Os físicos propuseram uma nova explicação para a energia escura. Pode lançar insights sobre a interdependência entre a teoria quântica de campos e a teoria da relatividade geral, como duas perspectivas do universo e seus elementos.
O que está por trás da energia escura – e o que a liga à constante cosmológica introduzida por Albert Einstein? Dois físicos da Universidade de Luxemburgo apontam uma maneira de responder a essas questões em aberto na física.
O universo tem várias propriedades estranhas que são difíceis de entender por meio da experiência cotidiana. Por exemplo, a matéria como a conhecemos, que é composta de moléculas elementares e compostas para construir moléculas e matéria, aparentemente constitui apenas uma pequena parte da energia do universo. A maior contribuição, cerca de dois terços, vem deenergia escura– uma forma hipotética de energia cujo pano de fundo os físicos ainda estão perplexos.Além disso, o universo não está apenas em constante expansão, mas também está fazendo isso em um ritmo cada vez mais rápido.
Parece que ambas as propriedades estão relacionadas, porque energia escura Também é considerado um impulsionador da expansão acelerada. Além disso, pode unir duas poderosas escolas de pensamento da física: a teoria quântica de campos e a teoria geral da relatividade desenvolvida por Albert Einstein. Mas há um problema: as contas e notas estão longe de ser idênticas. Dois pesquisadores de Luxemburgo mostram uma nova maneira de resolver esse mistério de 100 anos em um trabalho de pesquisa publicado pela revista Cartas de revisão física.
O efeito de partículas virtuais no vácuo
“O vácuo tem energia. Este é um resultado fundamental da teoria quântica de campos”, explica o professor Alexander Tkachenko, professor de física teórica no Departamento de Física e Ciências dos Materiais da Universidade do Luxemburgo. Esta teoria foi desenvolvida para combinar a mecânica quântica e a relatividade especial, mas a teoria quântica de campos parece ser incompatível com a relatividade geral. Sua principal vantagem: ao contrário da mecânica quântica, a teoria considera não apenas partículas, mas também esferas desprovidas de matéria como objetos quânticos.
“Neste quadro, muitos pesquisadores consideram a energia escura uma expressão do que se chama de energia do vácuo”, diz Tkatchenko, grandeza física que resulta, na forma viva, do aparecimento e interação contínua de pares de partículas e suas antipartículas — como como elétrons e pósitrons – no que é na realidade o espaço vazio.
A radiação cósmica de fundo de Planck. Crédito: ESA e Planck Collaboration
Os físicos falam das idas e vindas de partículas virtuais e seus campos quânticos como flutuações no vácuo, ou ponto zero. À medida que pares de partículas desaparecem rapidamente no nada, sua presença deixa para trás uma certa quantidade de energia.
O cientista luxemburguês observa que “essa energia do vácuo também tem um significado na relatividade geral”: “Ela se manifesta na constante cosmológica que Einstein incluiu em suas equações por razões físicas”.
Grande incompatibilidade
Ao contrário da energia do vácuo, que só pode ser deduzida das equações da teoria quântica de campos, a constante cosmológica pode ser determinada diretamente por experimentos astrofísicos. Medições com o Telescópio Espacial Hubble e a missão espacial Planck produziram valores próximos e confiáveis para a grandeza física fundamental. Por outro lado, cálculos de energia escura baseados na teoria quântica de campos levam a resultados consistentes com o valor da constante cosmológica sendo 10120 vezes maior – uma discrepância colossal, embora de acordo com a visão predominante dos físicos hoje, ambos os valores devam ser iguais. A contradição que existe é conhecida como o “enigma da constante cosmológica”.
“É, sem dúvida, uma das maiores contradições da ciência moderna”, diz Alexander Tkachenko.
Forma não convencional de interpretação
Juntamente com o colega pesquisador luxemburguês Dr. Dmitry Fedorov, ele trouxe agora a solução para este mistério, que esteve em aberto por décadas, um importante passo mais perto. Em um trabalho teórico, eles publicaram recentemente seus resultados em Cartas de revisão físicaOs dois pesquisadores em Luxemburgo propuseram uma nova explicação para a energia escura. Supõe-se que as flutuações do ponto zero resultem na polarização do vácuo, que pode ser medida e calculada.
“Em pares de partículas virtuais de carga elétrica oposta, elas surgem das forças eletrodinâmicas que essas partículas exercem uma sobre a outra durante seu curtíssimo tempo de existência”, explica Tkachenko. Os físicos se referem a isso como um vácuo de auto-interação. “Isso leva a uma densidade de energia que pode ser determinada com a ajuda de um novo modelo”, diz o cientista Luxembourg.
Juntamente com o colega de pesquisa Fedorov, eles desenvolveram o modelo fundamental dos átomos há alguns anos e o apresentaram pela primeira vez em 2018. O modelo foi originalmente usado para descrever propriedades atômicas, em particular a relação entre as polarizações dos átomos e as propriedades de equilíbrio de algumas moléculas e sólidos ligados não covalentemente. Como é muito fácil medir propriedades geométricas experimentalmente, a polarização também pode ser determinada por sua fórmula.
“Transferimos essa ação para operações no vácuo”, explica Fedorov. Para isso, os dois pesquisadores analisaram o comportamento dos domínios quânticos, em particular a representação do “ir e vir” de elétrons e pósitrons. As flutuações desses campos também podem ser caracterizadas por uma geometria de equilíbrio já conhecida por experimentos. “Inserimo-lo nas fórmulas do nosso modelo e, desta forma, finalmente obtivemos a força de polarização do vazio interior”, diz Fedorov.
O passo final então foi calcular mecanicamente a densidade de energia da auto-interação entre flutuações de elétrons e pósitrons. O resultado obtido desta forma está de acordo com os valores medidos da constante cosmológica. Isso significa: “A energia escura pode ser rastreada até a densidade de energia da auto-interação dos campos quânticos”, afirma Alexander Tkachenko.
Valores consistentes e expectativas verificáveis
“Nosso trabalho oferece, portanto, uma abordagem elegante e não convencional para resolver o mistério da constante cosmológica”, conclui o físico. “Além disso, fornece uma previsão verificável: a saber, que campos quânticos, como os de elétrons e pósitrons, de fato possuem uma polarização intrínseca pequena, mas sempre presente”.
Essa descoberta aponta o caminho para experimentos futuros para detectar essa polarização também em laboratório, dizem os dois pesquisadores de Luxemburgo. “Nosso objetivo é derivar a constante cosmológica de uma abordagem rigorosa da teoria quântica”, afirma Dmitry Fedorov. “E nosso trabalho inclui uma receita de como realizar isso.”
Ele vê os novos resultados obtidos com Alexander Tkachenko como o primeiro passo para uma melhor compreensão da energia escura – e sua relação com a constante cosmológica de Albert Einstein.
Finalmente, Tkatchenko está convencido: “Em última análise, isso também pode lançar luz sobre a forma como a teoria quântica de campos e a teoria da relatividade geral se entrelaçam como duas maneiras de olhar para o universo e seus componentes.”
Referência: “Densidade de energia de auto-interação de Casimir em campos eletrodinâmicos quânticos” por Aleksandr Tkachenko e Dmitry Fedorov, 24 de janeiro de 2023, disponível aqui. Cartas de revisão física. DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.041601
A SpaceX lançou 20 satélites Starlink Internet da Califórnia na manhã de sexta-feira (10 de maio), incluindo 13 satélites com capacidade direta para célula.
Um foguete Falcon 9 com um veículo Starlink decolou da Base da Força Espacial de Vandenberg na sexta-feira às 12h30 EDT (04h30 GMT; 21h30 de 9 de maio, horário local da Califórnia). A SpaceX planejou originalmente lançar a missão na noite de quarta-feira (8 de maio), mas desistiu da tentativa.
O primeiro estágio do foguete Falcon 9 retornou à Terra cerca de 8 minutos após o lançamento conforme planejado, pousando no drone Of Course I Still Love You da SpaceX, que estava estacionado no Oceano Pacífico.
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Um foguete SpaceX Falcon 9 pousa no convés de um navio drone logo após o lançamento de 20 satélites Starlink da Base da Força Espacial de Vandenberg, na Califórnia, em 10 de maio de 2024. (Crédito da imagem: SpaceX)
Este foi o quarto lançamento e pouso deste primeiro estágio específico, de acordo com A Descrição da missão SpaceX.
Enquanto isso, o estágio superior do foguete Falcon 9 continuou a transportar satélites Starlink para a órbita baixa da Terra (LEO) e, eventualmente, Publique-os Lá cerca de 61,5 minutos após a decolagem.
A SpaceX acaba de lançar sua missão Starlink na quarta-feira, enviando 23 satélites para a órbita baixa da Terra a partir do Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida.
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Lançamentos consecutivos não são novidade para a SpaceX atualmente. Em 30 de março, por exemplo, a empresa lançou duas missões – um Starlink boost e um satélite de comunicações Eutelsat 36D – com menos de quatro horas de intervalo, ambas da Costa Espacial da Flórida.
Nota do editor: Esta história foi atualizada às 12h30 ET do dia 9 de maio com notícias da data de lançamento do novo alvo em 9 de maio, e novamente às 2h ET do dia 10 de maio com notícias do sucesso do lançamento, pouso do foguete e implantação do satélite .
resumo: Os pesquisadores revelaram uma correlação entre depressão e atividade física em adultos. As descobertas revelam que os sintomas depressivos atuais podem impedir a atividade física anos mais tarde, embora o oposto não seja necessariamente verdadeiro – a inatividade atual não prevê sintomas depressivos futuros.
Este estudo confirma o efeito significativo da atividade física na melhoria do humor e da saúde mental, semelhante aos efeitos dos antidepressivos. Ao utilizar uma nova técnica de inferência causal, o estudo fornece uma compreensão mais precisa de como a depressão e a atividade física afetam uma à outra ao longo do tempo.
Principais fatos:
Inter-relacionamento: Os sintomas de depressão e a atividade física afetam-se mutuamente, pois mais atividade física pode levar a menos sintomas de depressão, e a depressão atual pode levar a menos atividade física no futuro.
Estudo longitudinal: A pesquisa acompanhou 3.499 adultos americanos de 1986 a 2011 e forneceu dados robustos sobre como o estilo de vida e a saúde mental evoluem ao longo do tempo.
Metodologia Avançada: O estudo aplicou uma nova técnica de inferência causal que controla a história e o contexto de vida individual, proporcionando uma visão mais clara sobre as interações entre atividade física e depressão.
fonte: Universidade de Toronto
Uma nova pesquisa da Universidade de Toronto descobriu que os adultos que relataram mais sintomas depressivos na última semana eram menos propensos a relatar serem fisicamente ativos no mesmo período, e essa relação geralmente ocorre nos dois sentidos: ser mais ativo também está associado a uma melhor saúde mental .
Publicado na revista Saúde mental e atividade físicaO estudo contribui para uma melhor compreensão de como os sintomas depressivos e a atividade física estão relacionados e se influenciam mutuamente durante a vida adulta.
Em geral, a atividade física e a saúde mental afetam-se mutuamente. Crédito: Notícias de Neurociências
“Foi surpreendente descobrir que os sintomas depressivos atuais podem impactar negativamente os seus níveis de atividade física dois a cinco anos depois, enquanto a inatividade hoje não está associada a sintomas depressivos futuros”, diz a autora Solly Dubach, doutoranda na Universidade de Toronto. Departamento de Sociologia.
“Os sintomas depressivos atuais podem ter efeitos duradouros, mas podem ser menos significativos do que os efeitos da atividade física atual.”
Muitos estudos mostram que ir regularmente à academia, dançar, fazer jardinagem ou caminhar pode melhorar sua saúde física e mental, com efeitos semelhantes aos dos medicamentos antidepressivos.
O novo estudo também apoia esta conclusão, mostrando que a atividade física semanal está associada a sintomas semanais de depressão e que movimentar-se mais pode melhorar o seu humor.
“Compreender melhor a inter-relação entre saúde mental e actividade física pode ajudar as pessoas a tomar decisões baseadas em evidências sobre a sua saúde e a saúde dos seus entes queridos e membros da comunidade”, diz Dubach.
“É importante permitir que as pessoas tomem as suas próprias decisões sobre as causas e consequências da atividade física e dos sintomas da depressão, e compreender o impacto que se movimentar mais ou menos pode ter no humor e na saúde geral.”
Seguindo uma amostra nacionalmente representativa de 3.499 adultos norte-americanos de 1986 a 2011, o estudo avaliou os efeitos duradouros das diferenças iniciais nos níveis de atividade física e nos sintomas depressivos. Como a atividade física passada prevê a atividade física futura; Como os sintomas depressivos passados predizem sintomas depressivos futuros? Essa relação se estabiliza durante a idade adulta.
Este estudo utilizou uma nova técnica de inferência causal para ajudar a garantir que estas estimativas representam as experiências das pessoas no mundo. O método é modificado para levar em conta características estáveis dos indivíduos, incluindo variáveis omitidas, como biologia individual, contextos familiares e comunitários e histórias de vida.
Embora a ideia de que os sintomas depressivos e a actividade física estejam ligados durante a idade adulta não seja nova, uma nova técnica para estudar correlações ao longo do tempo permite que vários argumentos alternativos sejam tidos em conta.
“Você pode imediatamente se perguntar como os fatores pessoais influenciam essa correlação – a genética ou a história do início da vida não importam? – e é isso que esse método nos permite ajustar, em comparação com técnicas anteriores que assumiam poucas evidências relevantes para essas questões importantes”, diz Dubach.
Em geral, a atividade física e a saúde mental afetam-se mutuamente. Semana após semana, movimentar-se mais pode melhorar seu humor.
Esta investigação mostra que os sintomas anteriores de depressão podem persistir, mas os seus efeitos a longo prazo podem ser menos impactantes do que a actividade física actual. Mostra também que, com o tempo, os sintomas depressivos não tratados podem levar a consequências negativas nos níveis de atividade física, o que pode causar problemas de saúde adicionais.
“O que realmente importa é que as pessoas tomem decisões informadas sobre como tratar os seus sintomas de saúde mental, especialmente sabendo que a actividade física continua a ser uma das melhores formas de melhorar a saúde dos indivíduos e das suas comunidades – no entanto, mais pessoas precisam de compreender como os seus sintomas A depressão pode afetar esse processo.”
Sobre estas notícias de pesquisa sobre depressão e exercícios
autor:Solly Dabash fonte: Universidade de Toronto comunicação: Solly Dubach – Universidade de Toronto foto: Imagem creditada ao Neuroscience News
A interação entre sintomas depressivos e atividade física: insights bidirecionais de um painel de 25 anos sobre mudanças na vida dos americanos
fundo
Os sintomas depressivos (DSx) e a atividade física (AF) insuficiente estão entre as principais causas de doenças e os principais contribuintes para o fardo global de saúde pública. Revisões e meta-análises sugerem que DSx e PA causam um ao outro, mas a maioria dos estudos realizados utiliza dados e análises que não podem determinar suas associações bidirecionais ao longo da vida.
O presente estudo estima modelos de painel dinâmico de efeitos fixos através de modelagem de equações estruturais com estimativa de verossimilhança de informação completa (ML-SEM) com base em 5 ondas (1986-2011) de A mudança de vida dos americanos placa (ACL). Esta é uma amostra probabilística representativa nacionalmente de 3.499 adultos norte-americanos não institucionalizados com 25 anos ou mais em 1986.
Os entrevistados participaram em média de 3,29 ondas, com 67,84% participando de pelo menos 3 ondas e 27,26% participando de todas as 5 ondas. Os modelos ajustam-se à idade, estatuto de parceiro, integração social, limitações de actividade e problemas financeiros graves. Os dados estão disponíveis no ICPSR (4690).
resultados
As estimativas de ML-SEM revelam associações transversais bidirecionais negativas e significativas entre DSx e PA. Os modelos também indicam uma associação defasada cruzada negativa e significativa de DSx para PA, mas não de PA para DSx. Em ambos os lados, os níveis passados estão significativamente relacionados com os níveis futuros de AP e DSx.
Conclusões
Este estudo é o primeiro a utilizar uma técnica de inferência causal que se ajusta a todos os fatores de confusão invariantes no tempo, ao mesmo tempo que modela associações bidirecionais entre sintomas depressivos e atividade física ao longo de 25 anos de idade adulta. Ele apóia a literatura que mostra uma relação transversal consistente e avança na compreensão de como a DSx no início da vida adulta influencia a AF à medida que as pessoas envelhecem.
Buracos negros supermassivos são capazes de devorar violentamente estrelas inteiras, distorcendo a estrutura do espaço-tempo com sua massa quase insondável e influência gravitacional. O seu imenso poder e natureza misteriosa capturaram a imaginação de gerações de cientistas e artistas, de Albert Einstein a Christopher Noland, que procuraram tornar compreensível o incognoscível através das suas obras de arte audiovisuais e pesquisas pioneiras.
Agora um novo conjunto de Simulação de supercomputador da NASA Dá ao público a oportunidade de ver de perto a realidade que distorce a influência destes objetos cósmicos, mostrando como seria viajar através do horizonte de eventos de um buraco negro supermassivo com massa equivalente a 4,3 milhões de sóis.
“As pessoas perguntam frequentemente sobre isto, e simular estes processos difíceis de imaginar ajuda-me a ligar a matemática relativística às consequências reais no universo real”, explicou o astrofísico da NASA Jeremy Schnittman do Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland. Trabalhei na criação de visualizações. “Então simulei dois cenários diferentes, um em que a câmera – ocupando o lugar de um ousado astronauta – perde o horizonte de eventos e retorna com o estilingue, e outro em que cruza a fronteira, determinando seu destino.”
Você já se perguntou o que acontece quando você cai em um buraco negro?
Graças a uma nova visualização imersiva produzida no supercomputador da NASA, estamos começando #BlackHoleWeek Com uma descida hipotética no horizonte de eventos – o ponto sem retorno para o buraco negro: https://t.co/aIk9MC1ayKpic.twitter.com/CoMsArORj4
As simulações foram projetadas por Schnittman e pelo colega cientista da NASA Brian Powell usando o supercomputador Discover localizado no Centro de Simulação Climática da NASA. De acordo com a agência, um laptop típico levaria cerca de uma década para realizar a enorme tarefa, mas os 129 mil processadores do Discover foram capazes de compilar as visualizações em apenas cinco dias, usando apenas 0,3% de seu poder computacional.
A singularidade no centro das simulações foi criada para ter a mesma massa do buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea, conhecido como Sagitário A* (Sgr A*). Como explicou Schnittman, o tamanho surpreendente de um buraco negro supermassivo poderia ser vantajoso para os astronautas, ajudando-os a sobreviver até o ponto em que o intrépido explorador passar pelo horizonte de eventos, momento em que serão dilacerados através de um processo conhecido como espaguetização. .
“O risco de espaguete é muito maior para pequenos buracos negros equivalentes à massa do nosso Sol”, disse Schnittman num email ao IGN. Para eles, as forças das marés destruiriam qualquer nave espacial normal muito antes de esta atingir o horizonte. Para buracos negros supermassivos como Sagitário A*, o horizonte é tão grande que parece plano, assim como um navio no oceano não corre o risco de “cair no horizonte”, embora pudesse facilmente cair sobre uma cachoeira na superfície do oceano. água. Um pequeno rio.”
O astrofísico da NASA continuou: “Para calcular o ponto exato de virar espaguete, usamos a força de um corpo humano típico, que provavelmente não suportaria mais de 10 gramas de aceleração, então este é o ponto em que anunciamos a destruição de a câmera.” . “Para Sagitário A*, isso corresponde a apenas 1% do raio do horizonte de eventos. Em outras palavras, a câmera/astronauta cruza o horizonte e depois sobrevive 99% do caminho até a singularidade antes de ser dilacerada ou queimada. pela radiação extrema, mas isso é uma história para outro dia.
Quanto ao que o intrépido explorador realmente verá quando mergulhar em um dos bolsões mais escuros do universo? Pois bem, como o próprio nome sugere, a singularidade no centro de qualquer buraco negro é impossível de observar diretamente, devido ao facto de a sua gravidade impedir que até a própria luz escape do horizonte de eventos ao passar por ele. No entanto, os astrônomos Nós somos Capaz de observar a massa brilhante de material extremamente quente que rodeia o buraco negro, que se estabelece num disco plano à medida que é inexoravelmente puxado em direção ao horizonte de eventos.
As visualizações de supercomputadores da NASA revelam com detalhes requintados como a massa de 4,3 milhões de sóis poderia distorcer radicalmente a luz de um disco de acreção plano. Cada simulação começa observando o buraco negro a uma distância de cerca de 400 milhões de milhas. A partir daqui, o efeito da gravidade do leviatã cósmico já pode ser observado, pois ele manipula a luz do disco para enquadrar a parte superior e inferior do horizonte de eventos, ecoando a aparência do buraco negro “Gargantua” visto no filme Interestelar de 2014, de Christopher Noland.
À medida que o voo continua, o efeito do buraco negro supermassivo intensifica-se para criar um caleidoscópio de linhas de fotões mutáveis, que se tornam cada vez mais finas à medida que o astronauta se aproxima e passa através do horizonte de eventos.
A NASA carregou várias versões das simulações para YouTubeincluindo um vídeo de 360 graus do YouTube que dá liberdade aos espectadores Vamos olhar ao redor enquanto eles caem nos poços cósmicos mais profundosou alternativamente, Viajar para escapar da atração insaciável da exclusividade. Alguns dos vídeos também mostram informações sobre a perspectiva da câmera e como efeitos relativísticos, como a dilatação do tempo – um fenômeno no qual o tempo passa em velocidades diferentes para diferentes observadores, dependendo de onde eles estão e da velocidade com que se movem – afetariam uma pessoa enquanto eles se movem. aproximar-se da singularidade.
Confira este artigo do IGN para obter uma explicação sobre o que é a dilatação do tempo e como ela pode ser uma dor de cabeça para futuros astronautas que exploram estrelas distantes. Para mais notícias sobre astronomia, por que não ler sobre uma explosão estelar única na vida que deve ser visível da Terra ainda este ano, ou aprender como milhões de jogadores do Frontiers estão listados coletivamente como autores de um estudo científico previamente revisado.
Anthony é um colaborador freelance que cobre notícias de ciência e videogames para o IGN. Ele tem mais de oito anos de experiência cobrindo desenvolvimentos inovadores em vários campos científicos e não tem tempo para enganar você. Siga-o no Twitter @BeardConGamer
