<div dir="ltr"><div class="gmail_quote"><div bgcolor="#ffffff"><font size="2"><img src="?ui=2&ik=96648fb29a&view=att&th=1628ba15aafef053&attid=0.1&disp=safe&realattid=ii_jfjoj6q10_1628ba15aafef053&zw" width="458" height="344"><br>
<p align="justify" style="margin:0px 0px 1.42857em;font-size:14px;line-height:1.42857em;color:rgb(255,255,255);font-family:"Helvetica Neue",Arial,sans-serif;font-style:normal;font-variant-ligatures:normal;font-variant-caps:normal;font-weight:400;letter-spacing:normal;text-indent:0px;text-transform:none;white-space:normal;word-spacing:0px;background-color:rgb(0,0,0);text-decoration-style:initial;text-decoration-color:initial"><em>Portugal tem assumindo um papel significativo e está a trabalhar para se tornar membro do SKA, colaborando ao nível da ciência, inovação e indústria. O SKA está classificado com de alta prioridade no Roteiro Nacional de Infraestruturas de Investigação de Relevância Estratégica (IIRE) através da IIRE ENGAGE SKA. Apesar de ainda não ser um país membro, Portugal tem um histórico de participação em actividades do SKA, com parcerias desde o 6º e 7º Programa-Quadro da União Europeia, tendo sido membro do Comité de Ciência e Engenharia do SKA (SSEC), em representação da Europa. De momento, a colaboração Portuguesa provem de instituições académicas e industriais dos sectores das TICE, Energético e Espacial. Por seu lado, os cientistas portugueses estão envolvidos na investigação de Cosmologia, Evolução das Galáxias, Física Solar e Origem do Sistema solar.</em></p><p align="justify" style="margin:0px 0px 1.42857em;font-size:14px;line-height:1.42857em;color:rgb(255,255,255);font-family:"Helvetica Neue",Arial,sans-serif;font-style:normal;font-variant-ligatures:normal;font-variant-caps:normal;font-weight:400;letter-spacing:normal;text-indent:0px;text-transform:none;white-space:normal;word-spacing:0px;background-color:rgb(0,0,0);text-decoration-style:initial;text-decoration-color:initial"><em>O ENGAGE SKA é constituído pelo Instituto de Telecomunicações, Universidade de Aveiro, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, Universidade de Évora e Instituto Politécnico de Beja. É apoiado pelo TICE.pt e por um Consórcio Industrial. Durante a fase de Pré-construção, o envolvimento português estendeu-se a diversas atividades de especificação do projeto. Sendo que, o ENGAGE SKA é membro do SKA Telescope Manager Consortium (SKA-TMC) liderado pelo NCRA (Índia), do SKA Dish Consortium (SKADC) liderado pelo CSIRO (Austrália), do INFRA-SKA Consortium liderado pelo SKA-SA (África do Sul), e dos Consórcios SKA Signal and Digital Transport (SADT) e Processamento de Dados em Software (SDP) liderados pela Universidade de Manchester e pela Universidade de Cambridge. Está igualmente envolvido num programa de tecnologias avançadas, o Aperture Array MID Consortium Frequency (AAMID).</em></p>
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<br><font size="3"> ______________________________<wbr>_______________02 de abril de 2018 </font></p>
<p><font size="3">Caros Amigos da Cosmologia, </font></p>
<p><font size="3">Veremos aqui a instigante história do <i>beija-flor cósmico</i> que abanou freneticamente as asas para nos informar <b>quando ocorreu a formação das primeiras estrelas no universo</b>. Verdadeira ou falsa, a história é bastante interessante, tem muita física envolvida, um radiotelescópio engenhoso e um grupo de físicos, astrônomos e engenheiros aplicados. </font></p>
<p><font size="3">A seção <b><i>“Cosmology and Nongalactic Astrophysics”</i></b> do repositório eletrônico de artigos científicos </font><a href="https://arxiv.org/" target="_blank"><font size="3">arXiv.org</font></a><font size="3"> tem apresentado, nas últimas semanas, um número muito grande de artigos sobre as consequências das observações realizadas pelo projeto <b>EDGES</b>, que investiga uma das épocas do Modelo Padrão da Cosmologia (MPC), qual seja, a <b>Época da Reionização</b> (EoR, sigla em inglês, <i>Epoch of Reionization</i>). Apresentarei o que são estas observações que, dentro do paradigma do MPC, determinam pela primeira vez <b>quando ocorreu a formação das primeiras estrelas</b> que encerrou a chamada “Idade das Trevas” cósmica (<i>Cosmic “Dark Ages”</i>) e deflagrou a reionização do universo. Este COSMOS pretende ser o último de uma trilogia iniciada em </font><a href="http://lilith.fisica.ufmg.br/~dsoares/cosmos/18/cosmos4.htm" target="_blank"><font size="3">COSMOS:09mar18</font></a><font size="3"> e seguida por </font><a href="http://lilith.fisica.ufmg.br/~dsoares/cosmos/18/cosmos5.htm" target="_blank"><font size="3">COSMOS:27mar18</font></a><font size="3">, os quais devem ser lidos para uma compreensão melhor do que se segue. </font></p>
<p><font size="3">A discussão do EDGES será feita quase que inteiramente baseada no filme de divulgação produzido pela agência federal americana <i>National Science Foundation</i> (NSF), que apoia pesquisa fundamental e educação. O filme foi escrito e apresentado por <b>Peter Kurczynski</b> (PK), diretor de programas em tecnologia avançada e instrumentação da NSF. O filme é falado e legendado em inglês, tem 5 minutos e 15 segundos e está em </font><a href="https://www.youtube.com/watch?v=wU6KXoO0NEE" target="_blank"><font size="3">The birth of the first stars</font></a><font size="3"> (“O nascimento das primeiras estrelas”). </font></p>
<p><font size="3">Vamos por etapas. </font></p>
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<ul><font size="3">1) O que é a colaboração EDGES? Na página eletrônica do LoCo (</font><i><font size="3"><a href="http://loco.lab.asu.edu/" target="_blank">-frequency Cosmology Grou</a>p</font></i></ul>
<ul><font size="3">2) As observações do EDGES são interpretadas à luz dos eventos descritos a seguir. </font>
<ul><font size="3">(I) As primeiras estrelas se formam. </font></ul>
<ul><font size="3">(II) Copiosa radiação ultravioleta é produzida por estas estrelas.</font></ul>
<ul><font size="3">(III) O gás HI é mais frio do que a Radiação de Fundo (RF) remanescente do Estrondão, cuja temperatura naquele z vale T(z) = T<sub>o</sub>(1 + z), onde T<sub>o</sub> é a temperatura da RF hoje e vale 2,725 K (kelvin), quase zero absoluto. </font></ul>
<ul><font size="3">(IV) A RF possui ondas de rádio em sua distribuição de frequências, inclusive em torno da frequência de 1420 MHz (ondas de 21 cm). </font></ul>
<ul><font size="3">(V) O hidrogênio neutro (HI) interage com a radiação ultravioleta das primeiras estrelas e passa a absorver a RF em 1420 MHz, cujo espectro deverá apresentar uma absorção naquela frequência. Este espectro é o que se acredita ter sido observado pelo radiotelescópio do EDGES.</font></ul>
<font size="3">Vemos que há uma sequência tormentosa de eventos e acontecimentos até se chegar na observação do EDGES e que o evento descrito em (V) é invocado para se afirmar a realidade do evento (I). A mencionada tormentosa sequência de eventos intermediários é bastante complexa e ainda não completamente entendida. </font></ul>
<ul><font size="3">3) Obviamente que o EDGES não observa 1420 MHz, mas sim 1420/(1 + z), pois o espectro foi produzido no desvio para o vermelho z. As previsões teóricas do MPC colocam este z na faixa de 6 a 30 como vimos. Após alguns anos de trabalho, obteve-se a observação da absorção em 78 MHz, implicando no desvio z = 17, ou seja, 180 milhões de anos após o Estrondão, datando assim a época da formação das primeiras estrelas. O artigo relatando as observações, de autoria de <b>Judd Bowman, Alan Rogers, Raul Monsalve, Thomas Mozdzen e Nivedita Mahesh</b>, foi publicado na revista britânica <i>Nature</i>, a mais conceituada publicação científica do mundo, no dia 28 de fevereiro de 2018 e tem o título <b><i>“An absorption profile centred at 78 megahertz in the sky-averaged spectrum”</i></b>. As primeiras palavras do resumo do artigo sintetizam de forma brilhante a putativa descoberta: </font><blockquote><font size="3"><font color="green"><b><i>“After stars formed in the early Universe, their ultraviolet light is expected, eventually, to have penetrated the primordial hydrogen gas and altered the excitation state of its 21-centimetre hyperfine line. This alteration would cause the gas to absorb photons from the cosmic microwave background, producing a spectral distortion that should be observable today at radio frequencies of less than 200 megahertz.” </i></b></font> </font></blockquote></ul>
<ul><font size="3">4) O radiotelescópio é bastante simples e barato, semelhante a uma mesa cujo tampo possui aproximadamente 2 × 1 m<sup>2</sup>. A frequência procurada está numa faixa muito contaminada por fontes humanas (lembrem-se, por exemplo, que as rádios FM emitem entre ∼80 e ∼110 MHz e as emissoras de TV abaixo de ∼80 MHz). Então, o telescópio foi levado para o meio de um deserto australiano. A contaminação por fontes externas (a Via Láctea, o Sol, a Lua, entre outras) teve também que ser considerada e eliminada da <i>melhor forma possível</i>, pois elas representam um ruído cerca de 10.000 vezes mais intenso do que o sinal procurado. PK afirma que encontrar o sinal de rádio procurado é tão difícil quanto <i>“estar no meio de um furacão e tentar ouvir o bater das asas de um beija-flor.”</i> </font></ul>
<ul><font size="3">5) Alguns números: a temperatura da RF quando houve a emissão do sinal observado pelo EDGES era T(z=17) = 2,725(1 + 17) = 49 K [cf. item 2-(III) acima]. O gás era muito mais frio, com temperatura de 3 kelvin. Lembrem-se que as escalas kelvin e celsius se relacionam por T(celsius) = T(kelvin) − 273,15 e que zero kelvin, igual a −273,15 graus celsius, representa o zero absoluto, i.e., a temperatura mais baixa que se pode atingir. Um resultado estranho dentro de toda esta estranheza é que o hidrogênio parece ser mais frio do que o previsto pelos modelos teóricos (a absorção é duas vezes mais profunda do que o esperado). Já pululam no meio acadêmico as tentativas de se explicar esta discrepância, recorrendo-se à matéria escura, energia escura e outros exotismos. </font></ul>
<ul><font size="3">6) O nosso beija-flor cósmico está realmente fazendo muito barulho. A seguir apresento alguns artigos recentes que discutem as consequências de seu voo cosmológico: </font><a href="https://arxiv.org/abs/1803.06698" target="_blank"><font size="3">arxiv/1803.06698</font></a><font size="3">, </font><a href="https://arxiv.org/abs/1803.06944" target="_blank"><font size="3">arxiv/1803.06944</font></a><font size="3">, </font><a href="https://arxiv.org/abs/1803.07048" target="_blank"><font size="3">arxiv/1803.07048</font></a><font size="3"> e </font><a href="https://arxiv.org/abs/1803.07555" target="_blank"><font size="3">arxiv/1803.07555</font></a><font size="3">. Estes são apenas alguns exemplos que recolhi nas últimas semanas. A repercussão tem sido enorme. O orçamento do projeto está muito longe dos bilhões de dólares de alguns megaprojetos em cosmologia. </font></ul>
<font size="3"> PK afirma otimisticamente que com esta descoberta <i>“agora nós sabemos quando o universo emergiu da Idade das Trevas para a Alvorada Cósmica.”</i> Muito bonito, mas não esqueçamos que é tudo apenas mais uma história bem contada pelos grandes cientistas e engenheiros do MPC. Não é isto, de fato, o que se pode fazer? </font>
<p><font size="3">Imprescindíveis complementos a este COSMOS são: (i) ver o filme de PK indicado acima e (ii) ler a notícia para imprensa do Observatório Haystack do Instituto de Tecnologia de Massachusetts intitulada </font><a href="http://news.mit.edu/2018/astronomers-detect-earliest-evidence-yet-hydrogen-universe-0228" target="_blank"><font size="3">Astronomers detect earliest evidence yet of hydrogen in the universe</font></a><font size="3">. </font></p>
<p><font size="3">Durmam bem, se puderem, com o barulho deste beija-flor… </font></p>
<p><font size="3">Um abraço a todos. </font></p>
<p><font size="3">Saudações Cosmológicas, </font></p>
<p><font size="3">Domingos </font></p>
<p><font size="3">PS: Quem quiser ler o artigo de Bowman et al. é só me escrever que eu envio uma cópia em <b><tt>pdf</tt></b>. </font></p>
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<br> Domingos Sávio de Lima Soares
<br></font><a href="http://lilith.fisica.ufmg.br/~dsoares/fc.htm" target="_blank"><b><font color="green" size="3">FLORESTA COSMOS</font></b></a><font size="3">
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