O Gato de Schrödinger

Vivemos em um universo que é uma “interpretação” dos nossos cinco sentidos. Somo prisioneiros desses cinco sentidos e tudo que chega em nossos cérebros são em forma de pulsos elétricos. Cores, sons, paladar, são meras interpretações, porque na verdade isso tudo não existe no universo real. Somos constantemente "enganados" pelo nosso cérebro, porque nossos sentidos são primitivos e limitados. Não há uma realidade. Cada um de nós vive em um universo à parte. Esta é a hipótese original da realidade sugerida por recentes desenvolvimentos na física quântica. Realidade em um universo dinâmico não é objetiva. A consciência é a única realidade.

Os cientistas agora acreditam que pode realmente existir um universo paralelo, na verdade, pode haver um número infinito de universos paralelos, e nós vivemos em um deles. Esses outros universos contêm espaço, tempo e estranhas formas de matéria exóticas. Alguns deles podem até conter você, em uma forma ligeiramente diferente. Surpreendentemente, os cientistas acreditam que esses universos paralelos existem a menos de um milímetro de distância de nós. De fato, nossa gravidade é apenas um sinal fraco vazando de outro universo para o nosso. Parece que a especulação não era um absurdo total. Universos paralelos realmente existem e são muito mais estranho do que até mesmo os escritores de ficção científica ousou imaginar.

A chave para a compreensão destes multiversos vem da teoria das cordas. Em resumo, a teoria das cordas tenta conciliar um conflito entre duas idéias matemáticas já aceita na física: a mecânica quântica e a teoria da relatividade. A Teoria das Cordas suaviza as inconsistências matemáticas que existem atualmente entre a mecânica quântica e a teoria da relatividade. Ela postula que o universo inteiro pode ser explicada em termos de “cordas”, muito pequenas que vibram em 10 ou 11 dimensões que não podemos ver. Se existir, poderia explicar literalmente tudo no universo. desde as partículas subatômicas às leis da velocidade e da gravidade.

Certamente você ja ouviu falar no “Gato de Schrödinger”…!?! Há dois gatos, um vivo e um morto, que fazem parte de dois mundos diferentes. Isto é possível porque quando impomos a escolha entre um gato morto e um gato vivo, o universo se divide em dois. São dois universos paralelos absolutamente idênticos, exceto que um contém um gato vivo e outro um gato morto. Em cada um desses universos, o gato é um conceito bem definido e um animal vivo ou morto não é mais necessário.

Para entender melhor vamos fazer um experimento mental que consiste em imaginar um gato aprisionado dentro de uma caixa que contém um  perigoso dispositivo. Esse dispositivo se constitui de uma ampola de vidro (que contém um veneno muito volátil) e um martelo suspenso sobre essa ampola de forma que, ao cair, essa se rompe, liberando o gás venenoso com o qual o gato morrerá. O martelo esta conectado a um mecanismo detetor de partículas alfa, que funciona assim: se nesse sensor chegar uma partícula alfa, ele é ativado, o martelo é liberado, a ampola se parte, o gás escapa e o gato morre; pelo contrário, se nenhuma partícula chegar, nada ocorrerá e o gato continuará vivo.

Iniciando o experimento: Ao lado do detetor colocamos um átomo radioativo que com a seguinte característica: ele tem 50% de probabilidade de emitir uma partícula alfa a cada hora. Evidentemente, depois de uma hora só terá ocorrido um dos dois casos possíveis: o átomo emitiu uma partícula alfa ou não a emitiu (a probabilidade que ocorra um ou outro evento é a mesma). Como resultado da interação, no interior da caixa o gato estará vivo ou estará morto. Porém, isso não poderemos saber, a menos que se abra a caixa para comprovar as hipótese. Mas, note bem, tudo vai depender do observador, a única forma de verificar o que realmente aconteceu com o gato será realizar uma medida, abrir a caixa e olhar dentro. Em alguns casos encontraremos o gato vivo e em outros um gato morto. E ao realizar a medida, o observador interage com o sistema e o altera, rompendo a superposição dos dois estados possíveis.
O “bom senso”  diz que o gato não pode estar vivo e morto. Mas a mecânica quântica afirma que, se ninguém olhar o interior da caixa, o gato se encontrará numa superposição dos dois estados possíveis: vivo e morto.

O que existe são possibilidades e possibilidades são realidades múltiplas, assim como universos paralelos ou multiversos.
Obs: Perceba que esse tema e seu conteúdo são baseados em Física Quântica, Teoria Relativista, Princípio de Incerteza e Teoria das Cordas, portando sem nenhuma relação com filosofia, embora a ciência e filosofia, no decorrer da história sempre estiveram juntas. Assista ao vídeo…

O Universo de Planck

O que é o tempo de Planck ?
Vamos comparar qualquer coisa muito pequena que você pode ver a olho nu com as dimensões de um átomo que tem um tamanho aproximado de 0.1 nanômetro (um nanômetro é um milionésimo de um milímetro).
De modo bem resumido, o comprimento de Planck = 1,6 × 10E – 35 m, agora divida esse comprimento pela velocidade da luz (300.000km/s). Esse é o tempo de Plank, isto é, 5,4x10E – 44s, é muito difícil imaginar..!!!

Para tempos menores que o tempo de Planck é necessária uma teoria quântica da gravidade para explicar os fenômenos observados nesse universo e que por enquanto ainda não existe ou poderíamos recorrer a teoria das Cordas…!?!?
O que encontraremos nesse mundo estranho do interior de um átomo…?
O Universo de Planck é um território imenso e totalmente inexplorado mais até que galáxias, buracos negros, etc, que podemos estudar com telescópios, radiotelescópios e sondas espaciais. Precisaríamos de ferramentas super delicadas, precisas e de alta energia o suficiente para explorar um Universo onde os espaços são menores que átomos e é muito difícil focalizar luz para iluminar esses lugares, então é necessário algo mais potente o que significa mais energia

Hoje usamos os aceleradores de partículas, isto é, usamos partículas elementares para estudar estruturas de outras partículas elementares. Mas os maiores aceleradores de partículas do mundo não conseguem gerar energia suficiente para investigar coisas muito menores que partículas subatômicas. É onde entra a escala de Planck, e é bem complexo trabalhar com uma coisa infinitamente pequena, então estamos falando das “cordas”.
Segundo a Teoria das Cordas tudo que é partícula é na verdade uma vibração.

Mas qual é o tamanho de uma “corda”…?
Imagine um átomo de hidrogênio do tamanho de uma imensa galáxia como a Via Láctea, uma corda na mesma proporção seria do tamanho de um simples poste de luz, ou seja, é racionalmente alem do que podemos imaginar, mas podemos formular teorias do que acontece nessa escala. Talvez o espaço e o tempo não existam na escala de Planck e o que não sabemos é o que pode tomar o lugar do espaço e do tempo nesses universos. O que temos que fazer é substituir a ideia de espaço e tempo por algo mais fundamental, alguma coisa que pode envolver números diferentes de dimensões, algum lugar onde o espaço não exista e uma partícula poderia estar em dois lugares ao mesno tempo…Estamos entrando no domínio da mecânica quântica. Acho que deu pra entender porque os cientistas concordam em dizer que a Teoria das Cordas é uma das maneiras de unificar a teoria da relatividade e a física quântica.

Seja la onde for e o que é esse Universo, a maioria dos cientistas acreditam que os conceitos de espaço e tempo são totalmente diferentes nesse Universo onde o “menor” é um conceito sem sentido e sem lógica, seria o antes do Big Bang…?

O Quarto Estado da Matéria

Em nossos estudos sobre heliofísica vamos encontrar muitas referências a algo chamado Plasma, o quarto estado da matéria, portanto temos que compreender seus fundamentos. O sol, como a maioria das estrelas, é uma imensa bola de plasma…O vento solar é feito de hidrogênio (95%) e Hélio (4%) e de carbono, nitrogênio, oxigênio, néon, magnésio, silício e ferro ( 1%). Estes átomos estão todos na forma de íons positivos, o que significa que perderam elétrons porque a temperatura é muito alta. Portanto, os ventos solares são feitos de íons positivos. Chamamos isso de plasma.

O Plasma não é um gás, líquido ou sólido, é o quarto estado da matéria. O plasma muitas vezes se comporta como um gás, exceto que ele conduz eletricidade e é afetado por campos magnéticos. O plasma é comum em escala astronômica. O “fogo” (lembre-se, não existe fogo no Sol e sim fusão nuclear) do Sol é composto por plasma. Lâmpadas fluorescentes e neon contêm plasma.
Na maioria dos casos, a matéria na Terra tem elétrons que orbita em torno do átomo do núcleo (eletrosfera). Os elétrons carregados negativamente são atraídos para o núcleo carregado positivamente (lembre-se, os opostos se atraem). Assim, os elétrons permanecem em órbita ao redor do núcleo.

Quando a temperatura fica muito alta, os elétrons podem escapar de sua órbita ao redor do núcleo do átomo. Quando o elétron(s) deixam essa órbita para trás, chamamos de um íon com carga positiva. O aquecimento de um gás pode ionizar suas moléculas ou átomos (reduzir ou aumentar o número de elétrons), assim transformando-o em um plasma.

O plasma é feito de partículas eletricamente carregadas, elas são fortemente influenciadas por campos elétricos e magnéticos, enquanto gases neutros não são. Um exemplo dessa influência é a captura de partículas energéticas carregadas ao longo das linhas do campo geomagnético para formar o cinturão de radiação Van Allen.
O cinturão de Van Allen se estende acima do equador, a uma altitude de cerca de 6.437 quilômetros. Esse cinturão é povoado por prótons muito energéticos na faixa de MeV 10-100 (um subproduto de colisões de raios cósmicos com os átomos da atmosfera). A radiação cósmica tem uma intensidade muito baixa (comparável à luz das estrelas). Estas partículas podem facilmente penetrar naves espaciais e a exposição prolongada pode danificar os instrumentos e ser um perigo para os astronautas.

Resumindo: O cinturão de Van Allen é composto de partículas energéticas carregadas (isto é, um plasma) em torno da Terra, aprisionado pelo campo magnético terrestre.

Distúrbios Ionosféricos Repentinos

Distúrbios ionosféricos repentinos (SID) só duram algumas horas, mas podem ser o precursor de um longo apagão de rádio. Geralmente um SID é causado por uma grande explosão solar (classes M ou X). Junto com o flare (erupção solar), há um grande aumento no nível de radiação que é emitida pelo sol.
A radiação do Sol causada por uma erupção solar não se limita a uma forma de radiação, mas inclui todas as formas de radiação,como um elevado nível de raios-X. Os raios-X são capazes de penetrar na camada D ou região D da ionosfera e, como resultado, dão origem a um elevado nível de ionização na região D. Isto resulta num aumento muito significativo no nível de radiação.
A camada D da ionosfera é a mais próxima da superfície da Terra. Suas altitudes variam de 50km 90km.

Apenas o lado iluminado da Terra, que é afetado. Todas as áreas que estavam na escuridão, quando a explosão ocorreu escapam dos efeitos. Um efeito adicional de uma erupção solar é que, ao mesmo tempo que a radiação de raios-X atinge a Terra dando origem a um apagão de rádio, essas frequência de rádio podem ser monitoradas em VLF.
VLF ou frequência muito baixa refere-se a frequências de rádio (RF) na gama de 3 kHz a 30 kHz e comprimentos de onda de 10 a 100 km.

O principal modo de propagação de longa distância é um mecanismo de guia de onda Terra-ionosfera.
Existe a possibilidade de construir um receptor na frequência de VLH…Seria muito bom um conhecimento básico de eletrônica…OK

Monitor de pertubações ionosféricas

O grande inconveniente prático para esta faixa de frequência é que, devido ao comprimento das ondas de 10 a 100Km, a antena torna-se impraticável, mas existe uma solução…..Uma antena LOOP… Obs: A entrada da antena do receptor original pode ser adaptada para a antena Loop, eu recomendo (figura abaixo).

Lembrando que esse circuito é um projeto experimental..OK

Comprimento de Onda e a Luz

Os astrônomos e astrofísicos aparentemente têm uma tarefa muito difícil. Eles têm que estudar estrelas, incluindo o nosso Sol, a uma grande distância. No entanto, não temos que tocar em um objeto para aprender sobre ele…!
Nós recebemos muitas informações sobre o Universo a partir de sensoriamento a distância, nossos olhos, ouvidos etc, são ferramentas importantes, mas para os astrônomos e astrofísicos isso não é o suficiente. A invenção do telescópio no início de 1600 foi um passo crítico. Sir Isaac Newton foi importante para a nossa compreensão sobre a luz. No processo de explicar suas teorias da luz, Newton usou em suas observações um prisma, e demonstrou claramente que a luz visível do Sol é uma mistura de um espectro contínuo de cores.

Vamos descrever este espectro de cores como vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta. No entanto, é importante perceber que, há uma mistura contínua de cores de vermelho para laranja para amarelo, azul e assim por diante.
Em 1800, o astrônomo, Sir William Herschel, realizava alguns experimentos com filtros de cores diferentes em seu telescópio. Herschel separou a luz solar em seu espectro com um prisma. Ele usou três termômetros. Ele colocou uma lâmpada em cada cor do espectro e usou os outros dois termômetros como controles. Descobriu que cada cor da luz produzia uma temperatura mais elevada do que os controles.

Ele também observou que o aumento da temperatura progredia do azul para o vermelho. Quando ele mediu a temperatura um pouco além do vermelho, ele encontrou nesta região (sem luz visível) temperaturas mais elevadas (infravermelho). A nova radiação pode ser refletida, refratada, absorvida e transmitida como luz visível. Christiaan Huygens em 1690 definiu a luz como uma onda. No início de 1800 Thomas Young apoiou a teoria de ondas de luz com uma série de experiências importantes. Em 1905 Einstein mostrou que a luz também possui propriedades das partículas. Compreendemos agora que a luz tem tanto a propriedade de onda como a de partículas. A teoria de que a luz tem propriedades semelhantes às de onda permite considerar a luz em termos de comprimento de onda.

Porque essa explicação ?
É fácil…..!
As imagens que os astrofísicos usam para estudar o universo, incluindo obviamente o nosso Sol, são obtidas através do espectro e comprimento ondas, e como foi dito acima, cada “cor” ou comprimento de onda tem, digamos, uma temperatura característica. Isso quer dizer que certos detalhes só aparecem em um comprimento de onda específico.
Sabemos que certos animais podem “ver” a luz infravermelha e até no ultravioleta. Isto permite-lhes encontrar presas no escuro, porque a energia térmica é emitida no infravermelho.