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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.

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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

 

Solar

O que é e como funciona a energia solar fotovoltaica?

A energia solar fotovoltaica é a tecnologia utilizada para produzir energia elétrica a partir da luz solar. Ela pode ser produzida até mesmo em dias nublados e chuvosos.

Você já parou para pensar que o Sol é o principal responsável pela origem de diversas fontes de energia? Através dele se dá a evaporação, fase inicial do ciclo das águas, que permite a geração de energia através das hidrelétricas, o Sol também permite a circulação atmosférica por todo o mundo, originando os ventos, outra fonte energética.

Já a energia solar fotovoltaica é a tecnologia utilizada para produzir energia elétrica a partir da luz solar. Ela pode ser produzida até mesmo em dias nublados e chuvosos, porém quanto maior for a radiação solar, maior será  a quantidade de eletricidade produzida. A energia provinda do sol é inesgotável, uma excelente fonte de calor e luz e uma das grandes alternativas energéticas para o futuro.

Procurando por fontes de energia em locais remotos e isolados, praticamente sem rede elétrica, o desenvolvimento e investimento em energia solar começou em empresas do setor das telecomunicações. A tecnologia também foi logo utilizada para as missões no espaço

A energia fotovoltaica pode oferecer solução para diversas necessidades: desde ligar uma simples lâmpada de um poste de iluminação, até oferecer uma alternativa de produção de energia para uma casa ou mesmo uma grande usina solar, produzindo energia para milhares de famílias.

 

Como é produzida a energia solar

O processo de conversão da energia solar somente é possível graças ao efeito fotovoltaico, (composto por células normalmente feitas de silício ou outro material semicondutor). Assim, quando a luz solar incide sobre uma dessas células fotovoltaicas, os elétrons do material semicondutor são postos em movimento e geram eletricidade.

O efeito fotovoltaico, muito resumidamente, foi identificado por Edmond Becquerel em 1839, e significa o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, que se deve à absorção da luz!

 

Entendendo a esquemática da energia solar fotovoltaica:

1) Os fótons da energia solar atingem as células fotovoltaicas, fazendo com que alguns dos elétrons que circundam os átomos se desprendam.

2) Estes elétrons livres vão migrar, através da corrente eléctrica, para a parte da célula de silício que está com ausência de elétrons.

3) Durante o dia todo, os elétrons irão fluir em uma direção constantemente, deixando átomos e preenchendo lacunas em átomos diferentes. Este fluxo de elétrons cria uma corrente elétrica, ou seja, a Energia Solar Fotovoltaica.

A potência gerada através dessa esquemática é enviada para o inversor — equipamento que converte a energia para os padrões da rede concessionária (corrente alternada). Depois disso, a energia é injetada na rede elétrica da residência, pronta para ser utilizada pelo consumidor.

 

 

sistema-de-microgeraçãoDiagrama esquemático do sistema fotovoltaico. Fonte: luzsolar.com.br

 

O mercado da energia fotovoltaica

Mais de 100 países já utilizam energia solar fotovoltaica. Os mercados que mais crescem são China, Japão e Estados Unidos, enquanto a Alemanha é o país que mais a produz, a energia provinda do sol é responsável por 6% da sua demanda de eletricidade. A energia solar fotovoltaica é agora, depois de hidráulica e eólica, a terceira mais importante fonte de energia renovável em termos de capacidade instalada a nível mundial.

Entre as vantagens na utilização da energia solar fotovoltaica estão: energia limpa; pode ser instalada em qualquer lugar; sistema silencioso; fonte inesgotável; sistema confiável; baixa manutenção; fácil instalação; é modular, pode ser ampliado conforme necessidade.

A energia fotovoltaica há muito tempo é vista como uma tecnologia de energia limpa e sustentável, que se baseia na fonte renovável de energia mais abundante e amplamente disponível no planeta – O SOL. Se você quer saber mais sobre fontes de energia renováveis, leia nosso artigo sobre a matriz energética no Brasil. :)

 

Marie

Marie Curie: quem foi a primeira mulher a ganhar um prêmio Nobel

Sua maior contribuição para a ciência foi a descoberta da radioatividade e de novos elementos químicos. Com os feitos, foi a primeira mulher do mundo a ganhar um prêmio Nobel.

Em uma época onde apenas os homens podiam ir à universidade, Marie Curie descobriu um elemento químico e iniciou uma verdadeira revolução no meio científico. Sua maior contribuição para a ciência foi a descoberta da radioatividade e de novos elementos químicos. Com os feitos, foi a primeira mulher do mundo a ganhar um prêmio Nobel.

E não é “apenas” isso. Naquela época, como mulher, Marie Sklodowska Curie precisou enfrentar muitas dificuldades para alcançar seus sonhos, e apesar de todo o preconceito da sociedade foi pioneira por sua coragem, determinação e descobertas científicas, ela não foi só a primeira mulher a ganhar um Nobel em Ciências, como foi a primeira pessoa a receber o prêmio duas vezes.

Encorajada pelo pai a se interessar pela ciência, a polonesa terminou os estudos aos 15 anos e passou a trabalhar como professora. Como o governo russo proibia que mulheres frequentassem universidades dentro de seu império, para continuar os estudos, Marie mudou-se para Paris.  Em 1883, graduou-se bacharel em Física e Matemática pela Universidade de Sourbonne, tornando-se, mais tarde, a primeira mulher a lecionar nessa importante instituição de ensino europeia. Depois de formada, foi a primeira classificada para o mestrado em Física e, no ano seguinte, a segunda para o mestrado em Matemática.

Em 1894, Marie conheceu o professor Pierre Curie com o qual se casou no ano seguinte, e passou utilizar o sobrenome Curie. Na época Pierre trabalhava no Laboratório de Física e Química Industrial no qual trabalharam juntos mais tarde.

Em julho de 1898, o casal conseguiu isolar um elemento 300 vezes mais ativo que o urânio. Em homenagem à sua terra, Marie batizou-o de polônio. Mas os Curie não estavam satisfeitos, porque o resto do material, depois de extraído o polônio, era ainda mais potente. Continuaram a purificação e cristalização e encontraram um novo elemento, 900 vezes mais radioativo (termo criado por Marie) que o urânio. Estava descoberto o “rádio”.

Durante a Primeira Guerra Mundial, Marie encabeçou a implementação de um sistema de radiografia móvel — um veículo que tinha uma máquina de raios-X e equipamento fotográfico de câmara escura — ajudando no tratamento de milhões de soldados. Além disso, também contribuiu para a ciência ao aprisionar o gás que emanava do elemento rádio e enviar os tubos para o tratamento do câncer em hospitais do mundo inteiro.

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“Eu faço parte dos pensam que a Ciência é belíssima. Um cientista em um laboratório não é apenas um técnico, ele é também uma criança diante de fenômenos naturais que o impressionam como um  conto de fada. Não podemos acreditar que todo progresso científico se reduz a mecanismos, máquinas, engrenagens, mesmo que essas máquinas tenham sua própria beleza”. Marie Curie

 

Prêmio Nobel

Seu primeiro Prêmio Nobel foi em 1903, dividido com seu marido Pierre Curie e o físico Henri Becquerel — pelas pesquisas sobre radiação.

Em 1904, Pierre foi nomeado professor da Sorbonne e Marie assumiu o cargo de assistente-chefe do laboratório dirigido por seu marido. Em 1905 Pierre Curie foi eleito para a Académie des Sciences. Dois anos depois Pierre Curie morreu tragicamente, vitimado por um atropelamento e Marie foi indicada para substituí-lo, tornando-se a primeira mulher a ocupar uma cadeira de professor na Sorbonne, e a primeira mulher a ocupar tal cargo na França.

Marie continua a estudar a radioatividade, principalmente suas aplicações terapêuticas e, em 1911, foi agraciada com o segundo Prêmio Nobel, desta vez de Química, por suas investigações sobre as propriedades do rádio e as características dos seus compostos. Tornou-se a primeira personalidade a receber duas vezes o Prêmio Nobel.

 

Morte

Em 4 de julho de 1934, Marie Curie faleceu perto de Sallanches, na França. Seus órgãos vitais estavam comprometidos devido à constante exposição à radioatividade sem nenhuma proteção.

Inspirada pela mãe, a filha de Marie, Irène Joliot-Curie, trabalhou com o marido Frédéric Joliot nos campos da estrutura do átomo e física nuclear, demonstrando a estrutura do nêutron e descobrindo a radioatividade artificial, feito este que rendeu mais um Prêmio Nobel para a família Curie.

A história de Marie rendeu muitos materiais audiovisuais. Para conhecer um pouco mais dessa fantástica história, o Museu WEG separou dois vídeos: o documentário “Marie Curie: A Mãe da Radiação” e o filme “Marie Curie na Guerra”, de 2014. Ambos disponíveis no Youtube. Assista:

 

***

Além de um ícone da ciência, Marie Curie também foi uma heroína de guerra e uma grande inspiração para que mais mulheres continuem seus estudos nos campos científicos. Que seu legado continue inspirando novos e novas cientistas no mundo todo! :)

 

Artes

Brasileiros analisam história da arte usando física

Haroldo, físico da Universidade de Maringá, no Paraná, foi criticado por vários pintores que achavam que não era possível quantificar a arte.

Segundo historiadores, a arte é dividida por suas características e estilos como, por exemplo, moderna e contemporânea. Pensando nisso, os físicos brasileiros Haroldo Ribeiro e Higor Sigaki buscaram verificar essa afirmação histórica, mas desta vez de uma maneira matemática.

No início, ao utilizar fórmulas matemáticas para analisar pinturas, Haroldo, físico da Universidade de Maringá, no Paraná,  foi criticado por vários pintores que achavam que não era possível quantificar a arte. Mas ele não desistiu e em parceria com Higor, desenvolveu um programa de computador que desconstrói obras de arte e as transforma em conjuntos de números para encontrar um padrão nas pinturas e na evolução da arte.

Nesta pesquisa, os físicos calcularam a probabilidade de os pintores seguirem um determinado padrão em cada momento da história.

Analisando a quantidade de pixels nas pinturas e as transformando em matrizes, as obras são caracterizadas a partir de dois critérios: entropia e complexidade. A entropia é a desordem, ou seja, os pixels dispostos de maneira aleatória em uma imagem. Já o conceito de complexidade, dando jus ao nome, é um pouco mais difícil de entender.

Segundo Ribeiro, em entrevista à GALILEU, a pesquisa aborda como complexo algo que não é totalmente aleatório mas que também não segue um padrão regular. “Uma pintura muito aleatória não é complexa. No entanto, uma pintura completamente ordenada também não é. O complexo está entre o aleatório e o regular. Tem que estar no meio, mas distante dos dois”, explicou.

Como já diziam os historiadores, a dupla foi capaz de encontrar uma mudança nos padrões das obras. Na arte moderna, por exemplo, as pinturas costumam ter uma grande entropia, mas pouca complexidade, mostrando que a arte é mais aleatória e desordenada. No caso da arte pós-moderna, as pinturas têm alta complexidade e baixa entropia. As artes da renascença ficam entre os dois conceitos.

No trabalho, as duas pinturas abaixo são tomadas como exemplos. A primeira, “Who’s Afraid of Red, Yellow and Blue”, de Barnett Newman, é classificada como tendo baixa entropia e baixa complexidade, já que segue padrão regular. Já a segunda pintura, “The Garden of Earthly Delights”, feita por Hieronymus Bosch, é considerada mais complexa, mas com um grau de entropia mediano.

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Exemplos de pinturas analisadas pela complexidade e entropia (Foto: reprodução)

O objetivo da análise é realizar uma classificação cada vez mais efetiva das obras de arte, que é algo muito demorado para ser feito, mesmo por um especialista de obras de arte. Mais uma vez fomos surpreendidos pelas equações e tudo o que elas podem fazer por nós e nossa história!

Fonte: Revista Galileu.

 

buraco negro

Buraco negro: Parece que Einstein acertou mais uma vez

A primeira imagem de um buraco negro representa um marco histórico para a astrofísica, mas também serve para confirmar e validar a teoria geral da relatividade do renomado físico Albert Einstein.

Estima-se que os buracos negros sejam fenômenos cósmicos que se originam quando uma estrela entra em colapso. O restante de sua matéria fica limitado a uma pequena região, que logo dá lugar a um imenso campo gravitacional, levantando algumas das questões mais complexas sobre a natureza do espaço e do tempo e, agora, até mesmo sobre nossa existência.

A primeira imagem de um buraco negro representa um marco histórico para a astrofísica, mas também serve para confirmar e validar a teoria geral da relatividade do renomado físico Albert Einstein, agora os buracos negros são reais, não mais uma simulação de cálculos teóricos.

Na imagem, registrada de 05 a 11 de abril de 2018, o buraco negro parece um anel laranja em torno de uma silhueta redonda escura, na qual os astrônomos reconheceram o buraco negro na galáxia batizada de M87, e, para ter ideia da sua dimensão, ele é maior que o tamanho de nosso Sistema Solar inteiro. Ele não se localiza exatamente no centro da galáxia, mas a 22 anos-luz na lateral — o que facilitou o reconhecimento, o buraco negro tem 40 bilhões de quilômetros de diâmetro – cerca de 3 milhões de vezes o tamanho de nosso planeta – e é descrito pelos cientistas como um “monstro”.

 

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Simulação / expectativa /  imagem real (@thelionlaw)

 

Nenhum telescópio, sozinho, seria poderoso o suficiente para visualizar o buraco negro.

Assim, o professor Sheperd Doeleman, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, liderou um projeto para montar uma rede de oito telescópios interligados. Juntos, eles formam o Telescópio Event Horizon e podem ser considerados como uma variedade de pratos do tamanho de um planeta.

Cada um está localizado no alto de uma variedade de locais exóticos, incluindo vulcões no Havaí e no México, montanhas no Arizona e na Sierra Nevada espanhola, no deserto do Atacama no Chile e na Antártida. Uma equipe de 200 cientistas apontou os telescópios em rede em direção à M87 e examinou seu coração durante um período de 10 dias.

A primeira imagem de um buraco negro coincide com os simulações baseadas nas equações de Einstein, que previam um anel brilhante no entorno de uma forma escura. Nessa simulação, a luz seria produzida por partículas de gás e poeira aceleradas em alta velocidade e destruídas pouco antes de desaparecer no buraco. A área escura seria a sombra que o buraco lança nesse turbilhão.

Esta imagem permitirá novos estudos, ninguém ainda sabe como o anel luminoso é realmente criado, e muito menos o que acontece quando um objeto entra no buraco negro. Cientistas acreditam que existam explicações mais complexas para a gravidade ainda não descobertas, nem mesmo por Einstein, e é no buraco negro que, provavelmente, essas limitações devem ser expostas.

Outra curiosidade é que a luz é mais brilhante do que todas as bilhões de outras estrelas da galáxia combinadas – e é por isso que ela pode ser vista da Terra. A borda do círculo visto na imagem é o ponto no qual o gás entra no buraco negro, do qual nem mesmo a luz pode escapar. É o ponto em que todas as leis da física são quebradas.


Fontes:

BBC | El Pais

19.01 LINK BLOG

1º livro técnico sobre máquinas elétricas do Brasil é lançado por engenheiro da WEG

Dividido em 4 volumes é o material mais completo e aprofundado sobre o assunto hoje no Brasil, já que compila seus 45 anos de experiência com máquinas elétricas como funcionário da WEG, pesquisador, projetista e analista de máquinas.

Esta é mais uma daquelas histórias que fazem a gente se orgulhar. Fredemar Rüncos, PhD em Engenharia Elétrica pela UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina) começou a trabalhar na WEG e fazer a escolinha técnica da WEG com 16 anos e hoje, se diz realizado com a concretização de um sonho: registrar tudo o que sabe sobre máquinas elétricas.

Segundo ele, este livro, dividido em 4 volumes é o material mais completo e aprofundado sobre o assunto hoje no Brasil, já que compila seus 45 anos de experiência com máquinas elétricas como funcionário da WEG, pesquisador, projetista e analista de máquinas.

Talvez você esteja se perguntando como surgiu essa ideia. E nós vamos responder com as palavras dele: “Após finalizar o meu doutorado, eu pensei: O que vou fazer agora? Vou registrar tudo o que eu sei.”. E nós do Museu WEG, não poderíamos deixar de comemorar a conclusão deste feito e parabenizar por esse resultado incrível.

 

O processo de criação

Escrito ao longo de 9 anos, apenas no seu tempo livre aos finais de semana, ele nunca pensou em desistir. Afinal, o material é resultado da sua paixão pela física, pelas máquinas elétricas, pelo seu trabalho e sua determinação em cumprir a meta que propôs a si mesmo em 2009.

Com a colaboração da Editora OitoNoveTrês, o livro intitulado Projeto e Análise da Máquina Elétrica Trifásica nasce em forma de quatro volumes e mais de 1.500 páginas.

A WEG contribuiu financeiramente para a impressão da primeira tiragem, de 250 exemplares de cada volume.

 

Conheça o livro

O material é voltado para profissionais do setor, cursos de graduação e pós-graduação e estudantes de engenharia elétrica. Os quatro volumes abordam a fundo os tipos de máquinas trifásicas e contam com imagens cedidas pela própria WEG. Os livros explicam e exemplificam com ilustrações como criar um pré-projeto de máquinas elétricas, além de se aprofundar na teoria do campo girante, nos parâmetros físicos da máquina, nas perdas e adensamentos de corrente, a modelagem e aplicações.

livros

Volume I: Aspectos Construtivos da Máquina Elétrica

Volume II: As Harmônicas do Campo Girante e Parâmetros da Máquina Elétrica

Volume III: As Perdas da Máquina Elétrica

Volume IV: A Modelagem e Aplicação da Máquina Elétrica

 

O conhecimento gerado será de grande utilidade para o desenvolvimento de novas tecnologias no setor e para a formação de profissionais no país. Como o próprio Rüncos revelou em entrevista, são poucos os especialistas em máquinas elétricas no Brasil, e esta é uma especialidade que vai proporcionar ao Engenheiro com conhecimento em máquinas elétricas um mercado de trabalho por muitos e muitos anos. Isso porque, como físico, afirma que vai demorar para a ciência desenvolver uma nova teoria de conversão eletromecânica que substitua a máquina elétrica.

 

Minibiografia

Fredemar Rüncos é bacharel em Física pela Universidade Federal do Paraná (1980), tem graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Paraná (1980), mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (2001) e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (2006). É professor de graduação e pós-graduação do Centro Universitário de Jaraguá do Sul (Católica SC) e Consultor em D&IT – WEG Energia S/A. Tem décadas de experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Máquinas Elétricas Girantes.

Foto de capa: Eduardo Montecino/OCP News

Fonte da matéria: OCP News e Entrevista exclusiva com o autor Fredemar Rüncos

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Quem foi Hans Christian Oersted?

ísico, químico e eterno estudioso, foi ele quem abriu caminho para o desenvolvimento do eletromagnetismo. Nascido em 1777, na Dinamarca, Hans Oersted desenvolveu desde cedo o interesse pela ciência. Sob influências do pai farmacêutico, formou-se em Farmácia no ano de 1797 e tornou-se doutor em Filosofia em 1799.

Físico, químico e eterno estudioso, foi ele quem abriu caminho para o desenvolvimento do eletromagnetismo. Nascido em 1777, na Dinamarca, Hans Oersted desenvolveu desde cedo o interesse pela ciência. Sob influências do pai farmacêutico, formou-se em Farmácia no ano de 1797 e tornou-se doutor em Filosofia em 1799.

Em uma viagem pela Europa, conheceu Johann Wilhelm Ritter, um físico que acreditava na existência de uma ligação entre a eletricidade e magnetismo. A partir daí, Oesrted começou sua incansável busca pela relação entre os dois fenômenos. Isso porque, naquela época, a eles eram encarados como fenômenos independentes e totalmente excludentes.

A experiência de Oersted

Foi em 1820, através do “Experimento de Oersted”, que o cientista comprovou a relação entre a eletricidade e o magnetismo.

Oersted posicionou uma bússola próximo a um circuito elétrico simples e percebeu que a agulha imantada da bússola sofria deflexões quando existia corrente elétrica no circuito. Se a corrente era interrompida, a agulha voltava à sua posição normal, apontando sempre para o norte geográfico.

A única explicação possível para a deflexão sofrida pela agulha imantada era a presença de um campo magnético que concorria com o campo magnético terrestre. Assim, Oersted concluiu que cargas elétricas em movimento geravam campo magnético.

Esse experimento possibilitou a criação e fabricação do galvanômetro, instrumento composto por uma agulha imantada e uma bobina que era capaz de indicar a presença de corrente elétrica em um circuito.

Ao utilizar o aparelho galvânico, muito mais poderoso, percebeu o mesmo fenômeno com muito mais clareza. Após obter o mesmo resultado diversas vezes, surge uma nova ciência nascida da união entre a eletricidade e o magnetismo: o eletromagnetismo. E estabeleceu-se a lei fundamental do eletromagnetismo.

Leia mais sobre o Eletromagnetismo aqui.

Depois de ter realizado estudos de química, física e ter comprovado o eletromagnetismo, Hans fundou na Dinamarca uma Sociedade para o Desenvolvimento do Estudo da Ciência, foi nomeado Conselheiro do Estado e fundou a Escola Politécnica de Copenhagen. Oersted faleceu em Copenhagen em 9 de março de 1851.

Fonte: Brasil Escola, Mundo Educação e UFJF

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Charles De Coulomb e a Lei da Força Elétrica

Neste 14 de junho, é aniversário de ninguém menos que Charles-Augustin de Coulomb. Esse físico francês nasceu na França em…

Neste 14 de junho, é aniversário de ninguém menos que Charles-Augustin de Coulomb. Esse físico francês nasceu na França em 1736 e fez uma importante contribuição para o estudo das ciências exatas. Por isso, vamos contar a sua história no dia do seu aniversário.
A vida de Charles de Coulomb
Célebre pelas suas descobertas nos campos da eletricidade e do magnetismo, Charles viveu nas Índias Ocidentais como engenheiro militar ao longo de nove anos. Nos intervalos de suas atividades profissionais, dedicava-se a investigações sobre mecânica aplicada.
Quando voltou à França, se interessou por pesquisas em relação à eletricidade e ao magnetismo, principalmente por causa de um concurso feito pela Academia de Ciências da França para a fabricação de agulhas imantadas.
Após a publicação de inúmeros artigos de grande repercussão nos meios científicos, tornou-se integrante da Academia em 1781.
Contribuições para Física
Coulomb construiu uma balança de torção para medir a intensidade da força elétrica atuante sobre duas cargas elétricas colocadas a uma determinada distância uma da outra.

E através da realização dessa experiência, verificou que a lei da atração universal de Newton também se aplicava à eletricidade.
Seus estudos o levaram a “Lei de Coulomb”, assim denominada em sua homenagem, que determina a força de interação elétrica entre materiais portadores de cargas.

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A Lei de Coulomb foi enunciada como:
“A força de atração ou de repulsão entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto do módulo das cargas elétricas e é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas”.
Analiticamente, é expressa a seguir:
F= K x (Q1xQ2)|d2
F = força de interação elétrica entre dois portadores de carga (N – newton);
Q1 e Q2 = cargas elétricas (C – coulomb);
d = distância entre as cargas elétricas (m);
K = permissividade elétrica do vácuo (k = 9,0 x 109 N.m2.C – 2).
Os resultados de suas pesquisas foram publicados entre 1785 e 1789 na Mémoires de l’Académie Royale des Sciences.

Suas contribuições para os estudos da eletricidade e do magnetismo fizeram com que estas áreas fossem consideradas parte das ciências exatas e não da filosofia, como acontecia até então.

Charles Augustin de Coulomb morreu em Paris, no dia 23 de agosto de 1806, aos 70 anos de idade.

Fonte: Só Física e Mundo Educação

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Físico catarinense participa da pesquisa da descoberta do quinto estado da matéria

O físico catarinense Germano Woehl Jr. participou de uma descoberta fundamental para a comunidade científica e para o mundo: a…

O físico catarinense Germano Woehl Jr. participou de uma descoberta fundamental para a comunidade científica e para o mundo: a de que há um quinto estado da matéria, além do sólido, líquido, gasoso e plasma. O Museu WEG não poderia deixar registrar o feito, que ganha uma conotação ainda mais especial, já que Woehl, nascido em Itaiópolis, é também morador de Jaraguá do Sul, nossa cidade-sede.

Divulgada recentemente, a descoberta foi publicada em primeira mão pela Revista Científica da Sociedade Americana de Física, que você pode conferir aqui. O novo estado físico da matéria é chamado de Polarons de Rydberg. Ele é criado em temperaturas extremamente baixas, quando um elétron orbita seu núcleo a uma distância tão grande que outros átomos cabem dessa órbita. A fraca ligação entre essas partículas forma os Polarons de Rydberg.

Ao criar átomos dentro de átomos, a nova pesquisa marca uma época empolgante para a física quântica. Na prática, a descoberta do quinto estado da matéria representará uma evolução tecnológica sem precedentes, por exemplo, com a criação de computadores quânticos. São equipamentos com uma capacidade de processamento tamanha que conseguem quebrar todas as senhas de computadores do mundo.

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Registro do experimento na Rice University, onde foi observado o novo estado da matéria

Germano nos concedeu o privilégio de uma entrevista exclusiva, que você confere a seguir:

Em que contexto se deu a descoberta e como aconteceu sua participação?

Foi durante meu estágio de pós-doutorado nos Estados Unidos, na Rice University, Houston, Texas. Eu ganhei uma bolsa do CNPq, do Programa de Pós-Doutorado no Exterior, para realizar este estágio nos laboratórios do professor Thomas Killian, que foi orientado por dois ganhadores do Prêmio Nobel da área, um deles no doutorado no MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto de Tecnologia de Massachusetts) e outro no pós-doutorado na Universidade do Colorado.

É difícil conseguir aceitação para fazer pós-doutorado em um grupo de pesquisa forte como este do prof. Killian. O que me favoreceu foi o fato de eu ter feito meu doutorado nesta área na UNICAMP e ter feito o mestrado na USP, Instituto de Física de São Carlos (IFSC), no grupo que tem um professor famoso nesta área, reconhecido internacionalmente. Então o prof. Killian telefonou para estes professores, da UNICAMP e da USP e eles deram boas referências sobre mim.
Na realização do meu estágio, o prof. Killian soube me encaixar muito bem na equipe. Ele percebeu que minha habilidade com a tecnologia de lasers e óptica era boa.

Então pediu para que eu desenvolvesse soluções para desacelerar e aprisionar os átomos com feixe de lasers para produzir o material quântico com um número maior de átomos e uma geometria especial com uma variação dinâmica de forma e intensidade do feixe de laser.

Tudo tinha que ser controlado por computador e este controle não poderia exigir muita memória, porque todo o experimento é automatizado e já estava no limite da capacidade do computador. Ele apontou os caminhos e desenvolvi com sucesso o sistema.

É importante destacar que estes conhecimentos sobre lasers e óptica foram adquiridos integralmente nas universidades brasileiras, na USP e na UNICAMP. Minha formação de pesquisador na área de física, com especialidade em tecnologia de lasers, é 100% brasileira.

Estavam trabalhando há quanto tempo na pesquisa?

Meu pós-doutorado na Rice University foi de quase dois anos. O prof. Killian tem três experimentos completos para desacelerar átomos e obter o material quântico, cujas propriedades estão sendo pesquisadas. Eles pesquisam na fronteira do conhecimento humano e procuram desvendar mais segredos do comportamento dos átomos.

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Germano Woehl Jr no laboratório de pesquisa do Instituto de Estudos Avançados, Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da FAB, em São José dos Campos (SP)

Na sua opinião, qual impacto desta descoberta para a ciência e para o mundo?

O impacto de novas descoberta da ciência demoram um pouco para chegar em nossas casas. Einstein já era muito famoso quando publicou em 1919 seus estudos teóricos sobre as duas formas do átomo perder energia: uma delas é o elétron decair espontaneamente para um nível de menor energia emitindo um fóton (luz) e outra forma é um fóton estimular o decaimento deste elétron e o átomo emitir outro fóton com características idênticas (processo chamado de emissão estimulada).

Então, os jornalistas queriam explicar para a população a importância desta descoberta (teórica) de Einstein e perguntavam para os físicos qual a aplicação disso no dia a dia das pessoas. Até os anos 60, quando o Laser foi inventado (cujo princípio é a emissão estimulada dos átomos), durante 40 anos, os físicos respondiam aos jornalistas: nenhuma. Analisem o impacto das aplicações dos Lasers, dos LEDs, que funcionam conforme a teoria prevista por Einstein em 1919.

Foi justamente o laser que possibilitou parar os átomos e levá-los a temperaturas próximas do zero absoluto (-273,15 °C ou zero Kelvin). Nesta temperatura, a distribuição dos átomos colapsa abruptamente, ou seja, os átomos se condensam e passam a ocupar menos espaço.

Nestas condições, a matéria exibe um comportamento regido pelas leis da mecânica quântica e obtemos então o chamado “material quântico”, um tipo de material com propriedades mágicas, que o homem nunca sonhou em colocar as mãos.

Foi Einstein que previu esta condensação abrupta em temperaturas próximas do zero absoluto, denominada de condensação de Bose-Einstein.

Este fenômeno da condensação de Bose-Einstein só foi possível observar em laboratório em 1997, nos Estados Unidos. Os físicos que conseguiram isso, da Universidade do Colorado e do MIT, ganharam o Prêmio Nobel três anos mais tarde, em 2000. Até agora, somente 45 laboratórios do mundo conseguiram observar o fenômeno. O IFSC da USP de São Carlos conseguiu em 2004.

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Detalhe da câmara de ultra-alto vácuo, onde os átomos são desacelerados com feixe de laser até ficarem na temperatura próxima de -273,15 °C

Nos laboratórios do prof. Killian, na Rice University, eles estão um passo à frente, já dominam bem a técnica de obter o material quântico e estão pesquisando suas propriedades.

Como é um assunto na fronteira do conhecimento, estas pesquisas experimentais precisam de suporte dos físicos teóricos. Porque não tem teoria ainda. Por isso, nesta descoberta do novo estado da matéria, foi muito importante o trabalho teórico dos físicos da Universidade de Harvard e da Universidade de Tecnologia de Viena, Áustria, onde foi utilizado um supercomputador nos cálculos numéricos para direcionar o experimento.

Conforme as notas à imprensa das Universidades de Harvard e Rice, essa descoberta pode abrir caminho para entender melhor as ligações químicas e a inovação de novos materiais, com os supercondutores a temperatura ambiente, que conduzem eletricidade sem perdas.

Obter estes materiais é o grande sonho da humanidade. Os melhores condutores de eletricidade, metais de cobre e alumínio, perdem por calor parte da energia conduzida. Estas perdas são consideráveis. Por exemplo, cerca de 30% da energia gerada por Itaipu é perdida na transmissão para os centros consumidores no Sudeste. Com materiais supercondutores não teria esta perda.