Astronomia: O mistério dos super-raios cósmicos

Salvador Nogueira

Raios cósmicos de energia ultra-alta vêm de fora da nossa galáxia, revela estudo.

ACELERADOR CÓSMICO
O acelerador de partículas mais poderoso do mundo é o europeu LHC. Ele acelera prótons a altíssimas velocidades e então os faz colidir, para estudar os estilhaços do encontro — um sem-número de partículas de todo tipo. Este é o supra-sumo da nossa tecnologia atual, mas também é uma brincadeira de criança perto do que o Universo é capaz de fazer. Em nossa atmosfera, vindas do espaço exterior, chegam partículas com energia mais de 1 milhão de vezes a envolvida nas colisões do LHC. São os raios cósmicos de energia ultra-alta, e agora nós descobrimos de onde eles vêm.

DE FORA
Em um trabalho que levou 12 anos para ser concluído, um grupo internacional de pesquisadores, com participação brasileira, descobriu que esses super-raios cósmicos são gerados além da nossa galáxia, ou seja, no espaço extragaláctico — a milhões de anos-luz da Terra.

OS TANQUES
O resultado, publicado na revista “Science”, representa o sucesso do Observatório Pierre Auger, a maior instalação de detecção de raios cósmicos do mundo. Localizado em Mendoza, na Argentina, ele tem 1.600 detectores, cada um deles um tanque com 12 toneladas de água, onde se espera flagrar o encontro fortuito dessas partículas de alta energia.

A CHUVA
Para determinarem que os raios cósmicos são extragalácticos, os pesquisadores registraram cerca de 30 mil eventos individuais no Auger. Se eles fossem da nossa galáxia, haveria uma distribuição preferencial das detecções, compatível com o alinhamento do disco da Via Láctea. Contudo, o que se viu foi uma distribuição mais ou menos uniforme, em todas as direções.

O XIS
Trata-se de um resultado importante, mas só o começo da decifração de um mistério bem maior. Afinal, uma coisa é saber de onde eles vêm, outra é dizer como são gerados. Será que são produto de quasares  — núcleos ativos de galáxias –, acelerando matéria quase à velocidade da luz? Será que têm relação com o decaimento de partículas de matéria escura? São perguntas que seguem sem resposta.

A coluna “Astronomia” é publicada às segundas-feiras, na Folha Ilustrada.

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Comentários

  1. A existência destes raios de ultra energia afasta aquele temor que poderíamos provocar o aparecimento de um buraco negro no LHC. Se assim fosse, já teriam acontecido, universo afora e em grande quantidade.

  2. Olá amigos e leitores!
    Hoje a Matéria de Capa será apresentada sobre o título – Alien 2018. Veremos a participação do Salva, como de sempre.
    Abs a todos!

      1. Reprise!
        Acho que o Aldo está sobrecarregado também, apresentando jornal na Univesp TV.
        Mas foi bom vê-lo novamente. Rs.

  3. Salvador, apenas por completeza. Uma distribuição uniforme não é imediatamente sinal de extragalática. Poderia também indicar algo próximo, digamos na distância máxima da espessura do disco galático. Mas neste caso ficaria muito difícil arrumar uma explicação para a produção, ainda por cima uniforme, desses raios cósmicos. A falta até de ideias joga sua produção para a solução extragalática.

    1. Na verdade o abstract do paper diz que as emissões não são uniformes, e sim ligeiramente dipolares… Este pequeno desvio de dipolo pode ser atribuída à interferência do campo magnético de nosso próprio sol nestes raios cósmicos? E se corrigido este desvio, a distribuição se tornaria de fato uniforme?

  4. Fui assistir um vídeo do MS e deparei com um aviso que o vídeo não é indicado para quem é idiota e acredita que a terra é plana.
    No meu caso sou apenas idiota mas não acredito que a terra é plana. Gostaria de saber se posso assistir o vídeo ou de tanto faz um ou outro.

    1. A rigor, você precisa preencher os dois pré-requisitos. Mas tenha em mente que essa é apenas uma recomendação, não uma regra estrita. Você faz o que você quiser. 😉

      1. O melhor é a linguagem de sinais que acompanha a recomendação. Já rachei de rir disso! kkkkkkk 😛

      1. Aqui se ve ,terra-planistas ,
        se ve domo, se ve terra oca, nao vejo diferenca daqueles que falam em movimento de rotacao da lua , como tambem do empirico peseudo-codigo, do multiverso,, o reto que segue curvo pelo espaco distorcido,, tele-transporte de tempo…etc
        so a palavra do outro esta empirico..

        1. Parece que estou bem melhor que este aqui. O cara não diz nada com nada e ainda coloca duas vírgulas separando as frases. Também o teclado dele deve ser do TK85 pois não tem assento.

        2. Eles estao fazendo um estudo sobre a coroa solar, dai esta o prism de que se tira a analogia da existencia de um domo harmonico duo-hexa em todo espaco de materia esferica.
          No momento em que ele se carrega, passa de sincrono para assincrino e emanar radiacao em todas direcoes, tanto internas como externas,
          acredito que este fenomeno aconteca no hemisferio micro e macro da materia.
          Dai num atomo onda-crepuscular,
          como em astros , como sois, quasares, buracos negros , como no universo.
          Na verdade precisamos ir a fundo para se entender porque todas bolhas de sabao harmonicas estao esfericas ,independentes da tua origem.
          Esta analogia propoe um novo conceito fisico.

    2. Eduardo, por mais contraditório que isto possa parecer (e vou tentar explicar com calma, tentando respeitar sua capacidade de raciocínio), se você é capaz de reconhecer que é idiota, talvez não seja tão idiota assim como imaginava a princípio. Não acreditar na terra plana já é um bom ponto de partida! O próximo passo é conseguir entender o porquê dos argumentos da terra plana não se sustentarem. Se superar esta etapa, então você NÃO é idiota! 🙂 Pode acompanhar o vídeo com segurança…

  5. Salvador, sendo extra-galática essa origem dos raios, você acha que eles podem estar sendo geradOOWNNN ÂÃÃWWNNNNN ÕÕÕHHHNNNNNN ÃÃÃÃÃHHHWWNNNNN

    você caiu no gemidão do zap.

  6. Que legal!

    Quando tinha apenas 23 anos Stephen Hawking entregou sua tese “Propriedades dos universos em expansão”.

    Hoje esse é o documento mais requisitado da biblioteca da universidade de Cambridge, Todavia, quem quer uma cópia digitalizada tinha que pagar US$ 85.

    Agora em outubro de 2017, o cientista liberou o seu para todos de forma gratuita e obteve mais de 60 mil visualizações em um único dia.

    Hawking explicou a sua decisão:

    “Ao liberar o acesso à minha tese de doutorado, espero inspirar pessoas em todo o mundo a olhar para as estrelas e não para seus pés; a imaginar sobre nosso lugar no universo e tentar encontrar sentido no cosmos. Qualquer um, em qualquer lugar do mundo deveria ter acesso livre e desimpedido não apenas à minha pesquisa, mas à pesquisa de toda a mente grande e questionadora através do espectro do conhecimento humano.”

    Para saber mais:

    https://www.nexojornal.com.br/expresso/2017/10/25/A-tese-de-Stephen-Hawking-que-agora-est%C3%A1-dispon%C3%ADvel-de-gra%C3%A7a-na-internet

    1. Baixei o trabalho a tese dele. Confesso que é um pouco frustrante ver tantas equações e não entender bulufas por não conseguir compreendê-las minimamente. Não só me sinto burro, como também fico assustado com a matemática envolvida no processo. Esse sentimento é só meu?

      Tenho apenas que me contentar com as conclusões obtidas e que esse trabalho redefiniu a forma como entendemos o universo, o universo não é mais estático, ele está em expansão.

      A propósito, pensei que essa fosse a tese dele sobre buracos negros e a descoberta da radiação emitida por eles. Mas com certeza ele não fez uma, mas várias teses.

      1. Eu nem baixei porque já previa isto. Teses são áridas, e as de física são ESPECIALMENTE áridas. 😛
        (O paper dele sobre evaporação de buracos negros, da Nature de 1974, é bem mais interessante! E curto. rs)

      2. Aproveito o comentário para atribuir, mais uma vez, o adjetivo “trivial” para essa tese de doutorado. E “trivial” aqui no sentido em que se costuma entender, ou seja, significando algo ordinário. De fato, embora as equações sejam assustadoras para alguém não iniciado, grande parte do trabalho já era de amplo conhecimento de especialistas no campo. O fato mesmo digno de nota é, sem dúvida, a pouca idade do autor…

        1. Não sei se a idade de Hawking era incompatível com seu avanço acadêmico. Pelo que me lembre, ele seguiu o mesmo percurso usual de todos os pesquisadores do campo. Ou seja, para cada um “não Hawking” há uma tese dessas, feita mais ou menos com a mesma idade…

        2. E você tem noção de onde ele trabalhou a tese? Qual foi o campo da pesquisa contida? E você acha que uma tese tem que ser 100% original? A própria Relatividade foi dura de engolir e nem rendeu o Nobel, e isso porque tratava de um tema já batido.

          Não há uma regra que exija originalidade plena para defender uma tese, o cara tem mais é que demonstrar dominar o conhecimento no campo proposto. E se você se esforçar por tentar algo novo, precisa provar e muito bem. Na Física a coisa fica cada vez mais complexa porque pode até surgir uma Teoria certeira, mas sem a Experimentação para testar a Teoria a coisa fica preta.

          E Física Teórica é muita matemática que por inúmeras vezes os cálculos são simplificados por alguns símbolos para reduzir a necessidade de escrever tudo no quadro. Felizmente a natureza trabalha muito com simetrias, daí as integrais de contorno são bem vindas, mas tenta desenvolver uma para ver o martírio que é. Já aconteceu de um professor da UnB tentar resolver um problema por campo vetorial e ele simplesmente deu uma bela “forçada de barra” para acochambrar o resultado para a resposta do livro, mas o problema é que eu e meus colegas descobrimos que a resposta do livro estava errada e cada um de nós encontrou uma forma de resolver a questão individualmente e a matemática necessária foi quase tudo que já havíamos aprendido, mas o pior é que apesar do cálculo feito ter sido muito trabalhoso e exigir não menos do que umas cinco páginas com letras minúsculas e aproveitando cada espaço da folha, os estudantes de física não ganham pontos por trabalho feito ou bolsa remunerada com facilidade. Daí tem que ter muita paciência para seguir em frente e aguentar ver gente (professor) ensinar errado em um universidade pública.

          Esse campo da Física é extremamente complexo e seu desenvolvimento pode impulsionar enormemente uma nação, e isso se as pessoas não ficassem torcendo o nariz somente porque não alcançaram o mesmo entendimento.

    2. Parabéns VictorAGMC por trazer à baila esse trabalho de um brilhante Físico. E concordo com o que ele menciona, pois, não devemos criar poucos privilegiados porque o conhecimento é uma necessidade e direito de todos. Ao contrário do que acontece em nosso pseudo país quando apenas alguns mais abastados alcançam as melhores escolas para conseguir passar pelo tênue funil de pouquíssimas vagas em uma universidade pública. E ainda surgem pessoas defendendo o “modelo” excludente brasileiro (sem vergonha).

      Mais cabeças trabalhando o problema ajudam a adiantar o progresso. Veja que o fato de haver muita exclusão em épocas remotas trouxe uma demora considerável para que a Teoria Gravitacional de Isaac Newton fosse aprimorada e mais ainda para se conseguir testar a Relatividade quanto ao desvio da luz ao passar por um corpo massivo.

      Você não precisa se ver como incapaz, pior são os Físicos que não conseguem desenvolver além do que já existe em teoria ou na prática (Físicos Experimentais).

      Muita gente não quer enxergar que se a educação fosse bem distribuída com conteúdo igualmente bem ministrado a possibilidade de crescimento seria maior, mas há aquela preocupação de quem vai ser nosso bastardo? Quem vai limpar, lavar, cozinhar e se escravizar a preços baixos? São os espertos do pedaço, pessoas ridículas que não são capazes de compartilhar o mesmo conhecimento que possuem e vivem dando migalhas para que sua culpa seja perdoada.

      E estamos falando de um Cientista que nem acredita em deus e veja o que ele fez, pois, poderia se encher de orgulho e nunca abrir mão de sua obra até que o tempo viesse a torná-la inútil.

      1. Seu comentário começa com uma incongruência digna de quem não sabe o que escreve. Note que você critica o País chamando-o de pseudo país e logo em seguida chama as universidades públicas de as melhores escolas. Não pensava que um pais de araque teria escolas elogiadas assim. Por outro lado você termina dizendo que o cientista nem acredita em deus, mas muda o assunto da frase . Talvez o descrédito em deus fez com que ele tivesse essa dignidade, pois pessoas libertas destas crenças primitivas e infundadas possuem espírito universal.

  7. Olá Salvador.
    Só li o resumo. Queria perguntar se existe no trabalho a descrição da distribuição espectral dos raios…
    Obrigado!
    Ps.: o artigo e peer per view.

    1. Tenha em mente que esses raios cósmicos são partículas de matéria — na maioria prótons –, não de luz.

      1. Putz, é mesmo. Deculpe, mas isso ainda é mais estranho. Que fonte acelera uma partícula a essa energia? Existem instrumentos que aproveitem essa energia toda para colisões e produção de outras partículas?
        Obrigado!

  8. Karaka, e toda esta complexidade do universo foi feita pelo acaso e pelo nada.Estive olhando ao redor e vi mesas,cadeiras e até um palito de fosforo.Tudo foi feito em algum lugar de um palito a um porta aviões.No entanto uma plantinha que estava em um vaso não foi feita em lugar nenhum.Ela existe como?Como surgiu o 1º atomo?

      1. no universo tudo surge por acaso, mas os acasos mais promissores são selecionados naturalmente por sobreviverem mais tempo que os acasos menos promissores… 😀

      2. imagine só se a meia-vida do próton não fosse tão longa (1,67×10^34 anos). não existiriam átomos, nem moléculas, nem proteínas, nem RNA e DNA nem vida… e não estaríamos aqui nos fazendo estas perguntas, né? mas o que fez a meia-vida de um próton ser assim tão longa. acaso, meus caros! acaso… 😀

      3. ou… existiria, mas tudo diferente! uma outra solução que não dependesse da existência de prótons tão estáveis e duráveis…
        quem sabe num dos infinitos outros universos possíveis tenha acontecido assim, né? 😀

      4. talvez num universo paralelo tenhamos átomos anões formados de núcleos de elétrons e neutrinos, rodeados de camadas de uma partícula de carga elétrica positiva que não seria possível existir num universo repleto de prótons de carga positiva… mas é melhor parar por aqui, senão não consigo parar, hehehehe!!! vou deixar esta ideia fermentando na minha cabeça até que consiga colocá-la no meu próximo conto de ficção científica… ;-D

  9. O strange quark, por exemplo, foi descoberto pelo estudo de Raios Cósmicos. Já o b.Higgs, só deu as caras no lhc..

    1. Não. O limite GZK parece ser tentativamente confirmado pelas observações do Auger. Mas o presente trabalho não aborda isso, se concentra na direção das partículas efetivamente detectadas, em vez de contrastar os resultados com os esperados com e sem limite GZK.

  10. Salvador, li os diversos comentários e sua resposta a eles, mas continuo em dúvida quanto a uma relação entre matéria escura e raios cósmicos de alta energia.

    Qual é a natureza e composição desses raios? Alguns, de mais baixa energia, que eu saiba, são partículas subatômicas. Se esses raios de alta energia são também partículas lançadas a velocidades muito maiores, e se elas vêm de matéria escura, haveria uma coincidência de composição da nossa matéria com a matéria escura…

    1. Não necessariamente. Partículas de matéria, quando colidem, geram outras partículas cuja soma é a energia total da colisão e das partículas originais. Não havia bósons de Higgs para extrair de dentro dos prótons no LHC. A colisão de prótons destrói os prótons e constrói partículas cuja soma equivale à energia da colisão.

        1. pombas, é tão simples. Mas tem sempre o cordão dos puxassaco que vem comentar aqui dizendo COMO VOCÊ É INTELIGENTE, OBRIGADO POR ME RESPONDER À PERGUNTA ÓBVIA

          1. Eu acho que os leitores de modo geral ficam satisfeitos por poderem interagir com o blogueiro aqui, o que não é verdade para 99% dos blogs da grande mídia. Não é pela minha inteligência que eles estão aqui. É justamente porque podemos falar DE IGUAL PARA IGUAL. 😉

          2. Não fique falando isto, porque o Radoico é respeitado pelos leitores de alto nível desde há muito tempo. Se você não gostou, é porque deve estar com inveja, ou não tem assuntos próprio para comentar ” DE IGUAL PARA IGUAL”.

          3. carlito, não tem cordão de puxa-sacos aqui! são pessoas esclarecidas discutindo um assunto de interesse comum, cada um tentando acrescentar um pouco do que conhece na discussão. se vc não se sente incluído no grupo, seria melhor evitar de postar suas ideias e procurar algum grupo que aceite aquilo que vc tem a dizer. provavelmente deve existir algum, é só procurar…

        2. Obrigado, Mário, Salvador, por me defenderem. E desejo ao Carlito que sua vida seja menos amarga do que transparece no seu comentário.

          Por mais óbvia que pareça uma pergunta e sua resposta, ela reflete uma dúvida genuína. Burro é quem engole suas perguntas temendo parecer burro e acaba não aprendendo nada.

  11. “Será que têm relação com o decaimento de partículas de matéria escura?”

    Nós nem sabemos o que é matéria escura! Como pode?!

    1. Não sabemos, mas não faltam hipóteses. Em algumas delas, partículas massivas de matéria escura podem colidir e produzir os raios cósmicos. Ou seja, se essa resposta em particular for a correta para explicar a matéria escura, a explicação pode ser esta. Precisamos de corroboração experimental. É isso que faz a ciência: há um mistério, ela propõe hipóteses e observações que podem confirmar ou refutar a hipótese, faz-se o teste, e assim se avança.

      1. Isso não faz sentido. Estão baseando uma hipótese em outras hipóteses cuja comprovação experimental é inexistente. Ou seja, um nada que se baseia em nada só pode dar em nada, capisce?

        1. Você não faz o menor sentido. Qual hipótese inicial tem comprovação experimental inexistente?

          1. A hipótese da matéria escura, ora. Basear esses raios cósmicos no “decaimento de partículas de matéria escura” não faz qualquer sentido.

          2. A hipótese da matéria escura tem toneladas de evidências observacionais — de medição de efeito Doppler em rotação de galáxias a lentes gravitacionais de aglomerados galácticos. O que não tem é evidência DIRETA. Mas a matéria escura — ou algo que faça o papel gravitacional atribuído a ela — precisa existir. Cabe aos teóricos dizer o que pode ser, e aos experimentais verificar se é ou não. Se a teoria sugerir um certo “fundo” de raios cósmicos resultantes de matéria escura e o experimento observar esse fundo, é ponto para a teoria. Se não observar, descarta-se essa teoria e busca-se outra.

          3. Salvador, tem certeza disso? Pelo que me lembre, já vi alguma tese em que é cogitado que a gravidade poderia possuir um papel nisso, mudando “seu valor” com algumas variáveis, ou seja, não existiria uma matéria escura e, sim, um desconhecimento nosso de como a gravidade se comportaria em todas as situações.

          4. Eu mesmo já escrevi sobre alternativas à matéria escura. Há ideias a respeito, mas elas não explicam todas as observações como a matéria escura explica. O martelo ainda não foi batido. Mas veja que eu não disse que com certeza existe a matéria escura. Eu disse que há evidências indiretas de sua existência.

        2. exato!! hoje em dia a existência da matéria escura está comprovada! retomemos a definição de matéria escura: algo que interage gravitacionalmente com a matéria convencional, mas que não conseguimos observar em nossos telescópios e radiotelescópios, pois aparentemente nem emitem nem absorvem fótons, dois únicos métodos de que dispomos atualmente para comprovar que ela existe. mas temos certeza de que ela existe, pois medimos seus efeitos. só não sabemos ainda o que ela é, pois não conseguimos medir diretamente sua existência, só seus efeitos…

      1. O HERCOLOBUS é o mesmo Eu™. Quando ele vem fazer posts non sense ele muda o nome para não degradar a valorizada imagem que tem.

  12. PS: eu redigi o texto duas vezes, mas esqueci de apagar a primeira versão da edição antes de enviar e o primeiro parágrafo ficou esquisito, falha minha! Aff… Mas era para o post ter ficado assim:

    “Raios me mordam! O que acontece se um raio cósmico desses cair num cidadão? Ou esse bombardeamento de raios cósmicos é insignificante paras formas de vida da Terra?

    Lembro de ter lido uma matéria superinteressante na qual um grupo de pesquisadores conjecturavam que a radiação de uma supernova próxima que explodiu nas vizinhanças do sistema solar, teria supostamente provocado mudanças climáticas na Terra e mais, suspeitavam que a radiação pode ter tido consequências diretas sobre os seres vivos da Terra provocando mutações, pela quebra da cadeia de DNA e RNA nos seres vivos.

    Se esses raios cósmicos têm a energia 1 milhão de vezes a envolvida nas colisões do LHC, eles ainda são inofensivos? Ou alguém pode adquirir superpoderes e terminar os dias feitas o Hulk que foi bombardeado pelos raios gama? hehe”

    1. A concentração da água amplia a chance de uma colisão das partículas de alta energia com as moléculas, e precisa ser num tanque porque dá para instalar sensores em volta e detectar o resultado da colisão. Presumivelmente há muito mais encontros de raios cósmicos detectáveis em lagos e rios, mas como você vai detectá-los se não tem sensores cuidadosamente instalados em volta para monitorar a trajetória e a energia das partículas?

      1. ainda usam minas profundas com água no fundo pra tentar detectar essas partículas ou já é tecnologia ultrapassada?

        1. Usam minas profundas para neutrinos, que são ainda mais difíceis de detectar do que essas partículas aí.

  13. Acredito que o único objeto capaz de gerar esse tipo de raio cósmico sejam os quasares, pois além de estarem extremamente distantes eles são extremamente poderosos e acredito que a energia que eles possuem é capaz de gerar frequências deste nível, com relação a matéria escura e energia escura e sou cauteloso, pois até agora nada se foi provado e, no futuro, podemos cair no mesmo caso do “éter”. Isso antes de Einstein surgir e enterrar esse conceito, portanto até que nada seja devidamente comprovado, não posso levar em consideração que isso seja a causa, até mesmo o que causa a aceleração do universo pode ser algo bem mais simples de explicar que porém ainda não imaginamos.

  14. Ora, da mesma forma que o s choques de estrelas de nêutrons e buracos negros emanam ondas gravitacionais, também podem jorrar os raios que navegam até aqui conduzidos por ondas.

  15. O “nosso” Cesar Lattes foi um dos pioneiros do mundo nessa “caça” aos raios cósmicos utilizando-se de instalações baratas…ele usava estrados de madeira para suportar emulsões fotográficas…na região andina…e deixava para o “Universo” o custo de acelerar partículas…com o inconveniente do encontro ser casual…ja os ricos do Cern querem garantir a hora do encontro…e por isso gastaram bilhões…
    Boa reportagem.

    1. As duas pesquisas são complementares. Raios cósmicos são fascinantes, mas não se pode controlar. Aceleradores de partículas produzem eventos extremamente controlados e repetitivos. Ouso dizer que precisamos dos dois para ter um quadro completo.

  16. Raios cósmicos de altíssima energia; será que podem ter alguma relação com o Big Bang? Como vêm de todas as direções, me fez lembrar da radiação de fundo. Muita viagem?

    1. Não, não têm relação. Vêm mais ou menos de todas as direções, mas não a uma taxa constante.

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