Curso Einstein no Terceiro Milênio

E3M – 2013

 

ANUNCIAMOS AOS LEITORES DESTE BLOG

SOBRE A POSSIBILIDADE/CONDIÇÕES PARA A ABERTURA  DE UMA NOVA TURMA DO CURSO E3M EM 2013.

ESSA INFORMAÇÃO VISA BUSCAR MASSA CRÍTICA QUALIFICADA PARA FAZERMOS A OFERTA DE TURMA, EM PRINCÍPIO NA UFMG-CAMPUS PAMPULHA. INFORMAMOS QUE  JÁ EXISTE UM RAZOÁVEL NÚMERO DE PEDIDOS PARA REALIZAÇÃO DO CURSO EM DATA AINDA NÃO DEFINIDA, POSSIVELMENTE ÀS TERÇAS-FEIRAS. OS INTERESSADOS EM RECEBER INFORMAÇÕES PRIVADAS SOBRE UMA EVENTUAL DATA DE INÍCIO DEVERÃO ENVIAR UM E-MAIL PARA persiano@fisica.ufmg.br

com o assunto “Curso Einstein 2013″

informando ainda, nome, escolaridade,dados profissionais, telefone de contato e MOTIVAÇÃO para fazer o curso

 

=programa=

CURSO DE EXTENSÃO/ATUALIZAÇÃO pelo CENEx-ICEx com CERTIFICADO-UFMG, com 30 h-aula

Adaptado para estudantes e profissionais de nível superior de qualquer área do conhecimento ou universidade

O curso aborda com profundidade e elegância praticamente todos os assuntos da Física Contemporânea que permeiam a Ciência, Tecnologia e Cosmologia do Século XXI. Trata-se de um curso voltado para pessoas que apreciam a beleza e harmonia do Universo e querem entender o funcionamento do micro e do macrocosmos.

Com demonstrações em sala e laboratório, animações, argumentos estéticos e rudimentos de matemática, o curso apresenta de modo simples, e ao mesmo tempo profundo, o que é e quais são as questões fundamentais da Mecânica Quântica (Princípio da Incerteza, ondas de matéria, realidade não local – ver palestras das aulas 3 e 8), as Teorias da Relatividade Restrita e Geral (curvatura do espaço-tempo, conversão da massa em energia, o mecanismo da gravidade, buracos negros – ver palestra da aula 5), a Física Nuclear (fusão e fissão nuclear – ver palestra da aula 6), VI Cosmologia Moderna (Big Bang, buracos negros, energia e matéria escura – Expansão Acelerada do Universo e temas de grande atualidade – ver palestra da aula 7). Este e outros assuntos, como a base que dá suporte à micro- e nano-eletrônica desta e das próximas décadas -ver visita a laboratórios- serão vistos em detalhe e com muita elegância.

São 8 aulas com duração de 3,5 horas incluindo teoria (prof. Aba) e palestras por convidados como o Prof. Alaor Chaves, Carlos Heitor Fonseca, Carlos Henrique Monken, Fernando Augusto Batista, Maria Cristina Soares, Wagner Rodrigues, dentre outros, que discorrem sobre temas desde os buracos negros, passando pelas tempestades solares e a discussão atual da Realidade não-localizada (assunto do mais recente Prêmio Nobel de Física).

mais informações e inscrições, entrar em contato com o coordenador, prof Aba Cohen Persiano

PROGRAMA PROPOSTO*

CURSO EINSTEIN NO TERCEIRO MILÊNIO-UFMG

I- DOS POVOS PRIMITIVOS AO SÓLIDO EDIFÍCIO DA FÍSICA CLÁSSICA

1- Preâmbulo – porque centralizar os estudos na figura de Einstein?

2- Pré-História: a natureza vista por nossos ancestrais.

3- A Escola Grega: 2000 anos de influência Aristotélica

4- O Renascimento – Copérnico – Kepler – Galileu

5- Isaac Newton e 200 anos de desenvolvimento da Física Clássica

II- IMPASSES DA FÍSICA CLÁSSICA: SURGE A FÍSICA MODERNA

1- Impasses quanto ao muito rápido e ao muito pequeno.

2- Albert Einstein: alguns dados biográficos – ate 1905.

3- 1905 – o Ano Miraculoso

4- (i) O Movimento Browniano (ii) O Efeito Fotoelétrico

5- Inconformismo, liberdade de pensamento e ousadia.

6- Palestra convidada: “Física Atômica e a Radiação do Corpo Negro”

III- OUTRAS CONTRIBUIÇÕES DE EINSTEIN

Física Quântica X Mecânica Quântica

1- A Mecânica Quântica: Fundamentos e o quantum de luz

2- Ondas de matéria e a Mecânica Ondulatória: O formalismo de Schrödinger

3- O Princípio da Incerteza – emaranhamento e não-localidade

4- Avanços da Física Contemporânea – micro- e nano-eletrônica

5- Palestra convidada: “Einstein, um solitário defensor da Física Quântica”

IV- TEORIA DA RELATIVIDADE ESPECIAL (TRE)

1- Postulados da Teoria da Relatividade Restrita .

2- Quebrando conceitos absolutos: a dilatação do tempo.

3- A contração do espaço / a ‘expansão da massa’.

4- Massa e Energia.

5- Exemplos aplicados

6- Visita ao Laboratório de Microanálises

V – A TEORIA DA RELATIVIDADE GERAL (TRG)

1- Referenciais acelerados e a gravidade.

2- A curvatura do espaço-tempo, provas experimentais.

3- O paradoxo dos irmãos gêmeos.

4- O “peso” da luz.

5- Exemplos através de analogias.

6- Palestra convidada: “Os buracos negros”

VI – EINSTEIN ANTES E DEPOIS DA FAMA

1- As resistências às propostas revolucionárias de Einstein;

2- O êxito da Teoria Geral: Surge um novo ídolo;

3- Einstein e a bomba atômica;

4- Elementos de Física Nuclear – I: a fissão nuclear;

5- Movimentos pela paz;

6- A busca por uma Teoria de Unificação;

7- Palestra convidada: “A Corrida Nuclear”

VII UM PASSEIO PELA COSMOLOGIA MODERNA

1- Modelos do universo pós-Teoria da Relatividade Geral;

2- A Lei de Hubble e o Big Bang;

3- A formação e a evolução do universo;

4- Elementos de Física Nuclear – II: a fusão nuclear;

5- Os buracos negros;

6- O Universo – como o vemos hoje;

7- Palestra convidada: “Tempestades Solares”

VIII – FRONTEIRAS DA CIÊNCIA

1- Interdisciplinaridade e fronteiras entre as ciências;

2- Pontos em aberto;

3- Pontos de contato entre outras áreas do conhecimento;

4 – Até onde conseguimos chegar?;

5 – Comunicações voluntárias dos alunos E3M sobre temas livres;

6- Palestra convidada: Emaranhamento Quântico (tema do Nobel-2012)

7- Mini Palestras de inscritos no curso, discussão final; distribuição dos certificados aos alunos regulares

* NOTA: Por razões fortuitas, há possibilidade de alterações de ordem ou palestras deste programa. Caso você tenha alguma dúvida ou queira algum esclarecimento, deixe um comentário no espaço apropriado abaixo ou nos envie um e-mail, que responderemos com satisfação.

 

A Real Academia Sueca de Ciências divulgou hoje (3a-feira, 09/10/2012) os nomes dos laureados com o Prêmio Nobel de Física de 2012. Desta vez os escolhidos foram  o francês Serge Haroche e o americano David Wineland, que trabalham com átomos interagindo com cavidades e íons em armadilhas, realizando experimentos de ótica e informação quântica. Os pesquisadores dividirão o prêmio de 8 milhões de Coroas Suecas, cerca de 1,2 milhões de US$.

A importância de seus trabalhos se liga aos avanços que os dois pesquisadores realizaram na direção da Computação Quântica, uma vez que operaram (manipularam e mediram) sistemas quânticos de baixíssima dimensionalidade SEM MODIFICAR SEUS ESTADOS. Este é um  requisito necessário para a abertura de tecnologias em substituição à atual forma de computação, usando os já quase ultrapassados BITS. No caso, os QUBITS (ou bits quânticos) serão utilizados no futuro da Ciência da Computação, após esgotarem as possibilidades -em termos dimensionais- de se armazenar informações do tipo “0 ou 1″ características dos BITS tradicionais.

Essa linha de pesquisa em óptica quântica vem crescendo muito nos últimos anos e o Departamento de Física da UFMG, onde estamos lotados, mantém um importante e produtivo grupos de pesquisa nessa linha.

 

PARA SABER MAIS SOBRE ESTE E OUTROS TEMAS DE FÍSICA MODERNA VISITE O PRÓXIMO POST EM QUE ANUNCIAMOS O CURSO

“EINSTEIN NO TERCEIRO MILÊNIO” CUJAS AULAS SE INICIAM EM 09/10/12.

 

clique aqui para aprender mais sobre assuntos correlatos

sobre o Boson de Higgs (em 03 e 04/07/12) ver abaixo  

Conforme anunciamos ontem (03/07/12 ver a partir do parágrafo abaixo) o CERN divulgou nesta 4a-feira o anuncio da mais forte evidencia quanto à existencia de uma partícula bosonica (spin inteiro) com massa da ordem de 130 vezes a massa do próton, a qual, apresenta certeza de 4,9 sigma (um fator de segurança em que 5 sigma é o limite em física para se garantir “que realmente existe”, com certeza de 99.9999%). Desta forma o anuncio tanto pelo grupo ATLAS quanto pelo CMS do LHC nos dão a quase certeza de que  a tão procurada partícula foi finalmente achada. No parágrafo abaixo tecemos comentários sobre a fala (ontem) do Joe Incandela, preparando-se para o anuncio de hoje. Por ter sido um furo de reportagem que a imprensa mundial percebeu antes mesmo do anuncio de hoje, deixo o texto de ontem como referencia. Boa leitura para todos e podem acreditar nas palavras de Incandela pois mais que a sua emoção, ele está coberto de grandes certezas. O texto em ingles está mais abaixo.

— X —

O físico experimental Joe Incandela da Universidade da California – Santa Barbara deverá anunciar nesta 4a-feira 04/07/12 (portanto amanhã) parte dos resultados das pesquisas que sua equipe realiza no CMS-CERN (Compact Muon Solenoid) um dos dois mais importantes experimentos em andamento no LHC (Large Hadron Collider) do CERN na busca pelo boson de Higgs. Neste video ele dá uma entrevista (ou, mais corretamente, ensaia o que dizer em uma entrevista) -de modo ainda reticente sobre A DESCOBERTA REAL (mas bastante provável) da tão procurada partícula- na qual ele faz diversas afirmativas sobre o surpreendente impacto que tal descoberta e/ou suas consequências irá representar para a Física. Em suas palavras, a abrangência de tal descoberta (se realmente confirmada) ou seus desdobramentos se estenderá ao entendimento das entranhas do espaço-tempo que em suas palavras ganha um tom dramático ao mencionar a possibilidade de investigarmos “as mais profundas partes do tecido do Universo”, algo realmente significante por sua profunda ligação com a Teoria da Relatividade Geral elaborada por Einstein há 97 anos, e intimamente ligado aos fenômenos gravitacionais. Assista acima a (esse ensaio de) entrevista ou clique aqui.

Se você mora na região de Belo Horizonte e se interessa  pela Física Contemporânea, incluindo este assunto, o mecanismo da gravidade segundo Einstein, Mecânica Quântica e muito mais, clique aqui e leia sobre o curso “Einstein no Terceiro Milênio” com certificado da UFMG – aberto a estudantes e profissionais de nível superior de qualquer área do conhecimento ou Universidade

O texto da fala de Joe Incandela pode ser lido (em ingles) no próximo parágrafo:

Extraido do The Telegraph -03/07/2012“

“Joe Incandela, the CMS Spokesperson, on CMS progress on the search for the Higgs Boson, 4 July 2012:

We’ve observed a new particle. We have quite strong evidence that there’s something there. Its properties are still going to take us a little bit of time. But we can see that it decays to two photons, for example, which tells us it’s a boson, it’s a particle with integer spin. And we know its mass is roughly 100 times the mass of the proton. And this is very significant. This is the most massive such particle that exists, if we confirm all of this, which I think we will.

And this is very, very significant. It’s something that may, in the end, be one of the biggest observations of any new new phenomena in our field in the last 30 or 40 years, going way back to the discovery of quarks, for example. We see very, very strong evidence of the decay to two photons, and a very very narrow peak in the distribution. We see also the evidence of the decay to two Z-particles, which are like heavy photons, in this particular theory of elementary physics. And then we’ve studied the number of other channels that have reported, but these are less sensitive and are therefore less conclusive at the moment. But we are very excited. I’m extremely tired at the moment, so I may not appear to be as excited as I really am, but the significance of this observation could be very very great.

It could be ultimately seen that its properties are very consistent with the Standard Model Higgs, or it could be found out that its properties don’t exactly match the predictions for the Standard Model. And if that’s the case, then we have something really quite profound here. It could be a gateway, if you like, to the next phase of exploring the deepest fabric of the universe, which is pretty profound when you think about it.

And the other thing I would like to say is that obviously all of this is extremely preliminary. What we’ve looked for is a few grains on a beach, in one sense. I did some calculations, and if you replaced every event, every collision of the beams that we’ve scanned or had take place in our experiment over the last two years, if you let each one of those be represented by a grain of sand, you’d have enough sand to fill an Olympic-sized swimming pool. And the number of events that we’ve collected that we claim represent this observation are on the order of tens, or dozens. So it’s an incredibly difficult task, and it takes a lot of care and cross-checking. We’re re-calibrating, and we’ll have better results, even on the current data, when we release at the end of the month. But it’s very exciting.” Extraido do The Telegraph em 03/07/2012

Na 3a-feira, dia 05/06/2012 Vênus realizará seu último trânsito -no presente século- diante so Sol. Esse nome “Trânsito de Vênus” é um fenômeno que acontece quando o planeta fica alinhado entre a Terra e o Sol. Como a órbita de Vênus (e também de Mercurio) ter raio menor que o da Terra, esse alinhamento nos permite enxergar o mesmo passando diante do Sol. O Trânsito deste anos se iniciará às 19:10h (horário de Brasilia) e terminará às 04:49 do dia 06/06/2012. Infelizmente será noite no Brasil, exceto no extremo oeste brasileiro. Nem por isto perderemos o espetáculo, já que a NASA irá transmitir ao vivo as cerca de 7 horas de trânsito, observado a partir de diversos pontos do planeta. a transmissão mais completa será feita por observações feitas do Hawai.

Para assitir ao vivo o Trânsito de Vênus, entre o site da NASA clicando aqui.

È importante informar que o fenômeno ocorre aos pares a cada século; o outro trânsito que forma par com o de 2012 ocorreu em 2004. O próximo trânsito ocorrerá em 2117, ou seja, daqui ha 105 anos. Observações espectrais da auréola de Vênus, atravessada pela luz solar, poderá nos dar informações adicionais e preciosas sobre a composição da atmosfera do planeta.

Em comemoração ao 133^o aniversário de nascimento de Albert Einstein, que foi celebrado dia 14/03/12, a HUJI -Hebrew University of Jerusalem – Israel, disponibilizou ontem para consultas online cerca de 80.000 imagens de documentos pertencentes à coleção que a mesma mantém, referente à vida e obra do cientista que tanto revolucionou nosso mundo. Dentre os milhares de documentos científicos, incluindo discussões sobre o conteúdo energético embutido na matéria/massa (E=mc²) há também correspondencias que Einstein trocou com sua 1^a esposa, Mileva Maric, seu grande amigo Michele Besso, Max Planck e outros personagens famosos, há também correspondências trocadas com amantes e mesmo com pessoas pouco conhecidas de sua história. Einstein deu importante apoio à HUJI que ajudou a fundar na década de 1920 e que hoje desenvolve projetos científicos da mais alta relevância para a Humanidade em todas as áreas do conhecimento, da Física à Medicina. O acervo contendo os principais documentos originais produzidos por Albert Einstein estão em cofres da HUJI. Há também documentos importantes, correspondentes à literatura científica (papers) que Einstein consultou ao longo de sua vida, que estão depositados no Weitzman Institute, também em Israel. 

para ter acesso aos documentos online clique aqui

Este é o segundo post de autoria do professor Alaor Chaves -Departamento de Física-UFMG- que publicamos sobre as estratégias de mecanismos altruístas adotadas por diferentes grupos (racionais ou não)  que acabam levando à  otimização das condições de preservação/auto-sustentação dos respectivos  agrupamentos. No primeiro trabalho o autor utiliza argumentos de natureza genética e cálculos estatísticos para ponderar ações altruista quanto à sua eficiência na preservação de grupos geneticamente relacionados. No presente tabalho, intitulado “Altruísmo Recíproco”, o prof Alaor amplia o conceito para grupos não necessariamente relacionados geneticamente.  Nos exemplos a Teoria dos Jogos é empregada para avaliar situações como a de dois (ou mais) personagens -como prisioneiros cujas penas podem depender de terem comportamentos com maiores ou menores doses de altruísmo ou egoísmo,  para avaliar diferentes possibilidades no benefício individual e/ou do grupo como um todo.

Clique aqui e assista a APRESENTAÇÃO Altruismo Recíproco

 Os interessados em entrar em contato com o professor Alaor poderão enviar um e-mail para alaor@fisica.ufmg.br A apresentação está no formato ppt e, em sendo utilizada em alguma exibição, deverá ser feita na integralidade, preservando-se a autoria.

Neste e no próximo post publicamos dois trabalhos produzidos pelo professor Alaor Silvério Chaves, relacionados às estratégias de otimizar a busca pela propagação/perpetuação de grupos biológicos. No primeiro artigo intitulado  ”Altruismo de Parentes”, o autor reune teorias de diversos autores de diferentes áreas, da Matemática à Biologia, para tratar do processo de auto-sustentação de grupos geneticamente relacionados (pais, irmãos, primos)  em que, aplicando argumentos genéticos e da Teoria dos Jogos, mostra as razões de natureza altruista que garantem ou não a auto-preservação do gen familiar. No segundo trabalho (próximo post) o autor trata do altruismo recíproco, envolvendo grupos/colônias não necessariamente interligadas por laços genéticos.

Clique aqui e veja a apresentação ppt “Altruísmo de parentes”

Para ver o primeiro trabalho -em powerpoint- disponível para apresentações integrais preservando a autoria, clique no título acima. No caso de questionamentos, convites dirigidos ao autor para apresentações, sugestões, favor entrar em contato com o mesmo: alaor@fisica.ufmg.br

This post was written after fruitful discussion I had at the Hebrew University of Jerusalem with Professor Igal Galili, on the Modern Physics concepts of Weight, Inertia and Gravity.

The more we become conscious of Einstein’s Theories of Relativity (TRs) the more we get amazed with the harmony and the interconnection of the elements in Nature. In the Special Theory of 1905, Einstein showed that an observer “A” at rest perceives the dimensions of space and time of an inertial* material body “B” (* with constant velocity “v” relative to “A”), with a shrinking of space in the direction of “v” and an expansion of time. This happens as a consequence of the invariance of the speed of light “c” for all observers and the attempts in vain to “B” to achieve or even notice any change in “c” due to their relative motion.  This is easily demonstrable and any high school student can understand and also deduce the contraction (or expansion) Lorentz’s Factor gamma, γ = {1 / [1 – (v/c)²]^1/2}. I take this as known and if you are not familiar to this, you can read any TR introductory text to realize how easy this is. Between 1907 and 1915, Einstein spent eight years building something more complex: the General TR, valid for accelerated referentials. In my post “Understanding What Gravity Is” you can read about the relation between gravity/acceleration and both space contraction and time expansion, using a thought experiment proposed originally by Einstein (a material spinning disc) to explain the space-time effects caused by gravitaty. Such a space-time distortion can be understood as a bi-univocal cause/consequence of acceleration. Under this point of view the acceleration of gravity, in the Earth for instance, must be seen as a space-time radial gradient, with dimentions of m/s² in its long range neighborhood, proportional to 1/r², not a force as Newton proposed in the 17^th Century.

The Earth’s circumference is contracted by about 9.3 mm

 

The connection between gravity and  the inertial mass comes as follows: Let´s first explore the concept of inertia of a resting body as the tendency of any material object to resist being moved (accelerated) out from its rest position in space-time: You can see the planet’s space contraction, perpendicular to g, and the time expansion in the Earth’s vicinity as a kind of “grabbing action” of the planet (actually of any material body) into the Universe’s space-time framework -it creates a dimple or a kind of nest in space-time- in order to keep itself inertially at rest. Like a belt that you fasten to hold yourself in the car’s or in the airplane’s seat. When compared to a mass/gravity-free referential, the Earth or any material object shrinks the space and expands the time in its neighborhood as a mechanism of inertia trying to stand still. Note that according to the GTR the reduction of the Earth’s circumference “C” assuming the approximation of a constant density through its  ~6,378 Km radius is ΔC=2πGM/3c^{2 #}, that corresponds to only ~ 9.3 mm shrinking, if compared to the circumference of the same planet without inertia (gravity) or ΔC/C_o ~ 0.23 nanometer per meter – this together with the time expansion at the sea level (relative time delay Δt/t_o = GM/Rc^{2  #}  of about 0.70 ns per second if compared with a clock set in a zero gravity referential – at the center of the Earth for example) producing a space-time deformation gradient with metrical units of m/s² that is enough to generate our gravitational field g = 3(ΔC/C_o)c²/R = (Δt/t_o)c²/R = 9.8m/s². The more massive is the object, the stronger it sets itselg into spacetime; this makes absolutely natural the conceptual fusion of “inertial mass ≡ gravitational mass”, without any possibility of questioning. In other words, the larger is the inertial fixation of a body into space-time, the larger is the space-time deformation that means the gravitational field or gravity well.  Under this point of view, the energy associated to the “inertia of movement”, corresponding to the tendency of a material body “B” to keep a constant velocity “v” relative to an observer “A”, can be seen as both: kinetic energy of “B” relative to “A” as well as a source of gravitational waves with Doppler Effect forwards (shorter gravitational wavelengths) and backwards (larger gravitational wavelengths) when measured by “A”. As both gravity and inertia are interconnected (actually they are different manifestations of the same thing), this article’s title could be changed to “How Gravity Creates Inertia” or “Inertia is Gravity” without changing in its full meaning.

# G=Gravitational constant = 6.67 x 10^-11m³Kg^-1s^-2 ; R= Earth’s radius = 6.37 x 10 ⁶ m; M = Earth’s mass,=5.97x 10²⁴ Kg; c= speed of light in vacuum = 3 x 10⁸m/s

I would like to thank Professor Galili for suggesting me to write this essay on Modern Physics Concepts and would appreciate the comments of my readers.

Prof . Aba Cohen Persiano

Departamento de Física-UFMG, Brazil

persiano@fisica.ufmg.br

TEXT IN ENGLISH

PARA O TEXTO EM PORTUGUÊS, VER ABAIXO

click here to see Kip Thorne’s and Hawking’s recorded lectures

Unfortunately Hawking had some heath problems in the day and send a recorded lecture

Intel in association with the Centre for Theoretical Cosmology at the University of Cambridge promotes on January 8, 2012 the symposium “The State of the Universe” to celebrate the 70th birthday of Stephen Hawking, University of Cambridge / Trinity College, one of the most known theoretical physicists of the present.

Special lectures are scheduled, given by Hawking himself as well as by several distinguished scientists. Among them are: Professor Saul Perlmutter of the University of California / Berkeley, one of the most famous physicist and winner of the Nobel Prize in Physics in 2011 for his contribution in the study of the accelerated expansion of the Universe, Lord (Martin) Rees of the University of Cambridge / Trinity College, astrophysicist and cosmologist best known for his studies of quasars, black holes in addition to his theory holding anthropic correlations on the known “Rees numbers”; another speaker at the symposium is Professor Kip Thorne of Caltech , one of  the most prominent astrophysicists and responsible for today’s refined studies on applications of the General Theory of Relativity to cosmological issues, currently developing studies on the detection of gravitational waves.

The pre-seminar activities starting on the 5th January have the presentation of scientific papers by researchers who talk about the state of the art on Cosmology. A commemorative ceremony will be broadcast live through Internet from 12:00 pm-Brasilia-time (14:00 pm England time) on Sunday, January 8th. To access just click here. Check first if your computer is equipped with all necessary resources, otherwise you can download the applications. The pre-seminar is also under internet broadcast.

We wish a long and productive life to Hawking, as he does always, to you all, our readers, I hope we have excellent lectures. If you can not watch live, I reserved this space here to link to the recorded lectures.

 —X—

 em clique aqui e assita as palestras gravadas de Kip Thorne e de Steven Hawking 

Hawking não compareceu pessoalmente, por problemas de saude e apresentou a palestra gravada antecipadamente 

A Intel em associação com o Centro de Cosmologia Teórica da Universidade de Cambridge promove no dia 08 de janeiro de 2012 o Simpósio “O Estado do Universo” em comemoração ao 70⁰ aniversário de Stephen Hawking, Universidade de Cambridge/Trinity College, um dos mais celebres físicos teóricos da atualidade.

Estão programadas palestras especiais proferidas pelo próprio Hawking assim como por diversos palestrantes ilustres. Dentre eles estão: o professor Saul Perlmutter da Universidade da Califórnia/Berkeley, físico dos mais renomados e um dos laureados com o Prêmio Nobel de Física de 2011 por sua contribuição nos estudos da expansão acelerada do Universo; Lord (Martin) Rees da Universidade de Cambridge/Trinity College, astrofísico e cosmólogo dos mais conhecidos por seus estudos sobre quasares, buracos negros em adição à sua teoria, de cunho antrópico, sobre os conhecidos “Números de Rees”; outro palestrante do simpósio é o Professor Kip Thorne, do Caltech, dos mais proeminentes astrofísicos da atualidade e responsável por estudos refinados sobre aplicações da Teoria da Relatividade Geral a questões cosmológicas, desenvolvendo atualmente estudos sobre a detecção de ondas gravitacionais.

As atividades pré-seminário se iniciaram no dia 05/01 com a apresentação de trabalhos científicos por pesquisadores da área que falam sobre o estado da arte da Cosmologia. A cerimônia comemorativa tem transmissão ao vivo pela internet a partir das 12:00hs -horário de Brasilia- (14:00hs horário da Inglaterra) do domingo, dia 08/01  Para acessar basta clicar aqui. Verifique antes se seu computador está dotado de todos os recursos necessários; do contrário, poderá baixar os aplicativos.  O pré-seminário também está sendo transmitido.

Desejamos uma longa e sempre produtiva vida ao Hawking; a todos os nossos leitores que possamos assistir a excelentes palestras. Caso você não possa assistir ao vivo, reservei este espaço aqui para lincar às palestras gravadas.

Este blog foi acessado por um leitor que buscava pelos termos “toneladas de energia… o Sol…” e chegou aqui provavelmente dirigido ao post “Toneladas de água no ar“, onde calculamos a massa de nuvens cúmulos-nimbus na atmosfera. A recente consulta me leva a calcular quantas toneladas de matéria são convertidas em energia radiante (luz e calor) no Sol a cada segundo e a cada dia e quanto disto (também no equivalente “toneladas de matéria convertida em energia”) chega ao nosso planeta, provenientes do Sol.

O cálculo é uma aproximaçao bem fácil de ser feita:

A potencia solar que chega à superfície da Terra na forma de luz e calor é da ordem de 1400 Watts/ m²  (ou Joules/segundo)/ m²  que ao longo de 1 dia (60  x 60  x 24 s/dia) corresponde a 1,2 x 10⁸ Joules/ m².

Como a seção de choque da Terra (área da Terra exposta perpendicularmente à radiação solar) é π R², com R ~  6 mil Km (ou ~ 6 milhões de metros), isto corresponde a um total de 1,1 x 10¹⁴ m² (não usei a área do hemisfério iluminado pois os 1400 W/ m² correspondem à incidencia de topo e o hemisfério, mesmo tendo maior área, apresenta diferentes ângulos de recepção da energia solar).

Assim, em 24 horas a Terra recebe uma quantidade de energia

E1=  (1,2 x 10⁸Joules/ m²dia) x (1,1 x 10¹⁴m²) ~ 1,3×10²²J/dia

A energia gerada no Sol decorre do processo de fusão nuclear de conversão do hidrogenio (H) em hélio (⁴He) onde ocorre uma redução da massa num fator de ~1/140 do valor original -ver abaixo- que corresponde à liberação de energia na proporção E=m c²  (m é a massa convertida em energia e c é a velocidade da luz no vácuo) como proposto por Einstein.

Apenas uma fração da massa-solar-convertida (que calculo mais abaixo) chega ao nosso planeta. O montante em Kg que atinge a superfície da Terra é facilmente calculado, dividindo-se a energia recebida em 1 dia por c² ; assim:

 m = E/ c² = ~ (1,3 x 10²²J/dia) / (9 x 10¹⁶J/Kg) = 1,4 x10 ⁵ Kg /dia

(NOTE QUE INTERESSANTE: como o dia tem quase ~10 ⁵ s => ~ 1,5 kg/s)

dentro dessa perspectiva vemos que o desaparecimanto/conversão energética de apenas 1,5 Kg do Sol a cada segundo é suficiente para manter o planeta aquecido mantendo o pulso da vida, movimentos atmostéricos, correntes marítimas etc… o que vem acontecendo ao longo das diversas eras geológicas

desta forma,  a cada dia nossas cabeças são bombardeadas (a superfície do planeta recebe) ~140 mil Kg (140 toneladas) de energia – Este valor é em Kg mesmo! É óbvio que (1) a radiação solar não tem massa e as toneladas expressas acima são apenas um equivalente (em massa)  da enorme quantidade de energia que o Sol despeja por dia sobre nós; (2) a energia que chega ao topo da atmosfera é ainda maior pois parte é absorvida – já que usamos a potencia solar média na superfície. Esta é a fonte primária de praticamente toda a energia  (exceto a nuclear) que utilizamos: hidroelétrica, eólica, marés, lenha/carvão vegetal, alcool, petróleo/carvão mineral….

Agora finalizo calculando a perda (conversão) de massa nas reações 4H →  ⁴He para então chegar ao número de toneladas que o Sol, como um todo, perde no mesmo período de 1 dia.

Reação 4H → ⁴He:

massa antes da reação = 4 x 1,0075 u.m.a (onde u.m.a = unidade de massa atômica =1,66 x 10^-27  Kg)

massa após a reação = 4,0013  u.m.a

variação da massa em decorrência da fusão (4,0013 – 4,0300) u.m.a = – 0,0287 u.m.a ou seja ~(1/140) da massa original “desaparece” (ou melhor, se transforma em energia)

A reação do Deutério + Tritio (²H +  ³H)  → ( ⁴He + 1n) é mais realistica , pois os passos de fato não são tão diretos como mostrado mais acima, e neste caso a última reação converte 1/146 da massa original; no entanto o ponto de partida é o próton.

Para chegar à energia total liberada pelo Sol a cada segundo e depois a cada dia, farei uma simplificação, suponho que não ocorra perda de energia pelo caminho, que é razoável pois o vácuo na região é elevado e, assim estendo os 1400 W/m² no entorno de toda a esfera centrada no Sol e que passa pela Terra (Raio = 150 milhões de Km ou R_Sol-Terra = 1,5 x 10¹¹ m

E2 = Energia fluindo pela esfera (inicialmente em 1 segundo) = (4 π R²) x 1400 W/m² , correspondentes a (2,8 x 1o²³m²) x (1400 W/m² ) ~4 x  1o²⁶J /segundo

dividindo essa energia por  c²  encontraremos a massa solar “perdida” (convertida em energia a cada segundo = 4,4 x 10⁹  Kg , ou seja 4,4 bilhões de Kg/segundo !!!, que em 1 dia corresponde a 3,8 x 10¹⁴  Kg, massa solar que deixa de existir na forma material diariamente. Apenas a fração de 140 toneladas, na forma de energia, chega até nós.