Gravitação quântica

Gravidade Quântica: é o campo da física teórica que busca unificar a teoria da mecânica quântica, a qual descreve três das forças fundamentais, com a relatividade geral, a teoria da quarta força fundamental: gravidade. O desafio final de alguns é um arcabouço unificado de todas as forças fundamentais — uma teoria do tudo.

Muito da dificuldade em se fundir estas teorias origina-se das hipóteses radicalmente diferentes que estas teorias utilizam para explicar como nosso universo funciona. Enquanto a teoria de campo quântico baseia-se em campo de partículas embutidas no espaço-tempo da relatividade restrita, a relatividade geral modela a gravidade como uma curvatura no espaço-tempo que afeta o movimento das massas.
Perspectiva histórica: Historicamente, tem havido duas reações à aparente inconsistência da teoria quântica com a necessária independência-básica da teoria da relatividade geral. A primeira é que a interpretação geométrica da relatividade geral não é fundamental, mas surge qualitativamente de alguma teoria mais primordial. Isto é explicitado, por exemplo, no livro-texto clássico de Steven Weinberg Gravitation and Cosmology. Um ponto de vista oposto é que a independencia-fundo é fundamental, e que a mecânica quântica necessita ser generalizada por parâmetros onde não foi especificado, a priori, o tempo. O ponto de vista geométrico está exposto no texto clássico Gravitation, de Misner, Wheeler e Thorne.

Os dois livros, editados por gigantes da física teórica, expressam visões completamente opostas do significado da gravitação. Foram publicados quase simultaneamente no inicio de 1970. A razão foi que um impasse tinha sido alcançado, uma situação que levou Richard Feynman (que por si mesmo tinha feito importantes tentativas para compreender a gravitação quântica) a escrever, em desespero, "Lembre-me de não voltar a mais nenhuma conferência de gravitação" em uma carta para sua esposa no inicio de 1960.

Progressos foram alcançados nas duas frentes, conduzindo, em 2004, à teoria das cordas por um lado, e por outro lado à gravitação quântica em loop.

A incompatibilidade entre mecânica quântica e relatividade geral: Harmonizar a teoria da relatividade geral, que descreve a gravitação e suas aplicações em estruturas de larga-escala (estrelas, planetas e galáxias) com a mecânica quântica, que descreve as outras três forças fundamentais atuando em escala microscópica é, atualmente, um dos maiores problemas da física teórica.

Uma lição fundamental da relatividade geral é que não existe um referencial preferencial para o espaço-tempo, como exposto na mecânica Newtoniana e na relatividade restrita, ou seja, a geometria do espaço-tempo é dinâmica. Apesar da fácil aceitação em princípio, esta idéia é de difícil compreensão no que tange à relatividade geral, e suas conseqüências são profundas, mas não totalmente exploradas, mesmo ao nível clássico.

Em um certo sentido, a relatividade geral pode ser vista como uma teoria relacional, na qual a única informação física relevante é a relação entre diferentes eventos no espaço-tempo.

Por outro lado, a mecânica quântica possui uma dependência desde sua concepção de estrutura (não-dinâmica) de fundo. No caso da mecânica quântica, o tempo é dinâmico e não determinado, como na mecânica clássica newtoniana. Na teoria quântica de campo relativística, tal como em uma teoria clássica de campo, o espaço-tempo Minkowski é fixado no arcabouço da teoria.

A teoria das cordas, foi concebida como uma generalização da teoria quântica de campo onde, ao invés de partículas pontuais, objetos parecidos com cordas propagam-se num arcabouço de espaço-tempo fixo. Embora a teoria das cordas tenha origem no estudo do confinamento de quark e não da gravitação quântica, foi logo descoberto que o seu espectro contem o graviton, e que a "condensação" de certos modos vibracionais da corda é equivalente à modificação do arcabouço original.

A Teoria quântica de campo (não-Minkowskian) curvado, embora não seja uma teoria quântica da gravidade, tem mostrado que algumas hipóteses da teoria quântica não podem ser consideradas sob espaço-tempo curvo. Em particular, mesmo a noção quântica de vácuo depende do caminho que o observador segue através do espaço-tempo (veja efeito Unruh). Também, o conceito de campo parece ser mais fundamental que o conceito de partícula (o qual surge como um meio conveniente para descrever interações localizadas). Este caminho, contudo, não é livre de controvérsia, sendo contrário à forma como a teoria quântica de campo foi desenvolvida por Steven Weinberg no livro Quantum Field Theory.

A gravitação quântica de loop é fruto de um esforço para formular uma teoria quântica independente do arcabouço. A teoria quântica de campo topológica fornece um exemplo de teoria quântica independente do arcabouço, mas com nenhum grau de liberdade local, e somente com finitos graus de liberdade globais. Isto é inadequado para descrever a gravidade em 3+1 dimensões, na qual mesmo no vácuo têm-se graus de liberdade locais de acordo com a relatividade geral. Em 2+1 dimensões, contudo, a gravidade é uma teoria de campo topológica que teve sua quantização bem sucedida de várias maneiras, incluindo redes de spin.

Há três outros pontos de tensão entre a mecânica quântica e a relatividade geral.

Primeiro, a relatividade geral prediz uma quebra de paradigma nas singularidades, e a mecânica quântica se tornaria inconsistente nas vizinhanças das singularidades.

Segundo, não está claro como determinar o campo gravitacional de uma partícula se, em relação ao princípio da incerteza de Heisenberg da mecânica quântica, a localização e velocidade não podem ser conhecidas com precisão absoluta.

Terceiro, há uma tensão, mas não uma contradição lógica, entre a violação da desigualdade de Bell na mecânica quântica, a qual indica uma influência superluminal, e a velocidade da luz como uma velocidade limite na relatividade. A resolução destes dois primeiros pontos deve vir de uma melhor compreensão da relatividade geral

Buraco Negro V

Buraco Negro IV

Buraco Negro III.

Continuação.

Buraco Negro II.

Os buraco negros se formam quando uma estrela comprime o seu nucleo e não aguenta o tanto de energia liberada, então dai que se forma o buraco negro e suga toda a energia da estrela, com isso, a uma explosão de raios gama que pode aniquilar vários planeta, se a Terra estivesse no caminho de uma explosão dessa, seria queimada toda.

Buracos Negros- parte 1

Os buraco negro são as parte mais misteriosa do universo, então esses viceos vai fazer vocês entenderem um pouco sobre eles.

Buracos Negros.

Pode-se dizer que o buraco negro são os reis do universo, porque a sua gravidade é tanta que nem planeta, estrela ou mesmo galáxia escapam dessa força extrema. A velocidade da luz pode ser grande, mas não consegue escapar do buraco negro é engolida rápidamente é por isso que muitos cientistas falam que nem a luz escapa. Então, tem esse nome por causa que a luz não tem escapatória. E com isso eu colocarei alguns vídeos para vocês saberem realmente como se forma um buraco negro o que acontece se engolir um planeta , e etc.

Einstein-Campo unificado.

Teoria do campo unificado"
Em física, uma "teoria do campo unificado" é um tipo de teoria de campo que permite que todas as forças fundamentais entre partículas elementares sejam descritas em termos de um único campo. Não há ainda nenhuma teoria do campo unificado aceita, e este assunto permanece como um campo aberto para pesquisa. O termo foi cunhado por Albert Einstein que tentou unificar a teoria da relatividade geral com o eletromagnetismo. Uma teoria de tudo é muito próxima da teoria do campo unificado, mas difere por não exigir que sejam campos a base da natureza, e também por tentar explicar todas as constantes físicas da natureza.
Campos e partículas: História Em 1821 Hans Christian Oersted descobriu que correntes elétricas exerciam força sobre ímãs, e em 1831, Michael Faraday descobriu que campos magnéticos variáveis no tempo podiam induzir correntes eletricas. Até então, eletricidade e magnetismo eram entendidos como fenômenos não relacionados. Em 1864, James Clerk Maxwell publicou seu famoso texto sobre uma teoria dinâmica do campo eletromagnético. Este foi o primeiro exemplo de uma teoria que foi capaz de unir duas teorias de campo anteriormente separadas (eletricidade e magnetismo) e criar uma teoria unificada do eletromagnetismo.
Progressos modernos:Em 1963, o físico americano Sheldon Glashow propôs que a Força nuclear fraca e a eletricidade e o magnetismo poderiam ser descritas em uma teoria parcial do campo unificado, uma teoria eletrofraca. Em 1967, o físico paquistanês Abdus Salam e o estadunidense Steven Weinberg independentemente revisaram a teoria de Glashow colocando as massas das partículas W e Z a partir de quebra simétrica espontânea através do mecanismo de Higgs. Esta teoria unificada é governada pela troca de quatro partículas: o fóton, para interações eletromagnéticas, e uma partícula Z neutra e duas partículas W carregadas para a interação fraca. Como resultado da quebra por simetria espontânea, a força fraca se torna de curto alcance e os bósons Z e W adquirem massas de 80.4 e 91.2 GeV / c2, respectivamente. Esta teoria obteve apoio experimental quando da descoberta das correntes neutras fracas em 1973. Em 1983, os bósons Z e W foram produzidos pela primeira vez no CERN pela equipe de Carlo Rubbia.
O estado atual das teorias do campo unificado: A Gravidade ainda não foi incluída com sucesso em uma teoria de tudo. Tentativas de combinar o graviton com as interações forte e eletrofraca levam a dificuldades fundamentais (a teoria resultante não é renormalizável). Os físicos teóricos ainda não formularam uma teoria consistente que combine a relatividade geral com a mecânica quântica. A incompatibilidade entre as duas teorias permanece um problema de primeira ordem no campo da física. Alguns físicos teóricos atualmente acreditam que uma teoria quântica da relatividade geral talvez necessite de outros referenciais teoricos além da teoria de campos, tais como Teoria das cordas ou Geometria quântica. Uma promissora teoria de cordas é a da corda heterótica, que consegue ligar a gravidade e as outras três forças de forma aparentemente firme. Outras teorias de cordas não unificam as três forças com a gravidade de forma tão apropriada. A geometria quântica, aparentemente, não liga as forças eletrofraca e forte à gravitacional, e se assim for, falhará como uma teoria do campo unificado.

Universo-Estrela da Morte-parte 5 final

Tem uma estrela que está bem procima de nós a "bhito-dhus" que está localizada na constelação de ORION a cerca de 500 anos-luz. Muitos cientista acredita que ela está diminuindo o seu tamanho e que já encolheu cerca de 15 % e com a explosão que ela causar não atingirar a Terra porque ela tem um escudo protetor e ao explodir esse escudo não deixará os raios gama se expandir ou espalhar por toda a galaxia o problema não é essa estrela e sim a fonte de energia da Terra o Sol que está cada vez mais brilhante e em cerca de meio bilhão de ano a Terra ficará tão quente que a água irá evaporar e depois disto o Sol irá se expandir transformando em gigante vermelha ela não explodirar porque não é massiça o suficientemente e transformará em super-nova.

Universo-estrela da morte-parte 4

Essa continuação do "O Universo-Estrela da Morte-parte 4", mostra que todas as estrela tem duas fases em sua vida, a primeira é quando ela nasce da nebulosa e a segunta é quando passa para a anã-branca: que é quando ela perde toda sua potência de radiação, e tem outras que sua massa começa a se comprimir e se transformar em super-nova com explosão de raios gamas.
Mas, tem estrélas que pode se transformar em Neutro e que pode vagar por toda galáxia. Não tem perigo só se elas encontrar uma parceira e juntar-se causando uma grande explosão, os cientista acredita que tem dois tipo de explosão a curta e a longa, a curta é causada quando a uma explosão entre dois neutrino que pode durar dois segundo a longa é causada quando à uma explosão em uma estrela massiça. Essas estrela de neutro pode ser um perigo para terra, podendo se locomover em 100 km/s e tirar a terra de ôrbita do sistema solar, podendo vagar pela galáxia sem a energía necessária para a sobrevivência.

Universo-estrela da morte-parte 3

Este video mostra o que aconteceria se uma estrela da morte que está à 8 mil ano-luz dintante de nós, ela liberaria uma quantidade de raios gama que destruiría a camada de ozônio. E também fala um pouco sobre a galáxia estrela da morte que libera uma quantidade de raios gama e que já faz 2 milhôes de anos dessa liberação e os pesquisadores acredita que essa energia liberada seja ilimitado e que um dia a via-Lactea e a galáxia Adromeda irão se juntar formando uma nova galaxia que iria ser chamado galáxia estrela da morte.

Universo-Estrela da Morte parte 2

Esta é a segunda parte que todos estavam esperando:UNIVÉRSO-ESTRELA DA MORTE-PARTE 2.

Física-Teoría da Relatividade-Albert Einstein

A Teoria da Relatividade é a denominação dada ao conjunto de duas teorias científicas: a Relatividade Restrita (ou Especial) e a Relatividade Geral.

A Relatividade Especial é uma teoria publicada em 1905 por Albert Einstein, concluindo estudos precedentes do matemático francês Henri Poincaré e do físico neerlandês Hendrik Lorentz, entre outros. Ela substitui os conceitos independentes de espaço e tempo da Teoria de Newton pela ideia de espaço-tempo como uma entidade geométrica unificada. O espaço-tempo na relatividade especial consiste de uma variedade diferenciável de 4 dimensões, três espaciais e uma temporal (a quarta dimensão), munida de uma métrica pseudo-riemanniana, o que permite que noções de geometria possam ser utilizadas. É nessa teoria, também, que surge a ideia de velocidade da luz invariante.

O termo especial é usado porque ela é um caso particular do princípio da relatividade em que efeitos da gravidade são ignorados. Dez anos após a publicação da teoria especial, Einstein publicou a Teoria Geral da Relatividade, que é a versão mais ampla da teoria, em que os efeitos da gravitação são integrados, surgindo a noção de espaço-tempo curvo.
Postulados da relatividade1. Primeiro postulado (princípio da relatividade)

As leis que governam as mudanças de estado em quaisquer sistemas físicos tomam a mesma forma em quaisquer sistemas de coordenadas inerciais.

Nas palavras de Einstein:

"...existem sistemas cartesianos de coordenadas - os chamados sistemas de inércia - relativamente aos quais as leis da mecânica (mais geralmente as leis da física) se apresentam com a forma mais simples. Podemos assim admitir a validade da seguinte proposição: se K é um sistema de inércia, qualquer outro sistema K' em movimento de translação uniforme relativamente a K, é também um sistema de inércia."

2. Segundo postulado (invariância da velocidade da luz )

A luz tem velocidade invariante igual a c em relação a qualquer sistema de coordenadas inercial.

A velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os observadores em referenciais inerciais e não depende da velocidade da fonte que está emitindo a luz nem tampouco do observador que a está medindo. A luz não requer qualquer meio (como o éter) para se propagar. De fato, a existência do éter é mesmo contraditória com o conjunto dos fatos e com as leis da mecânica.

Apesar do primeiro postulado ser quase senso comum, o segundo não é tão óbvio. Mas ele é de certa forma uma consequência de se utilizar o primeiro postulado ao se analisarem as equações do eletromagnetismo. Através das transformações de Lorentz pode-se demonstrar o segundo postulado.

Porém, é necessário dizer que Einstein, segundo alguns, não quis basear a relatividade nas equações de Maxwell, talvez porque entendesse que a validade destas não era ilimitada. Isto decorre da existência do fóton, o que tacitamente indica que as equações de campo previstas por Maxwell não podem ser rigorosamente lineares.

Consequências da relatividade especialA: relatividade especial tem consequências consideradas bizarras por muitas pessoas. Esta opinião é perfeitamente compreensível, pois estas consequências estão relacionadas a comparações entre observadores movimentando-se a velocidades próximas à da luz, e o ser humano não tem nenhuma experiência com viagens a velocidades comparáveis à velocidade da luz. Eis algumas das consequências:

O intervalo de tempo em um referencial em movimento em relação a um observador externo parece ser, para este, maior que o seu próprio intervalo de tempo. Explicando melhor, se um fenômeno periódico que no referencial de um dado observador inercial ocorre com um período T parece ocorrer em um período T' maior num referencial inercial movendo-se em relação a este.
Eventos que ocorrem simultaneamente em um referencial inercial não são simultâneos em outro referencial em movimento relativo (falta de simultaneidade).
As dimensões de objetos medidos em um referencial podem ser diferentes para um outro observador em outro referencial em movimento. Se um corpo está em movimento ao longo de um eixo, a dimensão do corpo ao longo deste eixo parecerá menor do que quando o mesmo corpo estiver parado em relação ao referencial do observador (contração dos comprimentos). "Einstein, acreditava que com essa teoría conseguiría contruir uma máquina para viajar no tempo, mas ele também acreditava que se o homem conseguir-se entrar em um buraco negro iría parar em outra dimensão ou em um universo paralêlo.

Esta é a formula que Einstein construiu sobre a teoria da relatividade.