Pesquisadores da Universidade da Califórnia Geram 'Gravidade Artificial' Com Ondas Sonoras e Plasma
Olá leitores e leitoras do BS!
Segue abaixo uma notícia espetacular postada ontem (26/01), no site ‘Inovação Tecnológica’, destacando que pesquisadores da Universidade
da Califórnia conseguiram reproduzir efetivamente a ‘força da gravidade’ gerada
por estrelas e planetas - ou perto delas - dentro de uma esfera de vidro
superquente. Saibam mais sobre essa notícia pela matéria abaixo.
Sensacional
amigos, imaginem vocês a implicação disto em longo prazo. Será que um dia
teremos Gravidade Artificial em nossas espaçonaves interplanetárias?
Brazilian Space
ESPAÇO
Gravidade Artificial é Gerada Com Ondas Sonoras e Plasma
Redação do Site Inovação Tecnológica
26/01/2023
[Imagem: John P. Koulakis et al. -
10.1103/PhysRevLett.130.034002]
Gravidade Artificial
Pesquisadores conseguiram reproduzir efetivamente a força
da gravidade gerada por estrelas e planetas - ou perto delas - dentro de uma
esfera de vidro superquente.
Isso permitirá a realização de experimentos que não podem
ser feitos facilmente na superfície da Terra e que são muito difíceis de
simular em computadores - hoje, esses experimentos são enviados para o espaço,
um processo caro e demorado.
Além de permitir o estudo experimental de questões
astrofísicas, a nova técnica permitirá estudar como o clima espacial afeta as
comunicações e o funcionamento dos satélites artificiais, o que é muito difícil
de fazer hoje porque os experimentos de laboratório aqui na Terra são afetados
pela gravidade de maneiras bem diferentes das condições no espaço.
Imitação da Gravidade
A possibilidade de criar esse simulador de gravidade
inédito surgiu em 2017, depois que Gilles Courret e colegas da Universidade de
Ciências Aplicadas e Artes da Suíça Ocidental descobriram um fenômeno incrível
dentro de lâmpadas de alta potência (1 kW). Courret observou que o plasma
gerado por essas lâmpadas de enxofre de alta potência forma uma esfera que
permanece no centro do bulbo apesar da gravidade, protegendo assim o vidro do
derretimento. Uma primeira análise mostrou que esse fenômeno resulta de uma
ressonância acústica em modo esférico.
Agora, John Koulakis e colegas da Universidade da
Califórnia de Los Angeles foram além na análise do fenômeno, revelando que ele
pode ser explicado pela força
de radiação acústica, a mesma que vem sendo explorada pelos aparatos de levitação
acústica, nos quais ondas sonoras refletidas por um objeto são suficientes
para fazê-lo levitar no ar, vencendo a força da gravidade.
Mais interessante ainda, Koulakis e seus colegas
mostraram que, nas lâmpadas, essa força acústica atua não na superfície do
objeto onde o som se reflete, mas ao longo do gás, criando um gradiente onde as
variações de densidade redirecionam as ondas sonoras.
Eles então tiraram proveito dessa força presente nesse
"gradiente livre" - sem qualquer interface entre o sólido e o gás -
para criar seu simulador de gravidade.
[Imagem: John P. Koulakis et al. -
10.1103/PhysRevLett.130.034002]
Gravidade Acústica
Em vez de uma lâmpada, a equipe criou seu gerador
de gravidade artificial - que eles chamam de gravidade acústica - dentro de
uma esfera oca de 3 centímetros de diâmetro.
Para isso, eles usaram ondas sonoras para gerar convecção
no plasma - um processo no qual o gás esfria quando se aproxima da superfície
de um corpo e depois reaquece e sobe novamente quando se aproxima do núcleo -
criando uma corrente fluida que, por sua vez, gera uma corrente magnética.
Um feixe de micro-ondas aquece o gás de enxofre dentro da
esfera de vidro a 4.000 ºC. As ondas sonoras dentro funcionam como a gravidade,
restringindo o movimento do gás quente e fracamente ionizado - o plasma - em
padrões que se assemelham às correntes de plasma nas estrelas.
O resultado é um autêntico campo gravitacional esférico
que permite estudar em detalhes a convecção que ocorre em estrelas e planetas.
"Com o uso de som gerado por micro-ondas em um frasco esférico de plasma
quente, conseguimos um campo de gravidade mil vezes mais forte que a gravidade
da Terra," contou Koulakis.
"As pessoas estavam tão interessadas em tentar
modelar a convecção esférica com experimentos de laboratório que na verdade já
colocaram um experimento no ônibus espacial porque não conseguiam obter um
campo de força central forte o suficiente no solo," ilustrou o professor
Seth Putterman, coordenador da equipe. "O que mostramos é que nosso
sistema de som gerado por micro-ondas produziu uma gravidade tão forte que a
gravidade da Terra não era um fator. Não precisamos mais ir ao espaço para
fazer esses experimentos."
[Imagem: John P. Koulakis et al. -
10.1103/PhysRevLett.130.034002]
Experimentos Astrofísicos
Outro detalhe interessante é que o gás quente e brilhante
perto da metade externa da esfera move-se para fora em direção às paredes da
esfera. E a forte gravidade sustentada gerou uma turbulência que se assemelha à
que é vista perto da superfície do Sol.
Na metade interna da esfera, a gravidade acústica mudou
de direção, apontando para fora, o que faz com que o gás quente afunde no
centro. No experimento, a gravidade acústica manteve naturalmente o plasma mais
quente no centro da esfera, o que também ocorre nas estrelas e em planetas
gigantes gasosos.
A capacidade de controlar e manipular o plasma de maneira
a espelhar a convecção estelar e planetária ajudará também a entender e prever
como o clima solar afeta os sistemas de comunicação por satélite e as
espaçonaves.
O objetivo da equipe agora é ampliar a escala do
experimento, criando um gerador de gravidade acústica que possa ser usado para
os tão esperados experimentos astrofísicos.
Bibliografia:
Artigo: On
the plasma confinement by acoustic resonance
Autores:
Gilles Courret, Petri Nikkola, Sébastien Wasterlain, Olexandr Gudozhnik, Michel
Girardin, Jonathan Braun, Serge Gavin, Mirko Croci, Peter W. Egolf
Revista: The
European Physical Journal D
Vol.: 71,
Article number: 214
DOI:
10.1140/epjd/e2017-70490-6
Artigo: Thermal
Convection in a Central Force Field Mediated by Sound
Autores: John
P. Koulakis, Yotam Ofek, Seth Pree, Seth Putterman
Revista:
Physical Review Letters
Vol.: 130,
034002
DOI:
10.1103/PhysRevLett.130.034002
Brilhante iniciativa e os resultados são promissores. Parabéns as equipes e a BS em nos informar. Paz e Bem!
ResponderExcluirValeu amigo! Estamos aqui pra isso, e obrigado pelo seu reconhecimento ao nosso trabalho. Saudações!
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