Hawking em gravidade zero

Parece que a Virgin Galatic ficou para trás. Anunciaram que vão levar Stephen Hawking para uma viagem no espaço em 2009. Mas a NASA se antecipou e colocou Hawking num Boeing para que ele tivesse o gostinho de sentir gravidade zero, e vivenciar Galileu e Newton na própria pele. Apesar de seus 65 anos e de seu problema fĩsico. Veja a foto no blog do Dorigo. Belo exemplo de como enfrentar as mazelas da vida.

Novo planeta extrasolar

Um novo planeta extrasolar acaba de ser decoberto pelo ESO(European Southern Observatory) no Chile. Seu nome é Gliese 581c. Ele orbita a anã vermelha Gliese 581 numa zona habitável em que a temperatura da superfície do planeta estaria entre 0°C e 40°C. O planeta não é visível e são se sabe se tem atmosfera. Ele foi detectado graças ao seu pequeno efeito gravitacional sobre seu sol, Gliese 581. Está a cerca de 20 anos-luz da Terra o que torna impossível enviar um satélite para estuda-lo. A grande expectativa é se abrigaria alguma forma de vida. Ótimo roteiro de filme! Mais detalhes da descoberta podem ser encontrados aqui. Uma foto de Gliese 581 (não do planeta!) pode ser vista aqui.

A realidade e a mecânica quântica

A mecânica quântica é uma das teorias mais bem sucedidas e estranhas de todos os tempos. Descoberta e desenvolvida por físicos renomados, como Heisenberg, Schrödinger, Bohr e Einstein, ela apresenta características peculiares e difíceis de serem aceitas por contrariarem nossa experiência cotidiana. Alguns efeitos típicos da mecânica quântica foram discutidos num post anterior.

Um aspecto importante da mecânica quântica é o fato de ela ser probabilística. Isto significa que ela não prediz a obtenção uma medida com certeza absoluta. Ao invés disto, ela simplesmente fornece a probabilidade de obter uma determinada medida. Isto nos leva a uma estranha situação onde a medida de uma certa grandeza em dois sistemas idênticos pode fornecer respostas diferentes. É natural, portanto, levantar a questão da existência de uma realidade mais profunda, escondida por baixo da mecânica quântica, e que seria completamente determinística. Se esta teoria mais fundamental de fato existir, então a mecânica quântica, por definição, deve ser uma descrição incompleta da realidade.

Uma teoria assim concebida é conhecida como uma teoria das variáveis ocultas. A descrição incompleta da mecânica quântica seria devida ao fato de não termos levado em consideração todas a variáveis que descrevem o sistema. Em 1935, Einstein, Podolsky e Rosen escreveram um trabalho intitulado "Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete?" onde argumentam que tal teoria é não somente possível, mas de fato necessária, oferecendo o paradoxo EPR como prova disso. A maior parte dos físicos acredita, porém, que não há uma realidade mais profunda na mecânica quântica. Porém, como em qualquer outro ramo da ciência, o único modo de decidir entre ambas é através da experiência.

As teorias das variáveis ocultas usualmente adotam duas hipóteses importantes. Uma delas é o realismo, isto é, a realidade existe mesmo quando não a observamos. A segunda é a localidade, ou seja, uma partícula não pode influenciar outra instantaneamente. Baseado nestas hipóteses, John Bell demonstrou em 1964 o agora famoso Teorema de Bell, que fornece uma distinção absoluta entre a mecânica quântica e as teorias das variáveis ocultas. Na verdade, Bell apresenta uma classe de desigualdades que as teorias das variáveis ocultas devem satisfazer. A violação dessas desigualdades indicaria que a mecânica quântica fornece uma descrição completa da natureza.

O primeiro teste das desigualdades de Bell aconteceu em 1972 e deu pleno suporte para a mecânica quântica. Desde então, muitos outros testes foram realizados, com resultados sempre favoráveis à mecânica quântica. As desigualdades foram testadas inclusive num acelerador de partículas.

Entretanto, a violação da desigualdade de Bell não permite distinguir qual das hipóteses - realismo, localidade ou ambas - foi violada. Isto levou Anthony Leggett a propor, em 2003, uma desigualdade diferente, baseada apenas no realismo. Da mesma forma que as desigualdades de Bell, a violação desta desigualdade levantaria dúvidas sobre o realismo nas teorias de variáveis ocultas. A desigualdade de Leggett acabou de ser testada por uma equipe da Universidade de Viena, que constataram sua violação. Isto fornece suporte para a afirmação usual da mecânica quântica de que a realidade não existe enquanto não a observamos. A mecânica quântica é realmente um barato!

Testando a Relatividade Geral

O satélite Gravity-Probe B foi lançado em 2004 para testar duas previsões da relatividade geral. De acordo com a teoria de Einstein, a Terra ou qualquer outro corpo massivo afeta o espaço-tempo ao seu redor. Isto causa no satélite um efeito geodético devido a curvatura do espaço-tempo produzido pela massa da Terra. Além disso, há um outro efeito muito menor, o arrastamento do espaço-tempo devido ao movimento de rotação da Terra.

Para detectar tais efeitos, o satélite transporta quatro giroscópios extremamente precisos. Após três anos monitorando o comportamento desses giroscópios já é possível detectar o efeito geodético com uma precisão de 1%. O efeito de arrastamento, por ser muito menor, ainda requer uma calibração melhor dos giroscópios e mais alguns meses de coleta de dados. A previsão é de que até o final do ano novos dados estarão disponíveis. O custo do satélite foi de 700 milhões de dolares! Mais detalhes podem ser encontrados aqui.