as_teorias_cosmologicas.html

LISA – A Antena Espacial de Interferômetro a Laser detecta diretamente ondas gravitacionais pelas leves perturbações do espaço (NASA/ESA)

Juan Garcia-Bellido e Daniel Figueroa,      pesquisadores da ‘Universidade de Madrid’, explicam em novo trabalho, como poderiam       ser detetados e diferenciados esses distintos processos, por modernos instrumentos, tais  como o ‘LISA’  –  projetado para ‘ver’ ondas gravitacionais

A princípio  —  o FOG estaria desviado para o vermelho, tal como o CMB. Mas, devido à sua origem anterior… esse desvio seria ainda mais acentuado — a energia (e frequência) das ondas estariam defasadas da ordem de 24 magnitudes.

Além disso, as ondas do FOG seriam diferentes dasondas gravitacionais de fontes pontuais‘…tais como colisão de 2 Buracos Negros, uma vez que tal colisão emitiria ondas com um sinal espectral mais bem definido… – Já o FOG… originário do reaquecimento após a inflação, ao contrário, teria um espectro muito mais largo — com centro em torno de 1 Hz — até 1 GHz… dependendo da escala inflacionária.

Garcia-Bellido sugere que, se um tal detector pudesse desemaranhar os sinais do FOG, em relação ao inflacionário. Tal sinal poderia ser usado como uma ‘sonda da inflação‘, e auxiliar na exploração de algumas questões fundamentais — tais como, assimetria entre matéria e antimatéria… produção de ‘defeitos topológicos’ — como   ‘cordas cósmicas’, ‘campos magnéticos primordiais’…e até, quiçá… ‘matéria escura’.

Campo Magnético Primordial (dez/2009)                                                                       “Confirmar a hipótese do ‘campo magnético primordial’ – embora complique o estudo de todas as variáveis cosmológicas, permitirá alcançar explicações ainda inexistentes para vários fenômenos”. 

Pesquisadores do grupo de Astrofísica Galática da Universidade de Granada — Espanha  desenvolveram estudo para identificar a existência de um ‘campo magnético primordial’ no Universo. — O projeto está integrado à ambiciosa missão Planck‘…cujo objetivo é definir variáveis fundamentais do Universo.

Sob a coordenação de Eduardo Battaner López e em colaboração com o Instituto de Astrofísica de Canárias, os cientistas estão medindo o campo magnético de nossa galáxia, a Via Láctea…  Trata-se de uma iniciativa inovadora na astrofísica  –  já que envolve uma teoria sobre a existência de um campo magnético primordial no universo, o qual, até pouco tempo atrás, não era sequer aceito.

polo-magnetico-terra-1

A origem do Campo Magnético

A existência do campo magnético é uma propriedade da matéria derivada diretamente do fato de que partículas apresentam carga.

Existem ‘campos magnéticos’…como o gerado por um imã, outros como o que possui nosso planeta Terraou ainda,   o que se apresenta no Sol.

Seja à menor escala, ou à escala interplanetária, um campo magnético tem a capacidade de afetar objetos, que se deslocam à uma certa velocidade – e, reorientar seu movimento.

Nesta investigação é abordado o estudo do ‘campo magnético primordial’, ou seja, o campo magnético que se originou durante o Big-Bang, e desde então tem influenciado na formação das estruturas que resultam no universo atual.

Para determinados setores teóricos em astrofísica, ainda não se reconhece a ideia de que possa existir esse ‘campo magnético primitivo do universo. Entre outros motivos, porque nunca se conseguiu a sua medição, o que é uma tarefa bem difícil. A possibilidade de sua confirmação revolucionará o conhecimento atual sobre os ‘fenômenos do cosmos’, ao se refazer estas questões, com mais variáveis, como a derivada do campo magnético’.

Estudo galático

O estudo de campos magnéticos engloba uma abordagem a nível       de  planeta…estrela…e, galáxia.

Antes de se poder medir o campo primordial do universo… deve-se identificar, com detalhes, o campo magnético gerado pela ‘Via Láctea’.

…Os dados estudados neste projeto foram obtidos pelo satélite WMAP,  enviado ao espaço em 2001, para coletar informação sobre a radiação cósmica de fundo‘,    a diferentes temperaturas… Como explica Beatriz Ruiz, do mesmo grupo de pesquisa:

Este satélite fornece informações necessárias para se conhecer a origem, e posterior evolução do universo… — Nesse estudo foi utilizada a informação do WMAP em sua frequência mais baixa (22 Gigahertz) correspondente à radiação síncrotron causada     por elétrons girando em torno de um campo magnético”.

Com esta radiação se obtém, de forma indireta, informação sobre o campo magnético da Via Láctea… A coleta… análise, e tratamento de toda essa informação gerada pelo satélite permitirá traçar um modelo que explique a existência e distribuição do campo magnético galático – que é o 1º passo… — A partir do nosso sistema solar…os satélites recebem…em 1º lugar…a radiação do ‘campo magnético da Via Láctea’ (ocultando a radiação do campo magnético primordial)… 

Desse modo, definido e subtraído o ‘campo magnético                                     galático’ … será possível estudar a ‘radiação exterior’.

Já foram obtidos resultados nesta primeira fase do projeto, com os quais se propõe que o campo magnético existente na Via Láctea é ‘axissimétrico (simétrico em relação a um eixo) – com forma espiral. Os ‘braços espirais magnéticos’ não coincidem com os braços espirais de matéria, que definem a Via Láctea como galáxia.

Este modelo para o ‘campo magnético’ contrasta com outros métodos de observação de campos magnéticos, distintos aos da ‘radiação síncrotron’ — como a medida da rotação   dos pulsares, ou a distribuição de campos de raios cósmicos. Depois da validação deste modelo… poderemos – então… abordar o estudo do campo magnético universal‘.

http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/2014/03/vestigios-do-big-bang

Segundo a teoria geral da relatividade, o Big Bang e a expansão do universo teriam gerado ondas gravitacionais que viajam pelo espaço até hoje. (imagem: Universidade de Ontario)

A partir do Big Bang

O campo magnético primordial é explicado – teoricamente… como tendo surgido no exato momento em que ocorreu o ‘Big Bang‘.

Neste estudo da radiação emitida por este campo magnético…serão usados dados do satélite Planck, em sua 3ª fase.

Este satélite recolhe a mesma informação que o WMAP…mas, com um espectro de frequências muito mais alto, de modo que a radiação cósmica de fundo considerada fornece muito mais informações.

A nível observacional  —  já limpos da poluição nas informações recebidas pelo campo magnético galático…os gráficos de energia obtida do universo serão avaliados pela técnica de rotação de Faraday.

Por este método se pode medir — de forma indireta — os ‘campos magnéticos externos’.   O que não é uma tarefa simples, já que, além de identificar a radiação relacionada com o campo magnético, é necessário um ‘estudo abrangente’ para limpar, ao máximo, aquela energia que coincide com campos magnéticos de outras galáxiasou, grupos de galáxias que possam interferir na recepção dos dados.

Desse modo, será assegurado que a radiação remanescente               recebida corresponda à do “campo magnético primordial”.

textos: Indução Gravitomagnética#Fundo de Ondas Gravitacionais#‘En Busca del Campo Magnetico Primordial’##‘Ondas Gravitacionais Primordiais testam Teorias Cosmológicas’  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

—  Polarização de Quasares e Alinhamento da estrutura em larga escala  —

alinhamento-buracos-negros-1

Esta concepção artística mostra esquematicamente os misteriosos alinhamentos entre os eixos de rotação de quasares e as estruturas em larga escala onde residem. A estrutura em larga escala está desenhada em azul e os quasares encontram-se assinalados em branco com os eixos de rotação dos seus buracos negros indicados através de uma linha. [Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Quasares são as regiões compactas dos núcleos das galáxias onde existem buracos negros supermassivos muito ativos. Estes buracos negros, encontram-se rodeados por discos de matéria extremamente quenteque, quando ejetada na direção de seu eixo de rotação,  podem fazê-los brilhar mais intensamente que todas as estrelas da galáxia onde habitam.

Recentes observações realizadas no Chile com o telescópio VLT, revelaram alinhamentos nas maiores estruturas cósmicas descobertas até hoje… – Numa amostra de quasares, os eixos de rotação dos BNs centrais supermassivos se encontram paralelamente alinhados, ao longo de bilhões de anos-luz…bem como os ‘eixos rotacionais’ dos quasares tendem a   se alinhar com as enormes estruturas da rede cósmica onde residem.

Além de seus eixos de rotação se alinharem uns com os outros – apesar de se encontrarem separados por bilhões de anos-luz, estes corpos celestes não se encontram uniformemente distribuídos – formando uma rede cósmica de filamentos…com nós em torno de enormes vazios – onde as galáxias são mais escassas.

Os resultados do VLT indicam que os eixos de rotação dos quasares tendem a posicionar-se paralelamente às estruturas de larga escala nas quais se encontram; ou seja, se estes se encontram em um longo filamento… a rotação dos seus BNs centrais apontará na direção do filamento… A probabilidade destes alinhamentos serem apenas resultado aleatório foi  estimada como menor que 1%…Como explica Dominique Sluse (Universidade de Liège)…

O alinhamento em novos dados, para escalas ainda maiores que as atuais previsões simuladas… indicará uma falta de ingredientes em nossos modelos cósmicos atuais.

Não se conseguiu observar…de forma direta, os eixos de rotação, ou os jatos dos quasares. Em vez disso, foi medida a polarização da radiação emitida por cada quasar – e…  para 19 deles, encontrou-se um sinal polarizado significativo. A direção desta polarização, junto  com outras informações, pôde ser utilizada para deduzir o ângulo do disco de acreção;  e, consequentemente, a direção do eixo de rotação do quasar.

“A correlação entre a orientação dos quasares – e sua estrutura – é uma importante previsão dos modelos quantitativos de evolução do Universo.   Estes dados nos fornecem a 1ª confirmação observacional deste efeito —     em escalas bem maiores do que as observadas até hoje”… concluiu Sluse.

‘texto base’ (nov/2014) consulta: ‘Misterioso alinhamento de buracos negros’ (abr/2016) ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

“Gravitomagnetismo                    (esse ilustre desconhecido)

Gravitomagnetismo, um efeito pouco conhecido … refere-se ao ‘campo’ que seria criado por um corpo massivo ao girando rapidamente… consequência teórica prevista na ‘relatividade geral’ a partir da qual foi derivada em 1918.

A princípio é uma força que emerge da gravidade (não do magnetismo), sendo dessa forma chamada… pela semelhança matemática — entre as  equações do eletromagnetismo, e a criação de um campo magnético.

Sua existência foi experimentalmente comprovada…embora ainda duvidem da validade dos resultados (com base em dados das sondas Lageos I e II — em meados dos anos 90 … o efeito medido foi 10% do previsto pela relatividade geral.)

Em 2004, físicos da Universidade Stanford lançaram a sonda Gravity-Probe-B, com um giroscópio extremamente delicado… — para medir o ‘gravitomagnetismo‘ no espaço… – com uma precisão muito maior.

Colhendo resultados

Após Einstein apresentar sua teoria da relatividade geral, passaram-se décadas até virem à tona todas consequências previstas. A mais famosa delas é a ‘equivalência fundamental‘ entre matéria e energia. Outra, verificada experimentalmente é a ‘contração de Lorentz’  – aumento da massa, diminuição do comprimento, e dilatação do tempo – visto por um observador externo, olhando para um objeto em movimento…a velocidades relativistas.

Com efeito, o efeito do tempo passar mais lentamente foi observado em relógios atômicos que orbitam a Terra. – Da mesma maneira que um campo magnético é criado quando um objeto carregado gira… um ‘campo gravitomagnético‘ é criado quando um corpo massivo gira. A matemática utilizada para descrever os 2 fenômenos é funcionalmente semelhante.

Um campo gravitomagnético muito poderoso é previsto de ser observado em torno de BNs supermassivos, com grandes velocidades rotacionais. Esses buracos negros podem ter uma massa milhões de vezes maior do que o sol,  e estar girando a uma velocidade incrível. No sistema solar, no entanto, o efeito previsto é muito pequeno, o que dificulta a observação.

Representação do pequeno arrasto, ou deslocamento, provocado no espaçotempo pela rotação da Terra.

Representação do pequeno arrasto, ou deslocamento, provocado no espaçotempo pela rotação da Terra.

Gravity Probe B era um sistema com sensores ultradelicados…contendo um giroscópio com núcleo de esfericidade da ordem de 40 diâmetros atômicos,     e “distribuição de densidade” quase homogênea.

Projetado com a finalidade de detetar ‘etéreos’ sinais de gravitomagnetismo, o giroscópio foi construído para medir a ‘linha de arrasto’ resultante do efeito previsto de torção no ‘espaçotempo‘       causado pela massa em rotação…                                                                                  Um giroscópio no vácuo deve rotacionar com uma uniformidade quase perfeita, sendo prevista 1 pequena perturbação gravitomagnética. — A forma mais simples de visualizar este efeito é imaginar uma bola girando sobre uma rede alongada — produzindo uma ligeira torção na rede… ao mesmo tempo em que gera uma depressão em sua superfície.

Outro efeito previsto é que, quando um satélite orbita a Terra — no que deveria ser um círculo perfeito, ele realmente termina em um lugar um pouco distante – devido ao ligeiro vórtice criado pela rotação da Terra.

A dificuldade em medir o gravitomagnetismo é que a protuberância equatorial da Terra cria discrepâncias no comportamento do sistema satélite/giroscópio que – para se medir a magnitude da verdadeira  ‘linha de arrasto’… — devem ser subtraídas dos outros dados. ‘texto original’…p/consulta: ‘Nanopartículas, c/ magnetismo – nanoestruturas complexas’  ‘MOND…Novos dados dispensam Matéria Escura’ # ‘FERMI não encontra matéria escura’  ************************************************************************************

Em plena “planitude” da estabilidade gravitacional                                                      “Ao dissolver o espaço e o tempo absolutos de Newton, os transformando em uma ‘rede de relacionamentos’…a relatividade geral se afasta da noção (metafísica) da coerência do mundo se encontrar fora dele.”  (Lee Smolin) 

Os “modelos cosmológicos” atualmente aceitos – de acordo com a gravitação de Newton … estabelecem que uma galáxia como a nossa – Via Láctea – deveria ter centenas de diminutas ‘galáxias satélite’ com alguns poucos milhares de estrelas orbitando ao seu redor.

Porém… – a equipe de Pavel Kroupa da Universidade de Bonn/Alemanha afirma que… — além de não existir a quantidade esperada de “galáxias satélite” orbitando a ‘Via Láctea’… – as pouco mais de 30 até agora localizadas, não estão onde a teoria diz que deveriam estar. Isso, para eles, é uma indicação de que está na hora de se elaborar uma nova teoria gravitacional — mais abrangente que a ‘newtoniana‘… Como diz Kroupa:

“Há algo estranho na sua distribuição. Elas deveriam estar dispostas de maneira uniforme ao redor da Via Láctea, mas não foi isto o que nossas observações mostraram”.

O grupo de astrônomos e astrofísicos descobriu que as 7 galáxias anãs mais brilhantes estão, aproximadamente, no mesmo plano  —  numa formação semelhante a um disco;       e que elas giram todas na mesma direção ao redor da Via Láctea, da mesma forma que     os planetas do Sistema Solar giram ao redor do Sol.

Os cientistas acreditam que isto somente pode ser explicado se elas tiverem sido formadas por colisões entre jovens galáxias…  —  Os fragmentos dessas colisões poderiam explicar a existência e comportamento dessas galáxias satélites. Essa explicação porém introduz um paradoxo, como relata Manuel Metz, outro pesquisador do grupo….

“Os cálculos sugerem que as galáxias satélites anãs não poderiam conter ‘matéria escura’… se elas tiverem sido criadas desta forma. Mas isto contradiz diretamente           outra evidência. A menos que a matéria escura esteja presente…as estrelas dessas galáxias estão se movendo muito mais rapidamente do que o previsto, pela teoria             padrão da gravitação de Newton”; e conclui:

“A única solução é rejeitar a teoria de Newton. — Se nós vivermos em um Universo onde se aplica uma ‘lei da gravitação modificada’, então nossas observações poderão ser explicadas sem a matéria escura”.

Sem a matéria escura, as velocidades das estrelas deveriam decrescer com a distância a taxas diferentes para os dois tipos de galáxias. Mas as velocidades são notavelmente constantes. [Imagem: M. Cappellari/Sloan Digital Sky Survey]

Sem a matéria escura, as velocidades das estrelas deveriam decrescer com a distância a taxas diferentes para os dois tipos de galáxias. Mas as velocidades são notavelmente constantes. [Imagem: M. Cappellari/Sloan Digital Sky Survey]

Embora a rejeição da teoria gravitacional de Newton possa parecer algo surpreendente – se essas ideias estiverem corretas não será a 1ª vez que a ‘teoria gravitacional de Newton’ será modificada. – Isso aconteceu no século passado… quando Einstein introduziu suas teorias relativísticas; e novamente, quando     a mecânica quântica surgiu – para explicar     a física… nas escalas atômica e subatômica.

Ainda é cedo para afirmar se o estudo está correto em sua interpretação; e sobretudo, para se vislumbrar o que poderia ser…esse novo ‘modelo explicativo’. – Mas os físicos sabem que, mais cedo ou mais tarde, terão que enfrentar a “complexa” tarefa de criar teorias para explicar… o “funcionamento”     da natureza… – dentro dessas gigantescas “escalas cósmicas”…

Pois, da mesma maneira que a matéria apresenta propriedades radicalmente diferentes, em escalas de bilionésimos de metro…no chamado “mundo quânticonão se espera que explicações sobre galáxias, buracos negros, matéria e energia escuras… – bem como as interações de todos esses elementos, e dos que ainda estão por serem descobertos, sejam com base nos mesmos princípios que regulam a “matéria ordinária“. (Chegou o momento para uma nova teoria da gravitação? maio/2009)

Comentário do Blog

Esse “comportamento anormal” da distribuição das galáxias satélites da Via-Láctea, semelhante ao comportamento dos planetas do sistema solar que, ao limparem suas órbitas tendem a se alinhar ao plano eclíptico, pode ser um ‘comportamento padrão’,         ao pressupormos a “planitude“… como uma característica intrínseca à distribuição inercial de massas em um sistema local…se levarmos em conta no “espalhamento”         da ‘energia escura‘ os efeitos (intrínsecos) da “homogeneidade“, e “isotropia“.

Em um sistema binário em que as massas são compatíveis, 2 corpos giram em torno de       seu centro de massa… mas um sistema binário, por si só, não caracteriza toda forma de distribuição. Considerando n estrelas com massas compatíveis  –  a distribuição delas estaria longe de caracterizar um sistema plano, mas sim um sistema fechado esferoidal (ex: aglomerados globulares) – a partir do raciocínio lógico que, atração gravitacional mútua compensa o espalhamento da energia escura.

Por outro lado, em um sistema em que uma das massas predomine sobre as demais (ex: sistema solar), a rotação original da proto-estrela – com seu disco de acreção, coloca os corpos satélites ao redor da massa central, e a “planitude” da gravidade, agindo como ‘matéria escura‘, se encarrega de tender essa distribuição a um plano inercial de órbita. 

consulta: ‘Órbita de galáxias contradiz cosmologia’ #A Terra é redonda. Mas, o Universo é plano? ‘MOND confirmada por galáxias gasosas’ # ‘MOND confirmada em novos dados’ ************************(texto complementar)***************************************

Testando teorias alternativas da gravidade                                                                  Um dos resultados questiona um modelo concorrente com a Relatividade Geral, enfraquecendo os argumentos da hipótese conhecida  como  “gravidade f(R)“.               O outro estudo, mostra que a teoria de Einstein funciona para uma vasta gama               de tempos e distâncias, em todo o cosmos’. 

A região estudada pelos cientistas cobre uma área do céu de 29 minutos de arco (cerca de 5 milhões de anos-luz). [Imagem: X-ray (NASA/CXC/SAO/A. Vikhlinin; ROSAT), Optical (DSS), Radio (NSF/NRAO/VLA/IUCAA/J.Bagchi)]

A região estudada pelos cientistas cobre uma área do céu de 29 minutos de arco (cerca de 5 milhões de anos-luz). [Imagem: NASA]

2 novos estudos independentes puseram a Teoria da Relatividade Geral de Einstein à prova, como nunca fora feito antes… – Os experimentos… realizados com a ajuda do Telescópio Espacial Chandra / NASA, que observa o Universo na frequência ‘raios X’ mostraram… talvez sem muita surpresa – que a ‘teoria de Einstein’ ainda é a melhor ‘ferramenta disponível – para entender o Universo.

As 2 equipes se utilizaram de observações de ‘aglomerados galáticos‘, os maiores ‘objetos cósmicos’…unidos pela gravidade.

Gravidade f(R)

Na teoria f(R), a aceleração cósmica não vem de uma forma exótica de energia, mas de uma modificação da força gravitacional. A força modificada também afeta a taxa na qual pequenos aglomerados de matéria podem crescer ao longo do tempo; para se tornarem grandes aglomerados de galáxias – abrindo a possibilidade de um teste para a teoria.

Fabian Schmidt, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, e colegas, usaram estimativas   de massa de 49 aglomerados galáticos no Universo local  —  a partir de observações no ‘Chandra’; e as compararam com previsões do modelo teórico; com estudos da radiação cósmica de fundo; de supernovas; e da distribuição galática em larga escala.

Eles não encontraram nenhuma evidência de que a gravidade seja diferente do previsto pela Relatividade Geral, em escalas maiores do que 130 milhões de anos-luz. Este limite corresponde a uma melhoria de 100 vezes sobre limites do alcance da força gravitacional modificada – que podem ser estabelecidos, sem uso dos dados de aglomerados galáticos. De acordo com Schmidt:

“Esta é a mais forte restrição já feita sobre uma teoria alternativa para a Relatividade Geral nessas grandes escalas de distância. — Os resultados mostram que podemos sondar, rigorosamente,  a gravidade em escalas cosmológicas – por meio das observações de aglomerados de galáxias.”

A razão para esse ganho dramático em precisão é a forte atuação da gravidade sobre   aglomerados galácticos – em contraste com a expansão universal de fundo. A técnica também… promete ser um bom teste para outros cenários modificados da gravidade.

Relatividade Geral em escala cósmica

O segundo estudo, sem ligação com o primeiro, também reforça o poder explicativo da Relatividade Geral, ao testá-la, diretamente, através de distâncias e tempos cosmológicos. Até agora, a Relatividade Geral tinha sido testada somente através de experimentos de laboratório para as escalas do Sistema Solar, deixando a porta aberta para a possibilidade de que a Relatividade Geral não funcionasse em escalas muito maiores.

O grupo da Universidade de Stanford comparou as observações do “Chandra” – de quão rapidamente os aglomerados de galáxias têm crescido ao longo do tempo, com previsões da Relatividade Geral. O resultado é uma concordância quase perfeita, entre observação,   e teoria… – Como explicou o pesquisador David Rapetti… lider do grupo:

“A teoria de Einstein teve sucesso de novo, desta vez no cálculo de quantos superaglomerados se formaram pela atração gravitacional, ao longo dos últimos 5 bilhões de anos …  Nossos resultados representam o mais eficaz teste da Relatividade Geral já realizado… – em escalas cosmológicas.”

Imagem do aglomerado de galáxias Abell 1689, com a distribuição de massa da matéria escura sobreposta na área central do gigantesco aglomerado (em roxo) http://actividadesonline.blogspot.com.br/2013/09/descoberta-maior-populacao-conhecida-de.html

Imagem do aglomerado de galáxias Abell 1689, com a distribuição de massa da matéria escura sobreposta (em roxo) na área central do gigantesco aglomerado.

‘Aglomerados galáticos’ são importantes na busca… por uma maior compreensão do Universo… Por serem as observações de suas massas diretamente sensíveis às propriedades da gravidade… – estas nos dão ‘informações cósmicas cruciais.

Outras técnicas, como as observações de supernovas ou, distribuição das galáxias ao longo de distâncias cósmicas, apenas dependem da taxa da expansão cósmica.

Já a técnica utilizada por Rapetti mede, também … a taxa de crescimento da estrutura cósmica…mas, pela gravidade. Para Adam Mantz – do Centro Espacial  Goddard, NASA… e, coautor do estudo:

“A ‘aceleração cósmica’ representa, para nossa compreensão da física, um enorme desafio… As medições da aceleração têm destacado o quão pouco sabemos sobre a gravidade em escalas cósmicas – porém, agora… – começamos a empurrar nossa ignorância para um pouco mais longe”. ********(Texto base********(abril/2010)

SISTEMAS AUTO-ORGANIZADOS PELA GRAVIDADE   (resumo)

Há muitas coisas na natureza que não têm tamanhos definidos, mas cuja formação não parece estar associada a transições de fase. Parecem formar-se espontaneamente, sem     que a temperatura precise ser sintonizada com um valor preciso… Podemos perguntar, então, como sistemas críticos como esses conseguem se formar. Mas uma coisa é certa, isso não pode acontecer em qualquer sistema em equilíbrio termodinâmico, pois nada acontece de interessante em sistemas assim, a não ser ‘transições de fase’.

modelo computacional da formação do universo primordial (matéria escura e bariônica)

modelo computacional da formação do universo primordial (matéria escura e bariônica)

formação de estruturas

A formação de estruturas em uma vasta gama de escalas  –  além  da mudança de fase,  é algo que pode acontecer … somente em sistemas críticos  —  distantes do equilíbrio termodinâmico.

Tais sistemas, assim denominados ‘sistemas críticos auto-organizados’, são fundamentais no entendimento da ‘autorganização, e da própria vida, e têm sido estudados há muito tempo. Mas, foi só recentemente, através de Per Bak (físico teórico dinamarquês), que se percebeu a importância do fato de que as estruturas geradas nestes sistemas, geralmente, não possuem um tamanho específico.

Em contraste com as transições de fase, que não podem acontecer a menos que certas condições sejam precisamente observadas, um ‘sistema crítico auto-organizado’ pode ocorrer espontaneamente. – Tudo o que é necessário é um sistema que não esteja em equilíbrio, para que haja um  fluxo de energia – ou…de materiais que o atravesse.

Neste caso — existem mecanismos gerais que formam                         ‘estruturas‘ ao longo de uma vasta gama de escalas.

Uma razão para que tais sistemas ‘auto-organizados’ sejam frequentemente sistemas críticos, é que o processo de auto-organização é hierárquico. – Isso acontece porque o processo por meio do qual os componentes de um sistema se tornam interrelacionados, pela formação de ciclos… – uma vez iniciado… – pode repetir-se em uma escala maior.

Num sistema suficientemente complexo, encontramos muitas camadas de organização, cada uma das quais, unida pelos ciclos e interrelações, que caracterizam sistemas auto-organizados estáveis.

Caracterizando sua aplicabilidade universal (biosfera, sistemas sociais, etc… ) é muito tentador considerar que a auto-organização de um sistema crítico seja a chave para a formação de estruturas no universo. A razão é que, sistemas mantidos pela gravidade       têm uma tendência a se organizar com o tempo…  (o que lembra a ‘auto-organização’       de sistemas críticos).

fractal-pattern-glow

fractal-pattern-glow

Nosso universo – na verdade, é um ‘sistema crítico’ — com uma estrutura distribuída em várias escalas. Nesse sentido… alguns físicos questionam se isso seria resultado de uma ‘transição de fase

Poderiam, por exemplo, aqueles lindos ‘padrões galáticos‘ terem se formado num longo processo (‘fractal’) análogo … àqueles em que se formam ‘flocos de neve’?

Acredita-se que o universo esfriou a partir de temperaturas extraordinariamente altas…à medida que se expandiu. – Então, parece possível que esse sistema crítico tenha passado por uma ou mais mudanças de fase… que levaram à consequente formação de estruturas, sem escala definida, distribuídas em um padrão semelhante ao fractal.

Assim, essas poderiam ter sido as sementes,                                                           a partir das quais as galáxias se formaram.

Fractais são definidos como padrões, que repetem suas características gerais, em uma gama muito ampla de escalas. Costumam ser produzidos por sistemas críticos, exibindo transição de fase por um rearranjo da posição e movimento de seus componentes, mais suscetíveis às variações de pressão, temperatura, etc…(Lee Smolin, ‘A Vida do Cosmos’)

Anúncios

Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979... (s/ diploma)
Esse post foi publicado em cosmologia, física e marcado , . Guardar link permanente.

3 respostas para A Hipótese do Campo Primordial (‘Gravitomagnético’)

  1. JMFC disse:

    De facto toda a investigação científica sobre a hipotética variação da gravidade às grandes escalas cósmicas tem demonstrado que tal não acontece. E, felizmente, a teoria da relatividade geral de Einstein permanece incólume. Digo felizmente porque sempre é melhor ter algo nos vá dando (alguma) segurança científica do que não ter nada, andarmos com a casa às avessas!
    Como bem assinalou, aqui na nossa casa, a Via Láctea, as galáxias anãs que a orbitam são em menor número que o previsto no modelo padrão e as suas trajetórias diferentes do estimado.
    Ontem mesmo, Domingo, ouvi na TV portuguesa, um comentário sobre o tema por um académico credenciado em que ele sugeriu que talvez a melhor justificação ainda seja a mais primitiva, isto é, que tal possa ter origem na colisão, muito antiga, da nossa galáxia com uma outra de que resultou este rearranjo observado nas satélites. E a pequenez do número? E isso não passa de uma hipótese sem qualquer dado científico por trás para o sustentar. A dinâmica newtoniana modificada? Não estaremos a incorrer na mesma situação como aquela da variação da gravidade às grandes distâncias cósmicas? A polémica está instalada!

    Curtir

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s