sexta-feira, 10 de setembro de 2010

Leis da Física podem variar ao longo do Universo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/09/2010

Leis da Física podem variar ao longo do Universo
Pelos dados obtidos pelos pesquisadores, a constante alfa não seria constante, mas variável, contrariando o princípio da equivalência de Einstein, que estabelece que as leis da física são as mesmas em qualquer lugar. [Imagem: Julian Berengut/UNSW]
Uma equipe de astrofísicos está propondo uma teoria que muda radicalmente a forma como entendemos o Universo.
Em um artigo ainda não aceito para publicação em revistas científicas, o grupo afirma ter encontrado indícios de que as leis da física são diferentes em diferentes partes do Universo.
Constante alfa
O artigo propõe que uma das supostas constantes fundamentais da natureza talvez não seja assim tão constante.
Em vez disso, este "número mágico", conhecido comoconstante de estrutura fina - ou constante alfa - parece variar ao longo do Universo. A constante alfa mede a magnitude da força eletromagnética - em outras palavras, a intensidade das interações entre a luz e a matéria.
Há alguns anos, físicos propuseram que alfa poderia ter variado ao longo do tempo - numa escala de 12 bilhões de anos - mas agora os físicos propõem que ela varia ao longo do espaço.
Pelos dados obtidos pelos pesquisadores, a constante alfa não seria constante, mas variável, contrariando o princípio da equivalência de Einstein, que estabelece que as leis da física são as mesmas em qualquer lugar.
"As implicações para o nosso entendimento atual da ciência são profundas. Se as leis da física passam a ser apenas 'sub-leis locais', pode ser que, embora a nossa parte observável do Universo favorece a existência da vida e dos seres humanos, outras regiões mais distantes podem ter diferentes leis que se oponham à formação da vida, pelo menos tal como a conhecemos," especula ele.
Eixo magnético universal
As conclusões dos pesquisadores foram baseadas em medições realizadas com oVery Large Telescope (VLT), no Chile, e com os maiores telescópios ópticos do mundo, no Observatório Keck, no Havaí.
"Os telescópios Keck e VLT estão em hemisférios diferentes - eles olham para direções diferentes ao longo do Universo. Quando olhamos para o norte com o Keck, vemos em média um alfa menor nas galáxias distantes, mas quando olhamos para o sul com o VLT, vemos um alfa maior," explica o Dr. Julian King, coautor do trabalho.
A variação observada é muito pequena, não mais do que 1 parte em 100.000. "Mas é possível que variações muito maiores possam ocorrer fora do nosso horizonte observável", especula King.
"Depois de medir a constante alfa em cerca de 300 galáxias distantes, surgiu uma consistência: este número mágico, que nos dá a força do eletromagnetismo, não é o mesmo em todos os lugares, como ele é aqui na Terra, e parece variar continuamente ao longo de um eixo preferencial através do universo," explica o professor John Webb, da Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália.
Leis da Física podem variar ao longo do Universo
A variação da constante alfa foi detectada como uma continuidade ao longo do espaço, o que daria uma espécie de "eixo preferencial" para o Universo - é como se houvesse um eixo magnético universal, atravessando todo o Universo observável, da mesma forma que há um eixo magnético de polo a polo da Terra. [Imagem: Webb et al.]
Este talvez seja o elemento mais intrigante da proposta, o fato de a variação ter sido detectada como uma continuidade ao longo do espaço, o que daria uma espécie de "eixo preferencial" para o Universo - é como se houvesse um eixo magnético universal, atravessando todo o Universo observável, da mesma forma que há um eixo magnético de polo a polo da Terra.
De forma bastante interessante, esse eixo magnético universal coincide com medições anteriores que deram origem à teoria do chamado Fluxo Escuro, que indica que uma parte da matéria do nosso Universo estaria vazando por uma espécie de "ralo cósmico", sugada por alguma estrutura de um outro universo.
Variação das leis da física
Se os dados se confirmarem - e não tiverem outra explicação menos revolucionária - um achado como esse poderia obrigar os cientistas a repensarem totalmente sua compreensão das leis da Natureza.
"A constante de estrutura fina, e outras constantes fundamentais, são absolutamente centrais para a nossa teoria atual da física. Se elas realmente variam vamos precisar de uma teoria melhor, mais profunda," arrisca o Dr. Michael Murphy, coautor do trabalho.
A variação das leis da física, seja no espaço ou no tempo, sempre ocupou a mente dos cientistas. Pelas teorias atuais, uma pequena variação de alfa, por exemplo, significaria que as estrelas não produziriam carbono, a base da química que forma a vida na Terra.
É por isso que os cientistas afirmam que são as características "especiais" deste nosso ponto no Universo que criam as condições para a vida como a conhecemos, características estas que poderiam não existir em outros pontos. Uma afirmação de resto circular - poderia haver outros "pontos de equilíbrio", que dariam origem a formas de vida diferentes da nossa, algo como "se a vida não fosse assim, seria diferente" - descartada, obviamente, a hipótese da "não-vida".
"Embora uma 'constante variável' possa abalar a nossa compreensão do mundo que nos rodeia, afirmações extraordinárias exigem evidências extraordinárias. O que estamos descobrindo é extraordinário, não há dúvida sobre isso," diz Murphy.
Talvez. Mas tudo recomenda que se espere até que o artigo seja revisado por outros cientistas e aceito para publicação em uma revista conceituada. Resta saber, sobretudo, se os outros cientistas acharão que uma variação de 1 em 100.000 é assim tão extraordinária.
Bibliografia:

Evidence for spatial variation of the fine structure constant
J. K. Webb, J. A. King, M. T. Murphy, V. V. Flambaum, R. F. Carswell, M. B. Bainbridge
Submitted to Physical Review Letters
September 2010
http://arxiv.org/abs/1008.3907

Mapas hiperbólicos mostram a internet como você nunca viu

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/09/2010

Mapas hiperbólicos mostram a internet como você nunca viu antes
Atlas hiperbólico da internet. O mapa hiperbólico da internet é semelhante a uma rede sintética einsteiniana, vista no segundo mapa, abaixo.[Imagem: Boguna et al./Nature]
Coordenadas da internet
Um grupo internacional de cientistas criou uma nova técnica para traçar mapas que mostrem as coordenadas da internet.
Para Marián Boguñá e seus colegas da Universidade de Barcelona, os mapas refletem as diferentes conexões que formam a rede, o que permite simplificar os protocolos de transferência de informações usados hoje, sobretudo para aumentar sua eficiência.
O mapa hiperbólico é capaz de representar as redes principais que formam a arquitetura da internet, normalmente administradas pelas grandes empresas de telecomunicações ou por provedores.
Em vez de usar o espaço euclidiano tradicional, o mapa representa um hemisfério em um plano circular, onde cada elemento é desenhado com dimensões menores conforme se afasta do centro. Assim, nenhum dado ficará fora do espaço hiperbólico, por mais insignificante que seja, porque ele será sempre menor do que a distância que falta para chegar à borda do círculo.
Atualmente existem aproximadamente 24.000 sistemas dessa categoria, interligados por cerca de 60.000 conexões, em uma estrutura muito complexa, mas capaz de se auto-organizar.
Cada ponto no mapa representa um sistema autônomo. Os maiores contêm até mesmo a identificação da empresa à qual pertencem. Na parte externa está o nome dos países, com um tamanho de letra proporcional ao número de sistemas lá existentes. Cada país está localizado em uma posição média com relação ao número de sistemas autônomos que possui. Como se pode ver, os países com maior número de sistemas mais autônomos são os Estados Unidos, Reino Unido e Rússia.
Mapas hiperbólicos mostram a internet como você nunca viu antes
Rede sintética no Modelo Einsteiniano. A rede modelada ilustra a conexão entre a geometria hiperbólica e a topologia de redes complexas sem escala. [Imagem: Boguna et al./Nature]
Espaço hiperbólico
"Estes mapas foram obtidos a partir de um modelo da rede em um espaço hiperbólico, de modo que, se dois nós estão próximos um do outro neste espaço, é muito mais provável que eles estejam interligados na rede real," explica Boguñá.
Por outro lado, "ao comparar as informações dos países onde estão localizados esses sistemas autônomos com as suas coordenadas no mapa, você pode ver que existem comunidades virtuais estreitamente relacionados, que refletem sua situação geopolítica no mundo," acrescenta o pesquisador.
Especialistas estimam que o protocolo atual de transferência de informações da Internet pode não suportar outra década na atual taxa de crescimento: 2.400 sistemas autônomos acrescidos à rede a cada ano.
Mapas hiperbólicos mostram a internet como você nunca viu antes
Mapa hiperbólico dos sistemas-chave da internet. O crescimento exponencial do número de pessoas no piso hiperbólico ilustra a expansão exponencial do espaço hiperbólico. Todas as pessoas têm o mesmo tamanho hiperbólico. [Imagem: Boguna et al./Nature]
Rede dinâmica
Hoje, para transmitir informações entre dois computadores localizados em sistemas autônomos diferentes, todos os sistemas devem ter informações completas sobre todas as rotas entre todos os possíveis destinatários.
Como a Internet é uma rede dinâmica, sempre que ocorre uma mudança, o sistema deve recalcular todas as rotas afetadas por esta mudança, um processo de cálculo que leva cada vez mais tempo.
"Com o mapa que criamos, para determinar a melhor rota para as informações, você só tem que conhecer as coordenadas dos vizinhos mais próximos e determinar qual delas minimiza a distância até o ponto de destino," explica Boguñá, que acredita ser viável a adoção dos seus mapas hiperbólicos para a administração real da internet.
Bibliografia:

Sustaining the Internet with hyperbolic mapping
Marián Boguñá, Fragkiskos Papadopoulos, Dmitri Krioukov
Nature
07 September 2010
Vol.: Nature Communications
DOI: 10.1038/ncomms1063