Cientistas da Unesp publicaram pesquisa sobre efeito barocalórico na revista Results in Physics, abordando a razão de Grüneisen e o tensor de stress energia-momento.
A teoria da expansão do Universo é uma das descobertas mais impactantes da cosmologia moderna. Desde o trabalho pioneiro de Georges Lemaître em 1927, ficou claro que as galáxias estão se afastando umas das outras em um processo contínuo e acelerado, mudando nossa compreensão de como o Universo funciona.
A evolução do Universo ao longo do tempo é um campo de estudo fascinante para os astrônomos. Com o aumento do Universo, novas perguntas surgem sobre a natureza das galáxias e o papel da matéria escura na formação das estruturas cósmicas. A observação detalhada desses processos nos ajuda a desvendar os mistérios do cosmos e a expandir nossa compreensão do Universo em constante mudança.
Descoberta da aceleração da expansão do Universo
Tal confirmação foi proporcionada pelo redshift (desvio para o vermelho) do espectro da radiação eletromagnética recebida desses objetos longínquos. Em 1998, um novo e surpreendente ingrediente foi acrescentado ao modelo.
Um conjunto de observações de estrelas supernovas muito distantes, realizadas pelo Supernova Cosmology Project e pelo High-Z Supernova Search Team, mostraram que a expansão do Universo estava se acelerando – e não sendo retardada por efeito gravitacional como se supunha. Esta revelação sobre a aceleração da expansão do Universo trouxe à tona o conceito de energia escura, que se acredita contribuir com mais de 68% da energia total do Universo observável atual. A matéria escura e a matéria comum, por sua vez, contribuem com percentuais menores para a composição do Universo.
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Introdução à razão de Grüneisen e efeito barocalórico
Medidas de redshift apontam para uma expansão acelerada adiabática [isto é, sem troca de calor] e anisotrópica [que não é a mesma em todas as direções], explicou Mariano de Souza, professor do Departamento de Física do Instituto de Geociências e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Rio Claro.
Ele também destacou que a expansão adiabática está relacionada a um resfriamento, demonstrando o efeito barocalórico, que é quantificado pela chamada razão de Grüneisen. Em 1908, o físico alemão Eduard August Grüneisen propôs uma expressão matemática para o parâmetro de Grüneisen efetivo, que hoje é fundamental para entender propriedades específicas dos materiais.
Utilização do parâmetro de Grüneisen na expansão do Universo
Em um estudo recente publicado no periódico Results in Physics, pesquisadores da Unesp liderados por Mariano de Souza utilizaram o parâmetro de Grüneisen para descrever aspectos intricados relacionados à expansão do Universo.
O parâmetro de Grüneisen permite compreender o contínuo resfriamento do Universo, que está intimamente ligado ao efeito barocalórico devido à expansão adiabática. A mudança de um regime de expansão desacelerada para um regime acelerado se assemelha a uma transição de fase termodinâmica, segundo Souza.
Relevância do parâmetro de Grüneisen e constante cosmológica
Um dos aspectos importantes desse estudo é a associação do parâmetro de Grüneisen ao tensor de stress energia-momento presente nas equações de campo de Einstein, fornecendo um novo caminho para investigar os efeitos anisotrópicos associados à expansão do Universo.
Além disso, o estudo levanta questionamentos sobre a constante cosmológica, Λ, e sua relação com a expansão do Universo. Reconhecer ω como o parâmetro de Grüneisen efetivo permite inferir uma dependência temporal de Λ no contexto da expansão acelerada do Universo na era dominada pela energia escura.
O estudo realizado por Souza e colaboradores representa uma abordagem inovadora para interpretar a expansão do Universo a partir de conceitos da termodinâmica e da física da matéria condensada, apresentando potencial para importantes desdobramentos na área.
Fonte: © CNN Brasil
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