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O que é um buraco negro e por que precisamos estudá-lo?

Retratado em inúmeros filmes, o Buraco Negro ainda é um mistério do universo. Acesse e descubra o que é um buraco negro e porque estudá-lo!

Muitas vezes temidos e considerados os vilões do universo, os buracos negros são retratados de diversas formas na literatura e no cinema, recebendo inúmeras teorias e hipóteses sobre o que é possível encontrar no seu interior.

Capazes de “sugar” estrelas e planetas inteiros, os buracos negros são como ralos de pia e aspiradores do espaço sideral. Portais ou não, a única certeza que temos é que ninguém sabe para onde vão as vítimas desses vilões do universo.

Claro, essa é apenas uma visão romantizada desse fenômeno natural. Mas, se você quiser saber o que é um buraco negro e por que é importante estudá-lo, continue a leitura.

O que é um buraco negro?

De modo resumido, um buraco negro é uma região do espaço-tempo supermassiva. Ele possui uma densidade tão alta que acaba distorcendo o espaço-tempo, gerando diversos fenômenos ao seu redor (no horizonte de eventos).

O horizonte de eventos de um buraco negro é a distância “sem volta”, o local onde o campo gravitacional é tão forte que se torna impossível fugir do destino final: ser arrastado para o abismo.

Para você compreender a força do horizonte de eventos, tenha em mente que nem mesmo a luz (que possui velocidade de 299.792.458 m/s) consegue escapar de sua força. Justamente por “engolir” até mesmo a luz, um buraco negro é realmente um território no espaço totalmente imerso na escuridão.

Como são formados os buracos negros?

Agora você já sabe que são extremamente densos, distorcendo completamente o espaço-tempo em que estão inseridos, vamos entender como são formados os buracos negros.

Existem apenas especulações sobre suas origens, mas, ligando a teoria de Einstein e com a de Schwarzschild, deduz-se que os buracos negros podem ser formados de qualquer objeto ultradenso presente no universo.

Segundo os cientistas, quando uma estrela chega ao fim da vida, caso ela seja pelo menos 10x maior que o nosso Sol, os seus átomos entram em colapso aumentando a densidade a ponto de criar um buraco negro, criando assim um buraco negro de massa estelar.

Quais são os tipos de buracos negros?

Existem quatro possíveis estruturas para um buraco negro, desses, apenas dois deles foram observados por cientistas, o supermassivo e o estelar. Os outros dois, o intermediário e o primordial, ainda são considerados apenas teorias, não sendo confirmados se existem ou não.

Buracos negros supermassivos

Após muita observação, os cientistas já consideram que, no centro de toda galáxia, exista um buraco negro supermassivo, e ninguém ainda compreende como ele se forma. Como o próprio nome já diz, esse buraco negro possui uma massa inimaginável, aumentando assim a sua gravidade no horizonte de eventos.

Justamente por serem tão “magnéticos”, esses buracos negros atraem muita luz, emitindo um brilho intenso em ondas de rádio e de raio-x quando “engolem” outros objetos.

Buracos negros de massa estelar

Como o próprio nome já diz, o buraco negro de massa estelar é aquele que “nasce” do colapso de estrelas de muita massa. Acredita-se que esses buracos negros possam ser tão densos quanto o limite das maiores estrelas (chegando a 65x a massa do Sol).

Buracos negros intermediários

Agora adentramos o mundo das hipóteses, já que ainda não foi visualizado nenhum buraco negro intermediário. Esse buraco negro, segundo a hipótese, estaria entre o buraco negro supermassivo e o de massa estelar, sendo maior e mais denso que qualquer estrela existente, mas menor que um buraco negro supermassivo.

Alguns cientistas acreditam que os buracos negros intermediários são “bebês” supermassivos que crescerão até se formarem os gigantes que conhecemos.

Buracos negros primordiais

Ainda não existe uma teoria preferida pelos cientistas que defenda se um buraco negro primordial é, na realidade, um buraco negro muito maior que um supermassivo ou se é um conglomerado de vários outros.

Mas, para deixar o conteúdo mais compreensível, entenda que um buraco negro primordial, hipoteticamente, surgiu após o início do universo, graças ao colapso de densidade do Big Bang.

O Paradoxo de Hawking

Hawking, conhecido pela teoria Radiação Hawking, destacou que os buracos negros colapsavam duas teorias fundamentais: a da relatividade geral e a da mecânica quântica.

Enquanto a teoria da relatividade geral afirma que toda massa que entrar em um buraco negro não conseguirá sair, a mecânica quântica afirma que esse fenômeno é impossível.

Porém, atualmente já existem cientistas que dizem ter resolvido esse problema por meio do “cabelo” de buracos negros: o “Teorema do Cabelo, sim”, de Calmet.

Em resposta à antiga Teoria de Calvície, de Wheeler, Calmet afirma ter solucionado o Paradoxo de Hawking com uma visão intermediária entre o que é defendido pela relatividade geral (nada sai do buraco negro) e a mecânica quântica (algo precisa sair do buraco negro), surgindo assim o “cabelo” de um buraco negro.

O cabelo quântico permite que informações que entrem em um buraco negro saiam novamente. Mas, por ser muito revolucionária, essa teoria ainda é muito recente para ser aceita pela ciência.

Por que precisamos estudar os buracos negros?

A possível solução do Paradoxo de Hawking é um grande exemplo do porquê precisamos estudar mais sobre os buracos negros e conseguir mais respostas. Esses gigantes do espaço tão temidos e admirados ainda possuem muito para nos ensinar.

Quem sabe daqui uns milhares de anos não estejamos viajando por galáxias por meio deles? Claro, essa é só uma hipótese defendida pelos amantes da ficção científica.

Gostou deste assunto? Você pode conferir mais assuntos sobre astronomia no Blog do Museu WEG.

Fontes:

O que é buraco negro? – Canaltech

Cientistas ‘captam’ som de buraco negro devorando uma estrela; ouça – UOL

Os buracos negros ‘cabeludos’ que explicam paradoxo identificado por Stephen Hawking, segundo cientistas – BBC

Buracos negros: vilões do universo ou distorção natural? – Techmundo

Os buracos negros e a importância de estudá-los – TV Senado

Saiba tudo sobre James Webb, o maior telescópio espacial já lançado

Estamos próximos de descobrir ainda mais sobre o surgimento do universo! Saiba tudo sobre James Webb, o maior telescópio já lançado.

Visualizar o passado e compreender o futuro do espaço com ainda mais detalhes? Agora é possível! Uma das missões recentes mais importantes da NASA já está no espaço coletando dados e fotos em qualidade que nunca foram possíveis antes: a missão do James Webb.

Esse é o nome que os amantes da ciência mais têm ouvido nos últimos dias. O telescópio lançado no dia 25 de dezembro de 2021 já está dando o que falar, reproduzindo imagens em alta resolução que, além de lindas, são carregadas de significado para o mundo da ciência.

O maior investimento que a NASA já fez em uma missão, o telescópio James Webb promete revolucionar todo o conhecimento que possuímos até agora.

Com 25 anos de desenvolvimento e investimento de US$ 10 bilhões, o telescópio James Webb abrirá portas para o que conhecemos sobre o universo. Quer saber mais? Continue a leitura!

Tá, mas o que é esse Telescópio James Webb?

O presente de Natal de 2021 foi bem memorável para os amantes da ciência. Contando com milhares de cientistas, engenheiros e técnicos, 14 países participaram da criação do telescópio James Webb.

Esse gigante foi criado com o intuito de observar objetos e eventos extremamente distantes no universo, alcançando 13,5 bilhões de anos e possibilitando que sejam vistos a formação e o nascimento das primeiras galáxias.

Outro ponto revolucionário desse telescópio está na sua capacidade de responder perguntas como “quais exoplanetas são potencialmente habitáveis”. Ou seja, o Webb pode revolucionar os conhecimentos da humanidade respondendo algumas das maiores perguntas da ciência.

Como foi criado o Telescópio James Webb?

Juntando as forças de 14 países, o Telescópio James Webb foi desenvolvido com o apoio e o investimento da NASA (Estados Unidos), que dirigiu o projeto; da ESA (Europa), que forneceu sistema de infravermelho e o foguete em sua base de lançamento; e da CSA (Canadá), que ofereceu sistema de infravermelho e o sensor responsável pela criação das imagens coletadas.

É um trabalho em equipe que trará inúmeros benefícios para o mundo da tecnologia espacial e muita ansiedade para os amantes da ciência.

Você deve estar se perguntando “por que esse telescópio tem nome de gente”. Seu nome foi inspirado em James Edwin Webb, o segundo administrador da NASA (entre 1961 e 1968), responsável pelo desenvolvimento do programa Apollo (que levou o homem à Lua).

Qual é a diferença entre o Hubble e o Webb?

As diferenças entre o Hubble e o Webb são gigantescas. O Webb é o segundo mais avançado desenvolvimento científico da humanidade, e o Hubble é seu antecessor.

Para ficar mais fácil de compreender a dimensão dessa diferença, enquanto o Hubble está localizado a 500 km da Terra, o Webb ficará a exposto a 1,5 milhões de km do nosso planeta (no Ponto de Lagrange, local onde a força gravitacional de dois corpos cancela a aceleração centrípeta).

Além da distância gritante e da evidente superioridade tecnológica: enquanto o Hubble pode (e precisa) receber manutenção de tempos em tempos, o Webb está longe demais para receber melhorias e consertos.

Justamente por isso, o lançamento do Webb causou tensão entre os cientistas. Por ser muito grande, esse telescópio precisou ser dobrado para ser acomodado dentro do foguete de lançamento, necessitando que se desdobrasse sozinho no espaço.

Outro ponto que diferencia esses dois telescópios está na sua capacidade de observação.

Enquanto o Hubble reflete imagens de galáxias que se formaram a 400 milhões de anos após o Big Bang, o Webb poderá apresentar imagens de 250 milhões de anos após o Big Bang, cerca de 150 milhões de anos mais potente que seu antecessor.

Parece irreal, não é? Mas, com as primeiras imagens coletadas pelo Webb, já é possível compreender a potência desse telescópio. O James Webb coletou imagens do espaço profundo, confira abaixo e veja a resolução incrível desse telescópio.

Gostou deste conteúdo? Se você gosta de ciência e está sempre buscando estar por dentro das curiosidades do mundo da tecnologia, siga o Museu WEG no Twitter e no Instagram, assim você não perderá nenhuma novidade.

Fontes:

NASA

Como o novo telescópio espacial James Webb deve revolucionar a ciência – UOL

James Webb: saiba tudo sobre o telescópio que é a missão mais cara na história da Nasa – Olhar digital

Telescópio James Webb: o arqueólogo das estrelas – Superinteressante

Telescópio espacial James Webb: saiba tudo sobre o maior observatório da NASA – Canal Tech

Inovações do setor de exploração aeroespacial que você usa no dia a dia

Confira tecnologias criadas para a exploração espacial que foram adaptadas para o nosso dia a dia.

Em 1957, o satélite Sputnik foi enviado à órbita da Terra, desde então, as inovações do setor aeroespacial evoluíram a passos largos e permitiram que a humanidade chegasse a lugares onde jamais imaginaríamos que o homem poderia alcançar. 

A partir disso, chegamos à lua, foi permitido que estações espaciais pudessem ficar em órbita para abrigar os astronautas, além de milhares de estudos sobre a Terra, o sistema solar e o espaço interestelar. 

Para que missões como essas fossem possíveis, durante anos, muitas tecnologias foram desenvolvidas para serem usadas em naves, sondas e pelos astronautas – e diversas delas ganham versões muito úteis no nosso dia a dia. Continue a leitura e saiba mais.

Tecnologias e inovações do setor aeroespacial usadas no dia a dia

Confira agora as tecnologias que foram criadas para a exploração espacial e que acabaram sendo adaptadas para o nosso dia a dia na Terra.

Filtro de água

O filtro de água foi desenvolvido pela NASA na década de 1960. O sistema de filtros usava cartuchos de iodo para limpar as fontes de água das naves. 

A tecnologia provou a sua eficácia em eliminar bactérias e passou a ser aplicada em filtros de água aqui na Terra, inclusive para a limpeza de piscinas.

Um novo tipo de filtro foi criado por estudantes brasileiros em 2019, a invenção foi enviada em um foguete da SpaceX para ser testada pelos astronautas da Estação Espacial Internacional (ISS).

Comida para bebês

As fórmulas de leite artificial e papinhas para bebês já existiam, mas foram enriquecidas graças aos estudos da NASA que envolviam a alimentação dos astronautas no espaço. 

Nos seus estudos, os pesquisadores descobriram uma fonte natural do ácido graxo ômega-3, existente no leite materno e que possui papel fundamental para o desenvolvimento infantil.

Hoje, a fonte de ômega-3 descoberta pela NASA está presente na maioria das fórmulas infantis em todo o mundo, ajudando no bom desenvolvimento do cérebro, do coração e dos olhos dos bebês.

Câmera de telefones celulares

Ao procurar soluções para instalar câmeras em sondas espaciais, em 1990, a NASA iniciou uma pesquisa para descobrir tecnologias mais compactas e eficientes para aprimorar os sensores das câmeras existentes.

Foi então que o físico e engenheiro Eric Fossum combinou técnicas japonesas com uma nova tecnologia de construção de chips, resultando em um sensor que era extremamente compacto, de baixo consumo e 100 vezes mais rápido que os sensores já utilizados.

A solução foi compartilhada com a indústria – atualmente, um terço de todas as câmeras tem a tecnologia, especialmente as de computadores e celulares. 

Tênis de corrida

Você sabia que o impacto da sua corrida é minimizado graças à borracha utilizada nos capacetes dos astronautas?

É isso mesmo, o material criado pelos engenheiros da NASA para os capacetes dos astronautas possui grande capacidade de absorção de impactos, e hoje a mesma tecnologia é utilizada na fabricação dos tênis de corrida.

Espuma de travesseiro

Já ouviu falar sobre os famosos “travesseiros da NASA”? Eles são muito comuns no nosso dia a dia, e, por mais que pareça, a NASA jamais desenvolveu esse travesseiro para os astronautas.

Mas ela tem parte nisso. O travesseiro de viscoelástico só existe por causa de tecnologias desenvolvidas pela agência espacial. 

O material foi desenvolvido em 1966 com o objetivo de criar assentos que aliviassem os efeitos da gravidade nos corpos dos astronautas. Mas, como todos os corpos são diferentes, não seria nada prático desenvolver novas cadeiras para cada pessoa.

A saída foi desenvolver um material capaz de se moldar ao corpo e que, depois de usado, voltasse à forma original.

Em 1980, a patente entrou em domínio público, como boa parte das tecnologias desenvolvidas pela NASA. Isso deu oportunidade para que muitas empresas passassem a fabricar travesseiros com esse material, os chamados “travesseiros da NASA”.

Pneus mais seguros e duradouros

O programa Viking Lander enviou sondas a Marte nos anos de 1970. Para os pneus das sondas, a Goodyear desenvolveu um material mais forte que o ferro.

Desde então, o material também é utilizado nos seus pneus para carros comerciais na Terra, adicionando milhares de quilômetros de vida útil a eles.

GPS preciso

O GPS é uma invenção do início dos anos 1970 e conta com satélites em órbita que se comunicam com receptores na Terra para mapear todo o planeta e auxiliar nas navegações.

Mesmo assim, ainda existiam muitas incertezas das posições exatas daqueles satélites, o que podia gerar erros nos dados. Logo, em 1990, a NASA criou um software capaz de corrigir os erros da rede global de receptores de GPS. 

A tecnologia foi cada vez mais aprimorada até chegarmos aos GPS que temos hoje, funcionando em qualquer celular, com alta precisão e em tempo real.

O que vimos acima são apenas algumas das tecnologias criadas para a exploração espacial que usamos no dia a dia. Todos os anos, engenheiros e cientistas do mundo todo trabalham em novas invenções para melhorar a experiência espacial e também aqui na Terra.

Conheça também 10 invenções criadas no Brasil.

ondas sonoras

Por que o som não se propaga no espaço?

Você já ouviu alguém dizer que se houvesse uma explosão no espaço ela seria silenciosa? Pois é, o som não…

Você já ouviu alguém dizer que se houvesse uma explosão no espaço ela seria silenciosa? Pois é, o som não se propaga no espaço. E você sabe por quê? Vamos relembrar o que são as ondas sonoras para descobrir.

De forma resumida, uma onda é uma oscilação ou perturbação que se propaga no espaço, mas sem transporte de matéria. Só que nem todas as ondas são iguais, elas podem ser do tipo mecânica ou eletromagnética.

ondas sonoras

Ondas mecânicas

As ondas mecânicas precisam de um meio de propagação material, ou seja, precisam de um sólido, líquido ou gás para se movimentar. Ondas em cordas, ondas do mar e as ondas sonoras, que são o nosso tema central, são alguns exemplos clássicos.

Elas se propagam mais rapidamente em sólidos do que em líquidos. Isso porque essa propagação depende fortemente da ligação entre as partículas que compõem o meio, e essas ligações são mais fortes em sólidos.

Agora que descobrimos que o som depende da movimentação das partículas que compõe o meio, entendemos porque as ondas sonoras não se propagam no vácuo: pois não existem partículas para vibrar e propagar energia.
Mas e o outro tipo de onda, como funciona?

ondas sonoras

 

Ondas eletromagnéticas

A condição das ondas eletromagnéticas é completamente diferente. Existe um fenômeno sensacional que quando um portador muito pequeno de carga elétrica oscila, por exemplo, gera campos elétricos e magnéticos ao seu redor que também oscilam.

Essa oscilação de campos elétricos e magnéticos faz com que outros portadores de carga à distância também oscilem e se propaguem como uma onda, carregando energia.

Essa propagação pode ocorrer em meios materiais, mas no vácuo se propaga mais rápido, pois quem oscila não são partículas, e sim características do espaço ao redor da carga. A luz, ondas de rádio, infravermelho e ultravioleta são alguns casos de ondas eletromagnéticas.

Legal, né? Agora se alguém falar sobre ondas você já pode contribuir com algumas informações extras. E se quiser aprender mais sobre eletromagnetismo e outras teorias da física, venha fazer uma visita ao Museu WEG. Estamos abertos de terça a domingo das 10h às 18h.