Chegou o momento para uma nova Teoria da Gravitação?

Os modelos cosmológicos atualmente aceitos, dependentes da teoria da gravitação de Newton, estabelecem que uma galáxia como a nossa Via Láctea deveria ter centenas de "galáxias satélites", galáxias muito pequenas, com alguns poucos milhares de estrelas, orbitando ao seu redor.

Mas um grupo de cientistas, coordenado pelo professor Pavel Kroupa, da Universidade de Bonn, na Alemanha, afirma que não apenas não há o número esperado de galáxias satélite orbitando a Via Láctea, como também as pouco mais de 30 que foram encontradas até agora não estão onde a teoria afirma que elas deveriam estar.

Galáxias fora do lugar

Segundo os pesquisadores, os dados podem ser uma indicação de que está na hora de se elaborar uma nova teoria da gravitação, mais abrangente do que a teoria de Newton.

"Há algo estranho na sua distribuição," diz o professor Kroupa. "Elas deveriam estar dispostas de maneira uniforme ao redor da Via Láctea, mas não é isto o que nossas observações mostram."

O grupo de astrônomos e astrofísicos descobriu que as sete galáxias anãs mais brilhantes estão mais ou menos no mesmo plano, numa formação semelhante a um disco, e que elas giram todas na mesma direção ao redor da Via Láctea, da mesma forma que os planetas do Sistema Solar giram ao redor do Sol.

Paradoxo galáctico

Os cientistas acreditam que isto somente pode ser explicado se elas tiverem sido formadas por colisões entre jovens galáxias. Os fragmentos dessas colisões poderiam explicar a existência e o comportamento dessas galáxias satélites.

Mas isso coloca um paradoxo. "Os cálculos sugerem que as galáxias satélites anãs não poderiam conter nada de matéria escura se elas tiverem sido criadas desta forma," conta o professor Manuel Metz, outro membro do grupo.

"Mas isto contradiz diretamente outra evidência. A menos que a matéria escura esteja presente, as estrelas dessas galáxias estão se movendo muito mais rapidamente do que é previsto pela teoria padrão da gravitação de Newton," diz Metz.

Rejeitando a teoria de Newton

"A única solução é rejeitar a teoria de Newton. Se nós vivermos em um Universo onde se aplica uma lei da gravitação modificada, então nossas observações poderão ser explicadas sem a matéria escura," conclui ele.

Embora a rejeição da teoria da gravitação de Newton possa parecer algo surpreendente, um grande número de pesquisadores tem manifestado um entendimento de que alguns dos princípios fundamentais da física vêm sendo compreendidos incorretamente.

Ademais, se essas ideias estiverem corretas, não será a primeira vez que a teoria da gravitação de Newton será modificada. Isso aconteceu no século passado, quando Einstein introduziu as Teorias da Relatividade Geral e Especial e novamente quando a mecânica quântica foi desenvolvida para explicar a física na escala atômica e subatômica.

As anomalias agora detectadas na observação das galáxias satélites dão suporte ao uso de uma "dinâmica newtoniana modificada" onde predominam acelerações fracas.

O desafio dos físicos

Ainda é cedo para afirmar se o grupo está correto em sua interpretação e, sobretudo, para se vislumbrar o que seria esse novo modelo explicativo. O que se pode prever é que esse novo modelo alterará profundamente a forma como compreendemos nosso Universo.

E os físicos sabem que terão que enfrentar, mais cedo ou mais tarde, a tarefa de desenvolver teorias que expliquem o funcionamento da natureza nas gigantescas escalas do Universo.

Da mesma forma que a matéria apresenta propriedades radicalmente diferentes em escalas de bilionésimos de metro, no chamado mundo quântico, não se espera que as explicações sobre as galáxias, buracos negros, matéria e energia escuras, e as interações de todos esses elementos, e de todos os que ainda estão por serem descobertos, sejam explicados com base nos mesmos princípios que regem a matéria ordinária de um planeta, por mais especial que esse planeta possa ser.

fonte: Inovação Tecnológica

Unicamp desenvolve ligas de titânio para uso em próteses

Em razão das suas propriedades, as ligas de titânio estão entre os materiais mais utilizados para a produção de próteses empregadas em implantes ortopédicos e odontológicos.

Ocorre, porém, que esse material é totalmente importado, o que o torna caro e, consequentemente, inacessível a uma ampla camada da população brasileira.

Dependência tecnológica

Pesquisadores da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp estão trabalhando para tentar acabar com esse tipo de dependência tecnológica. Há 15 anos, eles vêm desenvolvendo estudos variados em torno do metal.

Os resultados alcançados, sobretudo nos últimos cinco anos, são altamente promissores. "Nós já fabricamos dez ligas diferentes, sendo que algumas delas apresentaram características equivalentes ou até superiores aos melhores resultados presentes na literatura", afirma o professor Rubens Caram, coordenador do projeto.

Processamento do titânio

Mais do que produzir ligas, os especialistas da FEM estão interessados em desenvolver tecnologias que levem ao processamento do titânio. O objetivo final é transferir o conhecimento à iniciativa privada, que se encarregaria de produzir o material em escala comercial.

A consequência do esforço seria a queda do preço das próteses, situação que traria impactos sociais positivos ao país. As ligas fabricadas em escala laboratorial, explica o professor Caram, são compostas por titânio em associação com elementos como molibdênio, tântalo, zircônio, estanho e nióbio. Este último tem como maior produtor mundial o Brasil.

As variadas misturas desses elementos, prossegue o docente da FEM, são submetidas a processos como laminação ou forjamento e, em seguida, tratadas termicamente em equipamentos que alcançam altas temperaturas. "Com isso, podemos obter materiais com propriedades mecânicas otimizadas", diz.

Uma das metas das pesquisas está justamente em compreender melhor os aspectos ligados à estrutura interna das ligas metálicas, bem como os fenômenos que ocorrem quando os materiais são submetidos a resfriamentos rápidos a partir de altas temperaturas. Após a preparação e processamento das amostras, os pesquisadores tratam de caracterizá-las e submetê-las a ensaios metalográficos, mecânicos e químicos.

Biocompatibilidade

Tais procedimentos, conforme o professor Caram, são indispensáveis quando se pretende chegar a uma liga que apresente as seguintes propriedades: biocompatibilidade, alta resistência mecânica e baixo módulo de elasticidade. Dito de outro modo, a prótese produzida a partir desse material precisa se integrar bem ao organismo, resistir aos esforços do corpo e não ser extremamente rígida, a ponto de não acompanhar a flexibilidade do osso.

"Quando uma pessoa recebe uma prótese total de quadril, por exemplo, uma haste metálica é inserida no seu fêmur. Se essa haste tem uma rigidez muito elevada, ou seja, apresenta um módulo de elasticidade elevado, ela limita as deformações naturais do fêmur, o que pode causar degeneração óssea", detalha.

Além dos ensaios citados anteriormente, as ligas desenvolvidas nos laboratórios da FEM também têm sido submetidas a testes in-vitro e in-vivo. Um material em especial, composto por titânio, nióbio e estanho, apresentou excelente biocompatibilidade depois de implantado em ratos.

Capacitação de pessoal

Tão importante quanto contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias, os estudos empreendidos pelos cientistas da Unicamp têm proporcionado a geração de conhecimento e a formação de pessoal altamente qualificado. Segundo o professor Caram, principalmente nos últimos cinco os pesquisadores produziram diversos artigos que foram publicados em revistas de circulação internacional.

Ademais, foram concluídas três teses de doutorado, dez dissertações de mestrados e diversos trabalhos de iniciação científica. Outros trabalhos ainda estão em andamento. "Graças ao apoio de organismos como a Fapesp, Capes e CNPq, conseguimos montar uma infraestrutura de laboratório que tem nos permitido alcançar ótimos resultados na associação entre ensino e pesquisa", avalia o docente da FEM.

Titânio

O titânio pode ser considerado um material relativamente recente. Embora tenha sido descoberto há cerca de duzentos anos, sua aplicação industrial tornou-se viável apenas na metade do século passado. Ainda hoje, tem um custo elevado se comparado com outros metais. Originalmente, foi empregado pela indústria aeronáutica. Em virtude das propriedades que apresenta, no entanto, o titânio passou a ser usado na produção de ligas que são posteriormente transformadas em próteses ortopédicas e odontológicas.

O titânio é classificado como um biomaterial, pois apresenta excelente compatibilidade com o organismo, alta resistência mecânica, boa flexibilidade e elevada resistência à corrosão. Por conta desses atributos, leva vantagens sobre outros metais também usados na produção de próteses, como o aço inoxidável. O uso de materiais estranhos ao corpo humano com o objetivo de substituir ou restaurar tecidos lesados ou degradados é antigo. Evidências arqueológicas revelam que há séculos os egípcios, romanos e astecas já empregavam ouro, madeira e marfim para repor dentes e, eventualmente, restaurar tecidos ósseos.

fonte: Inovação Tecnológica