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Um vácuo gigante divide o universo?

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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.

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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.

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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.

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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

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Podemos estar errados sobre o T.Rex novamente, diz novo estudo: ScienceAlert

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Podemos estar errados sobre o T.Rex novamente, diz novo estudo: ScienceAlert

Droga fraca ou músculo inteligente? fim de discussão Tiranossauro Rex A inteligência continua, com novas pesquisas inclinando-se para a teoria original de que estes temíveis gigantes não eram tão inteligentes.

Em 2023, um polêmico estudo sugere a existência de um dos dinossauros mais famosos do mundo. tiranossauro Rexpoderiam ser tão inteligentes quanto os macacos modernos, o que levanta muitas dúvidas por parte de outros pesquisadores que agora colocaram suas receitas na mesa.

“A possibilidade disso Tiranossauro Rex “Talvez ele fosse tão inteligente quanto um babuíno, o que é ao mesmo tempo fascinante e assustador, e tivesse o poder de reinventar a nossa visão do passado.” Ele explica Paleontólogo da Universidade de Southampton, Darren Naish. “Mas o nosso estudo mostra como todos os dados que temos contradizem esta ideia.”

Liderado pelo zoólogo Kai Kaspar do Universidade Heinrich Heine na AlemanhaO novo estudo descobriu que as medições do tamanho do cérebro no estudo de 2023 eram imprecisas, inflacionando as estimativas de quantos neurônios um réptil pré-histórico poderia caber em sua cabeça, especialmente no cérebro. Cérebro anterior.

Esta superestimação deveu-se principalmente às suposições do artigo original Tiranossauro Rex O cérebro preenchia a maior parte do espaço dentro do crânio, o que não acontece na maioria dos dinossauros, Naish Ele explica em uma postagem no blog.

A relação entre o cérebro e a massa corporal em vertebrados terrestres. Dinossauros como Tiranossauro Rex Eles têm proporções de tamanho cérebro-corpo semelhantes às dos répteis vivos. (Gutiérrez Ibáñez)

Além disso, Caspar e os seus colegas argumentam que o número de neurónios não corresponde de forma fiável à inteligência. Tomemos como exemplo os pássaros – durante muito tempo assumiu-se que o tamanho pequeno da sua cabeça significava que tinham menos neurónios e, portanto, não eram muito inteligentes.

Mas desde então aprendemos que aves como os corvos podem superar os primatas em algumas tarefas cognitivas, apesar do pequeno tamanho das suas cabeças, levando à conclusão de que outros factores para além do tamanho do cérebro, como os padrões de conectividade, desempenham um papel maior na determinação da inteligência.

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“Argumentamos que não é uma boa prática prever a inteligência em espécies extintas quando o número de neurônios reconstruídos a partir de fungos endofíticos é tudo o que temos para prosseguir.” Ele diz Kasper.

Em vez disso, são necessárias múltiplas linhas de evidência, desde a anatomia até às evidências sobre o comportamento e mais comparações com animais modernos para fazer estimativas mais precisas sobre a inteligência pré-histórica.

“É necessária uma compreensão significativamente melhorada da relação entre o número de neurônios e outras variáveis ​​biológicas, especialmente o desempenho cognitivo, nos animais existentes”, antes que previsões mais precisas possam ser feitas, disse a equipe. argumentar em seu artigo.

Árvore das relações entre répteis, dinossauros e pássaros, bem como a complexidade de seus cérebros
As relações entre grupos de répteis, além de representarem a complexidade de seus cérebros, mostram que os cérebros dos tiranossauros não diferiam muito dos dos crocodilianos. (Caspar et al., Registro anatômico2024).

Então, onde isso deixa? Tiranossauro Rex?

Evidências comportamentais recentes sugerem que os notórios répteis pré-históricos podem ter sido surpreendentemente sociais, Caça em matilhasMas isso não é suficiente para indicar o nível de inteligência dos primatas.

“Eles pareciam crocodilos gigantes e inteligentes, o que é igualmente notável.” Ele termina Bom.

Esta pesquisa foi publicada em Registro anatômico.

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Seu corpo precisa de três formas de movimento todas as semanas

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Seu corpo precisa de três formas de movimento todas as semanas

Inscreva-se na série de boletins informativos Fitness, But Better da CNN. Nosso guia dividido em sete partes ajudará você a adotar uma rotina saudável, com apoio de especialistas.



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Caminhar ganhou a reputação de ser uma forma de exercício excelente e acessível, acessível a muitas pessoas, e dezenas de estudos mostram que essa atividade popular também traz inúmeros benefícios à saúde.

Dar pelo menos 2.300 passos por dia reduz o risco de morte por doenças cardiovasculares, segundo o jornal britânico “Daily Mail”. Um estudo É publicado na edição de 2023 do European Journal of Preventive Cardiology.

Além disso, exercícios com levantamento de peso, como caminhada, ajudam a prevenir a osteoporose, segundo noticiou o site “healthline”. Outro estudo Publicado na revista Nature Scientific Reports.

No entanto, alguns especialistas nas áreas de saúde e preparo físico enfatizam que, embora caminhar seja certamente bom para a saúde e o preparo físico, não é um exercício de alta qualidade. Uma dessas especialistas é Melissa Boyd, personal trainer certificada e treinadora da Tempo, plataforma online de treinamento pessoal. Boyd mora em São Francisco.

“Nossas vidas se tornaram tão ocupadas – nos movimentamos, ficamos sentados o dia todo e ficamos exaustos à noite – que mesmo uma curta caminhada faz você se sentir como se tivesse feito algo grande e apressado”, disse Boyd. “Mas caminhar é, na verdade, um movimento essencial que seu corpo precisa para funcionar bem e para ajudar em coisas como circulação e digestão, além de aliviar o estresse.”

Para ajudar seus clientes a entender melhor por que caminhar diariamente não lhe dará um corpo de praia – no qual muitos deles acreditam, graças a muitos influenciadores das redes sociais – e discute os três tipos de movimento que são benéficos para a saúde e a boa forma em geral.

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O primeiro é o movimento que seu corpo necessita ou necessita todos os dias, como caminhar, alongar-se e curvar-se. Em segundo lugar, o movimento desportivo, que pode praticar várias vezes por semana para melhorar a sua condição física ou treinar para praticar algum desporto. Terceiro, um movimento social que você faz para se divertir ou para se conectar com outras pessoas, como dançar ou jogar vôlei.

“É importante pensar no movimento nessas diferentes categorias porque não se movimentar o dia todo se tornou normal”, disse Boyd. “Nossas vidas são muito sedentárias e muitos de nós tentamos sair dos déficits de movimento. Mas o exercício é diferente do movimento físico.

Caminhar é ótimo, mas é apenas uma forma de movimento unidirecional, e nossos corpos precisam de mais para estar funcionalmente aptos, disse o Dr. Carl Serino, cirurgião de medicina esportiva do HSS Orthopedics da Stamford Health em Connecticut.

As pessoas usam os músculos e tendões do corpo para ajudar em todas as flexões, torções e giros que fazem no dia a dia, por isso precisam ser trabalhados e alongados em muitas direções diferentes, disse Serino. Ele disse que ioga e Pilates são atividades muito eficazes e saudáveis ​​nesse sentido.

“O alongamento também é muito fácil e é algo que você pode fazer ao acordar e antes de dormir”, disse Serino.

Ter músculos soltos e flexíveis também significa que você terá mais equilíbrio e estabilidade, o que ajuda a prevenir quedas e lesões em todas as atividades físicas, disse ele. Também é uma boa ideia aumentar a frequência cardíaca algumas vezes por semana para a saúde cardiovascular.

O ideal é criar um plano que inclua movimentos diários de “valor”, como caminhada e alongamento, com algum trabalho cardiovascular, treinamento de força e atividade social ao longo da semana, disseram os dois. No entanto, isso pode parecer opressor para muitos.

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Dividir todos esses movimentos diferentes em lanches de treino é uma maneira de inserir os movimentos que seu corpo precisa, disse Boyd.

“Talvez consiga uma plataforma para caminhar e faça algumas de suas reuniões enquanto caminha lentamente na plataforma”, disse ela. “Talvez toda vez que você for ao banheiro faça 20 agachamentos, ou toda vez que pegar água, faça 10 flexões de parede. Se você conectar esses lanches de exercícios a outra coisa que já faz, poderá criar um hábito. ” “Tive grande sucesso com isso.”

Boyd também incentiva seus clientes a encontrar uma forma de movimento que gostem e que não pareça exercício, como jogar kickball ou pickleball. Dessa forma, você se divertirá e será sociável enquanto fica em forma.

Sereno concorda. “Vemos crianças aqui na medicina esportiva cujos pais querem que joguem beisebol, mas eles não querem”, disse ele. “É a mesma coisa com os exercícios. Você precisa encontrar algo interessante e fácil – talvez uma atividade que seus amigos estejam fazendo – e usar isso como base para construir bons hábitos.

Comece devagar e construa a partir daí

Boyd disse que repensar os exercícios como os movimentos regulares que seu corpo precisa para funcionar, se exercitar e socializar também pode ser uma forma de se dar permissão para reservar tempo para se exercitar.

Também é útil ter em mente que a criação de um plano de exercícios não requer uma grande mudança imediata em seu estilo de vida. Na verdade, é melhor começar lentamente com pequenos e novos segmentos de movimento.

“O que geralmente vejo é que as pessoas gostam da maneira como isso as faz sentir”, disse Boyd. “Então, quanto mais fortes ficam, mais querem se mover. Movimento inspira movimento.”

Melanie Radziecki McManus Escritor freelance especializado em caminhadas, viagens e fitness.

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Explorando o “desequilíbrio cósmico” na gravidade

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Explorando o “desequilíbrio cósmico” na gravidade

Os investigadores estão a propor uma modificação à teoria da relatividade geral de Einstein, sugerindo uma “falha cósmica” que torna a gravidade ligeiramente mais fraca ao longo de vastas distâncias cósmicas. Esta modificação pode ajudar a explicar alguns fenómenos não explicados no universo. Crédito: SciTechDaily.com

Estamos um passo mais perto de compreender os mistérios nos confins do universo.

Um grupo de pesquisadores em Universidade de Waterloo A Universidade da Colúmbia Britânica descobriu um possível “desequilíbrio cósmico” na gravidade do universo, o que explica o seu estranho comportamento a nível cósmico.

Nos últimos 100 anos, os físicos confiaram na teoria da “relatividade geral” de Albert Einstein para explicar como a gravidade funciona em todo o universo. A relatividade geral, comprovada por inúmeros testes e observações, indica que a gravidade afeta não apenas três dimensões físicas, mas também uma quarta dimensão: o tempo.

“Este modelo de gravidade tem sido essencial para tudo, desde endoscopia a grande explosão Robin Wynn, autor principal do projeto, recém-formado em física matemática em Waterloo, disse:

Desafios em escala global

“Mas quando tentamos compreender a gravidade no nível cósmico, no nível dos aglomerados de galáxias e além, encontramos contradições claras com as previsões da relatividade geral. É como se a própria gravidade tivesse parado completamente de corresponder à teoria de Einstein. Chamamos isso de contradição. uma 'falha cosmológica'.” “A gravidade se torna cerca de 1% mais fraca ao lidar com distâncias de bilhões de anos-luz.”

Durante mais de vinte anos, físicos e astrónomos têm tentado criar um modelo matemático que explique as aparentes contradições na teoria da relatividade geral. Muitos destes esforços foram empreendidos em Waterloo, que tem uma longa história de investigação gravitacional de ponta resultante da colaboração interdisciplinar contínua entre matemáticos aplicados e astrofísicos.

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Contexto histórico e esforços de pesquisa

“Há quase um século, os astrónomos descobriram que o nosso Universo está a expandir-se”, disse Niayesh Afshordi, professor de astrofísica na Universidade de Waterloo e investigador do Instituto Perimeter.

“Quanto mais distantes as galáxias estão, mais rápido elas se movem, até o ponto em que parecem estar se movendo quase à velocidade da luz, o máximo permitido pela teoria de Einstein. Nossas descobertas sugerem que a teoria de Einstein, nessas mesmas escalas, também pode. ser inadequado.”

Modificando a teoria de Einstein

O novo modelo de “falha cosmológica” da equipe de pesquisa modifica e amplia as fórmulas matemáticas de Einstein de uma forma que resolve a inconsistência de algumas medições cosmológicas sem afetar os usos bem-sucedidos existentes da relatividade geral.

“Pense nisso como uma nota de rodapé à teoria de Einstein”, disse Wen. “Depois de chegar ao Reino Cósmico, os termos e condições se aplicam.”

“Este novo modelo pode ser apenas a primeira prova do quebra-cabeça cósmico que estamos começando a desvendar no espaço e no tempo”, disse Afshordi.

O estudo, intitulado “Uma falha de gravidade universal”, aparece em Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas.

Referência: “Cosmic Gravity Glitch” por Robin Y. Wen, Lucas T. Herget, Niayesh Afshordi e Douglas Scott, 20 de março de 2024, Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas.
doi: 10.1088/1475-7516/2024/03/045

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