EXISTE MESMO OUTROS UNIVERSO? - MULTIVERSOS

OS PILARES DA CRIAÇÃO - REVELAÇÃO

Quando o Hubble tirou a foto dos “Pilares da Criação” em 1995, ninguém esperava ver nada parecido com isso. O mundo inteiro foi surpreendido pelo fato de que a natureza poderia abrigar tanta beleza, previamente escondida dos olhos humanos por uma distância incrível. A Nebulosa da Águia (sua localização) está a 7.000 anos-luz de distância. Pense nisso por um segundo. A luz viaja a uma velocidade incrível de 299.800 quilômetros por segundo. Para alcançar a Nebulosa da Águia, você teria que viajar na velocidade da luz por 7.000 anos continuamente.

Então, por que eles foram apelidados de “Pilares da Criação”? Porque são o berço de um número incontável de novas estrelas. Os pilares, compostos inteiramente de gás e poeira, tem tais altas densidades que a gravidade faz com que o gás resultante se comprima e forme estrelas.

Para descrever o comprimento dos pilares, temos de recorrer aos anos-luz. O pilar mais à esquerda  tem uma estimativa de quatro anos-luz de comprimento. Vamos fazer alguns cálculos.

60 segundos em um minuto. 60 minutos em uma hora. 24 horas em um dia. 365 dias em um ano. 4 anos.

60 x 60 x 24 x 365 x 4 x 299.800 (velocidade da luz) = 37.817.971.200.000 quilômetros

“37 trilhões, 817 bilhões, 971 milhões e 200 mil quilômetros.” Isso é o quão grande são essas coisas.

Mas espere! Os Pilares da Criação deixaram a melhor surpresa para o final. Se houvesse alguma forma de você se teletransportar para lá agora, você veria essas belas estruturas, certo?

Na verdade, não. Sabemos que elas não existem mais. Na verdade, elas não existem há quase 6000 anos, mas nós ainda podemos vê-las aqui da Terra. Parece impossível?

Acontece que a luz leva tempo para viajar, como dito acima. Estamos vendo essas estruturas agora como elas eram 7.000 anos atrás, pois somente agora a luz que foi emitida naquela época está chegando na Terra. O mesmo pode ser dito do Sol. Se ele, hipoteticamente, deixasse de existir agora, somente veríamos a escuridão daqui a 8 minutos, pois esse é o tempo que a luz solar demora para chegar na Terra. No caso dos Pilares da Criação, é como uma viagem ao passado.

Esse conceito também pode ser aplicado a uma hipotética forma de vida na região dos Pilares da Criação hoje. Se eles apontassem um telescópio para a Terra, veriam o nosso planeta como ele era 7.000 anos atrás, mais ou menos na época em que foi inventada a roda.

Mas como sabemos que os Pilares da Criação não existem mais?

Veja todo o gás quente vermelho na imagem acima em vermelho. Esse é o gás que foi aquecido por um dos eventos mais magníficos na astronomia: uma explosão de uma estrela  (evento chamado de supernova). Os astrônomos acreditam que uma supernova (e a onda de choque resultante) derrubou os pilares cerca de 6.000 anos atrás. Uma vez que os pilares estão a 7.000 anos-luz de distância, mas foram destruídos apenas 6.000 anos atrás, os humanos vão continuar vendo as estruturas por mais 1.000 anos, e poderão ver “ao vivo” sua destruição. Imagine a cena.

BURACO BRANCO

O que é um buraco branco?

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Um buraco branco é uma característica hipotética do universo. Ele é considerado o oposto de um buraco negro. Como os buracos negros não deixam nada escapar de sua superfície, buracos brancos são erupções de matéria e energia e nada pode entrar dentro deles.

Os buracos brancos são uma possível solução para as leis da relatividade geral. Esta lei implica que, se os buracos negros existem no universo, um buraco branco também deveria existir. Ele é uma inversão de um buraco negro. Eles são esperados para posssuírem gravidade, então eles poderiam atrair objetos, mas nada entraria em rota de colisão com um buraco branco, isso por que o objeto nunca conseguiria alcançá-lo.

Teoricamente, se você fosse se aproximar de um buraco branco em uma nave espacial, você será inundado por uma quantidade colossal de energia, o que provavelmente iria destruir a sua nave. E mesmo que a sua nave espacial pudesse resistir aos raios gama, a própria luz teria um início mais lento, e com a resistência do ar começaria diminuir a sua intensidade de um veículo em movimento.

E mesmo a nave espacial sendo construída para não ser afetada pela emissão de energia, o espaço-tempo seria estranhamente deformado em torno de um buraco branco, quando se aproxima de um buraco branco seria como ”ir para cima”. A aceleração necessária iria ficar mais e mais alta, enquanto a nave se deslocaria cada vez menos. E no final das contas não teríamos energia suficiente no Universo para entrar.

Claro, isso é bastante intuitivo. Como poderia energia em um buraco branco aparentemente surgir do nada que não seja o próprio espaço-tempo?. Esta é uma razão do por que a sua existência é muito improvável. No entanto, existem algumas teorias onde buracos brancos são possíveis, mais que talvez não estão descritas na relatividade geral.

Como eles são homólogos de buracos negros, buracos brancos também seriam formados por uma singularidade gravitacional. A singularidade é uma característica do espaço-tempo, onde o campo gravitacional se torna infinito. Valores infinitos em física são geralmente uma indicação de falta de peças em uma teoria, por isso não é de estranhar que a mecânica quântica e a relatividade lutam para explicar os detalhes mais delicados das singularidades.

Os potenciais candidatos.

Uma grande quantidade de fenômenos foram apresentados como candidatos a buracos brancos. Eles são geralmente escolhidos porque são objetos misteriosos, e que nós não temos sido capazes de explicar com riqueza de detalhes.

Rajadas de raios gama, pulsares de giro rápido, e buracos negros que chegam ao final de suas vidas têm sido considerados. Até mesmo o próprio Big Bang tem sido descrito como um orifício branco. Mas até agora, não há buracos brancos que já foram observados diretamente, e até mesmo a sua existência teórica levanta algumas duvidas. Parece que os buracos brancos estão sendo usados como um marcador, nós precisamos de mais observações ou que uma teoria melhor apareça.

O Big Bang classificado como um buraco branco é um exemplo claro dessa tendência. Até que estavam incertos sobre o tamanho do Universo, houve especulações de que o cosmos foi produzido por um buraco branco maior do que o que poderíamos ver. Sabemos agora que o Universo é provavelmente infinito, o que torna essa explicação do buraco branco praticamente um equívoco.

Restrições teóricas.

Um buraco branco é um tipo particular de singularidade: uma singularidade nua. Singularidades como os buracos negros não podem ser observados diretamente, porque a velocidade de escape é maior do que a velocidade da luz, para que nada possa escapar dele. A singularidade está “protegida” por um horizonte de eventos, a superfície que nos separa do buraco negro. Matematicamente, quando temos uma singularidade, o espaço-tempo é quebrado. Para evitar esse problema, horizontes de eventos foram introduzidos.

A singularidade nua não tem horizonte de eventos. De acordo com os princípios fundamentais da relatividade geral, o universo não permite singularidades nuas. A ideia é apropriadamente chamada de ”hipótese de censura cósmica”. Simulações numéricas e as atuais teorias da gravidade quântica, no entanto, sugerem a possibilidade de singularidades nuas.

Um fenômeno curioso acontece quando descrevemos as propriedades de um buraco negro com uma abordagem da mecânica quântica, que não inclui a gravidade. Se você olhar para um buraco negro para trás ou para a frente no tempo, ele se comporta exatamente da mesma forma, e vai continuar sendo um buraco negro. Esse não é o confronto mais importante entre as teorias quântica e da relatividade, mas é significativo, no entanto.

A limitação mais importante é a entropia, a medida da ordem de um sistema. De acordo com as leis da termodinâmica, a entropia do universo é sempre crescente. A entropia poderia diminuir localmente, por exemplo, um congelador diminui a entropia da água transformando ela em gelo, mas os motores dos congeladores emitem uma grande quantidade de calor, de modo que a entropia total ainda está a aumentar.

Buracos brancos em teoria diminuem a entropia, o que é uma peça fundamental de provas contra eles. Neste universo nós obedecemos as leis da termodinâmica. E até agora não temos observado algum tipo de violação, embora muitas vezes ouvimos alegações de máquinas de movimento perpétuo e eventos incomuns.

O futuro dos buracos brancos.

Buracos brancos fascinam um monte de gente, e eles nos dão um senso de equilíbrio. As pessoas vão e devem continuar a estudá-los. Na verdade, várias características da relatividade geral, buracos negros, por exemplo, já foram considerados curiosidade teórica. Não há provas concretas provando que existem buracos brancos, mas talvez em nosso vasto e complexo Universo, ainda há espaço para eles.

O SOL: UMA FABRICA DE ENERGIA NUCLEAR NI ESPAÇO

O Sol como todo mundo já sabe é uma estrela, dentre outras incontavéis outras estrelas, com tamanhos, capacidade e coloração diferentes. 

Mas o que quase ninguém sabe, ou nunca se interessou é, como as estrelas brilham, como são produzidas toda a sua energia.

Como que o Sol produz energia?

O Sol tem um grande papel, já que ele está no centro dos processos biológicos e químicos aqui na Terra. Sem ele, o ciclo de vida de plantas e animais acabaria, e no tempo, toda a vida na Terra deixaria de existir. A importância do Sol tem sido reconhecido desde os tempos pré-históricos.A fusão acontece da seguinte maneira: Cada átomo de hidrogênio do Sol possui um próton e um elétron em órbita. No núcleo do astro, o calor e a gravidade são tão grandes que os átomos se fundem, gerando uma enorme quantidade de energia. Depois da fusão, dois prótons viram nêutrons e dois elétrons somem. Surge assim o hélio. E este processo se repete constantemente, enquanto uma estrela está ativa.

O Projeto Ciência e Astronomia, que tem o objetivo de divulgar a Ciência de maneira acessível à todos, elaborou um vídeo explicando melhor sobre o processo da fusão nuclear dentro do Sol, no qual você pode acompanhar pelo streaming abaixo:

Apenas nos últimos séculos que os processos que alimentam o Sol têm vindo a ser entendidos. Graças a investigação em curso por físicos, astrônomos e biólogos, estamos agora em condições de entender como o Sol gira sobre a produção de energia, e como ele passa isso para o nosso Sistema Solar.

O estudo do universo conhecido, com sua diversidade de sistemas estelares e planetas extrassolares – também nos ajudou a estabelecer comparações com outros tipos de estrelas.

É POSSIVEL VIAJAR IGUAL OU SUPERIOR A VELOCIDADE DA LUZ?

Como sabemos através da Teoria da Relatividade de Einstein, nada é capaz de ultrapassar a velocidade da luz. Mas qual a razão para isso? Esse artigo visa esclarecer essa questão.

A velocidade da luz no vácuo é de 1,08 bilhão de km/h, velocidade essa alcançada pelos fótons, as partículas de luz. Todas as outras coisas não podem alcançar ou ultrapassar essa velocidade pois os corpos ficam mais massivos conforme a velocidade aumenta.

Isso ocorre porque, como sabemos através da famosa equação de Einstein E = MC2, massa e energia são dois lados da mesma moeda. A equação diz que se a energia de algo aumenta, sua massa aumenta junto. E quanto um corpo aumenta sua velocidade, ele também está aumentando proporcionalmente sua energia.Exemplificando, se você pesar 80 quilos, e pudesse correr a 1,07 bilhão de km/h, o equivalente a 99,9% da velocidade da luz, seu corpo passaria a ter aproximadamente 2 toneladas. Esse aumento de massa em relação ao aumento da velocidade é válido em qualquer circunstância, mas só tem efeitos perceptíveis a velocidades muito, mas muito altas. Mesmo nos aviões mais velozes é impossível observar esse efeito porque a velocidade é pequena demais.

E, logicamente, quanto mais massivo um corpo, mais difícil é o acelerar. Teoricamente, se um objeto fosse capaz de atingir a velocidade da luz, sua massa tenderia ao infinito. Então, seria necessária uma energia igualmente infinita para acelerar o objeto – e nem todo o universo finito junto possui tamanha energia.

Mas como os fótons, as partículas de luz, conseguem atingir tal velocidade? A resposta é simples e objetiva: os fótons não possuem massa – uma das únicas partículas com essa característica.

Então, aquelas especulações malucas sobre o que aconteceria se viajássemos a velocidade da luz ou a ultrapassássemos é pura balela. É fisicamente impossível tal feito.

BURACOS NEGROS SUPERMASSIVOS

A peculiaridade da nossa principal teoria da história cósmica poderia significar que os buracos negros foram uma vez portais para uma infinidade de universos além do nosso.

Os buracos negros podem estar escondendo outros universos. A peculiaridade de como o espaço-tempo se comportou no início do universo poderia ter levado a buracos de minhoca de vida curta que os ligariam a um vasto multiverso. Se confirmada, a teoria poderia ajudar a explicar o por que os buracos negros supermassivos nos centros das galáxias ficaram tão grande em tão pouco tempo.

A ideia de que o nosso Universo é apenas um, de um número impressionante de universos – o que os cosmologistas chamam o multiverso – é uma consequência da nossa principal teoria de como o universo cresceu: a inflação eterna.

A teoria sustenta que, durante sua fase inicial, o espaço-tempo se expandiu exponencialmente, dobrando de volume a cada fração de segundo antes de se estabelecer em um ritmo mais tranqüilo de crescimento. A inflação eterna foi criada na década de 1980 para explicar algumas observações intrigantes sobre o nosso universo, que teoria padrão do Big Bang por si só não poderia lidar.

Mas os cosmólogos logo perceberam que o universo inflacionário veio com ressalvas. Os efeitos da mecânica quântica, que normalmente só influenciam as partículas mais diminutas, desempenhou um papel importante na forma de como todo o espaço-tempo evoluiu.

Um desses efeitos foi que um pequeno pedaço de espaço-tempo dentro de um universo maior poderia se deslocar para um diferente estado quântico, formando uma bolha. Essas bolhas podem formar aleatoriamente em todo o nosso universo inflado.

Isso significa que, mesmo após a rápida expansão encerrada no nosso cosmos, um número de bolhas poderia se manter e inflar nos seus próprios universos bebês. Cada um deles daria origem a outras bolhas em expansão gerando uma desova multiversos.

“Embora a inflação esteja acontecendo,as bolhas podem estourar e expandir neste espaço inflável”, diz Alex Vilenkin cosmólogo da Universidade de Tufts, em Medford, Massachusetts, um dos pioneiros da cosmologia inflacionária.

Mas foi dura a prova para chegar até aqui. Os cosmólogos têm sugerido que as bolhas que colidem com o nosso universo poderiam ter deixado marcas na radiação cósmica de fundo, a radiação restante do Big Bang. No entanto, um possível sinal seria muito fraco, e nenhuma evidência conclusiva foi ainda vista.

Vilenkin e seus colegas se perguntaram se eles poderiam detectar sinais do multiverso em outros lugares em nosso próprio universo. Para investigar, eles fizeram uma análise matemática do destino das bolhas formadas durante a inflação.

Eles descobriram que as bolhas que se formam com uma energia inferior à energia inerente no nosso universo inflado, efetivamente vai começar a expandir-se, de fato: a tensão do espaço-tempo fora da bolha é maior do que no interior, de modo que as paredes da bolha são puxadas para fora.

Mas quando a inflação termina no nosso universo, a tensão se dissipa, e as bolhas aparecem para começar a desmoronar como balões deflacionados.

Isso é como eles olham de fora do nosso ponto de vista “, “mas há mais para esta imagem”, diz Vilenkin. Verdadeiro destino dos bolhas depende do seu tamanho.Um mundo dentro.

Bolhas que se formaram mais tarde seriam menores, e deverão entrar em colapso em buracos negros padrão, com nada dentro além de um ponto infinitamente denso que chamamos de singularidade.

Mas as bolhas anteriores seriam maiores e iriam criar buracos negros ainda maiores que escondem seus próprios universos infláveis.

Para as primeiras frações de segundo após a inflação que terminou em nosso espaço-tempo remendado, quando as bolhas começaram a cair, teríamos sido ligado a seus interiores através de buracos de minhoca. Infelizmente, esses buracos de minhoca teriam se fechado quase imediatamente, impedindo os universos de dentro inflar. “A oportunidade passou para nós para enviar sinais para esses outros universos”, diz o co-autor Jaume Garriga, da Universidade de Barcelona, Espanha.

Andrei Linde, da Universidade de Stanford, na Califórnia, outro pioneiro da cosmologia inflacionária, está impressionado. O trabalho baseia-se em ideias que foram pensados pela primeira vez há quase 30 anos, mas Vilenkin e seus colegas realizaram uma análise mais detalhada ainda do destino das bolhas. “É bonita a relatividade geral”, diz Linde. “A relatividade geral, por vezes, lhe oferece coisas que são extremamente não-intuitivas.”

A análise fornece uma nova maneira de olhar para os sinais do multiverso, sugerindo que o nosso universo deve ter uma distribuição distinta dos buracos negros. Quanto maior for a massa dos buracos negros, mais deles não devem ser até uma massa crítica, após o qual o número deve cair. “Essa massa crítica separa buracos negros comuns de buracos negros que contêm um multiverso inflando dentro deles”, diz Garriga.

Isso poderia ajudar a resolver um mistério de longa data. A astrofísica padrão tem dificuldade em explicar como buracos negros supermassivos se tornaram tão grande como são hoje – não houve tempo para eles absorverem matéria suficiente. Mas na nova teoria, o maior dos buracos negros que escondem um universo dentro deles teriam se iniciado muito maior do que é possível. Estes gigantes poderiam ter crescido para se tornar os buracos negros supermassivos que vemos hoje no centro das galáxias, incluindo a nossa própria Via Láctea.

O trabalho também pode ter implicações para o paradoxo perda de informações buraco negro, que os físicos têm lutado ao longo de décadas.

Don Marolf, que estuda a relatividade geral e buracos negros na Universidade da Califórnia em Santa Barbara, aponta que os físicos têm muito ainda o que aprender para saber se realmente os buracos negros escondem mais do que revelam em suas superfícies.

Nosso universo pode até parecer um buraco negro para os físicos em algum outro universo.

“Este assunto é realmente, muito profundo”, diz Linde. “estamos apenas começando a tocar a superfície e descobrir novas coisas sobre o multiverso.

Fonte: New Scientist