Einstein - Teoria da Relatividade

Albert Einstein em seu artigo de 1905, intitulado “A Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento”. apresentou a teoria especial da relatividade. Neste trabalho, ele mostrou como a relatividade do tempo é uma idéia inimaginável.
A teoria da relatividade de Einstein revolucionou o pensamento científico com novas concepções de tempo, espaço, massa, movimento e  gravitação.

Sua famosa equação E = mc² (energia é igual a massa vezes a velocidade da luz ao quadrado), se tornou a pedra fundamental no desenvolvimento da energia atômica.
A teoria do relativamente está fundamentada na idéia de que só o movimento relativo pode ser medido. As conseqüências dessa noção são profundas, e quebram a concepção newtoniana do mundo. Tanto o espaço e o tempo coexistem.
Todo o movimento pode ser medido apenas em relação ao observador que realiza a medição. Hora e posição são todos relativos ao observador: por isso teoria tem sido chamada relatividade de Einstein.
Albert Einstein completou sua teoria da gravitação, conhecida como a teoria da relatividade geral, em 25 de novembro de 1915. Einstein apresentou a teoria da relatividade geral para a Academia Prussiana de Ciências em 1915.

A teoria da gravidade de Albert Einstein, que descreve as forças gravitacionais, em termos de a curvatura do espaço-tempo causada pela presença de massa. Como o físico americano John Wheeler disse: “O espaço diz à matéria como se mover, a matéria diz ao espaço como se curvar.”
Os passos de Einstein que o levou a desenvolver sua teoria da relatividade especial são as seguintes:
Einstein tentou entender o que deve ser deduzido do fato de que a luz viaja a uma certa velocidade independente de sua origem.
A partir daí, ele percebeu que o tempo e o espaço não são simplesmente dois conceitos independentes, mas sim, devem ser ligados em um sistema de tempo-espaço, cujas propriedades aparecem mais dramaticamente quando os objetos se movem muito rápido e são observados por dois diferentes observadores que se deslocam em relação a um outro.
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Procurando sinais de inteligência extraterrestre !

Esta semana, a organização sem fins lucrativos Breakthrough Listen anunciou que estava entrando em parceria com cientistas da missão NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Essa nova colaboração direcionará os recursos do primeiro com dados e experiência do último para a busca de inteligência extra-terrestre (SETI) como nunca antes!
O anúncio foi feito durante o 70º Congresso Astronáutico Internacional , que ocorreu na semana passada em Washington, DC. Esta conferência anual, organizada pelo Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica (AIAA), reúne cientistas e especialistas de várias nações para discutir os últimos desenvolvimentos nos campos de exploração espacial, pesquisa e tecnologia.

Essa colaboração recém-formada reúne duas potências nos campos do SETI. Lançada em abril de 2018, a missão TESS usará suas quatro câmeras de campo amplo para observar 85% do céu em busca de curvas de luz. Em essência, isso consiste em monitorar milhares de estrelas ao mesmo tempo em busca de quedas periódicas no brilho, o que pode ser uma indicação de planetas passando na frente deles (também em trânsito) em relação ao observador.
Ao conduzir estudos de acompanhamento de exoplanetas identificados pelo TESS, o Breakthrough Listen tentará discernir "assinaturas tecnológicas" que são possíveis indicações de vida inteligente. Essas, por definição, são assinaturas identificáveis ​​que indicam a presença de atividade tecnológica. A mais pesquisada delas foram as transmissões de rádio, mas nada definitivo foi encontrado até o momento.

Enquanto missões anteriores como a O Telescópio Espacial Kepler é responsável pela maioria dos mais de 4.000 exoplanetas que foram descobertos até o momento. Espera-se que o TESS encontre até 10.000 novos planetas. Isso se deve aos instrumentos mais sensíveis do TESS, capazes de medir as curvas de luz de 20.000 estrelas a cada 2 minutos.

O Parkes Telescope em Novo Gales do Sul, Austrália. Crédito: Roger Ressmeyer / Corbis

Um dos benefícios que o TESS traz para a mesa é a capacidade de estudar planetas consideravelmente mais próximos da Terra do que os vistos pelo Kepler, permitindo assim a busca por transmissões mais fracas. Outro é o fato de que os instrumentos TESS conseguem detectar planetas de ponta a ponta, o que apresenta vantagens quando se trata de busca de transmissões de rádio.

Na Terra, aproximadamente 70% do vazamento de rádio é emitido a partir do plano da órbita da Terra (isto é, ao redor do equador). Se o mesmo se aplica a transmissores de rádio de origem extraterrestre, observando os sistemas de ponta a ponta nossas chances de detectá-los. Enquanto isso, o Breakthrough Listen trará à mesa pesquisa mais sensível, abrangente vida avançada.
As principais instalações da Listen incluem alguns dos mais avançados telescópios ópticos e de rádio do mundo, que monitoram o céu regularmente quanto a sinais de transmissão de rádio ou lasers poderosos (que podem ser usados ​​para comunicações ou propulsão ). Entre eles, o Green Bank Telescope na Virgínia Ocidental, o Parkes Telescopes na Austrália, o MeerKAT Observatory na África do Sul e o Automated Planet Finder na Califórnia.

O Allen Telescope Array (ATA) dos institutos do SETI, localizado na Califórnia. Crédito: SETI

Por último, mas não menos importante, as curvas de luz do TESS serão examinadas para procurar sinais de outro comportamento estranho, o que poderia permitir que os astrônomos realizassem estudos sobre novas e interessantes fatos da astrofísicas.
Fonte: Breakthrough Listen, NASA, Universe Today.

Lixo Espacial

O Homem é o único bicho que produz lixo e depois não sabe o que fazer com ele...! Até no espaço...!
Para a espécie humana não basta entupir a Terra com o lixo de todo tipo. Esse problema já chegou ao espaço, tem lixo na órbita terrestre, lixo na Lua, em Marte, Júpiter, Vênus e sabe-se lá onde mais...!
O primeiro pedaço de lixo da era espacial apareceu em 4 de outubro de 1957, quando o último estágio do foguete que lançou o Sputnik-1, permaneceu em órbita.

Desde então o lixo orbital não parou mais de crescer, veja os exemplos abaixo:
- Satélites que chegaram ao fim da sua vida
- Satélites e naves espaciais que falharam
- Estágios de foguetes que lançaram satélites para o espaço
- Cones do nariz, capas de carga, mortalhas, parafusos e outros hardware de lançamento
- Escória de propelente sólido
- Fragmentos de deterioração, pintura descascando por exemplo,
- Fragmentos de baterias que explodem, tanques de combustível (não totalmente vazio), etc
- Fragmentos das colisões, tanto acidental como deliberada

A principal preocupação sobre detritos espaciais é a possível colisão com satélites ativos ou naves espaciais. Partículas tais como flocos de tinta (abaixo de 1 mm) pode causar pequenas crateras em paredes e janelas. Quase 100 pára-brisas do ônibus espacial tiveram de ser substituído (a partir de 2008) devido a buracos causados por esses impactos.
Parece improvável que um floco de tinta pode causar uma cratera em um pára-brisas do ônibus espacial. No entanto, a razão é a velocidade dos impactos de detritos espaciais. Um impacto típico ocorre a uma velocidade de fechamento de 10 km/s ou 36.000 quilômetros por hora...! Para se ter uma idéia; ao ser atingido por um fragmento de 10 mm à uma velocidade de 10Km/s é como ser atropelado por uma moto grande a 120 km/hora.

A velocidades de objetos no espaço são determinados pelas leis da física e do campo gravitacional do corpo em torno do qual orbitam a objetos (no caso, a Terra). Veja na figura abaixo, alguns exemplos de lixo espacial orbital...
Um objeto precisa ser acelerada a uma velocidade de cerca de 7 km por segundo para ficar na órbita baixa da Terra.
Os objetos estão em diferentes órbitas ao redor da Terra, alguns viajando na direção oposta aos outros. Com essas altas velocidades orbitais, é natural que as velocidades de colisões, será correspondentemente elevado.
No caso de objetos espaciais naturais (meteoritos) que orbitam em torno do Sol, essas  velocidades são ainda maiores. Para se manter em sua órbita em torno do Sol, a Terra tem que se mover a 30 km/seg. Outros objetos que se aproximam da Terra podem ter velocidades relativas que variam de 11 km/seg a 72 km/seg. A velocidade média de colisão entre um meteoróide e um satélite é de cerca de 20km/seg.

Em 2008 o número de pedaços de lixo espacial artificial em órbita ao redor da Terra é estimada em:
Faixa de Tamanho Número de fragmentos
1 - 10mm......................50.000.000
10 - 100 mm ................300.000
> 100 mm.....................2.000
Estima-se que pedaços de lixo espacial caem na superfície da Terra quase todos os dias. A maioria deles são muito pequenos e provavelmente caindo nos oceanos ou em uma região despovoada da superfície da Terra. Muito poucos são recuperados, para a decepção dos cientistas de reentrada.
A probabilidade de ser atingido por um pedaço de lixo espacial é extremamente baixo, mas não custa nada ficar atento...!
O maior "produtor" de o lixo espacial é ninguém menos que os EUA, seguidos de perto por um empate entre a Rússia e a China. Curiosamente, a China aumentou exponencialmente o número de resíduos apesar de ter apenas a metade do número de satélites ativos em comparação com a Rússia, ou 1/10 do número de satélites dos Estados Unidos.

NOTA: 
- Estima-se mais de 3 mil toneladas de lixo espacial dando voltas na Terra.
- Cerca de 6 mil objetos de tamanhos diversos.
- Acredita-se também que haja cerca de 330 milhões de partículas menores de um milímetro (originadas, em sua maioria, de explosões) em órbita.
- Todo esta enorme quantidade de  lixo está fadado a cair na Terra mais cedo ou mais tarde, conforme forem perdendo velocidade.
- A média de objetos do lixo espacial que reentram na atmosfera terrestre é 35 por mês.
- Alguns, por suas dimensões e constituição, serão consumidos pelo atrito com a atmosfera terrestre.
- Um dos maiores objetos que já reentrou na atmosfera foi um estágio do foguete Saturno (Skylab) que caiu no oceano Atlâncico em 1975 pesando 38 toneladas .

O que é uma Kilonova ?

Você provavelmente sabe o que é uma supernova: uma explosão estelar que sinaliza o fim do jogo para certos tipos de estrelas. Abaixo, no entanto, há uma imagem de uma kilonova, que acontece quando dois objetos densos se juntam.

Essa "bola de fogo" surgiu depois que uma explosão de raios gama de curto prazo (1/10 de segundo) e apareceu no telescópio espacial Swift, o Telescópio Espacial Hubble olhou para a mesma área para ver se havia remanescentes e avistou um leve objeto vermelho que foi confirmado em observações independentes.
É a primeira vez que os astrônomos conseguem ver uma conexão entre explosões de raios gama e kilonovas, embora isso tenha sido previsto antes. Eles estão dizendo que esta é a primeira evidência de que surtos de raios gama de curta duração surgem quando dois objetos estelares super densos se juntam.

Então, qual é a conexão ? Os atrônomos suspeitam que seja essa sequência de eventos:

• Duas estrelas binárias de nêutrons (estrelas muito densas) começam a se aoroximar uma da outra;
• O sistema envia radiação gravitacional que produz ondulações no espaço-tempo;
• Essas ondas fazem as estrelas se aproximarem ainda mais;
• Nos milissegundos antes da "explosão" as duas estrelas "se fundem em uma espiral mortal que libera material altamente radioativo" como afirma a NASA;
• A kilonova ocorre com a detonação de uma anã branca, embora seja 1.000 vezez mais brilhante que uma nova, é apenas 1/10 a 1/100 o brilho de uma supernova comum.

Fonte: Hubble Site, Revista Nature, NASA, Universe Today

James Webb testa seu protetor solar. Por enquanto, tudo bem

Testes rigorosos estão no centro de qualquer missão espacial bem-sucedida. O Telescópio Espacial James Webb (JWST) estará a um milhão de quilômetros de distância quando implantar seu protetor solar de missão crítica e, se não funcionar como planejado, é isso. Fim de jogo.
O Webb é o telescópio espacial mais avançado já construído. É um telescópio infravermelho e altamente sensível. Mas para alcançar a extrema sensibilidade que lhe permitirá estudar exoplanetas e o distante universo inicial, ele precisa ser mantido fresco. Muito legal. E esse é o trabalho do protetor solar.

O protetor solar é fundamental no design do telescópio. O James Webb estará no Lagrange Point 2 (L2), em uma órbita de halo que mantém a Terra, a Lua e o Sol atrás dele. O Sol é a principal fonte de calor do telescópio, e a Terra e a Lua são apenas fontes secundárias. A blindagem bloqueia efetivamente toda a energia proveniente dos três corpos e mantém o osciloscópio em sua temperatura operacional, abaixo de -220 graus Celsius.
Haverá uma diferença extrema de temperatura entre o lado do protetor solar do JWST e o lado do osciloscópio. A NASA diz que o protetor solar pode atingir temperaturas de 110 ° C (230 F; 383 K), quentes o suficiente para ferver um ovo, enquanto o lado do telescópio sombreado estará frio o suficiente para congelar o oxigênio.

Técnicos e engenheiros acabaram de testar todas as cinco camadas do escudo solar e colocaram o escudo na mesma posição em L2, a 1,6 milhão de quilômetros da Terra. A NASA disse em um comunicado de imprensa que esses testes usaram os próprios sistemas da espaçonave para implantar o escudo e que os testes foram bem-sucedidos.
O escudo solar é composto por cinco camadas de um material chamado Kapton . Cada uma das camadas tem uma espessura específica e são separadas por uma distância específica. O escudo também possui costuras e outros recursos que o reforçam contra meteoros. Cada uma das camadas é revestida com alumínio, e as duas camadas mais próximas do Sol, as Camadas 1 e 2, têm o que é chamado de revestimento de "silício dopado" para refletir a energia ultravioleta do Sol de volta ao espaço.

O espelho precisa ser tão grande para cumprir seus objetivos da missão, que incluem observar a luz das primeiras estrelas e galáxias no universo e estudar exoplanetas, entre outras coisas. Mas o espelho e a necessária sombra solar são grandes demais para caber em um foguete. É por isso que tanto o espelho quanto a sombra do sol são dobrados para o lançamento e só são implantados quando o telescópio está a caminho de seu destino, uma manobra complicada. Não apenas isso, mas todos os testes estão sendo feitos na gravidade da Terra, enquanto a implantação real ocorrerá na ausência de gravidade.

E é disso que trata todos os testes. Ao contrário do Hubble, que está na Órbita da Baixa e era acessível aos astronautas para missões de reparo, o JWST está fora de alcance. É possível que uma futura espaçonave possa lidar com o James Webb para corrigir quaisquer erros graves de implantação. Mas os componentes não podem ser substituídos. Em essência, há apenas uma chance de colocar o espelho e seu protetor solar adequadamente.
Com esse importante teste, os engenheiros e técnicos agora precisam guardar cuidadosamente o protetor solar na configuração de lançamento, dobrando-o na posição exata necessária para uma implantação bem-sucedida. Depois disso, mais testes.
Ainda existem testes elétricos abrangentes que precisam ser realizados, bem como testes mecânicos que imitam as forças que o escopo experimentará durante o lançamento do foguete Ariane 5 que o levará ao espaço.
O lançamento está agendado para 30 de março de 2021. Houve uma série de atrasos para o JWST, que deveria ser lançado entre 2007 e 2011.
Fonte: NASA’s James Webb Space, Telescope Universe Today.

Monte Danxia

Uma amiga e leitora enviou algumas imagens de tirar o fôlego, são formações rochosas incomuns, a Danxia Landform, localizadas  na China, então resolvi publica-las aqui com uma breve explicação da geologia dessas maravilhas da natureza.

Localizado no nordeste do Shaoguan, cidade na província de Guangdong (China), o Monte Danxia é chamado de Park da Pedra Vermelha, a 45 km do centro de Shaoguan. Danxia significa "raios vermelhos de sol" em chinês. É um relevo peculiar caracterizado por penhascos vermelhos e íngremes, vales planos e transparente.
O que mais impressiona são os picos. O topo é plano, um ou mais lados são penhascos quase verticais, enquanto o lado oposto é uma colina suavemente inclinada. Os lugares mais planos são cobertos por uma vegetação exuberante, e o lugar que onde ficam as pedras vermelhas são geralmente os penhascos
.

A Danxia landform caracteriza-se pela parede vermelha ou penhasco vermelho, depósitos vermelhos continentais clásticos*. Danxia são revelados, com a ajuda de tecnologia de sensoriamento remoto e informações sobre a configuração da geologia regional. O primeiro fator relativo à formação de Danxia landform é litologia. A formação landform Danxia foi desenvolvida  principalmente no Cretáceo Superior*.  A Formação Hekou é uma série de clásticos grosseiros em aluvial* fluvial dominadas pelo conglomerado púrpura avermelhada de areia, incluindo alguns com  granulação grossa de arenito e seixos de compostos férricos  ou calcário.

*Clásticos:
Sedimentos clásticas são geradas pela fragmentação das rochas pré-existentes na superfície, sujeitas a intemperismo. Estes sedimentos são também chamados de siliciclásticos, pois são gerados a partir de rochas compostas predominantemente por silicatos.

*Cretáceo Superior:
Época do período Cretáceo da era Mesozoica do  Fanerozoico que está compreendida entre 99 milhões e 600 mil e 65 milhões e 500 mil anos atrás, aproximadamente.
*Aluvial:
São terrenos baixos e planos junto aos cursos d'água e são formadas por sedimentos aluvionares, constituídos de argila, silte e areia.

A rocha vermelha peculiar em Mount Danxia surgiu a 100 milhões de anos atrás. Foi uma bacia interior na época em que as rochas circundantes foram se acumulando. Era um ambiente muito quente e seco, e dessa forma a rocha foi oxidando e virou um tipo de ferrugem. Passando por um período de 30.000.000 anos, os depósitos na bacia gradualmente transformada em arenito vermelho e conglomerados. Mais tarde, como resultado do movimento da crosta terrestre, a terra levantou-se e transformou a área em um sistema  montanhoso. A erosão por longo tempo transformou   Danxia Landform em um lugar repleto por arenito vermelho.

As galáxias mais maciças giram mais que o dobro da velocidade da Via Láctea

Às vezes, é uma coisa difícil de entender. Embora possa parecer estacionário, o planeta Terra está realmente se movendo a uma velocidade média de 29,78 km / s (107.200 km / h; 66600 mph). E, no entanto, e o próprio Sol, que viaja ao redor do centro de nossa galáxia a uma velocidade de 220 km / s (792.000 km / h; 492.000 mph).
Mas, como costuma acontecer com o nosso universo, as coisas só ficam mais impressionantes quanto mais longe você olha. De acordo com um novo estudo de uma equipe internacional de astrônomos, as galáxias “super espiraladas” mais massivas do Universo giram duas vezes mais rápido que a Via Láctea. A causa, eles argumentam, são as enormes nuvens (ou halos) da Matéria Escura que cercam essas galáxias.

O estudo, que apareceu recentemente no Astrophysical Journal Letters , foi conduzido por astrônomos do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STSI), da Universidade da Cidade do Cabo, do Colégio de Nova Jersey, da Universidade de Tecnologia Swinburne, da Universidade do Cabo Ocidental e o Instituto de Tecnologia da Califórnia.

As super galáxias espirais são um fenômeno relativamente novo para os astrônomos, tendo sido descobertas apenas como resultado de dados obtidos pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e pelo Banco de Dados Extragaláctico da NASA / IPAC (NED). Somente cerca de 100 são conhecidas até o momento, mas o que observamos desses poucos mostra que esses objetos são nada menos que excepcionais.
Além de serem muito maiores que a Via Láctea, elas também são mais brilhantes e contêm muito mais estrelas. A maior mede cerca de 450.000 anos-luz de diâmetro (em comparação com a Via Láctea, que mede cerca de 100.000 anos-luz) e é cerca de 20 vezes mais massiva. E com base no estudo foi liderado pelos pesquisadores do STSI, elas também parecem girar muito mais rápido.

Para o estudo, a equipe contou com novos dados reunidos com o Grande Telescópio da África Austral (SALT) para medir as curvas de rotação de 23 galáxias espirais massivas conhecidas. Dados adicionais foram fornecidos pelo telescópio Hale de 5 metros no Observatório Palomar, enquanto a  missão WISE ( Wide Field Infrared Survey Explorer ) da NASA forneceu dados vitais sobre as massas das galáxias e as taxas de formação de estrelas.
Como Tom Jarrett, da Universidade da Cidade do Cabo, na África do Sul, disse sobre o estudo:
“Este trabalho ilustra lindamente a poderosa sinergia entre observações ópticas e infravermelhas de galáxias, revelando movimentos estelares com espectroscopia SDSS e SALT e outras propriedades estelares, notadamente a massa estelar ou "espinha dorsal" das galáxias hospedeiras, através da imagem de infravermelho médio do WISE”.

O que eles descobriram foi que essas galáxias giram muito mais rapidamente que a Via Láctea, com a maior rotação a uma taxa de até 570 km / s (350 mps), quase três vezes mais rápido. Além disso, a equipe descobriu que a velocidade de rotação das super espirais excedia amplamente a massa de suas estrelas, gás e poeira constituintes. Isso está de acordo com o que os cientistas observam há décadas, o que sugere que a matéria escura é responsável.
Essencialmente, Ogle e seus colegas concluíram que as super espirais são cercadas por halos maiores que a média da matéria escura. De fato, Ogle e sua equipe determinaram que o halo mais massivo era equivalente a cerca de 40 trilhões de massas solares. Os astrônomos geralmente esperam encontrar essa matéria escura em torno de um grupo de galáxias, em vez de uma única.
Crédito:  Astrophysical Journal Letters, Universe Today.

Meteoritos e Asteróides Interestelares

Quando Oumuamua cruzou a órbita da Terra em  19 de outubro de 2017, tornou-se o primeiro objeto interestelar a ser observado pelos seres humanos. Essas e as observações subsequentes em vez de dissipar o mistério da verdadeira natureza de 'Oumuamua, apenas o aprofundaram. Enquanto o debate continuava sobre se era um asteróide ou um cometa, alguns sugeriram que poderia ser uma vela solar extraterrestre .

No final, tudo o que se podia dizer definitivamente era que 'Oumuamua era um objeto interestelar de que astrônomos nunca haviam visto antes. Em seu estudo mais recente sobre o assunto, os astrônomos de Harvard Amir Siraj e Abraham Loeb argumentam que esses objetos podem ter impactado a superfície lunar ao longo de bilhões de anos, o que poderia proporcionar uma oportunidade para estudá-los mais de perto.

Este estudo, intitulado "Uma pesquisa em tempo real de impactos interestelares na lua", baseia-se em pesquisas anteriores de Siraj e Loeb. Em um estudo anterior, eles indicaram como centenas de objetos interestelares poderiam estar em nosso Sistema Solar agora e disponíveis para estudo. Isso aconteceu logo após Loas e Harvard, pós-doutorado, Manasavi Lingham, concluir que milhares de objetos semelhantes a 'Oumuamua entraram em nosso Sistema Solar ao longo do tempo.
Também foi seguido por um estudo de John Forbes, pesquisador de Loeb e Harvard, no qual eles calcularam que objetos semelhantes colidem com o nosso Sol uma vez a cada 30 anos. Depois, houve o estudo realizado por Siraj e Loeb no meteoro CNEOS 2014-01-08, um objeto menor que eles concluíram ser de origem interestelar.

Oumuamua

Para o estudo mais recente, Siraj e Loeb usaram a taxa de calibração de objetos interestelares (que eles derivaram de seus trabalhos anteriores) para determinar com que frequência esses objetos impactam a superfície lunar. O fato de que restos desses objetos estejam no corpo celeste mais próximo da Terra significa que estudá-los seria muito mais fácil.
Até agora, a astronomia era conduzida através do estudo de sinais de locais distantes, com quantidades incalculáveis ​​de conhecimento ainda indescritíveis devido às distâncias proibitivas que teríamos de percorrer para obter e estudar amostras físicas estrangeiras. Objetos interestelares são mensageiros que nos fornecem uma maneira inteiramente nova de entender o cosmos. Por exemplo, fragmentos ejetados por estrelas na auréola da Via Láctea poderiam nos contar sobre como eram os primeiros planetas. E asteróides ejetados das zonas habitáveis ​​de estrelas vizinhas poderiam revelar perspectivas de vida em outros sistemas planetários. Fonte: https://www.universetoday.com/

Teste da Chama

Quando uma determinada quantidade de energia é fornecida a um elemento químico, o elétron da última camada de valência absorve essa energia e passa para um nível de energia superior, isto é, passa ao estado excitado. Como o estado excitado é mais instável do que o estado fundamental, os elétrons retornam ao estado fundamental e emitem energia sob a forma de radiação (luz), sendo a energia emitida igual à absorvida. Cada elemento absorve e emite radiação de energias em comprimentos de onda diferentes, resultante das transições eletrônicas que cada elemento deve receber para ocupar os seus níveis de energia superiores. Este fenômeno é utilizado para a identificar elementos presentes numa amostra, é como uma impressão digital de cada elemento.

Um método simples de identificar alguns metais é o teste por meio da chama.
A cor da chama corresponde à assinatura do elemento químico no espectro.
Mas o que é um espectro?
O espectro é um conjunto de radiações emitidas por uma fonte de luz. O espectro eletromagnético é o conjunto de todas as radiações, como as ondas de rádio, microondas, radiação infravermelha, radiação visível, radiação ultravioleta, raios x e raios cósmicos.

Vamos tentar identificar elementos desconhecidos por meio das cores emitidas, usando o teste da chama.
O quadro abaixo mostra os elementos químicos e cor chama correspondente.

Material
Cadinho;
Espátula;
Vidro de relógio;
Cloreto de: sódio, bário, cálcio, potássio, cobre, lítio, estrôncio;
Etanol a 96% (álcool etílico);
Ansa de inoculação;
Solução de HCl (ácido clorídrico) concentrado (para lavagem da ansa);
Nota: O ácido clorídrico pode ser substituído por ácido muriático, encontrado em lojas de material de limpeza.

O cadinho pode ser substituído por uma latinha de refrigerante cortada a 1/3 de sua altura , como na figura.

Procedimento
Colocar algodão dentro do cadinho.
Adicione um pouco de Etanol a 96% sobre o algodão e com ajuda de um isqueiro acendemos uma chama.
Mergulhar a ansa na solução de HCl.
Levar a a ansa à zona mais quente da chama.
Colocar as amostras de sais em diferentes vidros de relógio.
Introduzimos a ansa na primeira amostra sólida pulverizada e a levamo à zona mais quente da chama.
Repetimos o procedimento para todas as amostras restantes e registamos a cor observada.
Nota: A ansa de platina pode ser substituída por um fio de níquel-cromo o mesmo utilizado nas resistências de chuveiros.
A figura abaixo mostra alguns exemplos de elementos químicos e a cor da chama:

Limitações do teste de chama
O teste não é possível detectar baixas concentrações da maioria dos íons.
O brilho do sinal varia de uma amostra para outra. Por exemplo, a emissão de amarelo a partir de sódio é muito mais claro do que a emissão de vermelho a partir da mesma quantidade de lítio.
Impurezas ou contaminantes afetam os resultados do teste. O sódio, em particular, está presente na maioria dos compostos, Às vezes, um vidro azul é usado para filtrar o amarelo de sódio.

Partindo do princípio que diferentes elementos químicos emitem diferentes cores, podemos concluir que:
Se analisarmos o espectro de alguma fonte de luz perto ou distante, poderemos saber do que é feito o material que esta emitindo a luz.
É mais ou menos isso que os astrônomos fazem quando querem saber a composição química do Sol, de alguma estrela distante ou até uma galáxia, e para isso eles usam um instrumento chamado Espectroscópio.

Propagação da Luz na Atmosfera

A maioria das observações astronômicas são feitas da superfície da Terra. Os telescópios encontram uma barreira natural que em algumas vezes dificulta a observação do Universo, por isso vamos conhecer um pouco dessa “barreira” – a atmosfera terrestre.
A atmosfera é composta de várias camadas: A troposfera, estratosfera, mesosfera, ionosfera, exosfera. Mais próximo da Terra esta a troposfera. A maioria das nuvens que você vê no céu são encontradas na troposfera, e esta é a camada da atmosfera que nós associamos com o tempo. Estendendo-se até 10 quilômetros acima da superfície da Terra, a troposfera contém uma variedade de gases: oxigênio, vapor d’água, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, etc. Estes gases ajudam a reter o calor, isto é, uma porção da qual é então irradiada de volta para aquecer a superfície da Terra.

Acima da troposfera é a estratosfera, que contém a camada de ozônio. A estratosfera se caracteriza pelos movimentos de ar em sentido horizontal, fica situada entre 7 e 17 até 50 km de altitude aproximadamente. Moléculas de ozônio, que estão concentradas nessa camada, absorvem a radiação ultravioleta do Sol e proteger-nos de seus efeitos nocivos.

Entre 50 a 85 km de altitude acima da superfície está a mesosfera, a parte mais fria da atmosfera com temperaturas chegando até a -90°C em seu topo. Acima da mesosfera, em uma camada chamada ionosfera (também chamada termosfera), as coisas começam a aquecer. As temperaturas na ionosfera, que se estende cerca de sessenta e mil quilômetros de altitude a partir da superfície da Terra, pode chegar a até centenas de graus centígrados. Além da ionosfera esta a exosfera, que se estende até cerca de 500 quilômetros acima da superfície da Terra. Esta é a camada mais externa da atmosfera, a zona de transição para o espaço.

Existe um fenômeno chamado Refração e esta presente também na atmosfera terrestre. Refração atmosférica é a mudança na direção aparente de um objeto celeste causado pela refração dos raios de luz quando passam através da atmosfera.
O piscar das estrelas e variação de tamanho do Sol são devido à refração atmosférica.

As estrelas brilham realmente? Não, as estrelas não brilham...!
Os raios de luz provenientes das estrelas viajam através das camadas de ar de densidades diferentes, por isso elas cintilam.
Refração é o fenômeno que ocorre com a luz quando ela passa de um meio homogêneo e transparente para outro meio também homogêneo e transparente, porém com diferentes densidades.

A figura ao lado ilustra muito bem como funciona a refração da luz em dois meios diferentes, no ar e na água. No vácuo do espaço a luz não encontra dificuldade para se propagar. Portanto o índice de refração absoluto do vácuo é sempre 1. A atmosfera da Terra possui densidades diferentes de acordo com a altitude. Um raio de Sol vindo do espaço sofre um desvio ao entrar na atmosfera terrestre, pois passou de um meio de densidade nula (o vácuo do espaço) para um meio com uma outra densidade. A refração é a mudança de direção de um onda devido a uma mudança na sua velocidade.
Como esse resultado, a posição da imagem da estrela vai mudando depois de cada intervalo curto. Estas posições das imagens formadas em intervalos curtos de tempo nos dão a impressão de que a estrela está brilhando.
Ao entardecer ou amanhecer, o Sol parece ser maior do que ao meio-dia. Isso ocorre porque quando o sol está perto do horizonte os raios de luz provenientes do sol têm que passar por camadas de ar de densidade diferentes.
Devido à contínua curvatura da luz, o Sol parece ser maior. Ao meio-dia, o sol parece ser menor do que ao entardecer ou amanhecer. Isto é porque os raios de luz que “caem” normalmente sobre a superfície da terra não são refratados.
A refração atmosférica faz com que objetos astronômicos pareçam mais alto no céu do que são na realidade.

As Rochas

Normalmente as pessoas acreditam que “uma vez uma rocha, sempre rocha”. Mas isso nem sempre é verdade. Rochas assumem formas diferentes em momentos diferentes. Há muito tempo o nosso planeta era muito vulcânico. Esses vulcões foram se acalmando e resfriando, a lava resfriada foi partida ou esmagada em pequenos pedaços. Esses pequenos pedaços foram colados a tornaram-se rochas sedimentares. Estas rochas foram enterrados e o calor e a pressão transformou-os em rochas metamórficas. Elas podem até ter derretido e tornaram-se rochas ígneas mais uma vez. Como você pode ver uma rocha pode mudar várias vezes, e a rocha que você observa hoje pode parecer totalmente diferente daqui a alguns milhares ou milhões de anos.

Os três tipos principais, ou classes de rochas são sedimentares, metamórficas e ígneas ou magmáticas e as diferenças entre elas têm a ver com a forma como eles são formadas no chamado ciclo das rochas, isto é,  um grupo de alterações que acontece no decorrer do tempo.
Rocha sedimentar pode se transformar em rocha metamórfica ou em rochas ígneas. Rocha metamórfica pode se transformar em rocha ígnea ou sedimentar.
Rocha ígnea se forma quando o magma esfria. Magma é um líquido quente feito de minerais fundidos. Os minerais podem formar cristais, quando são resfriados. Rocha ígnea pode se formar no subsolo, onde o magma se resfria lentamente. Ou, rocha ígnea pode se formar acima do solo, onde o magma se resfria rapidamente.
Quando se derrama sobre a superfície da Terra, o magma é chamado de lava, ou seja, rocha líquida que você vê nos vulcões em erupção.

Classificação das Rochas

Rocha Sedimentar -
As rochas sedimentares são formadas a partir de partículas de areia, conchas, seixos e outros fragmentos de material. Juntos, todas estas partículas são chamados de sedimentos. Gradualmente, o sedimento se acumulam em camadas e durante um longo período de tempo endurece formando a rocha. Geralmente a rocha sedimentar é bastante macia e pode quebrar ou desintegrar-se facilmente. Muitas vezes é possível ver areia, seixos ou pedras na rocha, e é geralmente o único tipo de rocha que contém fósseis. Exemplos deste tipo de rocha incluem os conglomerado e calcário.

Rocha Metamórfica -
As rochas metamórficas são formadas sob a superfície da terra a partir da metamorfose que ocorre devido ao calor e pressão intensos. As rochas, que resultam de tais processos, muitas vezes têm camadas  e pode ter cristais brilhantes, formadas por minerais que crescem lentamente ao longo do tempo, na sua superfície. Exemplos deste tipo de rocha gnaisse incluir e mármore.

Rocha Ígnea ou Magmática -
formam-se pelo resfriamento do magma, fundido nas profundezas da Terra. O magma é expelido por vulcões ou fissuras na superfície terrestre onde pode se resfriar. Porém, comummente, o resfriamento e a solidificação do material magmático ocorrem no interior da crosta. Em decorrência das altas temperaturas (acima de 1100°C) e o local de formação (interior da Terra) essas rochas não contêm fósseis. A temperatura e pressão constituem problema para a preservação dos restos orgânicos, na forma de fósseis. As rochas ígneas são classificadas em extrusivas e intrusivas. As rochas ígneas intrusivas formam-se quando o magma, trazido de grandes profundidades, atinge a superfície terrestre através de fissuras na crosta, esfria e torna-se rocha. O basalto é um exemplo de rocha ígnea extrusiva. Já as rochas ígneas intrusivas são aquelas que se solidificam abaixo da superfície terrestre. As rochas intrusivas podem, eventualmente, serem expostas na superfície terrestre devido a movimentos tectônicos. Um exemplo de rocha ígnea intrusiva é o granito.

A Escala de Richter

A Escala de Richter, oficialmente chamado de “Escala de Magnitude Richter “é um valor numérico utilizado para medir a força de terremotos. É uma escala logarítmica, com base na amplitude das ondas captadas por uma sismógrafo.
Isto significa que a cada aumento de número inteiro na escala corresponde a um aumento absoluto por um fator de dez. Terremotos mensurados com pelo menos cerca de 2,0 na escala de Richter não são muito graves, e mal podem ser medidos.
Cada número da escala Richter é igual a um aumento de dez vezes na magnitude de um sismo. Em outras palavras, um tremor de 7,0 nesta escala tem uma grandeza de dez vezes maior do que um tremor 6.0 (32 vezes mais energia seria liberada).

A escala de magnitude compara as amplitudes de ondas em um sismograma, e não a força (energia liberada) dos terremotos. Assim, um terremoto de magnitude 8,7 é 794 vezes maior do que um terremoto de magnitude 5.8. medido em sismogramas, mas o terremoto de 8.7 é cerca de 23.000 vezes mais forte que o 5.8.
E de onde vem toda essa energia ?
Antes de um terremoto, as tensões se acumulam na crosta terrestre ao longo do tempo, fazendo com que a energia seja armazenada na forma de deformação elástica (como a de uma mola comprimida). Em última análise, esse estresse acumulado excede a resistência ao cisalhamento da crosta na zona de falha causando uma falha frágil súbita ou de ruptura.

Isto por sua vez provoca o movimento e uma libertação repentina da energia de deformação elástica armazenada sob a forma de ondas sísmicas. A tensão de cisalhamento é a componente de tensão em paralelo a uma determinada superfície, tal como um plano de falha, que resulta das forças aplicadas paralelamente à superfície ou a partir de forças remotas transmitidos através da rocha circundante.

A Via Láctea está realmente se deformando?

Durante séculos, astrônomos estudaram a Via Láctea para entender melhor seu tamanho e estrutura. Os instrumentos modernos produziram observações inestimáveis ​​de nossa galáxia e de outras. Um estudo recente feito por uma equipe de astrônomos dos observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências (NAOC) mostraram que o disco da Via Láctea não é plano (como se pensava anteriormente). Com base em suas descobertas, parece que a Via Láctea se torna cada vez mais deformada e distorcida quanto mais longe se avança do núcleo.

Usando informações do segundo lançamento de dados de Gaia, uma equipe de cientistas fez estimativas refinadas da massa da Via Láctea. Crédito: ESA / Gaia / DPAC

O estudo que detalha suas descobertas apareceu recentemente na revista científica Nature, intitulada " Um mapa 3D intuitivo da precessão da urdidura galáctica traçada pelas cefeidas clássicas ". O estudo foi liderado por Xiaodian Chen, do Laboratório Principal de Astronomia Ótica do NAOC, e incluiu membros do Instituto Kavli de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Pequim e da Universidade Normal da China.

Galáxias como a Via Láctea consistem em finos discos de estrelas que orbitam em torno de uma protuberância central a cada poucas centenas de milhões de anos. Nessa protuberância, a força gravitacional de centenas de bilhões de estrelas e matéria escura mantém a matéria e o gás da galáxia juntos. No entanto, nas regiões mais distantes da galáxia, os átomos de hidrogênio que compõem a maior parte do disco de gás não estão mais confinados a um plano rarefeito.

As cefeidas clássicas são um tipo particular de jovens brilhantes gigantes amarelas e supergigantes que são 4 a 20 vezes mais massivas que o nosso Sol e até 100.000 vezes mais luminosas. Isso implica que elas têm vida curta, que às vezes dura apenas alguns milhões de anos antes de esgotar seu combustível. Elas também experimentam pulsações que podem durar dias ou mesmo um mês, o que os torna muito confiáveis ​​para medir as distâncias de outras galáxias.

galáxia da Via Láctea, perturbada pela interação das marés com uma galáxia anã, como previsto por simulações de N-corpo. Crédito: T. Mueller / C. Laporte / NASA / JPL-Caletch

Por causa de seu estudo, a equipe estabeleceu um modelo de Disco Galáctico em 3D com base nas posições de 1.339 Cefeidas Clássicas. A partir disso, eles foram capazes de fornecer fortes evidências de que o disco galáctico não está alinhado com o centro galáctico. De fato, quando visto de cima, o disco da Via Láctea aparecia em forma de S, com um lado curvando-se e o outro curvando-se para baixo.

Essas descobertas lembram o que os astrônomos observaram de uma dúzia de outras galáxias, que mostraram padrões espirais progressivamente distorcidos. Ao combinar seus resultados com essas observações, os pesquisadores concluíram que o padrão espiral da Via Láctea é provavelmente causado por forçantes rotacionais (também conhecidos como "torques") do disco interno.

Este último estudo forneceu um mapa atualizado dos movimentos estelares da nossa galáxia, que lançaria luz sobre as origens da Via Láctea. Além disso, também poderia reforçar nossa compreensão da formação de galáxias e da evolução do cosmos.
Fonte: National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) / Scientific Journal Nature.

Técnica simples de cultivo de protozoários

Uma aula sobre o reino Protista, uma técnica simples de cultivo de protozoários.

Materiais:
Recipiente com tampa
1 ou 2 folhas de alface
Água sem cloro (pode ser obtida em um rio ou lago, ou utilize água de torneira previamente fervida e em temperatura ambiente).

Procedimento:
Coloque a água e as folhas de alface dentro do pote e tampe. Aguarde entre 3 e 5 dias.
Para manter a cultura de protozoários por mais tempo, substitua o alface por alface fresco e troque parte da água a cada 2 ou 3 dias.
Neste tipo de cultura é possível encontrar paramécios, amebas, rotíferos entre outros.
O vídeo abaixo foi feito com uma cultura de 4 dias. Uma amostra da “nata” superficial da água foi colocada sobre lâmina, coberta com lamínula e observada ao microscópio. O microscópio utilizado é muito simples.

Astrônomos continuam a observar as ondas de choque se expandirem da Supernova SN1987A

Quando as estrelas chegam ao fim de seu ciclo de vida, muitas expelem suas camadas externas em um processo explosivo conhecido como supernova. Embora os astrônomos tenham aprendido muito sobre esse fenômeno, graças a instrumentos sofisticados que são capazes de estudá-los em múltiplos comprimentos de onda, ainda há muito que não sabemos sobre supernovas e seus remanescentes.

Por exemplo, ainda há questões não resolvidas sobre os mecanismos que alimentam as ondas de choque resultantes de uma supernova. No entanto, uma equipe internacional de pesquisadores utilizou recentemente dados obtidos pelo Chandra X-Ray Observatory de uma supernova próxima (SN1987A) e novas simulações para medir a temperatura dos átomos na onda de choque resultante.
O estudo, intitulado "Collisionless shock heating of heavy ions in SN 1987A", apareceu recentemente na revista científica Nature. A equipe foi liderada por Marco Miceli e Salvatore Orlando da Universidade de Palermo, na Itália, e foi composta por membros do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), o Instituto de Problemas Aplicados em Mecânica e Matemática, e da Pennsylvania State e Northwestern University.

A equipe combinou observações do Chandra SN 1987A com simulações para medir a temperatura dos átomos na onda de choque da supernova. Ao fazê-lo, a equipe confirmou que a temperatura dos átomos está relacionada ao seu peso atômico, um resultado que responde a uma questão de longa data sobre as ondas de choque e os mecanismos que as alimentam.
Quando estrelas maiores sofrem colapso gravitacional, a explosão resultante impulsiona o material para fora a velocidades de até um décimo da velocidade da luz, empurrando ondas de choque para o gás interestelar circundante. Onde a onda de choque encontra o gás em movimento lento em torno da estrela, você tem a "frente de choque". Esta zona de transição aquece o gás frio em milhões de graus e leva à emissão de raios X que podem ser observados.

Imagem composta da supernova 1987A. Os dados do ALMA (em vermelho) mostram a poeira recém-formada no centro do remanescente. HST (em verde) e Chandra (em azul) mostram a onda de choque em expansão. Crédito: R. Indebetouw et. al, A. Angelich (NRAO / AUI / NSF); NASA / STScI / CfA / R. Kirshner; NASA / CXC / SAO / PSU / D. Burrows et al.

Examinando as temperaturas de diferentes elementos por trás da frente de choque de uma supernova, os astrônomos esperam melhorar nossa compreensão da física do processo de choque. Embora se espere que as temperaturas dos elementos sejam proporcionais ao seu peso atômico, a obtenção de medições precisas tem sido difícil. Não só os estudos anteriores levaram a resultados conflitantes, eles também não conseguiram incluir os elementos pesados ​​em suas análises.

Para resolver isso, a equipe analisou a Supernova SN1987A, que está localizada na Grande Nuvem de Magalhães e se tornou aparente em 1987. Além de ser a primeira supernova visível a olho nu desde a Supernova de Kepler (1604), foi a primeira primeiro a ser estudada em todos os comprimentos de onda da luz (de ondas de rádio a raios X e ondas gama) com telescópios modernos.

Enquanto os modelos anteriores do SN 1987A usavam tipicamente observações únicas, a equipe de pesquisa usou simulações numéricas tridimensionais para mostrar a evolução da supernova. Eles então compararam estas observações de raios X fornecidas pelo Chandra para medir com precisão as temperaturas atômicas, o que confirmou suas expectativas.

Este último estudo representa um passo significativo para os astrônomos, aproximando-os de uma compreensão da mecânica de uma supernova. Ao desvendar seus segredos, podemos aprender mais sobre um processo que é fundamental para a evolução cósmica, que é como a morte das estrelas impacta o Universo circundante.
Fonte: Scientific Journal Nature/Universe Today

A missão New Horizons da NASA e a foto de alta resolução do objeto Thule (2014 MU69)

Em 31 de dezembro de 2018, a missão New Horizons da NASA fez história ao ser a primeira nave espacial a se encontrar com um Objeto do Cinturão de Kuiper (KBO) chamado Ultima Thule (2014 MU69). Isso aconteceu há cerca de dois anos e meio depois que a New Horizons se tornou a primeira missão na história a conduzir um sobrevôo de Plutão.
E agora, graças a uma equipe de pesquisadores do Laboratório de Física Aplicada da Universidade John Hopkins (JHUAPL), essa imagem foi aprimorada para fornecer uma visão mais detalhada e de alta resolução do Ultima Thule. Graças a esses esforços, os cientistas podem aprender mais sobre a história desse objeto e como ele foi formado, o que poderia nos dizer muito sobre os primórdios do Sistema Solar.

A imagem original foi obtida pela Câmera Multicolor Visible Imaging (MVIC) um dos dois componentes que compõem o telescópio Ralph da New Horizons, em 1º de janeiro de 2019, quando a espaçonave estava a 6.700 km de Ultima Thule. A imagem tinha uma resolução de 135 metros por pixel quando foi armazenada e depois transmitida de volta à Terra como parte do pacote de dados da espaçonave (de 18 a 19 de janeiro).

A imagem foi então submetida a um processo conhecido como deconvolução, onde as imagens são aprimoradas para melhorar detalhes finos (o que também amplifica a granulação das imagens quando vistas em alto contraste). A imagem deconvoluta resultante revela novos detalhes topográficos ao longo do terminador (limite dia / noite) perto do topo, graças ao padrão de iluminação oblíqua.

Os detalhes que são mais aparentes nesta foto aprimorada incluem numerosos pequenos buracos que tem até cerca de 700 metros de diâmetro. A grande característica no menor dos dois lobos, que mede 7 km de diâmetro, também parece ser uma depressão profunda. Ambos os lóbulos também mostram muitos padrões intrigantes de luz e escuridão, sem mencionar o brilhante “colar” onde os dois lóbulos estão conectados.

No momento, não está claro como essas características e padrões se formaram, mas existem várias possibilidades que podem revelar muito sobre a história do objeto. Por exemplo, as depressões profundas podem ser crateras de impacto resultantes de colisões que ocorreram ao longo do tempo de vida do objeto de 4,45 bilhões de anos. Ou podem ser o resultado de outros processos, como o colapso interno ou a ventilação de materiais voláteis no início de sua história.

Outros estudos dessas características podem revelar pistas sobre como a Ultima Thule foi montada durante a formação do Sistema Solar, há 4,5 bilhões de anos. Atualmente, a New Horizons esta a aproximadamente 6,64 bilhões de quilômetros da Terra e se move em direção à borda do Sistema Solar, a mais de 50.700 km por hora.
Exceto extensões adicionais, a missão da New Horizons está programada para operar até 2021. Nesse tempo, espera-se que a missão seja capaz de se encontrar e estudar objetos adicionais do Cinturão de Kuiper (KBOs), que revelarão mais sobre a história mais antiga de nosso sistema solar.
Fonte: NASA/NewHorizons/Universe Todday.

O Giro do Elétron – Spin

O assunto ou termo “spin” do elétron surge uma vez ou outra, então resolvi publicar alguma coisa sobre esse tema que não é tão fácil de ser explicado, mas na medida do possível, eu tentarei…! No final dessa publicação eu coloquei um vídeo que pode ser muito útil
O que é spin ?
Os primeiros modelos do átomo costumava ser totalmente influenciada pela nossa imagem do sistema solar: um núcleo no centro rodeado por elétrons que orbitam o núcleo como os planetas giram em torno do sol. Mas, além dos planetas circularem em suas órbitas  (elétrons) tem outro movimento possível: eles podem girar em torno do próprio eixo, como a terra, viajando ao redor do sol dentro de um ano mas, além disso girando em torno de seu próprio eixo em 24 horas .

Usando essa analogia, o nosso planeta tem um momentum angular orbital (em torno do sol – o núcleo) e, ainda, um momentum angular de rotação (em torno de seu próprio eixo).
“O momentum angular é o produto da inércia rotacional pela velocidade angular. Quando um objeto é pequeno em relação à distancia radial (de raio) até seu eixo de rotação, como a terra girando me torno do sol, o momentum angular é definido como o produto do momentum linear pela distância radial.
O momentum angular se conserva se nenhuma força resultante atua sobre ele.
Os fótons, as unidades básicas da luz, podem não apenas girar, mas também se entrelaçar. Esse movimento de entrelaçamento é que é conhecido como "momento angular orbital”

Os elétrons são partículas que têm uma carga elétrica. Sempre que uma carga elétrica se move, é criado um campo magnético. Se você mover uma carga você vai induzir um campo magnético. Um elétron se movendo em uma órbita em torno do núcleo é basicamente um circuito pequeno de corrente elétrica e ele cria um campo magnético. O spin do elétron cria um outro campo magnético. Portanto, os átomos se comportam como pequenos ímãs. Imãs podem  interagir com outros ímãs, o que significa que os átomos podem ser influenciada por campos magnéticos externos.

O modelo de Bohr foi um modelo unidimensional que usou um número quântico para descrever a distribuição dos elétrons no átomo. A única informação importante era o tamanho da órbita, que foi descrito pelo número quântico (n). O Modelo de Schrödinger colocava o elétron em um  espaço tridimensional. Por isso, foi preciso de três coordenadas, ou três números quânticos, para descrever os orbitais em que os elétrons podem ser encontrados.
O número quântico principal (n)
número quântico angular (l)
O número quântico magnético (m)

Para distinguir entre dois elétrons em um orbital, precisamos de um quarto número quântico. Isso é chamado de número quântico spin (s), porque os elétrons se comportam como se estivessem girando no sentido horário ou anti-horário. Em breve estarei publicando detalhes do modelo atômico de Schrödinger. É importante lembrar que os números quânticos são, na verdade, uma aproximação para as complexas equações propostas por Schrödinger.

Nota: Você dever lembrar nas aulas de química que números quânticos são códigos matemáticos que permitem que cada elétron seja caracterizado pela sua quantidade de energia. Essa caracterização de cada elétron no átomo é feita por quatro números quânticos: principal, secundário, magnético e spin (como foi dito acima). Num mesmo átomo, não há dois elétrons com números quânticos iguais.

O termo “spin”, que significa “rodar ou giro” em inglês, foi adotado a partir de 1921 quando os físicos alemães Otto Stern e Walther Gerlach, através de vários experimentos, notarm que os elétrons podem apresentar um movimento próprio de rotação.
Como essa rotação pode ocorrer em dois sentidos possíveis (horário e anti-horário) os físicos passaram a adotar os valores +1/2 e -1/2 para indicar os dois movimentos prováveis dos elétrons.

O conceito de spin parte da ideia de que o elétron tem uma forma esférica. Vemos o elétron dessa maneira, simplesmente para facilitar seu estudo, mas sabemos que na realidade não se pode atribuir nenhuma forma ao elétron, pois pela física quântica, seu comportamento é ao mesmo tempo, de uma uma onda e de uma partícula, a chamada dualidade onda/partícula que impede a atribuição de qualquer conceito de forma, o que ocorre também com outras partículas.
Em qualquer átomo, a tendência dos elétrons é de se emparelharem de modo que tenhamos sempre dois deles girando em sentidos opostos (com spins contrários) de tal forma que seus efeitos se cancelem. Esses efeitos podem ser comparados aos de uma corrente elétrica que cria um campo magnético. Assim sendo, dizemos que os efeitos de um par de elétrons paralelos se cancelam.

Uma substância que possua número par de elétrons em suas órbitas e os tenha emparelhados sofre efeitos magnéticos mínimos. São as substâncias que não sofrem a atração dos ímãs (não magnéticas).

Se uma substância possui número ímpar de elétrons, o que sobra poderá girar num sentido ou outro, e seus efeitos se manifestam externamente. O sódio (Na) possui 11 elétrons (ímpar), se vaporizarmos essa substância e a lançarmos na forma de feixe num campo magnético, veremos que o feixe se divide em dois, mostrando que, aleatoriamente, existem elétrons com spins +1/2 e -1/2 nas últimas camadas de seus átomos. Lord Kelvin em 1857, observou que a presença de um campo magnético alterava sua resistência elétrica. O efeito foi denominado magneto-resistência. Esse fenômeno se deve ao modo como a corrente elétrica se propaga num condutor comum, como um fio de cobre ou alumínio.
A ação de um campo magnético externo altera a maneira como os elétrons rebatem nos átomos, de acordo com seu spin, o que tem um efeito sobre a resistência elétrica do material, isto é, elétrons com spins diferentes, rebatem de forma diferente.
Nota: Spin está associado com a maneira que os elétrons ocupam os níveis de energia no átomo.

O Big Bang

Há muitos equívocos em torno da teoria do Big Bang. Por exemplo, tendemos a imaginar uma “explosão” gigantesca. Especialistas no entanto afirmam que não houve explosão, não havia uma expansão. Ao invés de imaginar um balão estourando e liberando o seu conteúdo, imagine um balão em expansão: um balão infinitamente pequeno se expandindo para o tamanho de nosso universo atual.

Outro equívoco é que nós tendemos a imagem a singularidade como uma bola de fogo que aparece em algum lugar no espaço. Segundo os especialistas, o espaço não existia antes do Big Bang. De volta aos anos 60 e início dos 70, quando os primeiros homens caminhou sobre a lua “, três astrofísicos britânicos, Steven Hawking, George Ellis, e Roger Penrose voltaram sua atenção para a Teoria da Relatividade e suas implicações sobre as nossas noções de tempo. Em 1968 e 1970, eles publicaram artigos em que estendeu a teoria de Einstein da Relatividade Geral para incluir medições de tempo e espaço. De acordo com seus cálculos, o tempo e o espaço teve um início finito que correspondeu à origem da matéria e energia. A singularidade não aparece no espaço, mas sim, o espaço passou a existir dentro da singularidade. Antes da singularidade, nada existia, nem o espaço, tempo, matéria ou energia. Então, onde teve início a singularidade? Nós não sabemos. Nós não sabemos de onde veio, porque está aqui. Tudo que realmente sabemos é que estamos dentro dela.

Estamos razoavelmente certo que o universo teve um começo, mas será possível um “hoje sem ontem…?”. As galáxias parecem estar se afastando de nós a velocidades proporcionais às suas distâncias.
Se o universo era inicialmente muito quente como o Big Bang sugere, devemos ser capazes de encontrar algum vestígio desse calor. Em 1965, radioastrônomos Arno Penzias e Robert Wilson descobriram 2,725 grau Kelvin (-454,765 grau Fahrenheit ou -270,425 grau Celsius) na radiação cósmica de fundo (CMB), que permeia o universo observável.

O que é essa radiação cósmica de fundo…?
Em todas as direções do Universo, há uma radiação muito baixa de energia e muito uniforme que vemos preenchendo o Cosmos. Essa é a chamada radiação de fundo de 3 graus Kelvin, ou a Radiação Cósmica de Fundo. Estes nomes surgem devido esta radiação ser essencialmente um corpo negro com temperatura ligeiramente inferior a 3 graus Kelvin, isto é, picos na porção do espectro de microondas. Esta radiação é a mais forte evidência para a validade do modelo do big bang.
A teoria do Big Bang é um esforço para explicar o que aconteceu no início do nosso universo. Descobertas na astronomia e na física têm demonstrado uma dúvida razoável de que nosso universo tenha, de fato, ter um começo. Antes desse momento não havia nada, durante e depois daquele momento houve uma coisa: o nosso universo.

O que é a Singularidade ?
A totalidade do nosso universo foi comprimida nos confins de um núcleo atômico. Conhecida como singularidade, este é o momento antes da criação, quando o espaço e o tempo não existiam. De certa forma, você pode pensar no universo como um buraco negro às avessas. Um buraco negro é cercado por um horizonte de eventos, uma superfície interna que não podemos ver. O universo é cercado por um horizonte cosmológico, uma superfície externa da qual não podemos ver. A grande diferença , porém, é que o horizonte de eventos é fixo enquanto o horizonte cosmológico varia de observador para observador. Assista ao vídeo (1ª parte de 5)…eu recomendo.

Quasares com uma lente gravitacional de imagem dupla podem ajudar a descobrir o quão rápido o universo está se expandindo.

Quão rápido o Universo está em expansão? Essa é uma questão que os astrônomos não conseguiram responder com precisão. Eles têm um nome para a taxa de expansão do Universo: A Constante de Hubble, ou Lei de Hubble. Mas as medições continuam chegando com valores diferentes, e os astrônomos têm debatido sobre essa questão há décadas.
A ideia básica por trás da medição da Constante do Hubble é observar fontes de luz distantes, geralmente um tipo de supernova ou estrelas variáveis chamadas de "velas padrão", e medir o desvio para o vermelho. Mas não importa o quanto os astrônomos façam isso, eles não podem chegar a um valor acordado, apenas uma gama de valores. Um novo estudo envolvendo quasares e lentes gravitacionais pode ajudar a resolver o problema.

Que o Universo está se expandindo não está em questão. Nós sabemos disso há cerca de 100 anos. A luz de galáxias distantes é deslocada para o vermelho à medida que se afastam de nós, e medir esse desvio para o vermelho produziu valores diferentes para a expansão universal.

A taxa de expansão é medida em quilômetros por segundo por megaparsec, escrita como (km / s) / Mpc. Assim, por exemplo, algo se expandindo a uma taxa de 10 (km / s) / Mpc significa que dois pontos no espaço 1 megaparsec separados (o equivalente a 3,26 milhões de anos-luz) estão se afastando uns dos outros a uma velocidade de 10 quilômetros por segundo.
Quando foi descoberto pela primeira vez na década de 1920, a taxa de expansão foi estimada em 625 kps / Mpc. Mas a partir da década de 1950, uma pesquisa melhor mediu-a como menos de 100 kps / Mpc. Nas últimas décadas, vários estudos mediram a taxa de expansão e chegaram a velocidades entre 67 a 77 kps / Mpc.

Mas a ciência não aceita uma série de respostas para algo que deveria ter um valor. Não seria ciência se isso acontecesse. Assim, os cientistas continuam tentando maneiras diferentes de medir a Constante de Hubble para ver se conseguem acertar, porque a constante de Hubble é mais do que apenas uma medida da expansão do universo.

Um novo estudo recém publicado no Monthly Notices da Royal Astronomical Society está tentando um novo método de medir a Constante de Hubble. A pesquisa é liderada por uma equipe de astrônomos da UCLA e conta com quasares distantes, cuja luz passa por lentes gravitacionais antes de atingir a Terra.

Os quasares são objetos ultraluminosos. Eles também são chamados de núcleos galácticos ativos, porque eles parecem serem causados ​​por buracos negros supermassivos no centro das galáxias. A radiação eletromagnética que eles emitem é causada pelo disco de acreção em torno do buraco negro. Conforme o disco de matéria ao redor do buraco acelera, emite uma enorme quantidade de energia.
Como os quasares são tão luminosos, eles podem ser vistos a grandes distâncias. Isso os torna não apenas objetos fascinantes de estudo, mas também úteis como marcadores para o estudo da Lei de Hubble.

A lente gravitacional ocorre quando a fonte de luz de um objeto extremamente distante, quasares neste estudo, encontra uma galáxia intermediária antes de atingir os observadores na Terra. A massa extrema da galáxia é suficiente para curvar a luz, semelhante à forma que uma lente de vidro faz. O resultado é uma espécie de efeito de "casa dos espelhos". A imagem abaixo mostra o que parece. A descoberta de lentes gravitacionais está mais intimamente associada com Einstein, embora não tenha sido até 1979 que foi observada.

Imagem de uma galáxia vermelha luminosa (LRG) gravitacionalmente distorcendo a luz de uma galáxia azul muito mais distante, uma técnica conhecida como lente gravitacional. Crédito: ESA / Hubble e NASA.

Este estudo se concentrou em quasares duplos. Um quasar duplo, às vezes chamado de quasar gêmeo, não são dois quasares próximos uns dos outros, mas sim um efeito de lente gravitacional. Com um duplo quasar, sua luz é focalizada em torno de uma galáxia intermediária antes de atingir a Terra, produzindo duas imagens do quasar. Nenhum estudo anterior os usou para tentar determinar a taxa de expansão do Universo.
Quando a luz do quasar é dobrada em torno da galáxia intermediária, produzindo duas imagens do mesmo quasar, ela cria uma oportunidade única de observação. A luz que cria as imagens separadas do quasar percorre um caminho diferente para cada imagem. Quando a luz do quasar flutua, há um atraso em cada uma das duas imagens.

Medindo o intervalo de tempo entre as cintilações e conhecendo a massa da galáxia interveniente, a equipe deduziu as distâncias entre a Terra, a galáxia de lentes e o quasar. Conhecer os redshifts do quasar e da galáxia permitiu que os cientistas estimassem a rapidez com que o universo está se expandindo.
Este estudo focalizou o duplo quasar chamado SDSS J1206 + 4332, e também se baseou em dados do Telescópio Espacial Hubble, dos observatórios Gemini e WM Keck, e da rede de Monitoramento Cosmológico de Lentes Gravitacionais, ou  COSMOGRAIL . A equipe passou vários anos fazendo imagens diárias do quasar duplo, o que lhes dava medidas muito precisas do tempo decorrido entre os piscar. Quando combinado com os outros dados, deu aos astrônomos uma das melhores medidas da Constante Hubble.

A equipe chegou a um valor de 72,5 quilômetros por segundo por megaparsec. Isso o coloca em linha com outras medidas que usaram supernovas distantes como velas padrão para medir a Constante de Hubble. Mas é cerca de 7% maior do que as medições que dependem do Fundo Cósmico de Microondas para medi-lo.

Este não é o fim do debate sobre a lei de Hubble. Ainda há essa diferença incômoda entre os métodos de medição. O que isso significa? "Se houver uma diferença real entre esses valores, isso significa que o universo é um pouco mais complicado", disse Treu. Treu também disse que uma das medições, ou até as três, estão erradas.
Fonte: Monthly Notices da Royal Astronomical Society, UNIVERSE TODAY.

Quais seriam os benefícios de uma sonda interestelar?

Em 14 de julho de 2015, a missão New Horizons fez história quando se tornou a primeira espaçonave robótica a conduzir um sobrevôo de Plutão. Em 31 de dezembro de 2018, ela fez história novamente ao ser a primeira nave espacial a se encontrar com um Objeto do Cinturão de Kuiper (KBO). Além disso, a sonda Voyager 2 juntou-se recentemente à sua sonda irmã ( Voyager 1 ) no espaço interestelar.

Dadas essas realizações, é compreensível que as propostas para missões interestelares estejam novamente sendo consideradas. Mas o que tal missão implicaria, e vale a pena? Kelvin F. Long, o co-fundador da Iniciativa de Estudos Interestelar (i4iS) e um dos principais proponentes de voo interestelar, publicou recentemente um documento que suporta a ideia de enviar missões robóticas para sistemas estelares próximos para conduzir o reconhecimento in-situ.
O artigo, intitulado “ Sondas interestelares: os benefícios para a astronomia e astrofísica ”, apareceu recentemente online. O artigo resume o material que Long apresentará no 47º Simpósio IAA sobre Missões Futuras de Astronomia Espacial e Ciência do Sistema Solar que faz parte do 70º Congresso Internacional de Astronáutica no dia 10 de outubro de 2019, especificamente, a sessão que trata das Estratégias e Planos da Agência Espacial.

Atualmente, os esforços da humanidade para estudar planetas e corpos celestes foram confinados inteiramente ao Sistema Solar. As missões robóticas mais distantes que viajaram (as sondas espaciais Voyager 1 e 2 ) foram para o limite exterior da heliopausa, a fronteira entre o nosso Sistema Solar e o meio interestelar.
Todas essas missões nos ensinaram muito sobre a formação planetária, a história e a evolução do nosso Sistema Solar e sobre o próprio planeta Terra. E nas últimas décadas, a implantação de missões como Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler, e o Transitante Exoplanet Levantamento por satélite (TESS) revelaram milhares de planetas fora do nosso Sistema Solar.

Naturalmente, isso levou a um interesse renovado em montar missões que pudessem explorar diretamente os planetas extra-solares. Da mesma forma que missões como MESSENGER, Juno, Dawn e New Horizons exploraram Mercúrio, Júpiter, Ceres e Vesta e Plutão.
Mas, é claro, a perspectiva de explorar outros sistemas solares apresenta algumas dificuldades importantes, entre as quais o custo. Para colocar isso em perspectiva, o programa Apollo custou estimados US $ 25,4 bilhões, o que significa US $ 143,7 bilhões, quando ajustado pela inflação. Enviar uma nave para outra estrela é, portanto, totalmente inviável até agora.

Levaria muito tempo para se aventurar até mesmo na estrela mais próxima. Usando a tecnologia existente, levaria uma espaçonave de 19.000 a 81.000 anos para alcançar Alpha Centauri. Mesmo usando propulsão nuclear (uma tecnologia viável, mas ainda não testada), ainda levaria 1000 anos para chegar lá.
A única exceção a isso, Long explica, é o Projeto Starshot da Iniciativa Breakthrough, que visa enviar uma sonda para Proxima Centauri em apenas 20 anos. Isso seria possível usando uma vela de luz, que seria acelerada pelos lasers em velocidades relativísticas de até 60.000 km / s (37.282 mps), ou 20% da velocidade da luz e temos que levar em consideração a ponte de Einstein-Rosen, como no filme "interestelar".

O Projeto Starshot, uma iniciativa patrocinada pela Fundação Breakthrough, pretende ser a primeira viagem interestelar da humanidade. Crédito: breakthroughinitiatives.org

Há também a possibilidade de que as sondas espaciais que conduzem viagens interestelares a velocidades relativísticas possam descobrir novas leis da física. Atualmente, os cientistas entendem o Universo em termos de mecânica quântica (o comportamento da matéria no nível subatômico) e da Relatividade Geral.

Até agora todas as tentativas de encontrar uma Teoria Unificada que fundiria estas duas escolas de pensamento falharam. Long afirma que as missões científicas para outros sistemas estelares poderiam muito bem fornecer uma nova síntese, o que nos ajudaria a aprender muito mais sobre como o Universo funciona como um todo.
Pode levar muitas décadas até que a humanidade esteja preparada para dedicar tempo, energia e recursos a uma missão interestelar. Ou pode ser simplesmente uma questão de anos até que as propostas existentes tenham todas as questões técnicas e logísticas elaboradas. De qualquer maneira, quando uma missão interestelar é montada, será um evento histórico e extremamente importante.
Fonte: UNIVERSE TODAY

Orientação Magnética

Desde o início da história registrada, praticamente todas as culturas do mundo relatou observações do comportamento animal incomum antes de terremotos (com menor grau, erupções vulcânicas). No entanto, a ciência convencional nunca conseguiu explicar adequadamente a fenômeno. Por centenas de anos, os chineses e japoneses têm utilizado tal avistamentos como uma parte importante dos sistemas nacionais de alerta de terremotos, com algum sucesso.
Em 1920, um terremoto atingiu a China, com uma magnitude de 8,5 ocorreu em Haiyuan County, Província Ninghsia. De acordo com relatos de testemunhas oculares, antes deste terremoto, os lobos foram vistos correndo, os cães estavam latindo de modo incomum, e os pardais  voando descontroladamente. É relatado que, antes do terremoto de magnitude 6,8 em 1966, em Hsingtai County, Hopei província, no norte da China, todos os cães em um vilarejo perto do epicentro tinha abandonado seus canis e, assim, sobrevivendo ao desastre.
Outros relatos de comportamento animal incomum anteriores à ocorrência de terremotos têm sido relatadas na literatura e em livros.

Estudos  tentam correlacionar variações magnéticas, ou mais precisamente, variações eletromagnéticas, com terremotos. O fato é que variações eletromagnéticas têm sido observados após terremotos, há muitos anos.
Como o comportamento estranho de alguns animais se encaixa em tudu isso ?
Lembrando que a questão da orientação magnética por animais é muito mais uma questão de biofísica do que geofísica.

Os animais usam orientação magnética  para navegar?
O núcleo líquido da Terra emite um campo magnético. Esse campo vai do Pólo Sul da Terra e reentra na Terra no Pólo Norte. A evidência sugere que os animais podem navegar através da detecção da intensidade do campo magnético e do ângulo em que o campo se encontra com o terra, que são distintos para cada ponto no planeta.
Alguns seres vivos que usam orientação magnética:
Bactérias
Abelhas
Mosquitos
Borboletas
Alguns moluscos
Tritões
Truta arco-íris
Salmão
Que mecanismo é esse pelo qual alguns animais e até microorganismos podem receber sinais magnéticos?
Esta questão é objeto de debate. Um grupo diversificado de animais, desde tartarugas, passando pelas  aves e lagostas, têm sido identificadas como tendo a percepção magnética a partir de estudos de comportamento.
Algumas idéias foram propostas. e são aplicadas a animais constantemente em movimento, tais como peixes, é a possibilidade de indução eletromagnética. A Lei de Faraday, uma das leis que regem as forças elétricas e magnéticas, afirma que os campos magnéticos que passam através de um circuito irá produzir uma tensão e corrente através desse circuito. Isto pode ser um mecanismo que animais utilizam para detectar campos magnéticos.
Navegação verdadeira ?
É quando um animal retorna a um lugar sem o uso de marcos (pistas ou referências). Você pode se perguntar como isso é possível sem dispor de qualquer técnica de navegação conhecida…
Basta pensar em como voce encontra o caminho para o supermercado. Você provavelmente depende de muitos marcos visuais, como passar em uma escola, um posto de gasolina ou um viaduto. Você pode retornar a um lugar  muitas vezes, com os olhos vendados, usando  marcos não visuais, como som, cheiro e propriocepção (por exemplo: sentir seu corpo avançar uma determinada distância e saber quando virar). Os estudos mostraram que, além de usar os tipos de pontos de referência, alguns animais utilizam o campo magnético da terra para navegar. Em outras palavras, alguns animais têm uma bússola interna que lhes permite detectar direção. Essa habilidade também foi comparado a um sistema de posicionamento global (GPS).

Outra possibilidade é que os animais possuem pequenas (grãos microscópicos) de amostras de magnetite, Fe3O4, um minério magnético que ocorre naturalmente. Como um campo magnético é aplicado a magnetita, vai  alinhar-se neste campo como uma bússola o faz. É possível que o minério esteja ligado a minúsculos pelos semelhantes aos encontrados no nosso ouvidos,e assim um sinal é enviado através do sistema nervoso.
Finalmente, existem algumas reações químicas que se tornam favoráveis sob a aplicação de campos magnéticos. Estas reações podem ser utilizadas para distinguir direcionalidade de campos magnéticos aplicados.
Na verdade não se sabe exatamente como os órgãos magnetorreceptores realizam essa função no reino animal. O fato é que de algum modo ainda não explicado, esses animais usam uma orientação magnética. A abordagem experimental típica é colocar imã dentro ou sobre um animal e monitorizar possíveis alterações na orientação. Experimentos recentes com salmão mostram que eles têm cristais de magnetita em seus órgãos olfativos, mas ímãs implantando no salmão não afetou sua orientação (não é simples assim). Similarmente, as migração de tartarugas do mar não foi perturbada por ímãs colocados nesses animais. Lembrando que mais experiências controladas serão necessárias para solucionar esse mistério.
Nota: Os seres humanos têm depósitos de materiais magnéticos no osso etmóide do nariz, mas não há evidências de alguma capacidade magnetorreceptora…

A dúvida é se animais podem realmente “sentir” a aproximação de atividade sísmica, seja por modificação no campo magnético ou quem sabe por alterações químicas específicas no meio ambiante.
Alguns animais podem sentir as mudanças químicas nas águas subterrâneas que ocorrem quando um terremoto está prestes a atacar.
Pesquisadores começaram a investigar estes efeitos químicos depois de ver uma colônia de sapos abandonar sua lagoa em L’Aquila, Itália, em 2009, dias antes de um terremoto. Os animais que vivem dentro ou perto de águas subterrâneas são altamente sensíveis a qualquer mudança na composição química da água.
Cientistas da agência espacial dos EUA estava estudando as mudanças químicas que ocorrem quando as rochas estão sob stress extremo (forças tectônicas). Eles se perguntaram se essas alterações foram ligados ao êxodo em massa dos sapos.
Uma equipe de cientistas, liderada por Friedemann Freund da Nasa e Grant Rachel da Open University do Reino Unido esperam que sua hipótese (alteração química da água) inspire biólogos e geólogos a trabalhar juntos, para descobrir exatamente como os animais poderiam nos ajudar a reconhecer alguns dos sinais indescritível de um terremoto iminente.

Naturalmente, a presença desses estímulos ainda precisa ser pesquisado em relação a fenômenos que precedem um terremoto, se estes sinais não estiverem presentes no meio ambiente antes de um tremor de terra, uma suposta ligação é irrelevante.
Quando nós entendermos como todos esses sinais estão conectados, talvez seja possível prever tais eventos, mas como sabemos, respostas estão sempre seguidas de mais perguntas…