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O Campo Gravitacional e a Energia escura

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O Campo Gravitacional e a Energia escura

Mensagem por jocax em 1st Agosto 2016, 12:28

Finalmente publicado no IJRDO journal :-)
The Gravitational Field and the Dark Energy
http://ijrdo.org/International-Journal-of-Research-&-Development-Organisation-pdf/Applied%20Science/July-2016/App-July-2016-10.pdf

Traducao em :
https://social.stoa.usp.br/cienciaexpandida/blog/the-gravitational-field-and-the-dark-energy

OU:
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O Campo Gravitacional e a Energia escura

João Carlos Holland de Barcellos, 12/agosto/2008

Colocarei uma nova idéia sobre cosmologia que procura resolver o problema da energia escura e da matéria escura eliminando a necessidade de postular sua existência.

Introdução

A energia escura é uma hipótese “Ad-Hoc” postulada com a única finalidade de explicar o aparente afastamento acelerado das galáxias distantes. O efeito observado, indicando o afastamento acelerado, é conhecido como “Desvio para o Vermelho” (Red Shift). O “Red Shift” das galáxias é considerado, atualmente, como sendo um efeito doppler de afastamento.

Esta nova teoria que vou expor, explicará o efeito “Red Shift” com outra hipótese que não a do afastamento acelerado das galáxias. Com esta nova hipótese, a existência da energia escura, e também da matéria escura, deixam de ser necessárias, e se esta teoria se confirmar então estas entidades “escuras” poderão ser abandonadas em definitivo.

Como me veio a idéia

Estava eu com meus botões tentando achar uma forma do Nada-Jocaxiano (NJ) [1] poder gerar a lógica aristotélica que explicaria a aparente ‘logicidade’ de nosso universo e para isso estava pensando que tipo de coisa o NJ poderia gerar no inicio, mas as possibilidades eram infinitas... Suponha que o NJ gere um ALGO, pensei. Este algo pode ou não ter propriedades muito malucas, mas suponha que uma das propriedades desse primeiro ALGO gerado seja restringir a geração de coisas dentro ou fora de seus limites... Com estes devaneios em mente eis que DE SÚBITO me veio a idéia de que as coisas dentro do primeiro algo gerado poderiam ir diminuindo de tamanho e o ALGO original poderia ficar intacto.

Se as coisas em seu interior fossem diminuindo a impressão que se teria era de que o algo inicial estaria aumentando! Uma expansão! Abandonei meu problema original e me pus a lapidar esta nova idéia.

Lapidando a Idéia

Nesse modelo de “Universo Diminuinte” os átomos e outras partículas estariam diminuindo de tamanho na mesma proporção que as dimensões espaciais também diminuíssem.

Como o tamanho da nossa “régua” diminuiria, juntamente com as dimensões espaciais locais, não perceberíamos esta diminuição localmente. O tamanho apaente seria o mesmo pois nosso padrão de medida diminuiria na mesma proporção das dimensões espaciais.

Sabemos pela teoria da relatividade geral (TRG) que o tempo num sistema submetido a um campo gravitacional corre mais lentamente que outro sistema sem o campo, ou com um campo gravitacional mais fraco. A idéia é que a diminuição das dimensões espaciais locais seja provocada pelo efeito do campo gravitacional a que está submetido o sistema. Ou seja, os “buracos-negros” não seriam casos especiais de sistemas em colapso eterno. Além disso, a contração do espaço deveria depender também da intensidade da força gravitacional.

Teoria da Relatividade- Principio da Equivalência

É interessante notar que esta idéia é muito semelhante, só que expandida para 3 dimensões, com a relatividade especial quando esta afirma que a dimensão do sistema que se move na direção do movimento sofre uma contração. Quanto mais rapidamente um objeto se move mais ele vai se contrair na direção do movimento. No Univero Diminuinte esta contração seria devido à gravidade e ocorreria nas 3 dimensões espaciais.

Podemos intuir o Universo Diminuinte das seguintes premissas da teoria da relatividade:
1- Dentro de uma caixa fechada sob aceleração, ou campo gravitacional, quem está dentro não pode saber por nenhuma medição interna se sua caixa está sendo acelerada ou se está sob a influência de um campo gravitacional.
2-Um objeto em aceleração vai aumentando sua velocidade. Mas sabemos que quanto maior a velocidade maior é a contração deste objeto na direção do movimento.

Juntando 1 e 2 podemos intuir que um objeto num campo gravitacional poderia sofrer contração como de fato sofre um objeto dentro de uma caixa que está sendo acelerada!

A luz através do espaço

Vamos pensar o que aconteceria com a luz emitida por uma galáxia distante até chegar ao nosso planeta:

Nossa galáxia, assim como as galáxias distantes, estaria em constante contração. Um fóton de luz emitida por uma estrela desta galáxia distante, após deixar a sua galáxia, percorreria um longo espaço “vazio”, sem muita influência gravitacional, até finalmente chegar à nossa galáxia e ao nosso planeta.

Durante este longo percurso percorrido (às vezes de bilhões de anos) este fóton sofreria pouco efeito gravitacional e sua freqüência pouco seria afetada. Contudo, durante este tempo, nosso sistema continuaria diminuindo, e quando finalmente este fóton chegasse aqui, nós mediríamos o seu comprimento de onda com uma “régua” bastante reduzida em relação a que tínhamos na época em que este fóton foi emitido. Então em nossa medição se constataria que este fóton sofreu um “Desvio para o Vermelho” (Red Shift), porque mediríamos um comprimento de onda maior, e a explicação tradicional seria que este “Desvio para o Vermelho” se deveu ao efeito Doppler relativo à velocidade de afastamento da galáxia.

Fim da Energia Escura

Quanto mais afastada uma galáxia está do ponto de observação, mais tempo sua luz irá demorar para chegar até nós e mais encolhida estará nossa “régua” para medir este fóton e assim tanto maior aparecerá seu comprimento de onda, o que nos induziria a pensar que maior seria a velocidade de afastamento da galáxia. Esta aceleração aparente das galáxias distantes levou os astrônomos a postularem a existência de uma “Energia Escura”, que teria um efeito repulsivo, fazendo-as se afastarem cada vez mais rapidamente. Mas se a aceleração é devido à nossa própria redução de escala, esta energia escura não seria mais necessária, pois o que nos faz perceber seu afastamento acelerado é, na verdade, nossa própria contração espacial.
É o fim da energia escura.

Fim da Matéria Escura

Suponha que observemos uma galáxia distante em movimento de rotação.
O período de rotação da borda da galáxia é proporcional à raiz quadrada do cubo do raio dividido pela sua massa. Matematicamente:

T = k * [( R^3)/M]^(1/2)

Onde: T é o período de tempo para dar uma volta, k é uma constante, R é o Raio, isto é, a distância do centro da galáxia à sua borda, e M é a massa da galáxia.

Quando a luz desta galáxia chega até nós, observaremos o mesmo período de rotação, entretanto observaremos também um aumento aparente do raio R devido ao tempo que esta imagem levou para chegar até nós, que estamos em contração. Se para nós o raio observado da galáxia nos parece aumentado, e o período é o mesmo, tudo leva a crer que a massa M da galáxia deve ser maior. Ou seja, para manter o período T constante, a massa M deve parecer maior que a observada [3]. Por esta razão os cientistas postularam também a existência da “matéria escura”. Esta massa “extra” poderia corrigir as observações para manter o período de rotação de acordo com o raio da galáxia. Contudo, com esta nova hipótese do “Universo Diminuinte” a matéria escura também não seria necessária, uma vez que podemos corrigir o raio da galáxia ao seu verdadeiro valor para a época que a luz foi emitida por ela.



Resumindo

Resumindo a Teoria do “Universo Diminuinte” teremos:
- O Universo não está se expandindo aceleradamente. O raio do universo, entretanto, pode estar se expandido, pode estar fixo, ou pode ainda estar diminuindo. O importante é que não estaria se expandindo aceleradamente.

- Os objetos em seu interior, assim como suas dimensões espaciais estão se contraindo devido à presença do campo gravitacional.

- Em nosso referencial local, a aparente expansão do Universo poderia ser explicado (pelo menos em parte) como devido à contração de nosso próprio referencial e seus padrões de medida.

- A teoria do Universo Diminuinte explicaria também o desvio para o vermelho (Red Shift): Uma galáxia, a certa distância de nós emitiria a sua luz com certa freqüência média F. Outra galáxia ainda mais afastada emitiria sua luz, por exemplo, com a mesma freqüência, mas esta luz demoraria mais tempo para chegar a nós que a primeira galáxia. Mas quando esta luz mais afastada, por fim chegasse a nós, nosso padrão de medida estaria menor, e, portanto enxergaríamos esta segunda luz com um comprimento de onda maior (uma freqüência menor) que a luz da primeira galáxia. Isto é, observaríamos um desvio para o vermelho maior nas galáxias mais distantes do que nas mais próximas, e isto aconteceria mesmo se as galáxias não estivessem se afastando.



Refutabilidade

Uma forma rápida de refutar a teoria é verificar se o desvio para o vermelho esta de acordo com a massa escura observada, isto é, se a descontração do raio das galáxias, no cálculo do período, é compatível com o desvio para o vermelho observado.

Algumas Estimativas Numéricas.

Vamos fazer um cálculo aproximado, e não relativístico, da taxa de contração de nosso sistema terráqueo em função do “Red Shift”[4] observado.



Se F0 é a freqüência da luz de uma estrela que se afasta com velocidade V de um observador, então a freqüência F que este observador percebe esta freqüência é dada pela seguinte fórmula não relativística (c=velocidade da luz ):

F = F0 * (1 – V/c) (1)



Mas se L é o comprimento da onda, F sua freqüência e c sua velocidade, temos que:

L * F = c (2)


Se L é a freqüência da onda observada e L0 a freqüência da onda na fonte, de (1) e (2) temos que:

L = L0 / (1 -V/c) (3)

Agora vamos supor que a velocidade de afastamento da galáxia observada segue a fórmula de Hubble (onde d é a distância da galáxia a nós):

V = H * d (4)



Então, de (3) e (4) teremos:

L = L0 / (1-H*d/c) (5)



Agora, se detectamos dois comprimentos de ondas L1 e L2 de duas galáxias distantes d1 e d2 da Terra, (d2>d1) que emitem luz no mesmo comprimento de onda L0, podemos estimar a taxa de redução das dimensões “Fx”, por unidade de tempo, na data em que as medidas foram tomadas:

Tx = (L2 – L1)/L1/ T (6)

Tx é a taxa de redução por unidade de tempo, L2 e L1 os comprimentos de onda observado e T o tempo extra que a luz demora da segunda galáxia em relação à primeira para se chegar ao nosso planeta.

Normalmente a letra Z (red shift)[4] é designada para o fator (L2-L1)/L1:

Z = (L2-L1)/L1 (7)

T = (d2-d1) / c (Cool

De (7) e (Cool temos:

Tx = Z*c/(d2-d1) (9)



Mas utilizando (4) e tomando os “red shifts” de cada galáxia isoladamente:

Z1 = (L1-L)/L e Z2 = (L2-L)/L (10)

Teremos:

Tx = [(Z2-Z1)/(Z1+1)]*H*c/(V2-V1) (11)

Podemos tomar a nossa própria galáxia como padrão e simplificar a fórmula acima já que o “red shift” de nossa própria galáxia é zero:

Tx = Z * H * c/V (12)

Ou em distâncias

Tx = Z * c / d (13)

Onde :
Z é o “red shift” da galáxia
H é a constante de Hubble
d é a distância da galáxia
V a velocidade de afastamento aparente da galáxia
c é a velocidade da luz.



Vamos usar a fórmula (13) e os dados da tabela cosmológica [5] para a galáxia NGC3034 e calcular a taxa de compressão atual. Para esta galáxia:

È interessante notar que Z/d deve ser constante que reflete a taxa de compressão atual de nosso sistema de coordenadas !!



Tx = 0,000677 * 3E05 / (2,72 * 3E19) = 2,5E-18/s

A esta taxa de redução por segundo, em um milhão de anos a compressão seria de:

Tx * 1 milhão de anos = 2,5E-18 * 3E13 = 0,007%

Se eu não errei as contas esse é um número absurdamente pequeno para ser observado.

Correlação entre Matéria escura e RedShift

Vamos calcular o acréscimo de matéria escura necessária em função do RedShift (*).
Este cálculo serviria para refutar esta teoria se a massa escura esperada não for compatível com o redshift da galáxia.

Da equação do período T (a primeira), supondo que o período de rotação da galáxia seja o mesmo (T=T'), teremos:

R^3/M = R´^3 /M’ (14)

Onde: R é o raio da galáxia real, e M sua massa real.
R’ é seu raio observado aqui na Terra (maior) e M’ sua massa total observada.

De (14) podemos derivar:

M’ = M (R’/R)^3 (15)

Se Z é o RedShift da galáxia, teremos:

Z = (R’ – R) / R (*) (16)

De (15) e (16) obtemos:

M’ = M (1 + Z) ^3 (17)

Se a Matéria Escura (Me) é dada por

Me = M´ - M (18)

Temos, de (17) e (18) :

Me = M [ (1+Z)^3 - 1 ] (19)

Que é a Matéria Escura (Me) em Função do RedShif da galáxia (para galáxias distantes).
Agora, utilizando (5) teremos a matéria escura em termos da distância à nossa galáxia:

Me = M[ 1/(1 - H d / c) ^3 -1] (20)

Onde :
Me = Massa da Matéria escura
M = Massa esperada
H = Constante de Hubble ( 70 km/s/Mparsec )
c = Velocidade da luz (300 000 Km/s)
d = distância da Terra á galáxia

Este valor deverá ser confrontado com a observação, e com isso corroborar ou refutar a teoria.

(*) Devemos tomar o RedShift de galaxias que estão bem distântes pois para galáxias próximas,
o redshift poderá ser deturpado pela força gravitacional de nossa galáxia.
Este é o caso da galáxia de andromeda que está se aproximando da nossa galáxia de forma mais rápida
que o efeito de afastamento provocado pela "energia escura", fazendo que sua luz apresente
um desvio para o azul. Esta galáxia, portanto, não serviria para o cálculo da matéria escura.

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Referências

[1] O Nada Jocaxiano:
http://www.genismo.com/logicatexto23.htm

[2] Criação Ex Nihilo
http://www.str.com.br/Scientia/criacao.htm

[3] A elusiva matéria escura
http://www.herbario.com.br/data05/2811matesc.htm

[4]O Deslocamento para o Vermelho
http://www.on.br/site_edu_dist_2006/pdf/modulo2/o_deslocamento.pdf

[5] O RedShift E a Lei de Hubble
http://www.telescopiosnaescola.pro.br/hubble.pdf


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Re: O Campo Gravitacional e a Energia escura

Mensagem por Xevious em 1st Agosto 2016, 15:06

Realmente hipótese de expansão acelerada do universo é incompatível com algumas evidências.

E é importante fazermos os ajustes necessários porque muito das medidas que temos do universo são baseadas nesta teoria.

Ao meu ver, pode até existir uma expansão no universo, mas num fator menor do que o apontado.
Considero que parte dos sintomas que chamamos de Red Shift sejam interferências dos Neutrinos em relação aos fótons, que ao se chocarem os Neutrinos acabam retirando um pouco da energia dos fótons.

E concordo que matéria e energia escuras não existem, pelo menos não como coisas que poderemos pegar e transportar de um lugar para o outro, por exemplo.
Na minha interpretação eles são sintomas de interações com um outro universo.

Mas em todos casos, atualmente existem muitos experimentos voltados para a detecção da matéria escura e eles são muito caros, é um dinheiro quase todo desperdiçado, apesar de que estas pesquisas tem trazido de vez em quando alguns benefícios colaterais.
Mas seria importante pararmos estas pesquisas e aproveitar melhor os recursos financeiros para áreas realmente importantes.

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Re: O Campo Gravitacional e a Energia escura

Mensagem por jocax em 1st Agosto 2016, 15:25

Interessante essa idéia dos neutrinos. O mesmo efeito poderia acontecer com a poeira estelar.
O que poderia se verificar , entao, é que regioes de grandes aglomerados de galaxias ( com mais neutrinos )
vao parecer afastar-se mais rapidamente do que regioes com poucas galaxias.
Será q isso se verifica?

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Re: O Campo Gravitacional e a Energia escura

Mensagem por Xevious em 1st Agosto 2016, 17:13

jocax escreveu:Será q isso se verifica?
Para termos conclusões definitivas sobre isso precisaríamos se fazer experimentos específicos nisto
mas não há investimentos neste assunto, que nem é falado por ninguém, afinal de contas
então fica difícil

O que poderia se verificar , entao, é que regioes de grandes aglomerados de galaxias ( com mais neutrinos )
vao parecer afastar-se mais rapidamente do que regioes com poucas galaxias.
É difícil se verificar isso porque se acredita que a constante de expansão cosmológica seja um fator fixo

Ou seja detectamos algo e coletamos os dados de forma que eles fiquem compatíveis com as informações válidas atualmente
que considera real o fator de expansão
então não teríamos como comparar os resultados..

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Re: O Campo Gravitacional e a Energia escura

Mensagem por jocax em 1st Agosto 2016, 18:10

" detectamos algo e coletamos os dados de forma que eles fiquem compatíveis com as informações válidas"

Isso me cheira fraude.

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Re: O Campo Gravitacional e a Energia escura

Mensagem por Xevious em 1st Agosto 2016, 19:42

jocax escreveu:  
" detectamos algo e coletamos os dados de forma que eles fiquem compatíveis com as informações válidas"

Isso me cheira fraude.
Podemos dizer que sim, mas é até involuntário

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