terça-feira, 23 de abril de 2013

O Mito da "Matéria Escura" sob uma "Ótica Física Realista" - Parte 1


No momento do "big bang" o espaço surgiu num repente, enquanto um ponto infinitesimal contendo toda matéria do universo, sendo inserida neste espaço, explodia. De lá para cá, o volume da região ocupado pela matéria real no universo sempre esteve em expansão.

Pouco importa se nós se nós considerarmos que o espaço livre que existe para ser ocupado por matéria seja finito ou seja infinito, o fato é que ele é imenso e, originalmente "cheio de vácuo", de modo que, de fato,  mesmo havendo se passados tantos bilhões de anos, a aglomerado de matéria que foi fracionada pelo big bang, ainda está em movimento e, ainda não se espalhou o suficiente pelo espaço, para ocupá-lo todo. Ainda há muito, muito vácuo, tanto externamente à região que já foi ocupada, quanto internamente, em bolsões, que estão diminuindo aos poucos.

Então aquilo que existe mesclado no meio do aglomerado de matéria fracionada e, mais ainda, para além da regão já ocupada do aglomerado de matéria, e que os cientistas chamam de "matéria escura" nada mais é do que "vácuo".

É um vácuo extremo, do lado de fora da área já ocupada pela matéria que, por puramente existir, provoca uma permanente sucção de toda matéria para a "direção de fora", mantendo o aglomerado de matéria fracionada em permanente expansão de volume ocupado dentro do espaço disponível. Nesse contexto o vácuo físico é considerado como um fluido de dipolos gravitacionais virtuais e isso serviu de apoio para explicar, matematicamente, a questão quântica envolvida nisso.

A explicação matemática, via conceitos da física quântica, proposta a partir de 2011 pelo cientista físico Dragan Hajdukovic Austerlitz do CERN (European Organization for Nuclear Research), está aos poucos ganhando mais e mais adeptos na comunidade científica. Mas eu considero ela totalmente desnecessária para quem tem "feeling", ou seja, senso do universo, mesmo que baseado apenas em algum parco conhecimento da física mecânica tradicional pois, o fato é bem simples, acessível ao entendimento de qualquer mortal: UM ÁTIMO ANTES do big bang havia o ESPAÇO IMENSO e ele ERA VÁCUO.

Imagine um pequeno recipiente contendo ar comprimido em seu interior e sendo ele, repentinamente aberto, dentro de uma grande sala contendo vácuo. Então, isso é semelhante a matéria real original do universo e o vácuo a matéria escura. O espaço vazio, o vácuo que contorna toda parcela do universo onde já há matéria real, sugando-a para fora, continuamente.

Assim, atraído pelo enorme vácuo periférico, o aglomerado de massa fracionada universal está em continuo movimento para fora, ocupando cada vez mais a região do vácuo, reduzindo pouco a pouco a própria “matéria escura” a com ela a “energia escura” mas sem aumentar a quantidade de matéria real. Mas esse movimento para fora acaba sendo a resultante do todo, pois em cada fragmento de matéria é combinado com outros vetores de movimento, determinado pela gravidade entre corpos de matéria real.



Nesse processo, não há, necessariamente, espaço novo sendo criado e nem matéria nova sendo criada, todavia, estamos falando de um espaço que já era de proporção incomensurável, um átimo antes do big bang. O meu senso criacionista sugere que esse espaço surgiu de uma forma diferencial no tempo (de próximo a zero até próximo a infinito num átimo) e de uma quantidade de matéria magnífica, contida em um único corpo de dimensão ínfima, que foi fracionada desde o princípio (se tornando, aos poucos, em galáxias, nebulosas, aglomerados de galáxia, buracos negros ou qualquer outra coisa que constitua um subsistema de fração material real existente em meio ao universo, ou mesmo bolsões de vácuo que foram sendo engolidos (a matéria escura mítica)), sendo reduzidos mas, também se movendo no interior da região de matéria.

A resultante de todos os movimentos de cada fração é no sentido da expansão do volume que é ocupado pela matéria fragmentada, dentro do espaço livre total (que em sua origem, antes da inserção da matéria, continha apenas vácuo perfeito).

Em teoria, duas formas são propostas como parcelas componentes da energia escura: uma  é a chamada Constante Cosmológica, uma densidade de energia constante a preencher o espaço de forma homogênea. A constante cosmológica é fisicamente equivalente a energia do vácuo. A constante cosmológica é fisicamente equivalente a energia do vácuo e explica a constante expansão do volume do aglomerado de matéria fracionada do universo. No entanto, campos escalares de quantidades dinâmicas cuja densidade de energia pode variar no tempo, e campos escalares que variam no espaço, geralmente são contribuições também incluídas.

Ainda em teoria, a física quântica e a física clássíca continuam inconciliáveis, enquanto que precisam ser pressupostas novas partículas como WIMP - Weakly Interacting Massive Particles (partícula massiva que interage fracamente, em inglês), como componentes teóricos da matéria escura, assim como os MACHOs (MAssive Compact Halo Object, Objeto com Halo Compacto e Grande Massa). WIMPs seriam partículas que não interagiriam com com a matéria visível por nenhuma força mais intensa que a força fraca, exceto pela força gravitacional. Enquanto físicos das partículas geralmente aceitam WIMPs como a melhor explicação para a matéria escura, astrofísicos tendem a aceitar a estelar dos MACHOs. Os MACHOs já foram o modelo mais largamente aceito, mas poucos foram encontrados. Desse modo, WIMPs são um modelo mais aceito atualmente - embora nenhum ainda tenha sido observado

Velocidades relativas: 


Parece-me natural que as frações materiais existente nas regiões mais próximas à região periférica do aglomerado de massa universal fragmentada, por se encontrarem mais próximas da região do vácuo externo, tenda a se mover para fora numa velocidade superior à das frações de matéria existentes na região mais para o interior da aglomerado de matéria universal.

Assim, mesmo que tanto uma fração material mais exterior, quanto uma fração material mais interior estejam, ambas, na verdade, desde o momento original com seus vetores de movimentos ordenado pelo "big bang" submetidos a efeito de conjugado de desaceleração, tendendo, evidentemente, a perder velocidade, as diferenças de desaceleração de uma e de outra criam a “ilusão observável” de um conjugado de aceleração. 

Analogamente, isso é como se dois carros de corrida estejam seguindo um atrás do outro, numa mesma velocidade constante, mas, repentinamente o carro que segue atrás, por uma razão qualquer, começe a perder velocidade. Se isso ocorre indiferente ao comando de aceleração do piloto do carro e, se ele mantiver a atenção dos seus olhos focados no carro da frente, durante algum tempo ele terá a ilusão que ele continua em velocidade constante e que o seu adversário foi quem acelerou. Essa ilusão só cessará quando o piloto passar observar outros corpos parados ao lado da pista, percebendo que é ele quem perde velocidade.

Além do mais, a medida que se expande, o aglomerado de massa universal “segue engolindo”, bolsões de vácuo, que vão ficando presos em seu interior e que passam a interagir com as frações de matéria existentes, podendo modificar os movimentos chamados de aleatórios, modificando, também a resultante de cada parcela mas, mantendo o sentido dos vetores do movimento ordenado pela explosão inicial.

Assim, enquanto o universo se expande, irão existir muito mais e maiores bolsões de vácuo (matéria escura) nas regiões periféricas do que no interior do aglomerado frações de massa universal. Isso pode servir de pista para nos levar próximo ao centro do universo, a região do espaço da origem "big bang", onde, além de ainda não haver mais “matéria escura”, pode haver maior concentração de “buracos negros”. Todavia, experimentos recentes detectam aquilo que é chamado de "matéria escura" existe, preso, mesmo no interior de galáxias, e não como pressuposto, apenas em halos de borda.

Deste modo, não necessariamente o espaço todo esteja expandindo mas, apenas parcela do espaço ocupado pela matéria o está, de modo que comportamento do aglomerado de matéria do universo , principalmente por ser toda fracionada, se expandindo dentro do espaço vazio, tem um comportamento semelhante ao de, por exemplo, uma certa massa de ar comprimido que for, repentinamente, liberada no interior de um grande reservatório de vácuo. Uma vez repentinamente libertada, a matéria se vê submetida a um enorme diferencial de pressão e a massa de ar explodirá, a priori num movimento predominantemente ordenado, com partículas se movimentando no sentido da expansão do material no interior do volume vazio, em todas as direções.

Todavia, desde o inicio existem, também, movimentos rotacionais das partículas de ar que forem expelidas, o que tende a fazer com seus movimentos ordenados pela explosão descrevam curvas e não linhas retas, provocando, desde imediatamente após a explosão, colisões entre elas. Tais colisões acarretam ainda mais desvios, resultando numa combinação complexa do movimento ordenado pela explosão, com múltiplos outros movimentos aleatórios, dominando cada fração da matéria, até que o ar, agora expandido, consiga ocupar todo o volume disponível de maneira quase homogênea. Então o movimento ordenado (a expansão) cessa mas, restará ainda os movimentos aleatórios.

Assim, o fim da expansão (na prática existirá um contínuo decaimento  da velocidade da expansão) não representará, de modo algum, necessariamente, o fim dos movimentos das frações de matéria do universo. Para aceitarmos isso basta olharmos para a nossa própria atmosfera, ou seja, a atmosfera terrestre. Quando relacionamos as forças que afetam o movimento atmosférica, nos sentimos muito a vontade para fazê-lo, considerando a Terra e sua atmosfera como um sistema hermético, onde os movimentos das massas atmosféricas não dependam diretamente de nenhuma influencia vinda do espaço exterior.

Costumamos relacionar a força de gradiente de pressão, que movimenta o ar das regiões de alta pressão para as regiões de baixa pressão mas, essa por si só, poderia cessar caso a pressão se tornasse homogênea em toda atmosfera, mas é impossível que isso aconteça, por interação de uma grande numero de outras forças.

Podemos mencionar a força inercial de Coriolis, desvia objetos em movimento à esquerda no hemisfério sul e para a direita no hemisfério norte. Mas esta força é um componente suplementar da força centrífuga e, portanto, relativa ao movimento de rotação da Terra. Estaria todo o aglomerado de massa fracionada do o universo em movimento de rotação agora. Muito provavelmente sim, só não sabemos o quanto esse movimento pode ser considerável ou insignificante.

Já que um espaço absolutamente vazio, que foi aquele por onde a matéria expelida na "linha de frente" do "big bang" teve (e ainda tem) que trafegar, tende a ser algo bastante homogêneo, o fato do universo todo entrar em rotação ou não, após ter sua matéria expelida a partir do seu ponto infinitesimal original, só depende do “efeito de curva” causado sobre os vetores de movimento de cada fração, no exato momento de inicio desses movimentos.

Já que um único ponto infinitesimal pôde conter toda a matéria do universo, o que impediria, então, que tal ponto já estivesse em um movimento rotacional no momento de sua explosão. Se isso ocorreu, então o universo foi gerado em movimento de rotação e, se o universo como um todo apresentar um movimento de rotação, então ele tem, também, um sentido de giro e, pode até mesmo apresentar polos magnéticos.

A Questão da Temperatura:


Na nossa atmosfera, a gravidade também atua perpetuando movimentos nela, fazendo com que o ar que sofra aquecimento se expanda, fique menos denso e suba. Mas isso não ocorre só por causa da gravidade mas, também ocorre porque, via de regra, os gases não são bons condutores para trocas de calor, de modo que uma dada massa de ar aquecido consegue subir mais e mais na atmosfera, com pouca perda durante a subida e precisará permanecer um certo tempo naquela região alta, até perder energia térmica, perdendo temperatura.

O ar de baixa altitude aquecido ao subir deixa "atras de si", uma zona de baixa pressão que tende a ser ocupado por um ar mais frio, é mais denso, que desce. As diferenças de temperatura de distintas massas de ar em uma mesma altitude provocam, assim, movimentos laterais que são os mais comuns de nos sentirmos sobre a superfície da terra (ventos) mas, o sobe e desce das massas também são ventos. Além do mais, ainda existe as precipitações de gases em forma liquida formando piscinas no fundo dos vales da Terra.

Também o relevo da terra interage com esses movimentos, com objetos de superfície causando atritos e modificando as direções e reduz a velocidade. Isto é especialmente importante nas regiões de montanhas e mesmo nos desfiladeiros urbanos do centro das grandes cidades. Essas todas são algumas das forças que atuam perpetuando os movimentos atmosféricos e que, analogamente, se assemelham àquelas que poderão perpetuar o movimentos "aleatórios" das frações de matéria do universo, ou seja, enquanto houver diferença de temperatura entre os corpos.

Todavia, quando chegarmos a este ponto, já não será mais possível identificar facilmente o local do centro do universo. Mas, onde é o centro do Universo? Um dos aspectos desconcertantes de toda a ideia do “big bang” é a noção de que o Universo não tem um centro. Ora, o “big bang” apesar da sua enormidade, foi uma explosão, assemelhada ao que entendemos como uma qualquer explosão típica qualquer, então podemos ser tentados a identificar a fonte da explosão como sendo o centro.

Por exemplo, quando detonamos dispositivo de fogo de artifício, se tiramos uma foto dele em seguida, os limites externos da figura formada pelos pontos brilhantes das frações incandescentes irão marcar os limites da explosão e ainda sugerirão as direções de cada fragmento, seja externo ou não, nos daria uma ideia de onde a explosão começou e, posteriormente, precisar o seu centro.

Além disso, se houver um ponto de origem, ou centro do “big bang”, semelhante às explosões típicas, esse ponto e as regiões próximas a ele, por um bom tempo, seriam comparativamente mais quentes do que todos os outros. Ou seja, como você se mover mais longe do centro de uma explosão típica, você esperaria medir temperaturas mais baixas (pelo menos durante um tempo).


É claro que se apontamos para o corpo de uma estrela, bem como para as regiões bem próximas a elas, estas regiões serão mais quentes do que as regiões longe delas mas, quando os cientistas realizam  medições, apontando os seus detectores em todas as direções, as leituras obtidas indicam que o universo é, em geral, homogêneo em termos de temperatura.

Se conseguimos focar para muitas galáxias, incluindo, assim, as estrelas que as compõem, vemos que não há uma região que considerável se destaque como relativamente mais quente do que o resto e uma imagem global homogênea aparece do universo olhado termicamente. A princípio isso pode fazer muitos pensar que o centro ou ponto de origem da explosão possa, mesmo, não pode existir. Mas também deve-se considerar a hipótese de que ele não possa mais ser detectado e, sendo assim, isso apenas indica que, devido ao tempo já decorrido, a temperatura pode não ser mais um indicador capaz de informar o centro do universo.

Alguns filmes recentes de Hollywood mostram pessoas instantaneamente se solidificando ao congelamento quando expostos ao vácuo. Numa delas, o "cientista personagem" mencionou que a temperatura era de "menos 273 ºC" - isto é, o zero absoluto.

Mas em um sentido prático, o espaço, se vazio, realmente não têm uma temperatura - você não pode medir a temperatura em um vácuo, mesmo não sendo um vácuo totalmente perfeito, é como querer medir a temperatura de algo que não está lá. As moléculas residuais que eventualmente existam não são suficientes para ter efeito. O espaço não é "frio", e nem é "quente", ela realmente não é nada.

A temperatura termodinâmica é medida com escalas que utilizam a temperatura teoricamente mais baixa como o seu ponto zero ou nulo. Neste ponto, o chamado zero absoluto, os componentes das partículas de matéria têm movimento mínimo e não pode tornar-se mais fria.

Na descrição da mecânica quântica, a matéria em zero absoluto é em seu estado fundamental, que é o seu estado de menor energia. Temperatura termodinâmica é, portanto, muitas vezes também chamada temperatura absoluta. Assim, a temperatura reflete a "agitação da matéria".

A temperatura é uma propriedade intensiva, o que significa que é independente da quantidade de material presente, em contraste com a energia, uma propriedade extensiva, que é proporcional à quantidade de material no sistema. Por exemplo, uma minúscula centelha pode muito bem ser (mesmo que brevemente!) tão quente quanto o sol.

Não havendo matéria alguma no vácuo, consequentemente não há, também, temperatura alguma mas, o espaço é, no entanto, é um bom isolante térmico (o vácuo é o segredo por trás de garrafas térmicas). Astronautas tendem a ter mais problemas com superaquecimento do que em manter-se aquecido.

Se você foi exposto ao espaço sem um traje espacial, sua pele se sentir um pouco mais fresco, devido à água evaporando-lhe a pele, levando a uma pequena quantidade de resfriamento evaporativo. Mas você não iria congelar!

A Questão da Luz:


Após tanto tempo, a luz originada do “big bang” já pode ter-se ido há muito. Se o espaço disponível for infinito, essa luz se foi e, jamais será vista novamente. No entanto, se o espaço tem fronteiras e, se essas fronteiras puderem refletir a luz, a luz original pode já ter-se espalhado em múltiplas direções e, inúmeras vezes e recombinando-se com a radiação emitida por todas as demais entidades cósmicas emissoras de luz, encheu o céu em todas as direções.

"Vejo Deus Se movimentando através dos desertos, partindo do Monte Sinai. Seu brilhante esplendor enche a terra e o céu. Sua glória enche o céu. A terra fica cheia de louvor a Ele! Que Deus maravilhoso é o Senhor!" (Habacuque 3:3)

A cosmologia contemporânea já mudou para baseia-se no pressuposto de que a proporção bariônica para a matéria escura é uma constante, não mudando com o tempo, desse modo torna compatível que, essa razão diminua com a expansão do universo.

Mais maravilhoso e intrigante do que o Universo Físico (com ou sem Multiversos no Hiperespaço, com ou sem um super Universo Multidimensional, ou outros versos confabuláveis), só mesmo o Deus o que o criou.

Deus não apenas criou o "tudo o que há de físico", a partir do "nada físico", como o fez de modo que "tudo que há de físico" "ficasse existindo", por "tempo indeterminado", com absolutamente tudo, "rodando" no "Modo Automático".

Dai o fato de que, com nossa capacidade, podermos atingir compreender as suas leis. Mas só uma coisa, além do próprio Deus, parece ser algo infinito: a nossa sede por saber! Não nos contentamos com os limites administrados por Deus.

"Pois em parte conhecemos e em parte profetizamos;" (1 Coríntios 13:9). Como havemos de nos conformar com tamanha "intrigância" (!), que nos é esfregada na face para onde quer que nós voltemos os nossos olhos?

Simplesmente não podemos pois, o nosso impulso à ciência, também é algo "ligado no automático" e isso é coisa que, também, acontece pela permissão de Deus!

Todavia, por um tempo, de tempos e metade de um tempo, o universo continuará a ser "inexplicável, satisfatoriamente, sem Deus". quando, porém, vier o que é perfeito, o que é imperfeito desaparecerá. (1 Coríntios 13:10).

O Mito da "Matéria Escura" sob uma "Ótica Física Realista" - Parte 2

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Este trabalho de André Luis Lenz, foi licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição - NãoComercial - CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.
 
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