Festa das Estrelas

O NUCLIO – Núcleo Interactivo de Astronomia, com o apoio da Câmara Municipal de Cascais, promove, no dia 29 de Junho de 2013, mais uma edição da FESTA DAS ESTRELAS, evento destinado à partilha de sucessos e experiências, entre professores e alunos, em projetos promovidos durante o ano letivo de 2012/2013. Este ano a Festa incluí também a NOITE DAS ESTRELAS, uma sessão de observação noturna junto à Praia dos Pescadores, com a iluminação pública em redor da Baía de Cascais desligada!

Nesta edição, destaca-se vários projetos dinamizados a nível nacional e internacional, como o IASC (programa internacional de pesquisa de asteróides) e o Dark Skies Rangers (sobre poluição luminosa). Este último contará com a presença da coordenadora internacional, a Dra. Constance Walker (NOAO – National Optical Astronomical Observatories).

Durante este ano letivo, várias foram as escolas que contribuíram com os seus excelentes trabalhos para uma mudança de mentalidades e a promoção da preservação do nosso céu noturno.

No programa deste ano hacerá de manhã workshops para os alunos com observação do Sol, em paralelo com a apresentação de vários projetos que foram promovidos este ano letivo nas escolas.

A tarde começa com a partilha pelos professores e alunos das suas experiências e termina com a entrega dos certificados de participação nos vários projetos.

À noite, a partir das 20h30, haverá uma série de atividades abertas a todos, nomeadamente: um concerto de músicas do mundo com os  “EVREN”, um café ciência, com Connie Walker, dedicado ao tema “As luzes que escondem as estrelas” e uma sessão de observação do céu noturno na Baía de Cascais, onde haverá um “apagão” da iluminação pública durante 1 hora.

Inscrição

O evento é de acesso livre, mas a organização solicita a inscrição dos interessados por dois motivos:

1. ter uma ideia aproximada do número de participantes por motivos logísticos;
2. recolher as contribuições (poster, trabalhos, etc) dos professores e alunos que queiram partilhar a sua experiência

A inscrição é efetuada preenchendo este formulário.

Local

O evento decorre na Casa Museu Paula Rego em Cascais.

Programa

Pode ver-se o programa no website do NUCLIO.

Kenneth Wilson

Professor Kenneth Wilson. Crédito: AP

O Físico Kenneth Wilson, que recebeu o Nobel de Física de 1982, pela “Teoria dos fenómenos críticos em conexão com as transições de fase“, faleceu em Maine (USA), no passado dia 15 de junho, aos 77.

Wilson esteve no Departamento de Física da Universidade de Cornell, quando ganhou o Nobel pela aplicação da sua investigação da física quântica às transições de fase, transformação que ocorre quando uma substância muda, por exemplo, do estado líquido a gasoso. Wilson criou uma “ferramenta” matemática chamada grupo de renormalização (RG) que é amplamente utilizada na Física.

O RG permite a investigação sistemática das mudanças de um sistema físico, como visto em diferentes escalas. Na física de partículas, ele reflete as mudanças nas leis de força subjacentes (codificada numa teoria quântica de campos), como a escala de energia em que ocorrem processos físicos variáveis, escala de comprimento, energia / momento linear, sendo efetivamente conjugados sob o princípio da incerteza.
A mudança de escala é chamada de “transformação de escala”.

A sua importância poderá ser vista neste exemplo:

Na eletrodinâmica quântica (QED), a estrutura interna de um eletrão (elétron) aparenta ser composta de um eletrão (elétron), um positrão (pósitron) e um fotão (fóton), como se verifica, em distâncias muito curtas (p.ex. nos aceleradores de partículas). O eletrão a tais distâncias curtas tem uma carga elétrica ligeiramente diferente do que o eletrão (electron) visto a grandes distâncias, e esta alteração no valor da carga elétrica é determinada pela equação grupo de renormalização.

Inicialmente aplicada à Fìsica de Partículas, o RG nos dias de hoje extende a sua utilização à Física do Estado Sólido, à Mecânica dos Fluídos, à Cosmologia e a Nanotecnologia.

Leitura recomendada (clicar para aceder):

• Quantum Electrodynamics
• QED and Renormalization
• Lectures on QED and QCD
• Nobel Lecture, Wilson 1982

Afinal, o que é o bosão de Higgs e o que é que o CERN descobriu?

O Modelo Padrão é a teoria atualmente aceite pela comunidade científica para explicar o comportamento do Universo à escala das partículas (e com consequências muito importantes noutras, incluindo à escala do Universo) e teve sucesso fazendo várias previsões confirmadas experimentalmente (nalguns casos décadas depois). Este modelo inclui o campo de Higgs, fundamental para explicar a origem da massa das partículas elementares. Se este campo existir, deve haver uma nova partícula, O bosão de Higgs, com massa, e spin/paridade 0+. O CERN descobriu uma nova partícula com características muito semelhantes às previstas. 

Este bosão de Higgs descoberto pode não ser exatamente o do Modelo Padrão e, para o saber, é necessário ligar o “forno” durante mais alguns anos, para obter mais dados. Se a corrida pelas leis fundamentais que governam o Universo for um peddy-paper, encontrámos a nova pista e, agora, é necessário estudá-la com cuidado…

Leia o artigo completo aqui.

Problema em Marte

Supondo que uma equipa de astronautas se encontra em Marte, dentro de uma cúpula, e tem uma avaria no sistema de fornecimento de ar, quanto tempo levará para que estes esgotem o oxigénio?

Para resolver este problema, primeiro temos de saber qual o volume de ar que existe dentro da cúpula. Aqui é onde muitos desistem pois não conhecemos as dimensões desta cúpula. E, porquê não sermos nós a dar essas dimensões (tentando não exagerar muito)?. Vou supor que a cúpula tem 5 m de raio, penso que com esta dimensão os nossos astronautas terão espaço suficiente para eles e seu equipamento (se assim não for, é só refazer os cálculos para uma cúpula com raio maior). Ah, outro pormenor: quantos astronautas? Bem, numa viagem ao planeta vermelho não deverão ser mais do que aqueles que vão à ISS. Contudo, vamos supor que são uns cinco astronautas.

Vamos então calcular o volume de ar dentro da cúpula. Da matemática sabemos que o volume da esfera calcula-se utilizando a seguinte experssão matemática:

V_esfera = 4/3 π R³ [1]

Para a nossa cúpula, como é metade da esfera, será metade de [1]:

V_cúpula = 1/2(4/3 π R³)   <=>

Vcúpula = 2/3 π R³ [2]

Substituindo e realizando os cálculos, temos que o volume da cúpula terá o valor aproximado de 262 m³.

Como cada metro cúbico representa a capacidade de 1000 litros, então teremos 262 000 litros de ar fresco.

O conteúdo de oxigénio do ar é de cerca de 21 por cento, e em cerca de 17,5 por cento deverá ser suficiente para sair da cúpula para a nave de evacuação (obviamente devem ter uma nave de emergência). Para passar de ar fresco e respirável para absolutamente sufocante, façamos a diferença entre ter 21 por cento dos 262 000 litros e 17,5 por cento dos 262 000 litros. Isso nos dá 9170 litros de oxigénio de passagem.
O próximo passo será determinar quanto oxigénio é que um ser humano consome. Foi difícil encontrar uma fonte confiável, mas neste artigo sobre a instalação em 2006, de um novo sistema de criação de oxigénio na Estação Espacial Internacional, fornece uma pista:

Durante as operações normais, fornecerá 5 kg por dia; o suficiente para suportar seis membros da tripulação.

Vamos considerar que os astronautas, por excesso, e pela situação de stress, precisem de cerca de 900 g de oxigénio por dia, ou 0,9 Kg. Mas quantos litros é? O oxigénio tem uma massa molar de 16 gramas/mol, assim o gás oxigénio, que é formado por moléculas de O₂, tem uma massa de 32 gramas por mole. Uma mole de gás à pressão normal e temperatura ocupa 22,4 litros. Ou seja:

0,9 Kg x (1000 g / 1 Kg) x (1 mol O₂ / 32 g O₂) x (22,4 L / 1 O₂ mole)

Isso dá um consumo de oxigénio de 630 litros diários por pessoa. Vamos usar uma taxa mais razoável:

(630 L / dia) x (1 dia / 24 horas) x (1 hora / 60 mins)

Agora, temos a taxa de consumo de oxigénio utilizável de 0,4375 litros por minuto. Estamos quase lá.

A seguir preenchemos a cúpula com os astronautas. Os 5 ocupantes consomem 2,1875 litros por minuto. Assim, para o cálculo final:

9179 L x (1 minuto / 2,1875 L)

O que levará cerca de 4196 minutos, ou 69 horas e 56 minutos para a cúpula tornar-se insuportavelmente sufocante. Ou seja os astronautas deverão em menos de três dias restaurar o oxigénio ou sair na nave de emergência.