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.

A Panspermia

A teoria da Panspermia afirma que a vida existe através do cosmos e foi distribuída entre planetas, estrelas e até galáxias por asteroides, cometas, meteoritos e outros corpos celestes. A este respeito, a vida começou na Terra há cerca de 4 bilhões de anos, depois que aminoácidos ou mesmo  microorganismos pegaram uma carona nas rochas espaciais e pousaram na superfície de planetas como a Terra. Ao longo dos anos, pesquisas consideráveis ​​foram dedicadas a demonstrar que os vários aspectos desta teoria funcionam.

O mais recente estudo vem da Universidade de Edimburgo, onde o professor Arjun Berera oferece outro método possível para o transporte de moléculas da vida. De acordo com seu estudo recente, o pó espacial que periodicamente entra em contato com a atmosfera da Terra poderia ser o que trouxe vida ao nosso mundo há bilhões de anos. Se for verdade, esse mesmo mecanismo poderia ser responsável pela distribuição da vida ao longo do Universo.
Por causa de seu estudo, que foi publicado recentemente em Astrobiologia sob o título "Colisões de poeira espacial como um mecanismo de escape planetário ", o Prof. Berera examinou a possibilidade de que o "pó" espacial pudesse facilitar o escape de partículas da atmosfera terrestre. Estes incluem moléculas que indicam a presença da vida na Terra (também conhecida como biosignatura), mas também a vida microbiana e as moléculas que são essenciais para a vida.

Os fluxos rápidos de poeira interplanetária afetam a nossa atmosfera regularmente, a uma taxa de cerca de 100.000 kg (110 toneladas) por dia. Esta poeira varia em massa de 10 a 18 gramas e pode atingir velocidades de 10 a 70 km / s (6.21 a 43.49 mps).
Essas moléculas consistiriam em grande parte das que estão presentes na termosfera. Neste nível, essas partículas consistiriam principalmente de elementos quimicamente desassociados, como o nitrogênio molecular e o oxigênio. Mas mesmo nesta altitude, também se sabe que existem partículas maiores como as que são capazes de abrigar bactérias ou moléculas orgânicas. Como o Dr. Berera afirma em seu estudo.

Berera considera o estranho caso de tardigrades, micro-animais de oito pernas que também são conhecidos como "ursos da água". Experimentos anteriores mostraram que esta espécie é capaz de sobreviver no espaço, sendo ambos fortemente resistentes à radiação e condições extremas. Portanto, é possível que tais organismos, se fossem eliminados da atmosfera superior da Terra, pudessem sobreviver o tempo suficiente viajando de volta a outro planeta.

O pequeno Tardigrade (também conhecido como "urso da água"), que poderia ser a criatura mais resistente da Terra. Crédito: Publicações Katexic, inalteradas, CC2.0

Claro, o processo de moléculas que escapam da nossa atmosfera apresenta certas dificuldades. Para iniciantes, requer que exista uma força ascendente suficiente que possa acelerar essas partículas para escapar das altas velocidades. Em segundo lugar, se essas partículas são aceleradas a partir de uma altitude muito baixa (ou seja, na estratosfera ou abaixo), a densidade atmosférica seria alta o suficiente para criar forças de arrasto que retardariam as partículas que se movem para cima.
Naturalmente, isso levanta outra questão importante, que é se esses organismos poderiam ou não sobreviver no espaço. Mas, como Berera observa, estudos anteriores confirmaram a capacidade dos micróbios para sobreviver no espaço