Estudo e observação dos aspectos das ciências naturais como a astronomia, biologia, química, física as geociências na teoria e na prática. Incluindo temas relacionados ao clima espacial
Os raios cósmicos galácticos (GCR) são uma fonte de fundo altamente e energeticamente variável de partículas que constantemente bombardeiam a Terra. O GCR se origina fora do sistema solar e provavelmente é formado por eventos explosivos como uma supernova. Essas partículas altamente energéticas consistem essencialmente de todos os elementos que variam de hidrogênio, representando aproximadamente 89% do espectro GCR, ao urânio, que é encontrado somente em quantidades muito pequenas. Esses núcleos são totalmente ionizados, o que significa que todos os elétrons foram retirados desses átomos. Devido a isso, essas partículas interagem e são influenciadas por campos magnéticos. Os fortes campos magnéticos do Sol modulam o fluxo e o espectro de GCR na Terra.
Ao longo de um ciclo solar, o vento solar modula a fração das partículas de GCR de baixa energia, de modo que a maioria não pode penetrar na Terra perto do máximo solar. Perto do mínimo solar, na ausência de muitas ejeções de massa coronal e seus campos magnéticos correspondentes, as partículas GCR têm acesso mais fácil à Terra. Assim como o ciclo solar segue um ciclo de aproximadamente 11 anos, o mesmo acontece com o GCR, com seu máximo, chegando perto do mínimo solar. Mas, ao contrário do ciclo solar, onde explosões de atividade podem mudar o ambiente rapidamente, o espectro GCR permanece relativamente constante em energia e composição, variando apenas lentamente com o tempo.
Essas partículas carregadas estão viajando em frações da velocidade da luz e têm uma tremenda energia. Quando essas partículas atingem a atmosfera, grandes chuvas de partículas secundárias são criadas e algumas chegando ao chão. Essas partículas representam pouca ameaça para os seres humanos e os sistemas no solo, mas podem ser medidas com instrumentos sensíveis. O próprio campo magnético da Terra também trabalha para proteger a Terra dessas partículas, desviando-as amplamente das regiões equatoriais, mas fornecendo pouca proteção perto das regiões polares ou acima de aproximadamente 55 graus de latitude magnética (a latitude magnética e a latitude geográfica são diferentes devido à inclinação e deslocamento do campo magnético da Terra a partir do seu centro geográfico). Estas chuvas constante de partículas GCR em altas latitudes pode resultar em exposições aumentas de radiação para tripulantes e passageiros de aviões em altas latitudes e altitudes. Além disso, essas partículas podem facilmente passar ou parar em sistemas de satélites, às vezes depositando energia suficiente para resultar em erros ou danos em sistemas eletrônicos e sistemas espaciais.
Fonte: http://www.swpc.noaa.gov
A Terra e Marte são planetas vizinhos e têm algumas coisas em comum. Ambos são de natureza terrestre (isto é, rochosos), ambos têm eixos inclinados, e orbitam o Sol dentro da zona circunstelar habitável. E durante o curso de seus períodos orbitais (ou seja, um ano) ambos os planetas experimentam variações na temperatura e mudanças em seus padrões climáticos sazonais. No entanto, devido a seus diferentes períodos orbitais, um ano em Marte é significativamente mais longo do que um ano na Terra, quase o dobro do tempo. E porque suas órbitas são diferentes, a distância entre os dois planetas varia consideravelmente. Basicamente, a cada dois anos a Terra e Marte vão estar "em conjunção" (onde estão mais distantes uns do outro).
A Terra orbita o Sol a uma distância média (semi-eixo maior) de 149.598.023 km, variando de 147.095.000 km no periélio e 152.100.000 km no afélio. A essa distância, e com uma velocidade orbital de 29,78 km / s, o tempo que leva para o planeta completar uma única órbita do Sol (ou seja, período orbital) leva cerca de 365,25 dias.
A imagem (1) mostra as órbitas da Terra e de Marte. Crédito: NASA
Marte, por sua vez, orbita o Sol a uma distância média de 227,939,200 km, variando de 206,700,000 km no periélio a 249,200,000 km no afélio. Dada esta diferença de distância, Marte orbita o Sol a uma velocidade mais lenta (24,077 km / s) e leva cerca de 687 dias terrestres (ou 668,59 sols Marte) para completar uma única órbita. Em outras palavras, um ano marciano tem quase 700 dias de duração, o que equivale a 1,88 vezes o tempo de um ano na Terra. Por definição, uma "oposição Marte" ocorre quando o planeta Terra passa entre o Sol e o planeta Marte. O termo refere-se ao fato de que Marte e o Sol aparecem em lados opostos do céu. Por causa de suas órbitas, oposições ocorre a cada 2 anos e 2 meses, 779,94 dias da Terra para ser preciso. De nossa perspectiva aqui na Terra, Marte parece estar se erguendo no leste assim como o Sol se põe no oeste.
A cada dois anos, a Terra passa por Marte enquanto orbitam ao redor do Sol. Crédito: NASA (Imagem - 2)
Por fim, a Terra e Marte não orbitam o Sol exatamente no mesmo plano, ou seja, suas órbitas são ligeiramente inclinadas em relação umas às outras. Devido a isso, Marte e a Terra se tornam mais próximos uns do outro apenas a longo prazo. Por exemplo, a cada 15 ou 17 anos, uma oposição ocorrerá dentro de algumas semanas do periélio de Marte. Quando acontece quando a Marte está mais próxima do Sol (chamada "oposição perihelic"), Marte e Terra ficam particularmente próximos.
No entanto, as abordagens mais próximas entre os dois planetas só acontecem ao longo dos séculos. Para tornar as coisas ainda mais confusas, ao longo dos últimos séculos, a órbita de Marte tem se tornado cada vez mais alongada, levando o planeta ainda mais próximo do Sol no periélio e ainda mais distante no afélio. Assim, futuras oposições trará a terra e Marte ainda mais perto.
A órbita da Terra em torno do Sol não é exatamente um círculo. A órbita da Terra em torno do sol é ligeiramente elíptica. Portanto, a distância entre a Terra e o Sol varia ao longo do ano. Em seu ponto mais próximo da elipse, que é a órbita da Terra em torno do Sol, a Terra fica a 147.166.462 km do sol. Este ponto é conhecido como periélio e ocorre em janeiro.
No seu ponto mais distante a Terra fica a 152.171.522 km do sol. Este ponto é chamado afélio que ocorre em julho (figura abaixo).
A ligeira elipse (órbita da terra) tem um impacto quase desprezível sobre a quantidade de energia solar que está sendo recebido pela Terra. Essa diferença é de apenas 3,3%. A Terra leva 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 46 segundos (365,242199 dias) para fazer uma volta completa em torno do sol.
Muitas pessoas acreditam que as estações da Terra tem relação com a distância da Terra ao Sol. Mas não é bem assim. Em vez disso, a Terra tem estações porque o eixo de rotação do nosso planeta é inclinado em um ângulo de 23,5 graus em relação ao nosso plano orbital (plano da órbita da Terra em torno do sol). A inclinação do eixo da Terra é chamado obliquidade.
Ao longo de um ano, o ângulo de inclinação não varia. Em outras palavras, o eixo norte terrestre esta sempre no mesmo sentido que aponta para o espaço. Neste momento a direção é mais ou menos na direção da estrela que chamamos de Polaris, a Estrela do Norte. Mas a orientação da inclinação da Terra em relação ao Sol é que muda à medida que orbita o Sol. Em outras palavras, o hemisfério norte está orientado para o sol durante metade do ano e longe do sol para a outra metade. O mesmo acontece com o hemisfério sul (Solstício de inverno e verão - Equinócio de outono e primavera).
Quando o hemisfério norte esta orientado para o sol, essa região da Terra aquece devido a um ângulo mais direto, portando, verão. As estações no hemisfério sul ocorre em momentos opostos ao hemisfério norte. Norte verão e Sul inverno.
Resumindo: A Terra gira sobre o seu eixo, que está inclinado em 23,5 graus. Esta inclinação resulta nos diferentes graus de radiação solar na Terra, isto é, o sol emite raios que atingem a superfície da terra em diferentes ângulos. Estes raios transmitem altos nível de energia quando atingem a Terra em um ângulo reto (90°). As temperaturas nessas áreas tendem a ser muito quentes (próximas ao equador). Em outros locais, onde os ângulos são menores, tendem a ser mais frio(próximas aos polos).
Como a Terra gira sobre seu eixo inclinado em torno do Sol, diferentes partes da Terra receber níveis diferentes de energia radiante. Isso cria as estações do ano.
Nota: A Terra gira sobre seu próprio eixo em um sentido anti-horário em um ângulo de 23,4 graus.
É importante falar alguma coisa sobe o chamado Ciclos de Milankovitch.
Mudanças cíclicas na órbita da Terra em relação ao Sol, os chamados ciclos de Milankovitch, têm sido relacionados com os últimos períodos glaciais e interglaciais. Estes ciclos incluem mudanças na excentricidade da Terra, inclinação axial e precessão (figura abaixo).
Excentricidade é a forma da órbita da Terra em torno do sol, que pode mudar de menos a mais elíptica ao longo de um período de cerca de 100.000 anos. Mudanças na inclinação axial representam alterações no eixo da Terra em relação ao seu plano da órbita em torno do sol. Oscilações que variam gama na inclinação axial de 22,5 a 24,5 graus e ocorrem a cada 41 mil anos. Precessão representa oscilação lenta da Terra à medida que gira sobre seu eixo. Precessão tem uma periodicidade de 23.000 anos.
Quasares, os objetos mais brilhantes no Universo
Os quasares estão entre os objetos mais brilhantes, mais antigos, mais distantes e mais poderosos do universo. Alimentados por buracos negros supermassivos no centro das galáxias mais conhecidas, os quasares podem emitir enormes quantidades de energia, até mil vezes a produção total de centenas de bilhões de estrelas em toda a nossa Via Láctea. Possivelmente a energia dos quasares resulte da acreção de material em buracos negros supermaciços no núcleo de galáxias distantes. Como a luz não pode escapar do buraco negro supermassivo no centro dos quasares, a energia que escapa está sendo gerada na parte externa do horizonte de eventos pelo estresse gravitacional e a enorme "fricção" no material que está sendo lançado para o espaço
O ULAS J1120 0641, um quasar alimentado por um buraco negro com uma massa de 2 bilhões de vezes a massa do sol.
ESO / M. Kornmesser
Os astrofísicos Dartmouth Ryan Hickox e Kevin Hainline e seus colegas documentaram o imenso poder da radiação de um quasar. Dizem eles: “Pela primeira vez, somos capazes de ver a real extensão em que esses quasares e os buracos negros podem afetar suas galáxias, e vemos que ele é limitado apenas pela quantidade de gás na galáxia”.
A radiação liberada por um quasar abrange todo o espectro eletromagnético, desde de as baixas frequências, as ondas de rádio e micro-ondas até frequência no comprimento do infravermelho, ultravioleta e raios-X e raios gama de alta frequência. Um buraco negro central, também chamado de um núcleo galáctico ativo, pode crescer e engolir o material do gás interestelar circundante, liberando energia no processo. Isto leva à criação de um quasar, emitindo radiação que ilumina o gás presente em toda a galáxia. O gás irá produzir frequências muito específicas de luz que só um quasar pode produzir.
Quasares são pequenos em comparação com uma galáxia, é como um grão de areia em uma praia, mas o poder de sua radiação pode se estender além dos limites da galáxia onde esta localizado.
Existe muita controvérsia sobre como eles realmente influenciam a galáxia, mas agora temos um aspecto da interação que pode se estender à escala galáctica.
Os cientistas utilizaram observações em luz infravermelha, porque elas dão uma medida particularmente precisa da produção total de energia produzida pelo quasar. Créditos: ESO/Revista Nature.
Antes de “falar” nas esquisitices elegantes da teoria quântica, vamos saber porque nada pode ser mais rápido do que a luz…
1- A matéria se torna mais maciça a medida que acelera, e na velocidade da luz, um objeto teria massa infinita.
2- Acelerar um objeto de massa em repouso não-zero até a velocidade da luz exigiria tempo infinito com qualquer aceleração finita, ou aceleração infinita por um período finito de tempo.
3-Também, tal aceleração requer energia infinita. Portanto, ir além da velocidade da luz num espaço homogêneo exigiria mais do que energia infinita, o que não é uma ideia sensata.
4- Observadores em movimento relativo irão discordar sobre qual de dois eventos quaisquer, separados por um intervalo de espaço, ocorre primeiro. Em outras palavras, qualquer viagem mais rápida do que a luz em qualquer referencial de inércia significará voltar para trás no tempo em qualquer outro quadro de referência igualmente válido…..
Muito bem, agora vamos a ela, A Teoria Quântica de modo bem resumido…
Um das coisas mais estranhos da teoria quântica é que é impossível saber certas coisas simultaneamente, como o momento e a posição de uma partícula, conhecer uma dessas propriedades afeta a precisão com que você pode conhecer a outra.
Isto é conhecido como o Princípio da Incerteza de Heisenberg, em homenagem ao físico alemão Werner Heisenberg.
Outro aspecto estranho é o fenômeno da não-localidade, que se mostra no bem conhecido entrelaçamento quântico.
Quando duas partículas ficam entrelaçadas, elas se comportam como se estivessem coordenadas entre si, como se estivessem trocando informações à distância, de uma forma totalmente estranha à intuição clássica sobre partículas fisicamente separadas.
A não-localidade determina como duas partículas distantes podem coordenar suas ações sem trocar informações. Os físicos acreditam que, mesmo na mecânica quântica, a informação não pode viajar mais rápido do que a luz.
A mecânica quântica permite que duas partículas se coordenem muito melhor do que seria possível se elas obedecessem às leis da física clássica. É possível ter teorias que permitem que partículas separadas e distantes uma da outra coordenem suas ações muito melhor do que a natureza permite e sem depender de que a informação viaje mais rápido do que a luz.
Uma experiência de raciocínio:
Vamos gerar duas partículas e deixar uma delas aqui na Terra enquanto que mandamos a outra partícula para uma galáxia distante 2 milhos de anos-luz. Sempre que a rotação de uma partícula for para a esquerda a rotação da outra partícula sera para a direita, já que a rotação total das duas partículas tem que ser ZERO (lei do momento angular), mas de acordo com a teoria quântica o valor da rotação não é determinado até ser feita uma medição. Então vamos deixar a partícula que ficou aqui na Terra girar para a esquerda, como é que a outra partícula que esta a 2 milhões de anos-luz sabe disso e automaticamente gira para a direita. A informação teria que viajar mais rápido que a luz…!!!. Segundo Einstein a teoria quântica estava incompleta. Ou será que havia alguma coisa que não sabíamos…?
Bell provou matematicamente que de alguma forma aquela partícula em uma galáxia distante sabia o que a outra partícula estava fazendo…..
Algum tempo depois o Teorema de Bell foi provado em laboratório. Foram enviadas duas partículas em direções opostas. Foi mudada a polarização de uma das partículas e imediatamente a outra partícula mudou sua polarização para oposta a da primeira…..Então o que significa isso ?……Comunicação mais rápida que a luz…???…Em breve iremos tratar do tema “Totalidade sem Costura”
O teorema de Bell é amplo e toca em todas as ideias básicas da ciência. Ele diz que podemos estar conectados a todos os pontos do universo, o todo com o tudo. Toca no conceito de Tempo. No centro da mecânica quântica esta a incerteza ou o Principio da Incerteza. Na natureza existe a incerteza por toda parte. Deve ser terrível ter certeza de tudo, mesmo porque a certeza é efêmera e enfadonha. Assista o vídeo....eu recomendo....!
