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quarta-feira, 18 de julho de 2012

Elementar, meu caro Watson...

Partículas elementares
Demócrito disse "Existem átomos".




Contudo a matéria não é só formada por átomos mas, também, pelos seus constituintes. O núcleo de um átomo é formado por neutrões e protões. Á volta deste encontra-se a nuvem eletrónica, onde "viajam" eletrões a velocidades incalculáveis.

Átomo
Contudo, a viagem ao coração da matéria não termina no núcleo, nem tão pouco nos seus constituintes, os protões e os neutrões. No interior destas duas partículas ainda existem os quarks. Existem seis tipos de quarks: "up","down","strange","charm","top" e "bottom". Estes nomes curiosos não correspondem, no entanto, às caraterísticas das partículas.
Os quarks são partículas algo originais, mesmo para o estranho mundo das partículas subatómicas. A carga elétrica que transportam, por exemplo, é uma fraçao da carga do eletrão (2/3 ou 1/3, consoante o tipo de quark).
O protão é constituído por dois quark "up" e um quark "down", enquanto que no interior do neutrão há dois quarks "down" e quark "up". Existem ainda os leptões, divididos em seis tipos, sendo o eletrão o mais conhecido. O muão e a partícula tau, muito semelhantes ao eletrão, são também leptões, assim como os neutrinos, partículas desprovidas de carga elétrica. Destes últimos, existem três tipos: o neutrino eletrónico, neutrino muónico e neutrino tauónico.
O  mundo das partículas é, portanto, uma simetria perfeita: 6 quarks para um lado ("up","down","estranho","charme","bottom" e "top") e 6 leptões para outro (eletrão, muão, tau, e os três tipos de neutrino). São estes doze ingredientes que constituem toda a matéria do universo conhecido. Mas bastam apenas três para formar os átomos de Demócrito (embora para Demócrito os átomos fossem partículas indivísiveis): os eletrões e os quark "up" e "down", que constituem os protões e os neutrões.


A Geração da Matéria - Quarks e leptões existem em 3 grupos distintos.  Cada um  desses grupos  denomina-se  geração de partículas de matéria. Uma geração contém um exemplar de quarks e leptões de cada tipo de carga. Cada nova geração é normalmente mais pesada que a anterior. Toda a matéria visível no Universo é feita da primeira geração de partículas - quark up, down e eletrões. Isto porque todas as partículas da segunda e terceira geração de partículas são instáveis e decaem, tornando-se partículas da primeira geração estável.



Bibliografia: "A Matéria", Enciclopédia Pedagógica Universal, 1ºVolume, Matosinhos, QUIDNOVI ,2002
http://klaus-blaze.blogspot.pt

domingo, 8 de julho de 2012

Meu querido Universo, o que queres ser quando fores grande?...

A maioria das pessoas conhece a teoria do Big Bang, proposta pela primeira vez pelo padre e cosmólogo belga George Lemaître (1894-1966), em 1927. De acordo com o modelo do Big Bang, à cerca 13,7 mil milhões de anos houve uma grande e explosão e o espaço iniciou-se a partir de um estado extremamente quente e denso, que começou e se continua a expandir atualmente. Se esta teoria estiver correta as galáxias estão neste momento a afastar-se uma das outras, e continuarão assim indefinitivamente.


Este esquema ilustra a expansão de uma parte do Universo plano. Como podemos observar, ao longo da sequência de planos, as galáxias vão-se gradualmente afastando umas das outras.  








Ficheiro:Universe expansion2.png

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Universe_expansion2.png


Podemos também imaginar, segundo esta teoria, a expansão do Universo como um balão com pontos marcados na sua superfície. À medida que enchemos o balão este dilata e os pontos vão-se afastando uns dos outros.




Destinos possíveis...
No entanto, o futuro do Universo é tema de bastante controvérsia. Irá este envelhecer e morrer, ou expandir-se-á indefinitivamente?! Não se sabe ao certo, mas  há várias teorias acerca do futuro deste...
Os debates acerca do futuro do Universo costumavam centrar-se em duas alternativas- o "Big Crunch" e o "Big Chill". A entrada em cena da energia escura parece ter excluído o Big Crunch, mas abriu a porta a duas novas teorias. 
Estão aqui apresentados os  quatro cenários possíveis...

O Big Crunch
No cenário do Big Crunch, a gravidade do Universo é mais forte que a força transmitida pelo Big Bang, e então a expansão abranda, pára e depois inverte-se. O Universo fica cada vez mais quente e denso, e desaba novamente numa singularidade. Isto pode dar origem a um novo Universo!
 
 
O Universo contrai-se depois de ter chegado a um diâmetro máximo. O  Universo em contração aquece, formam-se buracos negros e este desaba numa singularidade.



O Big Chill
No caso de um Big Chill, a quantidade de matéria é pequena demais para que a gravidade pare a expansão. O Universo continua a expandir-se, mas cada vez mais devagar. As galáxias desintegram-se, as estrelas apagam-se e finalmente os átomos decaem nas suas partículas constituintes.


O Big Chill Modificado
Se a energia escura do Universo se mantiver constante, então o ritmo de expansão irá aumentar constantemente, vencendo a força da gravidade e afastando as galáxias cada vez mais umas das outras. O derradeiro destino do Universo, apesar disso, continuaria a ser um Big Chill.


O Big Rip
Se a força da energia escura continuar a aumentar, daqui a milhares de milhões de anos poderá superar não só a gravidade, mas também as forças entre e dentro dos átomos. A matéria seria rasgada num "Big Rip" catastrófico e o próprio tempo chegaria ao fim!





Resta-nos esperar ( isto é, se chegarmos lá) para vermos se alguma destas teorias do Futuro do Universo se  comprove. No entanto, se o Universo alguma vez "morrer" , não será de certeza um espetáculo bonito de se ver...




Bibliografia: RIDPATH, Ian, "O destino do Universo",Dorling Kindersley, Astronomia, Porto: Civilização editora, 2006