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Aceleradores de partículas são laboratórios gigantes. Por fora, parecem grandes túneis, que podem ser retos ou em forma de anel e ter vários quilômetros de extensão. Dentro deles, as partículas que compõem os átomos – como prótons e elétrons – são aceleradas a velocidades próximas à da luz para que elas possam bombardear núcleos atômicos estáveis. Se você quer saber um pouco mais, leia o artigo que escrevemos sobre os aceleradores de partículas e o que eles fazem. Mas depois volta pra cá, ok?

No ano de 2008, o mundo inteiro voltou a sua atenção para o maior acelerador de partículas do mundo, o LHC. O gigante de 27 km de circunferência e 8,6 km de diâmetro tenta usar a tecnologia para recriar um ambiente semelhante ao do início do Universo. Com ele, a ciência já detectou o bóson de Higs – a partícula sub-atômica que confere massa a quarks e elétrons (sem ele, não seriam formados os átomos, e o Universo seria só um monte de partículas flutuando por aí).

É bem difícil imaginar a dimensão e a importância disso tudo. A boa notícia é que o canal britânico de televisão BCC produziu um vídeo em 360 graus dentro do acelerador e você pode dar uma voltinha em um dos lugares mais importantes para a ciência moderna!

O vídeo de cerca de três minutos explica algumas características do acelerador, em inglês, mas mesmo para quem não entende a língua, o passeio pelas instalações é bem simples: basta clicar no vídeo e utilizar o mouse para arrastar e virar para o lado que desejar. Você também pode usar as setas para girar a câmera. Aproveite o passeio!

Se assim como nós, você também fica fascinado com essas estruturas, vai adorar conhecer histórias e saber como é trabalhar dentro de um acelerador. Isto, porque já entrevistamos brasileiros que trabalham em aceleradores de partículas pelo mundo, vem ler:

 

 – Conheça o jaraguaense que trabalha com aceleradores de partículas na Suécia.

- O brasileiro que está há 17 anos trabalhando com aceleradores na Suíça.

Entrevista

Conheça o jaraguaense que trabalha com aceleradores de partículas na Suécia

O avanço da tecnologia exige ferramentas cada vez melhores, já falamos aqui sobre os tipos de aceleradores de partículas e…

21 de setembro de 2018
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O avanço da tecnologia exige ferramentas cada vez melhores, já falamos aqui sobre os tipos de aceleradores de partículas e como existem profissionais em laboratórios gigantescos, descobrindo coisas sobre nossa saúde, existência e matéria. Algo comum para pesquisadores, porém um mistério para a população em geral. Mas não para o jaraguaense Rafael Baron, com quem tivemos uma conversa super inspiradora que você poderá ler logo abaixo.

O Rafael foi o primeiro funcionário dedicado ao projeto Sirius, laboratório de aceleradores de elétrons de Campinas, um dos mais sofisticados do planeta. Hoje, o engenheiro de Jaraguá do Sul trabalha na Suécia, no European Spallation Source ERIC (ESS), um dos maiores projetos de infraestrutura de ciência e tecnologia que está sendo construído atualmente. O projeto e a construção das instalações incluem o acelerador de prótons linear mais potente já construído.

Ficou curioso? Então embarque com a gente nessa viagem para dentro do ESS! Confira a entrevista exclusiva abaixo com o Rafael!

Museu WEG: Como você chegou até o European Spallation Source ERIC e como começou a trabalhar com aceleradores de partículas? É uma paixão antiga ou descobriu depois de alguma experiência?

Rafael: Essa é uma pergunta muito interessante, pois ela tem muita relação com minha vida e meus amigos de Jaraguá do Sul. Estudei praticamente a minha vida inteira no Colégio Jaraguá, e me lembro frequentemente de coisas que aprendi na escola, sejam estes ensinamentos para a vida ou ensinamentos técnicos. Sou muito grato a todos os meus colegas, professores, zeladores, guardas, o pessoal da cantina, etc. Todos foram muito importantes na formação.

“A minha relação inicial com a engenharia é estreitamente relacionada com a música.”

Eu sempre gostei muito de violão, então comecei a fazer um curso de música quando tinha aproximadamente 13 anos. Ao mesmo tempo, eu sempre gostei de vasculhar os equipamentos eletrônicos que tínhamos em casa. Até que um dia decidi fazer meu próprio amplificador de guitarra. E foi aí que tudo começou. Precisei visitar muitas vezes a biblioteca pública, a UNERJ, falar com diferentes pessoas, pesquisar muito sobre o assunto, e isso me fez aprender muito.

Além disso, uma pessoa muito importante nesta etapa foi um jaraguaense muito conhecido na região, o Sr. Zehnder. Eu lembro que, sempre que possível, eu visitava a loja de rádios e componentes eletrônicos aos sábados de manhã para conversar com seu Zehnder sobre amplificadores valvulados. Até que um dia ele me deu algumas válvulas velhas de rádio e eu iniciei o projeto de amplificador de guitarra valvulado.

Foi nessa época que aprendi muita coisa sobre sistemas eletrônicos. Quando não encontrava os componentes, transformadores e válvulas, eu ia até o lixão de Jaraguá (que ficava onde hoje é a Arena Jaraguá) para pegar componentes de rádios e televisões antigas. Aprendi muito com as pessoas que trabalhavam no lixão e pude também entender melhor as condições em que elas trabalhavam.

Depois de algum tempo, quando estava no terceiro ano do CEJA, eu estava muito em dúvida sobre qual área profissional seguir. Até que o pai de um amigo meu que trabalhava na WEG, Paulo Torri, me levou para uma visita na empresa. E foi aí que decidi realmente seguir a área de engenharia elétrica. Então comecei o curso na UDESC, em Joinville, mas ainda nos semestres iniciais passei no vestibular para a UNICAMP e decidi me mudar para Campinas (SP). Na UNICAMP, tive diversas oportunidades de trabalho e aprendizado, e foi no último ano de faculdade que eu consegui uma vaga para trabalhar com aceleradores, no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS).

Após um ano trabalhando com uma bolsa de iniciação científica, fui contratado como o primeiro funcionário dedicado ao projeto Sirius, onde trabalhei numa equipe fantástica que desenvolve sistemas de diagnóstico para aceleradores. Portanto, o meu trabalho com aceleradores foi algo que eu descobri devido ao LNLS em Campinas, que me possibilitou conhecer pessoas de diversos aceleradores no mundo. Após algum tempo, recebi uma proposta de emprego do ESS, a qual aceitei.

Museu WEG: Você pode comentar como é o dia a dia no ESS?

Rafael: No ESS, trabalhamos diariamente com pessoas de diversas nacionalidades. O ESS é um projeto muito internacional, onde aproximadamente metade dos funcionários são suecos e a outra metade são de outras 49 nacionalidades. As minhas responsabilidades são relacionadas com uma atividade denominada Líder de Sistema de um tipo específico de sistema do acelerador, o Monitor de Posição de Feixe (BPM – Beam Position Monitor). A minha equipe trabalha com diferentes grupos do ESS, mas também temos parceiros em diferentes países europeus, como por exemplo, Alemanha, Espanha e Itália. Reuniões entre essas equipes são frequentes e diárias, onde decisões precisam ser tomadas rapidamente.

Os suecos têm um horário de trabalho que vai de 9 horas da manhã até as 17 horas, sendo muito raro ver pessoas no escritório após este horário. Porém, durante este período as atividades são intensas. É frequente precisar trabalhar com alguma pessoa e descobrir que ela está em uma licença de trabalho, seja para aprimoramento técnico (cursos) ou então em licença paternidade/maternidade. Na Suécia temos essa interessante política, onde os pais que tem um filho, podem tirar auxílio parental de até 480 dias, divididos entre o pai e a mãe, sendo o pai obrigado a tirar pelo menos 3 meses de licença. Desta maneira os pais dividem o tempo de cuidado da criança nos primeiros meses de vida.

Museu WEG: Quais os projetos mais legais que já participou ou que está participando?

Rafael: Eu trabalho com diversos projetos no ESS. Mas o mais interessante é o Monitor de Posição do Feixe, onde o sistema é responsável por monitorar a posição e velocidade do feixe de elétrons ao longo do acelerador de 600 metros. Neste sistema, o monitoramento do feixe de prótons, composto por milhares de pequenos pacotes de prótons viajando a uma velocidade próxima a velocidade da luz (aproximadamente 300.000 km/s), distanciados de 2.8 nanosegundos (um bilionésimo de segundo), e detectados a uma taxa de 100 milhões de vezes por segundo em 4 monitores simultâneos, sincronizados em intervalos de tempo da ordem de femtosegundos! É feito por 100 BPMs espalhados ao longo dos 600 metros de acelerador. O sistema é responsável por monitorar a posição do feixe de Prótons no acelerador e também por fazer a leitura e correção da energia do feixe de Prótons.

Imagem-RafaelFoto aérea do acelerador, que fica em um túnel linear no subsolo

– Para ver mais fotos do ESS, clique aqui.

– Se você tem curiosidade de saber como é o ESS por dentro (lembre-se que ele ainda está em construção), o Rafael sugere que você assista a esse vídeo.

Museu WEG: Para você, qual a importância de um laboratório de aceleradores de partículas para a população?

Rafael: Aceleradores de partículas estão diretamente e indiretamente presentes em nossas vidas, diariamente. Vou citar alguns exemplos: Se observarmos os componentes que temos dentro de nossos celulares, relógios, computadores e outros equipamentos eletrônicos, poderemos observar que eles são compostos por diversos dispositivos menores, baseados em materiais que apresentam uma característica denominada semicondutividade. Durante a fase de desenvolvimento e as etapas da produção destes materiais semicondutores, esses dispositivos passam por aceleradores de partículas dos mais variados tipos. Para desenvolver o semicondutor, aceleradores como o Sirius, são usados para observar a estrutura do material. Na produção dos semicondutores, aceleradores chamados de implantadores de íons são utilizados para tal função.

Outro exemplo: quando temos alguma pessoa de nossa família que está com câncer e precisa passar por uma etapa de radioterapia, mal sabem os pacientes que a fonte de radiação vem de um acelerador linear, utilizado para gerar e implantar a radiação na região afetada e assim matar as células cancerígenas. Outros tipos de tratamentos de câncer, utilizando aceleradores de prótons combinados com ressonância magnética nuclear, estão sendo atualmente utilizados em alguns hospitais e, talvez, em breve teremos aceleradores melhores para tratamento da doença. Quem sabe, teremos equipamentos brasileiros para esta finalidade. A engenharia brasileira é muito capaz de desenvolver estes equipamentos.

Outra aplicação presente diariamente em nossas vidas está relacionada ao desenvolvimento de remédios. Durante sua fase de projeto, alguns são submetidos à radiação gerada por aceleradores de partículas para visualização e engenharia de sua estrutura molecular.

Diversos outros exemplos são possíveis, sendo estes somente alguns poucos tipos de aceleradores e suas utilizações.

***

Incrível, não é mesmo? O Rafael começou a se interessar por engenharia quando decidiu criar seu próprio amplificador de guitarra e hoje trabalha em dos mais importantes projetos de infraestrutura de ciência e tecnologia do mundo!

Ele ainda ressaltou a importância de compartilhar a realidade do ESS entre as pessoas interessadas em aprender sobre a área. Saber com tantos detalhes sobre sua profissão, e como os aceleradores de partículas estão tão presentes em nossa vida, foi realmente inspirador.

Agradecemos ao Rafael Baron por compartilhar sua experiência e conhecimento com todos nós. Agora, sua história é motivo de orgulho e exemplo para todos os jaraguaenses.

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Conheça os tipos de aceleradores de partículas e o que eles fazem

Falamos aqui sobre o Projeto Sirius, um dos mais sofisticados aceleradores Síncrotron do planeta que está sendo construído em Campinas/SP….

Falamos aqui sobre o Projeto Sirius, um dos mais sofisticados aceleradores Síncrotron do planeta que está sendo construído em Campinas/SP. Mas hoje, vamos falar sobre os outros tipos de aceleradores de partículas. Afinal, o que eles fazem e qual a finalidade do seu uso por pesquisadores científicos?

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Simulação: Projeto Sirius

Apesar do conceito de “acelerar partículas” existir há muito tempo e de certo modo ser comum para pesquisadores, para a população em geral isso não passa de um mistério. Por isso, resolvemos falar um pouco mais sobre essa grande revolução no mundo da ciência.

Aceleradores de partículas
Eles são laboratórios gigantes. Por fora, parecem grandes túneis, que podem ser retos ou em forma de anel e ter vários quilômetros de extensão. Dentro deles, as partículas que compõem os átomos – como prótons e elétrons – são aceleradas a velocidades próximas à da luz para que elas possam bombardear núcleos atômicos estáveis.

A utilização desse tipo de equipamento é muito importante, afinal de contas, somente com ele é possível quebrar partículas incrivelmente densas e milhões de vezes menores que o átomo.

Existem diversos tipos de aceleradores de partículas, como: Aceleradores de elétrons (o Sirius e o Max IV), Colisores de Partículas (como o CERN) e os Aceleradores de Prótons (como o PSI e o ESS).

Aceleradores de Elétrons
Quando elétrons são acelerados até velocidades próximas a da luz e têm a sua trajetória desviada por um campo magnético, eles emitem uma luz com alto brilho que penetra a matéria e revela a estrutura atômica de materiais.

Atualmente, há um acelerador de elétrons instalado no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas/SP. Ele já serviu como base para milhares de pesquisas em áreas como medicina, biologia, química, física e ciências de materiais.

Colisores de Partículas
A Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, conhecida como CERN é o maior laboratório de física de partículas do mundo, localizado em Meyrin, na fronteira Franco-Suíça e o LHC também é um dos maiores.

Ele consiste em um amplo túnel circular, com uma circunferência de 27km, enterrado sob uma camada média de 100 metros de terra e rochas. O termo colisor diz respeito ao fato do aparato ser usado para acelerar prótons em direções opostas, para colidirem e mostrarem quais partículas resultam do processo.

Fonte da imagem: Reprodução/Neatorama

Fonte da imagem: Reprodução/Neatorama

Aceleradores de Prótons

Existe um laboratório de acelerador de prótons no ESS (European Spallation Source), e o PSI (Paul Scherrer Institut) que possui um Centro de Terapia de Prótons.

É interessante como este tipo de tecnologia promove o conhecimento em outras áreas. Os aceleradores de prótons são muito úteis para tratamentos de câncer. Muitos dos componentes utilizados em aceleradores de partículas também são aplicados em equipamentos de tomografia, em menor quantidade, tamanho e precisão do que em um acelerador de partículas, mas com construção e princípio de funcionamento muito próximos.

Ou seja, existem muitos profissionais e cientistas em laboratórios gigantescos de aceleradores de partículas pelo mundo que estão pesquisando e descobrindo coisas sobre a nossa saúde, sobre a nossa existência e sobre a matéria. O que é essencial para nossa constante evolução e para o descobrimento de curas para doenças, por exemplo.

Se você quiser saber mais sobre o projeto Sirius, laboratório de aceleradores de elétrons de Campinas, acesse aqui.

Fonte: Mundo Educação, Mundo Estranho e Neatorama

Neutrinos

O mistérios dos neutrinos de alta energia encontrados na Antártida

Nos últimos anos um mistério envolvendo neutrinos causou muitas perguntas pela Antártida.

A Antártida possui um enorme potencial para descobertas científicas e, desde o final do século XIX, é local de uma verdadeira jornada pelo conhecimento devido às suas condições climáticas e geográficas únicas, no continente estão bases de pesquisadores de cerca de 30 países, incluindo o Brasil. Nos últimos anos um mistério envolvendo neutrinos causou muitas perguntas por lá.

Esse mistério começou quando um equipamento da NASA chamado Anita detectou partículas muito discretas, chamadas de neutrinos, alcançando uma energia altíssima no céu antártico. O problema é que o Anita compartilha espaço com um outro detector de neutrinos, que é muito maior e abrangente, o IceCube, e ele, curiosamente, não observou nenhum outro neutrino de alta energia. Vamos entender essa história?

 

Neutrinos, IceCube e Anita

Neutrinos são partículas tão minúsculas que são as menores partículas conhecidas. Sua massa é 100 milhões de vezes menor que a do próton – uma das partículas que formam o núcleo dos átomos. Isso equivale a um bilionésimo de trilionésimo de trilionésimo de um grama.

Os neutrinos estão por todos os lugares. Bilhões deles estão atravessando seu corpo e toda a Terra nesse momento, muito provavelmente emitidos pelo sol. Apesar de muito abundantes, essas partículas são bastante antissociais. Por serem muito pequenos, os neutrinos fazem suas viagens pelo Universo sem quase nunca interagir com nenhuma outra partícula. Isso os torna basicamente indetectáveis, é por isso que também são conhecidas como “partículas fantasmas”.

O conjunto de teorias da física que explica o mundo subatômico, prevê a existência de neutrinos de alta energia, essas partículas são mais raras, e também muito mais sociáveis. Isso porque, quanto maior a energia de um neutrino, maior a probabilidade dele interagir com algo em seu caminho.

 

Neutrino

Neutrino registrado no observatório IceCube, na Antártida – ICECUBE COLLABORATION

 

Para procurar esses viajantes cósmicos existem equipamentos específicos. O Observatório de Neutrinos IceCube é o principal deles, com mais de cinco mil sensores de luz enterrados no gelo da Antártida. Assim, quando um neutrino de alta energia atravessa a Terra, ele pode interagir com um átomo da Antártida e essa interação é pega pelos sensores. Qualquer neutrino pode interagir, mas os de alta energia são mais perceptíveis. Quando um neutrino de energia incomum atinge o IceCube, um sinal é disparado e astrônomos do mundo todo imediatamente apontam os telescópios para a região do espaço de onde ele veio.

 

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IceCube Observatory – Foto de Sven Lidstrom, IceCube, NSF via New York Times

 

Outro aparelho capaz de detectar esses neutrinos de alta energia é da NASA, chamamos ele de Anita. Ele fica em um balão flutuante no céu gelado do continente e procura por neutrinos extremamente energéticos. Os aparelhos são capazes de gerar sinais de rádio e interagirem quando encontram algum átomo no gelo antártico.

É com esses dois detectores que inicia o nosso mistério: o Anita detectou, em três eventos diferentes, neutrinos de energia absurdamente alta saindo do solo da Antártida. O curioso é que quanto mais energéticos são os neutrinos, maior é a probabilidade de que eles interajam com outras partículas, e os detectados vinham de um ângulo onde, provavelmente, teriam atravessado toda a Terra sem parar.

Não é impossível que um neutrino super energético cruze o planeta despercebido. Mas para que um tivesse essa chance, muitos outros teriam que ter falhado na missão. E o IceCube não identificou nenhum outro neutrino de alta energia naquele momento. Também não houve conhecimento de fenômeno cósmico (como um buraco negro supermassivo) que poderia ter originado os neutrinos. Anteriormente, os cientistas haviam descoberto neutrinos vindos do sol e de restos de supernovas próximas, mas nenhuma dessas fontes é forte o suficiente para lançar partículas tão energéticas na direção da Terra. Logo, como o Anita detectou um neutrino sem que o IceCube detectasse dezenas de outros que pertenceriam ao mesmo “lote” com características semelhantes?

Pode ter sido sorte que o Anita detectou um neutrino em um milhão, mas a chance disso ter acontecido é tão pequena que os pesquisadores do IceCube começaram a especular se essa partícula de alta energia é mesmo um neutrino. Um artigo científico com vários autores analisando o caso está disponível aqui, ainda em estágio de pré-publicação (isto é: não foi revisado por outros cientistas)

As detecções do Anita não pareciam fazer sentido para as regras da Física atual. Físicos do mundo todo começaram a estudar o acontecido até que, em 22 de setembro de 2017, um único neutrino viajando a praticamente a velocidade da luz atravessou a Terra e passou pelos detectores do IceCube. Tinha aproximadamente 290 TeV de energia. O impacto provocou um alerta notificando os astrônomos caçadores de neutrinos.

Quando os cientistas rastrearam o caminho do neutrino, chegaram a um ponto no espaço próximo a constelação de Orion, onde simultaneamente vários telescópios registraram um grande clarão. Naquele pedaço do céu estava um objeto grande e distante chamado blazar, que despertou e começou a emitir partículas pelo espaço. Isso incluiu uma grande quantidade de raios gama, que foram detectados pelo telescópio Fermi Gamma-Ray.

Os raios gama vieram de uma galáxia gigante chamada TXS 0506+056, onde há um buraco negro colossal. Enquanto engole tudo ao seu redor, o buraco negro produz partículas extremamente energéticas que estão exatamente na direção da Terra.

Evidências sugerem que TXS 0506+056 é o responsável por atirar os neutrinos em direção a Terra, o que significa que os cientistas descobriram pelo menos uma fonte dessas partículas. A descoberta é um passo na direção de encontrar a origem dos raios cósmicos, um dos maiores quebra-cabeças da astrofísica.

 

Conheça o Blazar TXS 0506+056: 

Apesar de ser uma das prováveis fontes de todos os raios cósmicos, a caçada de outras fontes dessas partículas energéticas continua, galáxias em formação, supernovas interagindo, explosões de raios gama de baixa luminosidade, galáxias de rádio nos centros aglomerados, entre outras variedades de fontes astrofísicas que poderiam contribuir para o fluxo dos neutrinos. Por enquanto, nos resta teorizar, mas uma coisa é certa: os neutrinos captados na Antártida abrem uma nova janela à astronomia e ao universo.

Nasa

As imagens mais baixadas da NASA

Nebulosas, supernovas, sistemas estelares, galáxias, a primeira viagem à Lua.

Nebulosas, supernovas, sistemas estelares, galáxias, a primeira viagem à Lua, a NASA (Agência Espacial dos Estados Unidos) acumula desde 1958 milhares de imagens e fotos do espaço sideral em seus arquivos.

Há alguns anos, o site da agência foi atualizado para que o acesso a essas imagens ficasse mais fácil, pondo a um par de cliques milhares de fotos incríveis, em alta resolução, procedentes dos arquivos de diversos centros de pesquisas.

Uma galeria viciante! É possível passar horas admirando as imagens que podem ser filtradas por palavras-chaves, datas ou viagens espaciais. Além do site, a agência possui uma conta no Twitter, com milhões de seguidores, onde compartilha imagens do dia a dia:

 

tweet

 

 Pesquisadora-chefe de fotografia da NASA durante 30 anos e grande conhecedora desses arquivos fotográficos, Connie Moore apontava em um artigo no Google Arts and Culture quais foram as imagens mais solicitadas quando ela estava a cargo do arquivo. Apesar da passagem dos anos, algumas continuam despertando a mesma curiosidade do público. O jornal EL PAÍS fez uma seleção das imagens mais baixadas do site. A ordem de popularidade varia a cada dia, mas as imagens listadas se mantém entre as campeãs de downloads. Vamos ver quais são?

1. Vista da Terra

 

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Uma das imagens mais detalhadas da Terra já feitas até hoje. Chamada de Blue Marble Earth (“Terra bola de gude azul”), foi feita com uma superposição de imagens do instrumento Visir, a bordo do satélite Suomi NPP. Na foto, podemos ver com riqueza de detalhes o Hemisfério Norte. Connie Moore diz que essa imagem de 2012 foi vista mais de seis milhões de vezes na conta do Flickr da NASA.

2. Blazar

 

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Blazar é uma fonte de energia muito compacta e altamente variável, associada a um buraco negro. À medida que a matéria cai em direção ao buraco negro supermaciço no centro da galáxia, parte dela se acelera para fora quase à velocidade da luz, ao longo de vários jatos que apontam em direção oposta. Quando um destes jatos aponta para a Terra, a galáxia parece especialmente brilhante. Impressionante!

3. Auroras na atmosfera de Júpiter

 

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Graças ao telescópio Hubble, cientistas puderam descobrir estes fenômenos de luz na atmosfera do maior planeta do sistema solar, Júpiter. As auroras se produzem quando as partículas de alta energia estão perto dos polos magnéticos de um planeta e colidem com átomos de gás.

4. Vista da Terra da Lua

 

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Em julho de 1969 a nave Apollo 11 captou uma das imagens mais célebres do acervo da NASA. Nela a Terra aparece se erguendo sobre o horizonte da Lua. Tripulantes da Apollo 8 haviam feito uma foto semelhante a partir do satélite natural, um ano antes, que ficou conhecida como Earthrise (“nascer da Terra”).

5. A espada do Orion

 

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Feita pelo telescópio espacial Spitzer, esta imagem mostra a nebulosa de Orion, considerada pela NASA como a “fábrica maciça de estrelas mais próxima da Terra”. É uma das nebulosas mais brilhantes que existem, razão pela qual pode ser vista perfeitamente no céu noturno. As nebulosas são formadas por grandes nuvens de poeira e gás.

6. Primeiro passeio pelo espaço

 

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Em 1965, o astronauta Edward H. White II, piloto do voo espacial Gemini-Titan 4, tornou-se a primeira pessoa a caminhar no espaço. Permaneceu fora da nave por 21 minutos, conectado à nave por um cabo umbilical de sete metros. Dois anos depois, em 27 de janeiro de 1967, White morreu no incêndio da Apollo/ Saturno 204 no Cabo Kennedy.

7. A montanha mística

 

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Mais uma vez ele: o telescópio espacial Hubble captou em 2010 esta formação de gás e poeira na nebulosa de Carina. Esta imagem foi escolhida para celebrar os 20 anos do Hubble. Surreal, né?

8. Vistas únicas da Via Láctea

 

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Para celebrar o Ano Internacional da Astronomia, em 2009, produziu-se este trio de imagens da região central da nossa galáxia. Isto foi possível graças ao trabalho combinado dos grandes observatórios da NASA, o telescópio espacial Hubble, o telescópio espacial Spitzer e o Observatório de Raios-X Chandra.

9. Aldrin caminha sobre a superfície lunar

 

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Em 20 de julho de 1969, o astronauta Edwin E. Aldrin, piloto do módulo lunar, caminha sobre a superfície do satélite durante a atividade externa da Apollo 11. A imagem foi feita pelo conhecido astronauta Neil Armstrong.

10. Andrômeda

 

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Criada pela NASA Galaxy Evolution Explorer, a imagem mostra a galáxia Andrômeda, a mais maciça do grupo local de galáxias que inclui a Via Láctea.

11. Buraco negro

 

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Esta imagem gerada por computador mostra um buraco negro supermaciço no núcleo de uma galáxia.

12. Solo de Marte

 

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Tirada em 1997, a foto mostra o solo e a atmosfera do planeta vermelho. Quem topa um passeio?

13. A Terra e a Lua

 

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Durante seu voo, a sonda Galileo, da NASA, devolveu imagens da Terra e da Lua que foram combinadas para criar esta.

14. Lua

 

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A sonda Galileo registrou esta imagem da Lua em 7 de dezembro de 1992, no seu trajeto para explorar Júpiter.

15. Nebulosa Helix

 

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Sua forma de olho gigante e suas cores vivas fizeram dela uma das nebulosas mais conhecidas. Esta imagem em infravermelho da nebulosa Helix foi tirada pelo Telescópio Spitzer da NASA.

Dá vontade de ficar horas e horas explorando essas imagens, né? E pensar que a Ciência e Tecnologia possibilitam imagens cada vez melhores, em altíssima definição. Quer ver mais? Então clica no site a seguir e divirta-se! ;) https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/ 

Aurora

O magnetismo terrestre e as auroras boreais

Existem auroras boreais de diversas cores, que dependem do tipo de gás ou molécula que participou dessa interação com os elétrons provenientes dos ventos solares.

Você já ouviu falar sobre a aurora boreal? Trata-se de um fenômeno óptico que colore os céus nas regiões polares. As auroras boreais são consequência da ação de partículas solares sobre a nossa magnetosfera, elas aparecem quando os ventos solares entram em contato com o campo magnético terrestre. 

O campo magnético terrestre

Embora não possamos ver, o campo magnético terrestre está ao redor da Terra, funcionando para nós como uma “bolha de proteção”. Seu papel principal é bloquear o fluxo constante de radiação cósmica sobre a Terra, impedindo a entrada de partículas, carregadas e superaquecidas, que se chocam a 1,6 milhões km/h e são altamente nocivas, ou seja, o campo magnético é fundamental para a existência da vida terrestre.

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O campo magnético nos protege contra partículas vindas do Sol

Os cientistas estimam que, numa profundidade entre 2.800 e 4.800 km abaixo da crosta, há uma camada de fluído, constituída principalmente por ferro. Com o movimento de rotação do planeta, este fluído também roda. Como a parte mais externa do globo é constituída por rochas, há um atrito entre as duas camadas, fazendo com que o fluído gire, formando espirais.  As correntes circulares que se formam neste processo se comportam como os fios de um dínamo, gerando um campo magnético que consegue alcançar altitudes além da ionosfera – a camada superior da atmosfera.

É nessa movimentação que a Terra se transforma, todos os dias, em um imenso ímã. Graças a esse fenômeno, é possível utilizar bússolas magnéticas, por exemplo.


Aurora Boreal

O nome aurora boreal foi dado pelo astrônomo Galileu Galilei em homenagem à Aurora, deusa romana do amanhecer, e seu filho, deus grego do vento forte, Bóreas.

As auroras polares ocorrem somente nas áreas de elevada latitude em razão da força do campo magnético da Terra. O que acontece é que os ventos solares carregados de elétrons movem-se a cerca de 1,6 milhões de km/h e, quando chegam ao nosso planeta, acabam sendo facilmente guiados pela força magnética gerada pelo núcleo terrestre, seguindo para as áreas polares. Nesse momento, parte do vento solar é captada pela ionosfera, sendo conduzida e acelerada em uma espécie de “túnel magnético” que se forma, o que ocasiona a geração dos efeitos de luzes quando há uma interação desse vento solar eletricamente carregado com os gases atmosféricos.

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As auroras boreais podem ter diversas cores e formatos

Existem auroras boreais de diversas cores, que dependem do tipo de gás ou molécula que participou dessa interação com os elétrons provenientes dos ventos solares. O oxigênio, a depender da altitude em que o fenômeno acontece, pode gerar auroras boreais verdes ou vermelhas; já o nitrogênio, também a depender da altitude, poderá gerar auroras azuis, púrpuras ou violetas. Muitas vezes, surgem várias cores ao mesmo tempo. Elas também podem ter vários formatos, tais como: pontos luminosos, faixas no sentido horizontal ou circular.

O fenômeno costuma ser um grande atrativo turístico, um evento natural procurado por milhares de pessoas todos os anos. O local do mundo mais visitado para apreciar o belíssimo espetáculo natural é a cidade de Lapônia, na Finlândia, geralmente nos meses de setembro e outubro e também em fevereiro e março, períodos do ano em que é mais provável a manifestação das auroras boreais.

Luz

Por que nada pode viajar mais depressa que a luz?

Você já deve ter ouvido que nada é capaz de viajar mais rápido que a velocidade da luz. Mas, por um breve momento, acreditou-se que sim.

Você já deve ter ouvido que nada é capaz de viajar mais rápido que a velocidade da luz. Mas, por um breve momento, acreditou-se que sim.

A teoria de que nada pode viajar mais rápido do que a velocidade da luz no vácuo significa, basicamente, que nada pode ultrapassar os 299.792.458 metros por segundo ou arredondando, 300 mil km por segundo. Essa ideia foi proposta por Albert Einstein em sua Teoria da Relatividade, baseada em estudos anteriores de diversos cientistas para estabelecer que o limite de velocidade universal é o que a luz atinge quando se desloca pelo vazio do cosmos. Você sabe por quê?

 

Impossibilidade física

Isso nos leva à Teoria da Relatividade Especial de Albert Einstein, de 1905, que diz que a velocidade da luz é o que conecta o tempo e o espaço. Segundo o catedrático de Física Antonio Ruiz de Elvira, não é possível deslocar um objeto a uma velocidade superior à da luz porque, de forma simples e resumida, a única coisa capaz de mover uma partícula com massa é outra força que viaje a essa velocidade.

luz

Zunindo pelo vácuo (BBC)

De acordo com Antonio, o objeto “empurrado” acabaria ganhando massa quando submetido a grandes velocidades. E, considerando que o ganho aumentaria bastante conforme o corpo se aproximasse da velocidade da luz, isso interferiria em sua capacidade de deslocamento. Sendo assim, nenhum corpo pode viajar mais depressa do que a força que o empurra.

Segundo o que prevê a Teoria da Relatividade, o aumento de massa aconteceria rapidamente conforme a velocidade do objeto se aproximasse à da luz. E, quanto mais próximo desse limite o corpo chegasse, considerando que o ganho de massa aumentaria infinitamente, seria necessária uma força — também — infinita para que o objeto se elevasse à velocidade da luz.

A famosa equação de Einstein tem uma parte “menos lembrada”, que descreve como a massa de um objeto muda quando há movimento envolvido: E = mc² (Energia é igual a massa vezes a velocidade da luz ao quadrado). Na verdade, a equação completa é E²=(mc²)²+(pc)². A parte final é a que descreve como a massa do objeto muda quando há movimento envolvido.

 

Teoria ameaçada

Em 2011, foi anunciada uma descoberta que ameaçou anular tudo o que sabemos sobre a velocidade da luz, a Teoria da Relatividade e a física moderna!

Isso aconteceu na Suíça, quando físicos europeus conduziram um experimento chamado Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus (Opera, na sigla em inglês), para estudar o fenômeno da oscilação de neutrinos. Diferentemente das partículas de luz, os neutrinos são partículas que possuem uma pequena quantidade de massa. Por isso, segundo a Teoria da Relatividade Especial de Einstein, deveriam viajar a uma velocidade menor que a da luz.

No entanto, naquele ano, o projeto chamou a atenção de toda a comunidade internacional quando anunciou a detecção de neutrinos se movimentando em uma velocidade superior à da luz, o que poderia revolucionar a Física moderna.

No entanto, tudo não passou de um mal entendido por causa de um cabo de um relógio digital em um laboratório, que estava mal conectado. Quando alguém percebeu e o conectou corretamente, tudo voltou à normalidade e ficou comprovado que os neutrinos estavam viajando a uma velocidade mais baixa que a da luz.

Toda a Física moderna foi questionada, portanto, por causa de um cabo de fibra ótica solto, que fez com que a passagem do tempo fosse registrada de maneira incorreta. Acredita?

Mas é assim que a ciência funciona e deve funcionar. Cientistas cometem erros e aprendem com eles. É preciso provas muito fortes para mudar os rumos da Física, e é a partir de testes, experimentações, erros e acertos que isso é possível — mesmo que leve séculos.

 

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6 mistérios que a física ainda não conseguiu explicar

Cientistas criaram teorias para entender e até tentar explicar alguns mistérios do universo, mas até hoje nada foi comprovado. Será que um dia teremos respostas para eles?

Assim como nós, os físicos, astrofísicos e cientistas estão cheios de perguntas. E, apesar dos avanços nestes campos, há mistérios que ainda são impossíveis de serem explicados. Para tentar entender certos fenômenos, foram estabelecidas teorias que, mesmo não podendo ser observadas ou comprovadas diretamente, são a única explicação para definir alguns enigmas do universo. Conheça a seguir alguns deles.

 

  1. A matéria escura

Cientistas calculam que 84% da matéria presente em nosso universo não emite e sequer absorve luz, a chamada matéria escura. Por não absorver nem emitir radiação, ela não pode ser vista diretamente, nem detectada de maneira indireta.

Eles acreditam na existência dessa matéria graças ao efeito gravitacional que exerce sobre outros elementos e sobre a estrutura do universo. Acredita-se que é composta por partículas massivas que interagem sem força entre elas e, por carecer de luz, os astrofísicos não conseguem detectá-la, apesar de saber que está ali.

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Matéria escura – Fonte: Superinteressante.

 

  1. A energia escura

Cientistas acreditam que há algo que contraria a força gravitacional de atração e, mesmo que a gravidade empurre tudo para o centro do nosso universo, ele continua em expansão.

A gravidade deveria evitar que isso acontecesse, mas na prática é diferente. Para explicar isso, sugere-se que exista uma energia invisível que se contrapõe à força da gravidade — a energia escura. Ela é tida como uma propriedade inerente do próprio espaço. À medida que o espaço se expande, mais espaço é criado e, consequentemente, mais energia escura.

Porém, também não é possível detectar a energia escura e os cientistas não conseguem comprovar sua existência, mas essa é a única explicação que existe até hoje. E mais: embora ninguém saiba como constatar, estima-se que 70% do universo é composto por energia escura!

 

  1. A inflação cósmica

A inflação cósmica é um conjunto de teorias concedida para explicar alguns enigmas que a teoria do Big Bang não podia responder. Diz-se que com a inflação cósmica, houve partes do universo que ficaram mais densas em matéria, e isso explicaria as galáxias e outros fenômenos.

Ao olharmos para o universo, observamos uma esfera que parece se estender por partes iguais em todas as direções. O que torna difícil a explicação de haver uma temperatura uniforme: como duas partes distantes do universo podem ter a mesma temperatura e densidade sem ter estado em contato? A inflação cósmica explica esse fenômeno.

A teoria sugere que essas partes chegaram a formar uma unidade e que, menos de um bilionésimo de segundo depois do Big Bang, o universo se inflou de forma repentina e em grande velocidade, expandido sua matéria a uma velocidade superior à da luz. Durante essa expansão, houve pequenas diferenças de temperaturas, pontos de maior densidade que se materializaram em galáxias e grupos de galáxias. Também foram produzidas as ondas gravitacionais previstas por Albert Einstein.

Apesar deste conhecimento, os físicos não podem atestar o que formou esses conjuntos de estrelas e ondas gravitacionais. Portanto, um fenômeno como a inflação cósmica pode fazer com que seja mais compreensível.

energia escuraA energia escura é uma pressão negativa que empurra o universo a expandir mais rápido. Fonte: Astrofísica para Todos.

  1. O destino do universo

“Para onde vamos?” Essa é uma das perguntas científicas que mais causam curiosidade e outras perguntas até hoje. Acredita-se que isso depende de um fator desconhecido que mede a densidade da matéria e a energia que existe no cosmos.

Considerando que esse fator é maior que a unidade, o universo seria uma esfera. Sem a energia escura mencionada antes, o universo deixaria de se expandir e tenderia a se contrair, provocando o colapso absoluto, num processo inverso ao Big Bang, conhecido também como Big Crunch. Mas, como essa energia existe, os cientistas acreditam que o universo seguirá se expandindo de maneira infinita.

Mas o universo se expandirá para sempre? Considerando-o como uma esfera e caso a energia escura exista de fato, esse universo esférico se expandirá eternamente.

De maneira alternativa, o universo pode ser curvo e aberto, como a superfície de uma sela para montar cavalos. Neste caso, o universo pode caminhar para dois processos — o Big Freeze e Big Rip. No primeiro, a aceleração do universo fará com que ele acabe desfazendo galáxias e estrelas, deixando matéria fria e abandonada. Depois, a aceleração aumentaria de maneira tão grande, que poderia superar a força que mantém os elementos de um átomo em seus devidos lugares, destruindo-o completamente.

Outra alternativa é que o universo pode ter uma estrutura planar, como uma mesa que se expande para todas as direções. Caso a energia escura não exista, neste modelo a aceleração da expansão do universo seria reduzida aos poucos, até parar completamente. Mas se a energia escura existir, tudo terminaria destruído com o Big Rip.

big ripSimulação do Big Rip. Fonte: Theweek.

 

  1. A entropia

Você sabia que alguns cientistas duvidam que o tempo tenha corrido sempre para a frente, mas não conseguem provar o contrário? Isso é explicado por uma propriedade da matéria chamada entropia, que é a quantidade de desordem de um sistema. Neste caso, das partículas do universo.

Basicamente, se o universo se desloca de uma baixa entropia para uma alta entropia, nunca poderemos ver os acontecimentos se reverterem. Esse movimento é irreversível, mas suscita um novo enigma para os cientistas: por que o universo era tão organizado em seu início? Se, como confirmado em outras teorias, havia uma grande quantidade de energia acumulada em um espaço tão reduzido, por que a entropia (a desordem) era tão baixa na origem do cosmos? Ainda não há resposta para isso.

 

  1. Os universos paralelos

Será que o universo em que vivemos é único? Até hoje, nada garante isso. Muitos cientistas defendem a hipótese de que é possível que o que chamamos de universo seja somente um entre outros infinitos espaços.

As leis da física quântica dizem que a configuração das partículas dentro de cada espaço é finita e que esta configuração deve, necessariamente, se repetir, o que implicaria em uma infinidade de universos paralelos. É daí que vem o conceito de multiverso, ou seja, diversos universos paralelos coexistindo sem que um tenha contato com o outro.

universos-paralelosUniversos paralelos. Fonte: Hypescience.

Da matéria escura aos universos paralelos: são tantos questionamentos! Que a ciência esteja sempre em evolução e que possamos presenciar a solução desses mistérios. <3

 

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Antimatéria: história e curiosidades

Assim como o nome sugere, a antimatéria é o inverso da matéria. Mas o que isso quer dizer?

Assim como o nome sugere, a antimatéria é o inverso da matéria. Cada partícula elementar que conhecemos possui uma partícula oposta que apresenta exatamente as mesmas características, exceto a carga elétrica, que é inversa. O pósitron, por exemplo, é a antimatéria do elétron, portanto, possui a mesma massa, mesma rotação, mesmo tamanho, mas carga elétrica de sinal oposto.

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Matéria e antimatéria, constituídas de antipartículas.

Tudo o que se sabe sobre essas antipartículas vem de experiências realizadas em aceleradores de partículas, que apresentam antipartículas como produto. Dentro desses imensos laboratórios, a dificuldade de produzir e analisar a antimatéria está no fato de que, no encontro da matéria com a antimatéria, sempre ocorre aniquilação, ou seja, uma destrói a outra, gerando uma grande quantidade de energia.

 

Descoberta

A história da antimatéria começa em 1928, quando o físico britânico Paul Andrien M. Dirac revisou a equação da equivalência entre massa e energia proposta por Einstein e propôs que as partículas podem ter valores negativos de energia. Ou seja: que um elétron poderia emitir radiação infinitamente, ficando cada vez com energias mais negativas, o que não é aceitável do ponto de vista físico. 

Para consertar esta inconsistência do seu modelo, Dirac argumenta que todos os estados relacionados a energias negativas estão ocupados, assim uma partícula não poderia ir para um estado de energia negativa, isto ficou conhecido como Mar de Dirac. Uma consequência do mar de Dirac é que o consideramos como vácuo não é vazio, existe uma infinidade de partículas nos estados de energia negativa.

Logo, para Dirac, uma antipartícula nada mais é do que um espaço vago no Mar de Dirac, assim um elétron pode perder energia emitindo radiação e indo pro estado quântico vago descrito pelo antielétron. Um observador veria um elétron colidindo com um antielétron, depois da colisão ambos desapareceriam e a energia seria emitida na forma de radiação.

Em 1932,  um ano após a previsão de Dirac, Carl Anderson detectou a presença de elétrons positivos durante um experimento com raios cósmicos. O antielétron detectado foi chamado de pósitron e tem as mesmas características do elétron, mas apresenta carga elétrica de sinal positivo. Em 1955, cientistas criaram o antipróton por meio de um acelerador de partículas. Desde então, os estudos relacionados com antimatéria vêm revelando antipartículas de nêutrons, quarks, léptons etc.

 

Como produzir antimatéria?

A antimatéria existe de maneira natural, porém em pequeníssimas quantidades. É o caso da banana, por exemplo, que emite um pósitron a cada 75 minutos, pois possui em sua composição química um isótopo radioativo de potássio (40K) que sofre decaimento β+, mas como o nosso universo é feito predominantemente de matéria, rapidamente este pósitron encontra um elétron e eles se aniquilam, sobrando somente radiação.

Hoje os cientistas são capazes de produzir antimatéria nos aceleradores de partículas, como o famoso LHC. Nessas máquinas de incrível complexidade, feixes de partículas e/ou antipartículas são lançados em anéis circulares ou retilíneos e são colididos com outros feixes. Essas colisões, quando feitas com energia suficiente, recriam as condições do universo no Big Bang. 

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LHC: o maior acelerador de partículas do mundo.

Ao acelerar átomos a altíssimas velocidades com um acelerador de partículas, elas podem ser colididas com um determinado alvo. As antipartículas resultam dessa colisão e são separadas pela ação de campos magnéticos. Em média, a cada 10.000 colisões de prótons é gerado um antipróton, é isto que torna a produção de antimatéria tão cara.

 

Antimatéria como fonte de energia

Ao pensar nas possíveis aplicações que podem surgir da pesquisa em antimatéria, podemos citá-la como uma fonte de energia compacta.

Já falamos que ao encontrar matéria, a antimatéria é aniquilada. Nesta aniquilação é liberada uma grande quantidade de energia. Quanta energia? Essa reação é o único processo que converte 100% da massa de uma partícula em energia, lembrando da famosa equação de Einstein, E=mc², tem muita energia armazenada na massa das partículas que normalmente não pode ser acessada.

A aniquilação de um grama de antimatéria com um grama de matéria resultaria na liberação de 50 GWh de energia, o suficiente para manter uma lâmpada de 100 W acesa por mais de 57 mil anos!

Essa energia pode ter uma aplicação valiosa para exploração espacial, pois uma boa parte do problema que temos ao lançar um foguete ao espaço é o combustível necessário para sair da atmosfera da Terra. Para isso acontecer ainda é preciso melhorar a eficiência da produção de antimatéria, baratear o processo, desenvolver novas tecnologias de armazenamento e aprender a controlar o uso desta energia, caso contrário teríamos apenas uma bomba poderosíssima! :O

Terra

O que aconteceria se, de repente, a Terra parasse de girar?

Se a Terra parasse de girar de repente, tudo o que se encontra na superfície terrestre seria arrancado violentamente daqui: pessoas, árvores, animais, cidades, oceanos e até mesmo o ar da atmosfera.

Tudo sairia voando!

Se a Terra parasse de girar de repente, tudo o que se encontra na superfície terrestre seria arrancado violentamente daqui: pessoas, árvores, animais, cidades, oceanos e até mesmo o ar da atmosfera. Tudo o que se encontra na superfície terrestre sairia voando! Tudo por causa da inércia dos corpos, já que tudo que existe na Terra, inclusive o ar, gira junto com o planeta.  

Agora imagine que a Terra completa sua rotação a cada 24 horas a uma velocidade de aproximadamente 1.700 quilômetros por hora! Se a freada brusca de um ônibus faz com que os passageiros sejam jogados para a frente, imagine o que não aconteceria com os habitantes da Terra?

Explicando de maneira simples: imagine um ônibus em alta velocidade freando de repente. A inércia faz com que todos os passageiros vão para frente, podendo até mesmo serem arremessados. Ou seja: se você estiver dentro de um ambiente fechado, as notícias não são lá muito boas.

Os corpos seriam arrancados da superfície e em seguida cairiam, pois mesmo os 1.700 quilômetros por hora, não são suficientes para fazer com que os corpos escapem do campo gravitacional e se percam no espaço. Então todos os destroços sólidos, os oceanos e a atmosfera cairiam de volta.

 

earth-1990298_960_720Tudo o que se encontra sobre a superfície terrestre seria arrancado violentamente.

 

O acontecimento geraria fissuras e pontos de tensão na crosta, o que causaria grandes derramamentos de magma e os maiores terremotos já vistos. Os oceanos continuariam a se mover a quase 1.700 quilômetros por hora no equador, gerando a maior onda e o maior tsunami já registrados na história. A atmosfera continuaria a se mover com a mesma velocidade da rotação da Terra, o que causaria ventos até 6 vezes mais fortes que os furacões de categoria 5. Esses ventos estariam tão rápidos que fariam os objetos parados em relação a eles quebrarem a barreira do som.

Agora, imagine que alguém sobreviva a esse voo em velocidade supersônica! Seria quase impossível sobreviver, a Terra continuaria sua trajetória ao redor do Sol, mas a falta de rotação acabaria com o conceito de dia e noite, seriam seis meses exposição solar — um deserto com temperaturas altíssimas — e seis meses de escuridão — tão frio que crostas de gelo seriam formadas rapidamente. A diferença térmica entre os dois lados provocaria ventanias terríveis.

Outra possível consequência dessa catástrofe, seria a perda de nosso campo magnético. Ou seja: a Terra ficaria sem proteção contra as partículas de altas energias provenientes do vento solar. Que medo!