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quarta-feira, 26 de janeiro de 2011

Efeito Casimir: a energia do vácuo

Definir o que é matéria já é complicado para a física, agora imagine definir o vácuo.

Aristóteles dizia que a matéria tinha horror ao vácuo.
Isto é, nos casos onde formaríamos vácuo a matéria ocuparia todo o espaço rapidamente.
Pelo menos é o que acontece quando enchemos um copo com água e ao tirá-lo da água emborcado a água não cai.
Para Aristóteles o espaço (onde hoje concebemos como sendo formado por vácuo) haveria o éter, a quintaessência.

Torricelli, em 1643, provou a existência do vácuo, mostrando que a experiência do copo na água muda conforme a altura do copo.
Por exemplo, se o nosso copo tivesse uma altura maior que 10,3 metros (um copo meio estranho), veríamos vácuo no topo da coluna de água formada.

Vácuo seria o vazio, a ausência de matéria.

Aprendemos através da equivalência entre massa e energia de Einstein (E=mc²) que a matéria pode se tornar em energia e vise-versa.

Mas poderia existir energia no vácuo?!

O efeito Casimir mostra que sim.

Primeiramente, precisamos redefinir o vácuo para os padrões da física moderna.

Vácuo segundo a física moderna é um caldeirão fervilhante de partículas quânticas que aparecem e desaparecem no Universo.

Vácuo então é diferente de nada ou ausência de algo.

O efeito Casimir prevê que duas placas suficientemente próximas uma da outra (devido essa proximidade, ele é fundamental na microeletrônica) tendem a aproximarem-se uma da outra. Isto ocorreria devido a flutuação quântica do vácuo ao redor das placas.



A energia escura pode ter uma explicação dentro desta energia contida no vácuo.

A evaporação de buracos negros através da radiação Hawking também tem explicação na energia do vácuo.

Gosto de pensar que não aprendemos física na escola. Aprendemos o processo da construção e do pensamento científico.
Por isso, podemos passar por redefinições durante o processo de aprendizagem.

LINKS:

domingo, 25 de julho de 2010

Matéria Escura

O que é matéria escura?

Bom, vimos que a energia escura é responsável pelo afastamento acelerado das galáxias.
Mas e a matéria escura? O que é?

Observamos o efeito da matéria escura quando observamos aglomerados de galáxias.

Quando aplicamos a lei da gravitação universal de Newton para o sistema solar tudo corre otimamente! Até conseguimos descobrir 2 novos planetas no nosso sistema solar:
Netuno e Plutão (classificado como planeta anão no ano de 2006). O grande sucesso das leis de Newton.
Quando aplicamos a lei da gravitação universal de Newton para a nossa galáxia, tudo corre bem!

Quando aplicamos a lei da gravitação universal de Newton para duas galáxias, tudo ótimo!

O problema surge quando aplicamos a lei da gravitação universal de Newton para aglomerados de galáxias:
Ao aplicarmos a lei da gravitação universal de Newton para aglomerados de galáxias, ela falha drasticamente em explicar o que observamos. A lei explicaria um afastamento das galáxias, mas observamos que a medida que o tempo passa as galáxias (aglomerados) tendem a se aproximar, ao contrário do que é previsto pela lei. É como se faltasse massa para justificar tamanha atração do que observamos. Ou seja, matéria escura é toda a matéria deve existir para que as leis de Newton não estejam erradas. É ajuste nas leis.

Existe cerca de 6 vezes mais matéria escura do que matéria bariônica, a matéria conhecida.

Parte desta matéria escura está sendo detectada através de buracos negros e efeitos de lentes gravitacionais.

Parece que existe uma incoerência entre matéria escura (atração de aglomerados de galáxias) e energia escura (afastamentos das galáxias).
Na verdade, quando observamos localmente, observamos a atração de galáxias próximas, é um tendência. Quando observamos de uma forma global, observamos o afastamento das galáxias.
Então matéria escura seria um fenômeno local e energia escura um fenômeno global.
De uma forma geral, o efeito de energia escura acaba ganhando, ou ganhará com o tempo.