Connect with us

science

Um vácuo gigante divide o universo?

Published

on

Um vácuo gigante divide o universo?

O recente “jitter de Hubble” na cosmologia, caracterizado por medições conflitantes da taxa de expansão, levanta questões sobre o modelo cosmológico padrão. Uma nova teoria postula que um vácuo gigante e de baixa densidade poderia explicar estas discrepâncias, desafiando as visões tradicionais sobre a distribuição da matéria no Universo e sugerindo uma revisão completa da teoria da gravidade de Einstein.

Os cosmólogos propõem um vácuo gigante no espaço como solução para a “tensão de Hubble”, desafiando os modelos tradicionais e sugerindo uma revisão da teoria da gravidade de Einstein.

Um dos maiores mistérios da cosmologia é a taxa de expansão do universo. Isto pode ser previsto usando o Modelo Padrão de Cosmologia, também conhecido como Matéria escura fria lambda (ΛCDM). Este modelo é baseado em observações detalhadas de luz residual a grande explosão – A chamada radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB).

A expansão do universo faz com que as galáxias se afastem umas das outras. Quanto mais longe eles estão de nós, mais rápido eles se movem. A relação entre a velocidade galáctica e a distância é governada pela “constante de Hubble”, que é de cerca de 43 milhas (70 km) por segundo por megaparsec (unidade de comprimento em astronomia). Isto significa que a galáxia Você ganha cerca de 50.000 milhas por hora Para cada milhão de anos-luz de distância de nós.

Infelizmente para o Modelo Padrão, este valor foi recentemente contestado, levando ao que os cientistas chamam de “Tensão de Hubble.” Quando medimos a taxa de expansão usando galáxias próximas e supernovas (estrelas em explosão), ela é 10% maior do que quando previmos com base na CMB.

Vazio gigante

Representação artística do vazio gigante e das cordas e paredes que o rodeiam. Crédito: Pablo Carlos Budasi

Na nossa Novo papelOferecemos uma explicação possível: que vivemos num vácuo gigante do espaço (uma região de densidade inferior à média). Mostramos que isso pode fazer com que as medições locais sejam amplificadas pelos fluxos de matéria do vazio. Os fluxos de saída podem surgir quando regiões mais densas ao redor de um vácuo o separam, exercendo uma força atrativa maior do que a matéria de menor densidade dentro do vácuo.

READ  Cientistas alertam que o carbono está diminuindo implacavelmente na atmosfera superior da Terra: ScienceAlert

Neste cenário, precisaríamos de estar perto do centro de um vácuo com um raio de cerca de mil milhões de anos-luz e uma densidade cerca de 20% inferior à média do universo como um todo, ou seja, não completamente vazio.

Um vazio tão grande e profundo é inesperado no Modelo Padrão – e, portanto, controverso. A CMB dá uma ideia da estrutura do universo nascente, sugerindo que a matéria hoje deve estar espalhada de maneira bastante uniforme. No entanto, o número de galáxias em diferentes regiões é calculado diretamente Já está sugerido Estamos num vácuo local.

Modificando as leis da gravidade

Queríamos testar ainda mais esta ideia, combinando várias observações cosmológicas diferentes, assumindo que vivemos num grande vácuo que surgiu de pequenas flutuações de densidade em épocas iniciais.

Para fazer isso, temos modelo Não incluiu ΛCDM, mas uma teoria alternativa chamada dinâmica newtoniana modificada (Segunda-feira).

O MOND foi originalmente proposto para explicar anomalias nas velocidades de rotação das galáxias, o que levou à sugestão da existência de uma substância invisível chamada “matéria escura”. MOND sugere, em vez disso, que estas anomalias podem ser explicadas pela lei da gravitação de Newton, que falha quando a força da gravidade é demasiado fraca – como nas regiões exteriores das galáxias.

A história geral da expansão cósmica no MOND será semelhante ao Modelo Padrão, mas a estrutura (como os aglomerados de galáxias) crescerá mais rapidamente no MOND. Nosso modelo captura a aparência do universo local no universo MOND. Descobrimos que isso permitiria que as medições locais da taxa de expansão atual flutuassem dependendo da nossa localização.

Mapa de calor das flutuações de temperatura na radiação cósmica de fundo (CMB)

Flutuações de temperatura CMB: Uma imagem detalhada de todo o céu do universo nascente, criada a partir de nove anos de dados WMAP, revelando flutuações de temperatura tão antigas quanto 13,77 bilhões de anos (mostradas em variações de cores). Crédito: Equipe Científica da NASA/WMAP

Observações recentes de galáxias permitiram um novo teste crucial do nosso modelo com base na velocidade que ele prevê em diferentes locais. Isso pode ser feito medindo o que chamamos de bulk flow, que é a velocidade média do material em uma determinada bola, seja ela densa ou não. Isso varia com o raio da bola, com Notas finais uma oferta Continua Para um bilhão de anos-luz.

READ  Cientistas cultivam plantas em solo lunar pela primeira vez: ``tudo brotou'

Curiosamente, o fluxo massivo de galáxias nesta escala quadruplicou a velocidade esperada no Modelo Padrão. Também parecem aumentar com o tamanho da região em consideração, ao contrário do que prevê o Modelo Padrão. A probabilidade de que isto seja consistente com o Modelo Padrão é inferior a uma em um milhão.

Isso nos levou a ver o que nosso estudo de fluxo volumétrico previu. Descobrimos que produz muito bem corresponder Para as notas. Isto requer que estejamos bastante próximos do centro do vácuo e que o vácuo esteja mais vazio no seu centro.

Caso encerrado?

Nossos resultados chegam em um momento em que soluções comuns para o tensor de Hubble estão enfrentando problemas. Alguns acham que só precisamos de medições mais precisas. Outros acreditam que isso pode ser resolvido assumindo também a alta taxa de expansão que medimos localmente. Na verdade correto. Mas isto requer um ligeiro ajuste na história da expansão do universo primitivo para que a CMB ainda pareça correta.

Infelizmente, uma análise influente destaca sete problemas Com esta abordagem. Se o Universo se expandisse 10% mais rapidamente durante a grande maioria da história cósmica, também seria cerca de 10% mais jovem – o que contradiz a teoria prevalecente. Idades Uma das estrelas mais antigas.

A presença de um vazio local profundo e extenso nas populações de galáxias e os grandes fluxos rápidos observados sugerem fortemente que a estrutura está crescendo mais rápido do que o esperado no ΛCDM em escalas entre dezenas e centenas de milhões de anos-luz.

Aglomerado de galáxias

Esta é uma imagem do Telescópio Espacial Hubble do maior aglomerado de galáxias já visto quando o Universo tinha metade da sua idade atual de 13,8 mil milhões de anos. O aglomerado contém várias centenas de galáxias que se reúnem sob a influência da gravidade coletiva. Estima-se que a massa total do aglomerado, conforme refinado nas novas medições do Hubble, pese até 3 milhões de bilhões de estrelas como o nosso Sol (cerca de 3.000 vezes maior que a nossa Galáxia, a Via Láctea) — embora a maior parte da massa esteja escondida. Cataplasma escuro. A matéria escura está localizada na camada azul. Como a matéria escura não emite radiação, os astrónomos do Hubble mediram cuidadosamente como a sua gravidade distorcia as imagens de galáxias distantes de fundo, como um espelho de casa de diversões. Isso lhes permitiu chegar a uma estimativa abrangente da massa. O aglomerado foi nomeado El Gordo (espanhol para “o gordo”) em 2012, quando observações de raios-X e estudos cinemáticos indicaram pela primeira vez que ele era incomumente massivo para a época em que existia no início do universo. Os dados do Hubble confirmaram que o aglomerado está passando por uma fusão violenta entre dois aglomerados menores. Fonte da imagem: NASA, ESA e J. Jee (Universidade da Califórnia, Davis)

Curiosamente, sabemos que o superaglomerado El Gordo (ver imagem acima) se formou Muito cedo Na história cósmica, tem massa e velocidade de colisão tão altas que não se enquadra no Modelo Padrão. Esta é mais uma evidência de que a estrutura se forma muito lentamente neste modelo.

READ  O asteróide 'Dog-Bone' é mais estranho do que imaginávamos

Como a gravidade é a força dominante em escalas tão grandes, provavelmente precisaremos estender a teoria da gravidade de Einstein, a relatividade geral – mas apenas em escalas. Maior que um milhão de anos-luz.

No entanto, não temos uma boa maneira de medir como a gravidade se comporta em escalas muito maiores, uma vez que não existem objetos tão grandes ligados gravitacionalmente. Podemos assumir que a relatividade geral permanece válida e compará-la com as observações, mas é precisamente esta abordagem que leva às tensões extremas que o nosso melhor modelo de cosmologia enfrenta atualmente.

Acredita-se que Einstein disse que não podemos resolver problemas com o mesmo pensamento que levou aos problemas em primeiro lugar. Mesmo que as mudanças necessárias não sejam radicais, poderemos estar a ver a primeira evidência fiável em mais de um século de que precisamos de mudar a nossa teoria da gravidade.

Escrito por Indranil Panik, pesquisador de pós-doutorado em astrofísica, Universidade de St Andrews.

Adaptado de artigo publicado originalmente em Conversação.Conversação

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

science

A primeira espaçonave comercial a pousar na Lua

Published

on

A primeira espaçonave comercial a pousar na Lua

Abra o Editor’s Digest gratuitamente

Um voo espacial comercial pousou com sucesso na Lua pela primeira vez, iniciando uma nova era de exploração lunar privada.

Depois de um voo de oito dias, o módulo de pouso não tripulado da Intuitive Machines, com sede nos EUA, pousou com segurança na superfície lunar na quinta-feira, perto de seu alvo, a cratera Malapert A, perto do pólo sul da lua.

O pouso foi repleto de suspense, pois o controle da missão perdeu contato com o módulo de pouso assim que ele alcançou a superfície. Mas cerca de 15 minutos após o horário de pouso alvo, um sinal fraco foi finalmente recebido e o diretor da missão e diretor de tecnologia, Tim Crane, anunciou: “Odysseus encontrou um novo lar”.

“Odisseu está de pé e começando a transmitir dados”, acrescentou a Intuitive Machines em um arquivo correspondência Em X.

A missão marca o retorno bem-sucedido dos Estados Unidos à exploração da Lua pela primeira vez em mais de 50 anos, após o fim do programa Apollo em 1972. Este é um marco importante nos planos da NASA de enviar humanos ao pólo sul de a Lua em 2026, contando com empresas privadas para ajudar a reduzir custos de serviços como transporte, navegação e comunicações.

“Os Estados Unidos estão de volta à Lua”, disse o administrador da NASA, Bill Nelson. Hoje pela primeira vez. . . Uma empresa comercial, lançada por uma empresa americana que liderou a viagem até lá. Isto demonstra o poder e a promessa das parcerias comerciais da NASA. Que vitória!

A NASA disse que a criação de uma economia lunar comercialmente viável seria vital para a sua ambição de estabelecer uma base humana permanente na Lua e, eventualmente, em Marte.

READ  Cientistas fornecem uma 'explicação não espacial convincente' para um OVNI em forma de charuto que ultrapassou a Terra em 2017

O pouso “muda todo o paradigma da exploração planetária”, disse Thomas Zurbuchen, professor de ciências espaciais na ETH Zurique que gerenciou as missões científicas da NASA até 2022. Até agora tudo foi feito pelos governos. “Com as empresas, podemos fazer isso a um custo muito menor.”

O pouso seguro de Odysseus foi recebido com alegria no Intuitive Mission Control em Houston, Texas. Nas últimas horas, o módulo de pouso expandiu sua órbita ao redor da Lua devido a um mau funcionamento em seu sistema de navegação a laser e os engenheiros foram forçados a usar instrumentos da carga útil a bordo da NASA.

A NASA pagou à Intuitive US$ 118 milhões para transportar seis cargas científicas, incluindo instrumentos para monitorar o clima espacial da Lua e um farol de rádio para auxiliar na navegação. A empresa também carregava seis pacotes comerciais, incluindo pequenas esculturas de Jeff Koons, uma câmera para registrar o pouso e um arquivo lunar.

A sonda movida a energia solar realizará experimentos perto do pólo sul da Lua e deverá operar por cerca de 14 dias sob a luz solar. É a primeira de três missões Intuitive Machines planejadas pela NASA em preparação para a missão da agência Missões Ártemis Para o Pólo Sul lunar.

A região é rica em recursos como água gelada, que pode ser dividida em hidrogênio e oxigênio para ajudar a manter uma presença humana permanente na Lua. No ano passado, a Índia tornou-se o primeiro país a pousar uma nave espacial na região da Antártica.

O pouso suave da Intuitive ocorre pouco mais de um ano depois que a empresa foi lançada no mercado por meio de uma fusão com uma empresa de aquisição de propósito específico.

READ  SpaceX lança uma cápsula de carga Dragon para uma estação espacial, um foguete terrestre no mar

Stephen Altemus, cofundador e CEO, disse ao Financial Times que a empresa pretende, eventualmente, fornecer uma gama de serviços lunares, desde comunicações até navegação e geração de energia.

“Teremos mais dados sobre a Lua e mais compreensão”, disse ele. “Você dá o primeiro passo e depois toda uma série de atividades inesperadas e previsíveis [follow] que é aquele.”

As ações da Intuitive Machines, que caíram de sua primeira negociação em 2023 de US$ 10,03 para US$ 2,32 no início do ano, subiram acentuadamente nas últimas semanas, à medida que a missão avança em direção ao lançamento de um foguete Falcon 9 construído pela empresa SpaceX de Elon Musk. Fechou a quinta-feira a US$ 8,28, queda de 11%.

Uma tentativa de pouso lunar da Astrobotic Technology, com sede em Pittsburgh, falhou no mês passado, quando problemas com o sistema de propulsão da espaçonave levaram a uma perda massiva de combustível logo após o lançamento.

Um veículo espacial japonês não tripulado pousou na superfície lunar em janeiro passado, mas o pouso invertido dificultou a geração de energia solar, limitando sua capacidade de explorar a superfície lunar.

Vídeo: Moon Rush: Lançando a Economia Lunar | Filme FT

Continue Reading

science

Destaques do sucesso do pouso lunar da espaçonave Odysseus

Published

on

Destaques do sucesso do pouso lunar da espaçonave Odysseus

Pela primeira vez em meio século, uma espaçonave de fabricação americana pousou na Lua.

O módulo de pouso robótico foi o primeiro veículo americano a pousar na Lua desde a Apollo 17 em 1972, o capítulo final da surpreendente conquista da humanidade de enviar humanos à Lua e trazê-los todos de volta à vida. Este é um feito que não foi repetido ou mesmo tentado desde então.

O módulo de pouso, chamado Odysseus, e um pouco maior que uma cabine telefônica, chegou à região polar sul da lua às 18h23 horário do leste dos EUA na quinta-feira.

A hora do pouso chegou e passou em silêncio enquanto os controladores de vôo esperavam para ouvir a confirmação do sucesso. Era esperada uma breve pausa na comunicação, mas os minutos se passaram.

Então Tim Crane, diretor de tecnologia da Intuitive Machines, a empresa com sede em Houston que construiu o Odysseus, relatou que um sinal fraco foi detectado na espaçonave.

“É fraco, mas está lá”, disse ele. “Então preparem-se pessoal. Veremos o que acontece aqui.”

Pouco depois, anunciou: “O que podemos confirmar sem dúvida é que nossos equipamentos estão na Lua e estamos transmitindo. Então, parabéns.”

“Houston, Odisseu encontrou seu novo lar”, acrescentou mais tarde.

Mas como a capacidade de comunicação adequada da espaçonave permanece obscura, a celebração de aplausos e cumprimentos no controle da missão foi moderada.

Mais tarde naquela noite, a empresa anunciou notícias mais promissoras.

“Depois de solucionar problemas de comunicação, os controladores de voo confirmaram que o Odysseus estava de pé e começou a transmitir dados”, disse a Intuitive Machines em comunicado. “Neste momento, estamos trabalhando na correlação das primeiras imagens da superfície lunar.”

Embora este projecto fosse muito mais modesto do que as missões Apollo que levaram os astronautas a caminhar na Lua, a esperança da NASA era que pudesse ajudar a inaugurar uma era mais revolucionária: transporte ao redor do sistema solar que fosse tão económico quanto possível. Com viagens espaciais.

READ  Este robô parece uma torta e pula como uma lagarta

“Acho que é uma coisa inteligente que a NASA está tentando fazer, que é criar um ecossistema competitivo de fornecedores para atender às suas necessidades”, disse Karissa Christensen, CEO da BryceTech, uma empresa de consultoria espacial.

A Intuitive Machines é uma das várias pequenas empresas contratadas pela NASA para transportar instrumentos que realizarão o reconhecimento na superfície lunar antes do retorno dos astronautas da NASA, previsto para o final desta década.

Para a missão, a NASA pagou à Intuitive Machines US$ 118 milhões no âmbito de um programa conhecido como Commercial Lunar Payload Services, ou CLPS, para entregar seis instrumentos à Lua, incluindo uma câmera estéreo destinada a capturar a poeira levantada por Odysseus à medida que se aproximava. Receptor de superfície e rádio para medir os efeitos de partículas carregadas em sinais de rádio.

Também havia mercadorias de outros clientes, como uma câmera feita por estudantes da Universidade Aeronáutica Embry-Riddle, em Daytona Beach, Flórida, e um projeto de arte de Jeff Koons. Partes da espaçonave foram revestidas com material reflexivo fabricado pela Columbia Sportswear.

Odysseus deixou a Terra no início de 15 de fevereiro a bordo de um foguete SpaceX. Ele entrou na órbita da lua na quarta-feira.

A preparação para o pouso incluiu embaralhamento de cartas de última hora.

Depois que a espaçonave entrou na órbita lunar, a Intuitive Machines disse que pousaria na Lua às 17h30 de quinta-feira. A empresa disse na manhã de quinta-feira que a espaçonave havia se movido para uma altitude maior e pousaria às 16h24.

Na tarde de quinta-feira, o horário de pouso foi alterado novamente, com a empresa afirmando que seria necessária uma órbita adicional ao redor da Lua antes da tentativa de pouso às 18h24. Um porta-voz da empresa disse que o dispositivo laser da espaçonave, que deveria fornecer dados sobre altitude e velocidade, não estava funcionando.

READ  Preparando os astronautas para os desafios mentais e emocionais do espaço profundo

A órbita adicional permitiu duas horas para alterações no software da espaçonave para substituir um instrumento laser experimental diferente, fornecido pela NASA.

Às 18h11, Odisseu ligou seu motor para iniciar sua descida motorizada à superfície. O instrumento laser parecia funcionar como um preenchimento conveniente e tudo parecia estar funcionando até que a espaçonave ficou em silêncio por vários minutos.

O local de pouso de Odisseu foi uma área plana perto da cratera Malaparte A, cerca de 300 quilômetros ao norte do pólo sul da lua. As regiões polares da Lua têm atraído muita atenção nos últimos anos por causa da água congelada que se esconde nas sombras das crateras.

Chegar à lua provou ser uma façanha difícil. Ao contrário dos Estados Unidos, apenas os programas espaciais governamentais da União Soviética, China, Índia e Japão conseguiram colocar sondas robóticas na superfície lunar. Duas empresas – a Ispace do Japão e a Astrobotic Technology de Pittsburgh – já haviam tentado e falhado, assim como a organização sem fins lucrativos israelense SpaceIL.

Numa entrevista antes do lançamento, Steve Altemus, CEO da Intuitive Machines, disse esperar que a NASA continue a seguir uma mentalidade de orçamento lunar, mesmo que o rover Odysseus caia.

“É a única maneira de realmente avançar”, acrescentou. “E é isso que este experimento deve fazer.”

No passado, a NASA construiu sua própria espaçonave.

Antes de Neil Armstrong se tornar a primeira pessoa a pisar na Lua, a NASA enviou uma série de espaçonaves robóticas, do Surveyor 1 ao Surveyor 7, para validar técnicas de pouso e examinar as propriedades do solo lunar. Estas aterragens robóticas dissiparam os receios de que os astronautas e as naves espaciais fossem engolfados por uma espessa camada de poeira fina na superfície lunar.

READ  Astrônomos revelaram o mapa mais detalhado do asteróide Psyche até agora

Mas quando a NASA projecta e opera naves espaciais, geralmente procura maximizar as probabilidades de sucesso, e os seus projectos tendem a ser caros.

As aterragens lunares da Apollo, de 1969 a 1972, tornaram-se um modelo para um programa massivo que abordou um problema quase impossível de resolver com um orçamento quase ilimitado – o feito proverbial – enquanto o CLPS procurava aproveitar o entusiasmo e a engenhosidade de empreendedores iniciantes.

Thomas Zurbuchen, ex-diretor científico da NASA que iniciou o programa CLPS em 2018, estimou que um módulo de pouso robótico projetado, construído e operado da maneira tradicional da NASA custaria entre US$ 500 milhões e US$ 1 bilhão, ou pelo menos cinco vezes o espaço. A agência pagou pelas Máquinas Intuitivas.

A NASA espera que o capitalismo e a concorrência – com as empresas a propor abordagens diferentes – estimulem a inovação e conduzam a novas capacidades a custos mais baixos.

Mas mesmo que estas empresas tenham sucesso, enfrentam perspectivas comerciais incertas que atraem muitos clientes fora da NASA e de outras agências espaciais.

“Não está claro quem são esses outros clientes”, disse Christensen.

A Intuitive Machines tem contratos para duas outras missões CLPS, e espera-se que outras empresas também obtenham imagens da lua. A Astrobotic Technology, com sede em Pittsburgh, tem uma segunda missão: preparar-se para mover o veículo robótico da NASA para uma área sombreada onde possa haver gelo. A Firefly Aerospace, perto de Austin, Texas, tem seu módulo de pouso Blue Ghost quase pronto, mas ainda não anunciou uma data de lançamento.

Continue Reading

science

Centenas de pessoas viram uma bola de fogo disparando para o céu na noite de quarta-feira

Published

on

Centenas de pessoas viram uma bola de fogo disparando para o céu na noite de quarta-feira

Washington – Moradores de quase uma dúzia de estados e do Canadá relataram ter visto uma bola de fogo no céu na noite de quarta-feira, com alguns descrevendo-o como um evento que nunca tinham visto antes.

A American Meteor Society começou a receber relatórios Pouco depois das 18h45, um objeto brilhante cruzou rapidamente o céu.

Com base em uma série de relatórios, a associação disse que se acreditava que o que foi observado era uma bola de fogo e identificou seu caminho provável como sendo sobre a Comunidade da Pensilvânia.

O vídeo foi fornecido à FOX Weather Uma câmera de segurança em Linden, Virgínia, mostrou o meteorito brilhante, que só ficou visível por alguns segundos.

Um observador de Ohio observou que “parecia muito grande no céu e tinha um longo caminho”.

“Foi a coisa mais incrível que já vi”, declarou o residente do State College, na Pensilvânia.

Veja as coisas que os humanos deixaram para trás na lua

A NASA diz que os meteoritos que entram na atmosfera terrestre são chamados de meteoritos e, se colidirem com a Terra, ganham o nome de meteorito.

Estimativas da agência espacial 48,5 toneladas de matéria espacial atingem a Terra todos os dias, mas grande parte do material queima e não é visível.

Menos de 5% dos meteoritos sobrevivem ao atrito e a velocidades superiores a 40.000 quilômetros por hora para atingir a superfície da Terra.

Até agora, a American Meteor Society não recebeu nenhum relato de que o material espacial de quarta-feira atingiu a Terra, mas se isso aconteceu, parece que as regiões sudoeste-nordeste estavam no seu caminho.

NASA está desenvolvendo um “espanador lunar” para se livrar da poeira lunar

Diz-se que os meteoritos consistem principalmente em materiais metálicos e rochosos e seu tamanho geralmente varia de uma pedra a um punho.

Um museu no Maine ofereceu uma recompensa de US$ 25 mil pelos restos de uma bola de fogo que disparou pelo céu em abril passado, mas ninguém afirmou publicamente ter encontrado um pedaço do espaço sideral.

Especialistas planetários estimam que apenas 500 meteoritos atingem a superfície da Terra a cada ano, com menos de dez recuperados.

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023