A Teoria das cordas (ou teoria das supercordas) é um modelo físico cujos blocos fundamentais são objetos extensos unidimensionais, semelhantes a uma corda, contrariamente aos pontos de dimensão zero( Partículas) que eram a base da física tradicional. Por essa razão, as teorias baseadas na teoria das cordas podem evitar os problemas associados à presença de partículas pontuais (entenda-se de dimensão zero) em uma teoria física, como uma densidade infinita de energia associada à utilização de pontos matemáticos. O estudo da teoria de cordas tem revelado a necessidade de outros objetos não propriamente cordas, incluindo pontos, membranas, e outros objetos de dimensões mais altas.
O interesse na teoria das cordas é dirigido pela grande esperança de que ela possa vir a ser uma teoria de tudo. Ela é uma possível solução do problema da gravitação quântica e, adicionalmente à gravitação, ela poderá naturalmente descrever as interações similares ao eletromagnetismo e outras forças da natureza. As teorias das supercordas incluem os férmions, os blocos de construção da matéria. Não se sabe ainda se a teoria das cordas é capaz de descrever o universo como uma precisa coleção de forças e matéria que nós observamos, nem quanta liberdade para escolha destes detalhes a teoria irá nos permitir. Nenhuma teoria das cordas fez alguma nova predição que possa ser experimentalmente testada.
Trabalhos na teoria das cordas têm levado a avanços na matemática, principalmente em geometria algébrica. A teoria das Cordas tem também levado a novas descobertas na teoria da supersimetria, que poderá ser testada experimentalmente pelo Grande Colisor de Hádrons. Os novos princípios matemáticos utilizados nesta teoria permitem aos físicos afirmarem que o nosso universo possui 11 dimensões, 10 espaciais e 1 temporal e isso explicaria as características das forças fundamentais da natureza.
O estudo das chamadas teorias das cordas foi iniciado na década de sessenta e teve a participação de vários físicos para sua elaboração. Essas teorias se propõem a unificar toda a física e unir a Teoria da relatividade e a Teoria Quântica numa única estrutura matemática. Embora não esteja totalmente consolidada, a teoria mostra sinais promissores de sua plausibilidade.
A teoria das cordas foi originalmente inventada para explicar as peculiaridades do comportamento do hádron. Em experimentos em aceleradores de partículas, os físicos observaram que o momento angular de um hádron é exatamente proporcional ao quadrado de sua energia. Nenhum modelo simples dos hádrons foi capaz de explicar este tipo de relação. Um dos modelos rejeitados tenta explicar os hádrons como conjuntos de partículas menores mantidas juntas por forças similares à força elástica. A fim de considerar estas “trajetórias de Regge” os físicos voltaram-se para um modelo onde cada hádron era de fato uma corda rotatória, movendo-se de acordo com a teoria da relatividade especial de Einstein. Isto levou ao desenvolvimento da teoria bosônica das cordas, que ainda é, geralmente, a primeira versão a ser ensinada aos estudantes. A necessidade original de uma teoria viável para os hádrons foi completamente preenchida pela cromodinâmica quântica, a teoria dos quarks e suas interações. Tem-se a esperança agora que a teoria das cordas ou algumas de suas descendentes irão prover uma compreensão mais fundamental dos quarks em si.
A teoria bosônica das cordas é formulada em termos da ação Nambu-Goto, uma quantidade matemática que pode ser usada para predizer como as cordas se movem através do espaço e do tempo. Pela aplicação das idéias da mecânica quântica às ações Nambu-Goto — um procedimento conhecido como quantização — pode-se deduzir que cada corda pode vibrar em muitos diferentes modos, e que cada estado vibracional representa uma partícula diferente. A massa da partícula e a maneira que ela pode interagir são determinadas pela forma de vibração da corda — em essência, pela “nota” que a corda produz. A escala de notas, cada uma correspondente a um diferente tipo de partícula, é denominada o “espectro” da teoria.
Estes modelos iniciais incluem cordas abertas, que têm duas pontas distintas, e cordas fechadas, onde as pontas são juntas de forma a fazer uma volta completa. Os dois tipos de corda diferem ligeiramente no comportamento, apresentando dois espectros. Nem todas as teorias de cordas modernas usam estes dois tipos; algumas incorporam somente a variedade fechada.
Entretanto, a teoria bosônica tem problemas. Mais importante, como o nome implica, o espectro de partículas contém somente bósons, partículas como o fóton, que obedecem regras particulares de comportamento. Ainda que os bósons sejam um ingrediente crítico do universo, eles não são o únicos constituintes. Investigações de como uma teoria poderia incluir férmions em seu espectro levaram à supersimetria, uma relação matemática entre os bósons e férmions, que agora forma uma área independente de estudo. As teorias de cordas que incluem vibrações de férmions são agora conhecidas como teorias das supercordas. Vários tipos diferentes de supercordas têm sido descritos.
Nos anos 90, Edward Witten e outros encontraram fortes evidências de que as diferentes teorias de supercordas eram limites diferentes de uma teoria desconhecida em 11 dimensões, chamada de Teoria-M. Esta descoberta foi a espoleta da segunda revolução das supercordas. Vários significados para a letra “M” têm sido propostos; físicos jocosamente afirmam que o verdadeiro significado só será revelado quando a teoria final for compreendida.
Muitos dos desenvolvimentos recentes nestes campos relacionam-se às D-branas, objetos que os físicos descobriram que também devem ser incluídos em qualquer teoria de cordas aberta O termo “teoria das cordas” pode referir-se tanto à teoria bosônica das cordas, com 26 dimensões, como à teoria das supercordas, descoberta pela adição da supersimetria, com suas 10 dimensões. Atualmente, o termo “teoria das cordas” usualmente refere-se à variante supersimétrica, enquanto as anteriores são designadas pelo nome completo “teoria bosônica das cordas’.
Enquanto a compreensão de detalhes das teorias das cordas e supercordas requer uma considerável sofisticação matemática, algumas propriedades qualitativas das cordas quânticas podem ser compreendidas de forma intuitiva. Por exemplo, cordas quânticas têm tensão, da mesma forma que um barbante. Esta tensão é considerada um parâmetro fundamental da teoria e está intimamente relacionada ao seu tamanho. Considere uma corda em loop fechado, abandonada para se mover através do espaço sem forças externas. Esta tensão tenderá a contraí-la cada vez mais para um loop menor. A intuição clássica sugere que ela deva encolher até um simples ponto, mas isto violaria o Princípio da incerteza de Heisenberg. O tamanho característico do loop da corda é um equilíbrio entre a força de tensão, atuando para reduzi-lo, e o princípio da incerteza, que procura mantê-lo aberto. Conseqüentemente, o tamanho mínimo de uma corda deve estar relacionado com a tensão que ela sofre.
“wikipedia”.

De forma muito simplista, um buraco negro é uma região no espaço que contém tanta massa concentrada que nenhum objeto consegue escapar de sua atração gravitacional. Como a melhor teoria gravitacional no momento ainda é a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, somos obrigados a mergulhar em alguns dos resultados preditos por essa teoria para entender alguns detalhes de um buraco negro, mas vamos começar devagar, pensando sobre a gravidade em circunstâncias relativamente simples.

Suponha que você está na superfície de um planeta. Você atira uma pedra para cima. Supondo que você não atire muito forte, ela subirá por algum tempo, mas eventualmente a aceleração devida à gravidade do planeta vai faze-la descer de novo. Se você atirar a pedra com força suficiente, no entanto, você poderia faze-la escapar inteiramente da gravidade do planeta. A pedra continuaria a subir para sempre. A velocidade com que é necessário atirar a pedra para que ela escape da atração gravitacional do planeta é chamada de “velocidade de escape”. Como seria de esperar, a velocidade de escape depende da massa do planeta: se o planeta for extremamente massivo, sua gravidade é muito intensa, e a velocidade de escape muito elevada. Um planeta mais “leve” teria uma velocidade de escape inferior. A velocidade de escape também depende da distância a que você se encontra: quanto mais perto você estiver, maior a velocidade de escape. A velocidade de escape da Terra é de 11,2 km/s, enquanto que a velocidade de escape da Lua é de apenas 2,4 km/s. Imagine agora um objeto com tamanha massa, concentrada num raio pequeno de tal forma que sua velocidade de escape seja maior que a velocidade da luz. Neste caso, uma vez que nada pode se deslocar mais rapidamente que a luz, nada poderá escapar do campo gravitacional desse objeto. Mesmo um raio de luz seria puxado de volta gravidade e não teria como escapar. A idéia de uma concentração de massa tão densa que até mesmo a luz ficasse aprisionada vai bem ao passado, até Laplace, no século XVIII.

Quase imediatamente em seguida de Einstein ter desenvolvido a Relatividade Geral, Karl Schwarzschild descobriu uma solução matemática para as equações daquela teoria que descreviam um tal objeto. Foi somente muito mais tarde, com o trabalho de cientistas como Oppenheimer (o mesmo do Projeto Manhattan, da bomba atômica americana), Volkoff e Snyder, na década de 30, que se começou a pensar seriamente na possibilidade de que tais objetos pudessem realmente existir no Universo. Esses pesquisadores mostraram que, quando uma estrela suficientemente massiva consome todo o seu combustível, ela perde a capacidade de sustentar o encolhimento devido à sua própria atração gravitacional, e então desaba sobre si própria na forma de um buraco negro.

Na relatividade geral a gravidade é uma manifestação da curvatura do espaço-tempo. Objetos massivos distorcem as dimensões do espaço e tempo de tal forma que as regras normais da geometria não se aplicam mais. Perto de um buraco negro esta distorção do espaço é extremamente intensa, provocando o aparecimento de certas propriedades muito estranhas. Em particular, um buraco negro tem algo que se chama “horizonte de eventos”, que é uma superfície esférica que marca as fronteiras do buraco negro. Você pode passar através do horizonte de eventos no sentido de entrada, mas depois não pode sair mais. Na verdade, uma vez cruzado o horizonte de eventos, você está inexoravelmente fadado a se aproximar cada vez mais da “singularidade” localizada no centro do buraco negro. Você pode pensar no horizonte de eventos como um lugar em que a velocidade de escape é igual à velocidade da luz. Fora do horizonte de eventos, a velocidade de escape é menor do que a da luz , de modo que se você acionar seus foguetes com força suficiente poderá obter a energia necessária para escapar do buraco negro. Mas se você se encontrar dentro do horizonte de eventos, não importa quão potentes sejam seus foguetes, pois você não poderá escapar. O horizonte tem algumas propriedade geométricas realmente estranhas. Para um observador que esteja imóvel a alguma distância do buraco negro, o horizonte parece ser uma superfície esférica tranqüila e estática. Mas à medida que você se aproximar do horizonte, perceberá que ele está se movendo a uma velocidade espantosa. Na verdade, está se expandindo à velocidade da luz! Isto explica porque é tão fácil atravessar o horizonte na direção para dentro mas impossível retornar. Como o horizonte está se movendo à velocidade da luz, para poder escapar de volta através dele você teria que viajar a uma velocidade superior a da luz. Como você não pode viajar a uma velocidade maior que a da luz, você não pode escapar do buraco negro. Se toda esta história estiver soando muito estranha, não se preocupe. Ela é estranha. O horizonte é estático, num certo sentido, mas noutro sentido ela está se deslocando à velocidade da luz. É um pouco como aquela estória de Alice no País das Maravilhas: ela tinha que correr tão rápido quanto possível, apenas para permanecer no mesmo lugar.

Uma vez dentro do horizonte, o espaço-tempo é tão distorcido que as coordenadas que descrevem a distancia radial e tempo trocam suas posições, ou seja, a coordenada que descreve a sua distancia do centro, “r”, passa a ser uma coordenada do tipo tempo, e a coordenada “t” passa a ser do tipo espacial. Uma conseqüência disto é que você não consegue mais evitar o seu deslocamento no sentido de valores cada vez menores de “r”, da mesma forma como normalmente não consegue evitar o deslocamento da coordenada de tempo na direção do futuro (ou seja, no sentido de valores maiores de “t”). Eventualmente você vai atingir a singularidade, localizada em r=0. Você pode tentar evitá-la acionando seus foguetes, mas é inútil: não importa a direção em que você tente fugir, não conseguirá evitar seu futuro. Tentar evitar o centro de um buraco negro depois de ter atravessado seu horizonte é como tentar evitar a próxima segunda-feira. Por falar nisso, o nome “buraco-negro” foi inventado por John Archibald Wheeler, e parece ter ficado mesmo por ser muito mais atraente dos que os anteriores. Antes de Wheeler aparecer, esses objetos eram conhecidos como “estrelas congeladas”.

Você sabe como se formam os buracos negros?

As estrelas nascem, evoluem e morrem. A fase final da evolução de uma estrela vai depender da massa inicial da estrela e se elas evoluem isoladas ou em um sistema binário fechado (em que as estrelas estão próximas entre si). Estas fases são: 1. Se a massa inicial da estrela for menor que 3M (onde M é a massa do sol) e depois da fase de gigante vermelha a estrela perde massa e forma uma anã branca, com m < 1,4M. Neste caso ocorre a degenerescência eletrônica (os átomos perdem os seus elétrons); 2. Se a massa inicial for maior que 3M, a estrela, após a fase de gigante vermelha, explode como supernova, podendo ou não Ter um “caroço” no centro. Se a massa deste “caroço” for menor que 2M ele se transforma numa estrela de nêutrons quando teremos degenerescência nuclear (elétrons e prótons se fundem em nêutrons); 3. Se massa do “caroço” após a explosão de supernova for maior que 2M, o “caroço” se colapsa a um buraco negro.

Se a estrela evoului num sistema binário fechado, há transferência de matéria entre as estrelas de forma que muitas vezes uma delas acumula uma grande massa que provoca sua explosão como supernova. O resultado mais provável é a formação de uma estrela de nêutrons a partir do “caroço” que sobra da explosão, mas existem sistemas duplos, como Cygnus X-1 em que a componente compacta parece ser um buraco negro.

Algumas pessoas muitas vezes se deparam com notícias espaciais ou astronômicas que fazem menção ao tamanho dos planetas do sistema solar ou até mesmo dos extra-solares.

No entanto, algumas dessas pessoas não tem a real idéia do tamanho dos planetas.

Se você é uma dessas pessoas, não se preocupe. Vamos dar uma mãozinha pra você. Comparando o tamanho dos planetas e de algumas estrelas, você vai ver que, mesmo Júpiter, o gigante gasoso do nosso sistema solar, não é tão grande quanto você pensa.

Para que possamos comparar melhor o tamanho dos diversos astros, vamos observar algumas imagens.

A primeira delas nos mostra que a Terra e Vênus tem tamanho muito parecidos. O raio equatorial da Terra é de 6378 km, enquanto o de Vênus, 6051 km. Uma diferença não muito grande.

Marte, por sua vez, é bem menor. Seu raio é de 3397 km, ou seja, um pouco maior que a metade do nosso planeta. Marte é 1.3 vezes maior que Mercúrio, com 2439 quilômetros de raio, que por sua vez é o dobro de Plutão, com 1160 km. Não é a tôa que Plutão foi rebaixado, não acha? A maioria dos telescópios de médio porte, usado por amadores, não consegue vê-lo. Plutão é menor que nossa Lua, que tem 1738 quilômetros de raio!

Gostou dessa comparação? Então vamos à próxima.
Ela nos mostra os gigantes gasosos, como são conhecidos Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Júpiter, o maior planeta do sistema solar, tem 71492 quilômetros de raio, 11 vezes maior que o raio do nosso planeta. Se fosse ôco, caberia mais de 2 mil Terras dentro dele! Saturno, o segundo maior planeta, não fica atrás. Seu raio é de 60268 quilômetros.

Bem menores, Urano e Netuno têm 51108 e 49538 quilômetros de raio, mesmo assim, aproximadamente 8 vezes maiores que Terra. A figura mostra bem o quanto somos pequeninos perto desses gigantes de gás !

Na sequência vemos o Sol. Seu raio, de 695 mil quilômetros é 100 vezes maior que o raio terrestre. Mesmo o gigantesco Júpiter não passa de uma bolinha de gude quando comparado ao astro-rei. Veja que a Terra, nossa bela Terra, não atinge sequer o tamanho de uma pulga !

Mas as comparações não param. Nem mesmo o Sol é tão grande quanto parece. O video mostra que até ele se torna uma pequena estrela quando comparado à outros sóis, muitos anos-luz distantes. Nosso Sol não passa de uma lanterna quando comparado à Sirius, distante 25 anos-luz do nosso planeta e a estrela mais brilhente no céu noturno.

Mas até mesmo Sirius, se comparada à grande Arcturus, perde sua majestada. Essa estrela gigante, 17 vezes maior que o Sol, põe suas concorrentes no chão e faz nosso Sol parecer uma pequena lamparina !

Mas não se iluda. No universo a briga é boa e quando você acha que já viu tudo, pode se enganar.

Agora quem parece uma pulga é a gigantesca Arcturus. Perto de Antares, uma supergigante vermelha distante 600 anos-luz da Terra, tudo parece pequeno. Antares é 700 vezes maior que nosso sol e brilha 10 mil vezes mais forte. Localiza-se no centro da constelação do Escorpião, e devido à sua coloração avermelhada, alguns astrônomos a chamam de Coração do Escorpião.

E tem mais e mais …

Como deu pra notar, em um universo gigantesco, nossa Terra não é tão importante quanto imaginamos !

(Apolo11)

:: Acid ::

Está provada a existência de universos paralelos, de acordo com uma descoberta
matemática de cientistas de Oxford

A primeira teoria do universo paralelo, proposta em 1950 pelo físico Norte
Americano Hugh Everett, ajuda a explicar os mistérios da mecânica quântica que
durante décadas permanecerá uma incógnita. No universo de “inúmeros mundos” de
Everett, cada vez que uma possibilidade física é explorada, o universo
divide-se. Atribuindo-se um número de possíveis resultados, cada qual é
descriminado - no seu próprio universo.

Um motorista que não morra por um triz, por exemplo, pode sentir-se aliviado
pela sua sorte, mas num universo paralelo ele pode ter morrido. Ainda outro
universo irá assistir à recuperação do motorista depois de ser tratado no
hospital. O número de possíveis cenários é infinito.

A idéia é bizarra, e por isso mesmo relegada por muitos experts na matéria. Mas
uma pesquisa de Oxford empresta uma resposta matemática aos enigmas quânticos
que não pode ser facilmente descartada, sugerindo que o Dr. Everett - estudante
de Phd na Princeton University quando inventou a teoria - estava no caminho
certo. Comentando na revista New Scientist, o Dr. Andy Albrecht, físico da
University of California, afirma: “Esta pesquisa é um dos mais importantes
avanços na história da ciência”.

De acordo com a mecânica quântica, numa escala sub-atômica, não se pode afirmar
que algo existe até que seja observado. Até agora se observou que as partículas
ocupam estados nebulosos de “superposição”, nos quais poderão ter spins
simultâneos para “cima” e para “baixo”, ou se apresentem em diferentes locais ao
mesmo tempo.

A observação parece “aprisionar” um estado particular da realidade, da mesma
forma que se pode dizer que uma moeda que gira é “cara” ou “coroa” quando é
apanhada. De acordo com a mecânica quântica, as partículas não-observadas são
descritas por “funções de onda”, representando uma quantidade de múltiplos
estados “prováveis”. Quando o observador mede, a partícula se acomoda a uma
dessas múltiplas opções.

A equipe de Oxford, liderada pelo Dr. David Deutsch, mostrou matemáticamente que
a estrutura tipo “arbusto” - criada pelo universo que se divide em paralelas
versões de si mesma - pode explicar a natureza de probabilidades dos resultados
quânticos.

Fonte: My tourette;
Telegraph.co.uk