Metro cúbico mais frio do Universo vai desvendar antimatéria

Nada no Universo conhecido, natural ou feito pelo homem, é tão frio quanto o interior da câmara do experimento Cuore.[Imagem: Cuore/Laboratório Nacional Gran Sasso]

Frio universal

Enquanto a NASA se prepara para criar a matéria mais fria do universo dentro da Estação Espacial Internacional, em um laboratório subterrâneo na Itália, uma equipe internacional de cientistas já criou o metro cúbico mais frio de que se tem notícia.

A câmara, aproximadamente do tamanho de uma geladeira, atingiu 6 milliKelvin, ou -273,144º C.

O teste é uma preparação para um estudo inédito sobre os neutrinos, partículas um tanto fantasmagóricas que podem ser a chave para a existência da matéria, esta matéria de que somos feitos.

A colaboração responsável pela refrigeração recorde é chamada CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events, ou Observatório Criogênico para Eventos Raros). A colaboração CUORE é formada por 157 físicos da Itália, China, EUA, Espanha e França, e está trabalhando nas instalações subterrâneas do Laboratório Gran Sasso, na Itália.

"Nós estamos construindo este experimento há quase dez anos," conta Yury Kolomensky, da Universidade da Califórnia em Berkeley. "Esta é uma tremenda façanha de criogenia. Nós superamos a meta dos 10 milliKelvin. Nada tão grande no Universo jamais foi tão frio."

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O Universo pode ser mais velho do que parece

David Bradley - Inderscience - 31/10/2014

Estrela mais velha que o Universo

A estrela Matusalém mereceu os olhares do
radiotelescópio ALMA já na sua inauguração.
[Imagem: DSS/STScI/AURA/Palomar/Caltech/UKSTU/AAO]

Quando os astrônomos calcularam pela primeira vez a idade da estrela HD 140283, que fica a uns meros 190 anos-luz da Terra, na constelação de Libra, eles ficaram confusos.

Esta estrela rara parece ser tão antiga que foi rapidamente apelidada de estrela Matusalém.

É uma sub-gigante pobre em metais, com uma magnitude aparente de 7,223. A estrela é conhecida há cerca de um século como uma estrela de alta velocidade, mas a sua presença em nossa vizinhança solar e sua composição estavam em desacordo com as teorias.

Além disso, a HD 140283 não era apenas uma esquisitice do início do Universo, formada pouco tempo depois do Big Bang. Na verdade, ela parece ter 14,46 bilhões de anos de idade - o que a torna mais velha do que o próprio Universo, atualmente estimado em seus 13,817 bilhões de anos (idade estimada a partir da radiação cósmica de fundo de micro-ondas).

É claro que, em última análise, revelou-se que as margens de erro na estimativa da idade da estrela Matusalém são maiores do que a pesquisa original sugeriu - os astrônomos adicionaram uma margem de erro de 800 milhões de anos. As barras de erro podem torná-la muito mais jovem, o que faz com que esteja entre os objetos estelares mais antigos conhecidos no Universo, mas, certamente, dentro dos limites de tempo desde o Big Bang.

Mas, o que dizer desse igualmente possível limite superior de idade? Existe a possibilidade de que esta estrela possa de alguma forma ser tão antiga quanto as medidas originais sugeriram, mas ainda estar "deste lado do Big Bang"?

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É possível comprovar a aceleração do Universo?

Com informações da APS

A observação direta da aceleração do Universo pode ser obtida medindo variações de velocidade em nuvens de hidrogênio intergalácticas.[Imagem: APS/Alan Stonebraker/Wikimedia Commons/Diceman Stephen West]

Hipóteses não comprovadas

Depois dos questionamentos lançados sobre a inflação pós-Big Bang, agora é a vez de os astrofísicos tentarem se livrar dos incômodos ligados à aceleração cósmica.

O principal suporte observacional para a teoria da aceleração do Universo vem de dados coletados de supernovas.

Em 1998, astrônomos detectaram que algumas supernovas emitem uma luz fraca demais - portanto, estão mais distantes de nós do que seria esperado. Isso implica que o Universo está se acelerando, e não desacelerando, como as interações gravitacionais normais levavam a prever.

No entanto, esta conclusão pressupõe tanto a validade da relatividade geral de Einstein, quanto uma hipótese não comprovada - a de que o Universo seria homogêneo - a fim de derivar equações que relacionam a distância à velocidade e à luminosidade.

Três pesquisadores chineses afirmam agora que é possível escapar dessas indefinições usando radiotelescópios, que podem fornecer uma "observação mais direta" da aceleração do Universo medindo variações de velocidade em nuvens de hidrogênio intergalácticas.

Eles propõem algumas modificações na coleta de dados desses radiotelescópios, que seriam necessárias para alcançar uma medição da aceleração suficientemente precisa.

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Apareceu um mistério no Aglomerado de Perseu

Imagine uma nuvem de gás na qual cada átomo seja uma galáxia inteira - o aglomerado Perseu é algo assim. [Imagem: NASA]

Aglomerado de Perseu

O Universo é um lugar grande, cheio de incógnitas. Mais uma delas acaba de ser catalogada com a ajuda do observatório de raios-x Chandra, da NASA.

"Eu não podia acreditar nos meus olhos. À primeira vista, o que descobrimos não pode ser explicado pela física conhecida," disse Esra Bulbul do Centro de Astrofísica da Universidade de Harvard.

Juntamente com uma equipe de mais meia dúzia de colegas, Bulbul vem utilizando o Chandra para explorar o aglomerado de Perseu, um enxame de galáxias a aproximadamente 250 milhões de anos-luz da Terra.

Imagine uma nuvem de gás na qual cada átomo seja uma galáxia inteira - o aglomerado Perseu é algo assim. É um dos objetos de maior massa conhecidos no Universo.

O agrupamento em si é imerso em uma enorme "atmosfera" de plasma superaquecido - e é aí que reside o mistério.

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Antimatéria no espaço reacende interesse na matéria escura

Elétrons e antielétrons

Apesar de mostrar comportamentos muito
diferentes dos pósitrons e elétrons, quando os dados
são combinados eles revelam uma linha única suave e
crescente, um resultado intrigante, para o qual ainda
não há explicações. [Imagem: M. Aguilar et al. -
10.1103/PhysRevLett.113.121102]

A equipe do Espectrômetro Magnético Alfa (AMS-2 - Alpha Magnetic Spectrometer-2), um detector bilionário a bordo da Estação Espacial Internacional, apresentou novos dados confirmando o excesso de antielétrons, ou pósitrons, entre os raios cósmicos.

Os dados confirmam os resultados iniciais, anunciados no início do ano passado, e ampliam a precisão das medições dos elétrons e dos pósitrons vindos do espaço - entre os chamados raios cósmicos.

O fluxo de pósitrons é significativamente diferente do fluxo de elétrons acima dos 30 GeV, o que sugere que pósitrons e elétrons têm uma origem diferente, conforme já vinha sendo sugerido por diversos outros experimentos.

Os espectros de energia mostram comportamentos dos pósitrons e elétrons muito diferentes em diferentes energias.

Contudo, quando são combinados, eles formam uma linha única suave e crescente, um resultado intrigante, para o qual ainda não há explicações.

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Matéria escura pode ter "sabores" misturados e evaporação quântica

Com informações da Universidade do Kansas - 19/09/2014

No escuro

Distribuição da matéria escura no Universo
calculado dentro do paradigma "matéria escura
de dois componentes de sabores misturados".
[Imagem: Mikhail V. Medvedev]

Os astrofísicos acreditam que cerca de 80% da matéria do nosso Universo é composta de uma misteriosa "matéria escura", que não pode ser percebida pelos sentidos humanos e nem detectada pelos instrumentos científicos.

A ideia vem das observações da enorme velocidade com que as galáxias giram. Deve haver alguma coisa que gere uma gravidade que evite que elas se esfacelem, arremessando estrelas para todos os lados - essa "alguma coisa" recebeu a denominação de matéria escura.

Como nenhum experimento conseguiu detectar qualquer indício da matéria escura até agora, há uma verdadeira corrida para tentar explicá-la de uma forma que faça mais sentido.

Mikhail Medvedev, professor de física e astronomia da Universidade do Kansas, nos Estados Unidos, está propondo agora um novo modelo para explicar a matéria escura, que ele batizou de "matéria escura multicomponente de sabores misturados."

A proposta está sendo levada tão a sério que mereceu a capa da revista Physical Review Letters, o periódico de maior prestígio no mundo da física.

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Primeiro pouso em um cometa: veja os locais

Localização dos candidatos a local de pouso do módulo Philae.[Imagem: ESA/Rosetta]

Surpresas iniciais

Graças à informação detalhada reunida pela sonda espacial Rosetta durante as primeiras semanas estudando o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, foi possível identificar cinco locais candidatos à aterragem do módulo de pouso Philae, que deverá ocorrer em Novembro.

Até a chegada da nave Rosetta, o cometa 67P nunca tinha sido visto de perto, de forma que a identificação de um local adequado de aterragem para o módulo Philae, de 100 kg, só pode começar depois que a sonda entrou em órbita do cometa, o que aconteceu em 6 de agosto.

A aproximação do cometa já trouxe enormes surpresas. Até agora, acreditava-se que cometas eram cobertos de gelo, que evaporaria causando o surgimento da cauda. O gelo interno seria responsável pelas erupções e os jatos que eles emitem quando se aproximam do Sol, fazendo sua cauda crescer ainda mais.

Mas o 67P é uma rocha em tudo similar a um asteroide, coberta de poeira e apresentando crateras aparentemente de impacto, com bordas estranhamente salientes.

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