There Is No Need To Dance Anymore, I’m Told. 

炎麒-Enki-

We are all stardust (Carl Sagan).

Credits: NASA, ESA, CSA, STScI

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Detecting new particles around black holes with gravitational waves

Clouds of ultralight particles can form around rotating black holes. A team of physicists from the University of Amsterdam and Harvard University now show that these clouds would leave a characteristic imprint on the gravitational waves emitted by binary black holes.

Black holes are generally thought to swallow all forms of matter and energy surrounding them. It has long been known, however, that they can also shed some of their mass through a process called superradiance. While this phenomenon is known to occur, it is only effective if new, so far unobserved particles with very low mass exist in nature, as predicted by several theories beyond the Standard Model of particle physics.

Ionizing gravitational atoms When mass is extracted from a black hole via superradiance, it forms a large cloud around the black hole, creating a so-called gravitational atom. Despite the immensely larger size of a gravitational atom, the comparison with sub-microscopic atoms is accurate because of the similarity of the black hole plus its cloud with the familiar structure of ordinary atoms, where clouds of electrons surround a core of protons and neutrons.

In a publication that appeared in Physical Review Letters this week, a team consisting of UvA physicists Daniel Baumann, Gianfranco Bertone, and Giovanni Maria Tomaselli, and Harvard University physicist John Stout, suggest that the analogy between ordinary and gravitational atoms runs deeper than just the similarity in structure. They claim that the resemblance can in fact be exploited to discover new particles with upcoming gravitational wave interferometers.

In the new work, the researchers studied the gravitational equivalent of the so-called ‘photoelectric effect’. In this well-known process, which for example is exploited in solar cells to produce an electric current, ordinary electrons absorb the energy of incident particles of light and are thereby ejected from a material – the atoms ‘ionize’. In the gravitational analogue, when the gravitational atom is part of a binary system of two heavy objects, it gets perturbed by the presence of the massive companion, which could be a second black hole or a neutron star. Just as the electrons in the photoelectric effect absorb the energy of the incident light, the cloud of ultralight particles can absorb the orbital energy of the companion, so that some of the cloud gets ejected from the gravitational atom.

Finding new particles The team demonstrated that this process may dramatically alter the evolution of such binary systems, significantly reducing the time required for the components to merge with each other. Moreover, the ionization of the gravitational atom is enhanced at very specific distances between the binary black holes, which leads to sharp features in the gravitational waves that we detect from such mergers. Future gravitational wave interferometers – machines similar to the LIGO and Virgo detectors that over the past few years have shown us the first gravitational waves from black holes – could observe these effects. Finding the predicted features from gravitational atoms would provide distinctive evidence for the existence of new ultralight particles.

IMAGE…An atom in the sky. If new ultralight particles exist, black holes would be surrounded by a cloud of such particles that behaves surprisingly similar to the cloud of electrons in an atom. When another heavy object spirals in and eventually merges with the black hole, the gravitational atom gets ionized and emits particles just like electrons are emitted when light is shone onto a metal. CREDIT UvA Institute of Physics

Earth can be studied like a machine, a very complicated one indeed. In this view, it can be subdivided in many parts, each one a subsystem that can also be interpreted as a machine interconected to many others to form the entire Earth system. One of this parts is the biosphere, and a subsystem of the biosphere refers to human activity. Since human activity can be approached by economics, it is appropriate to talk about economics as part of the entire Earth system, as a piece of the biosphere machinery. This is the view of Ecological Economics.

As it happens to any machine, Earth has to obey the second law of thermodynamics, entropy can only increase with time. And what is the power source of the Earth machine? Easy, the solar radiation. Everything that has ever occurred, occurs, or will occurs could only take place in Earth because of solar radiative energy. Even these lines that I am writing, would not be here if not because the sun shines.

That is why it is so important to be aware of the energy cycles of Earth to understand everything, including economics. Think about it: the energy that powers the device you're using now, and ultimately the brain that is thinking and taking decisions now, every single joule of this energy was once photons leaving the sun towards Earth. Think of this interconnectedness and believe, and worry, and care about Earth, the biosphere, the econosphere and humankind, because everything is One!

Carlos Cipolla, economista italiano, descreve 4 tipos de pessoas (gráfico). Os inteligentes (I) fazem bem a si e à sociedade; bandidos (B) fazem bem a si prejudicando a sociedade; desamparados (D) são prejudicados para o bem de outros; e estúpidos (E) prejudicam a si e a todos.

Seu livro, considerado satírico, é "As leis básicas da estupidez humana". Nele, Cipolla considera que os estúpidos são numerosos (mais do que se espera), imprevisíveis, e muito perigosos por isso mesmo. O Bolsonarismo mais uma vez nos faz imaginar se a sátira não é real. (Originalmente postado no Twitter)

South Island, New Zealand

3,000-year-old clay pig found in

2020 at the Lianhe Ruins in China. When it was

discovered, the pottery has gone viral as it looks

similar to the pigs in AngryBirds or Peppa. Now

housed at the Sanxingdui Museum

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✨Ava✨

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As 10 maiores mentiras da humanidade:

Vou aproveitar o espírito desta época de congraçamento e paz para fazer a lista das dez maiores mentiras da humanidade: siga para ver.

1. Deus existe. Sério, só se for um psicopata sádico. A existência de um tumor cerebral mais comum em crianças, o DIPG, é prova suficiente. Esse tumor faz as crianças morrerem de forma horrível, perdendo movimentos, a capacidade de comer, falar e respirar aos poucos. Sem cura.

Deus não existe, nunca existiu. O universo é regido por leis matemáticas cegas à nossa ilusão de justiça. Nada no universo ou em nossas vidas é intrinsecamente justo. A única justiça q existe é aquela q fazemos.

A idéia da ilusão de um mundo justo não é suficiente para provar a inexistência de Deus. Mas, num mundo injusto, se Deus existir, isso é um acidente cruel.

2. A vida tem sentido. Sinto muito, não existe nenhum sentido intrínseco na vida. Existimos pq um acidente bioquímico raro transformou um punhado de moléculas numa entidade que se multiplica e evolui. O resto é história. O sentido de cada vida é dado por nós mesmos, mais ninguém.

3. As pessoas podem mudar para melhor. É raríssimo, deve ser menos comum do que o decaimento do próton. Nessa pandemia, provas existem em abundância. A maioria dos panacas vai deixar de ser idiota quando morrer. E é isso. Pessoas "ficam boas" quando já tinham boa índole.

4. Existe vida após a morte. Não, simplesmente. Esse é apenas o desejo pueril de quem não aceita ser finito. Temos começo, teremos fim. Simples, simétrico, verdadeiro. O resto é mentira. A própria vida, no entanto continua, pelo menos até cancelarmos toda a biosfera do planeta.

5. A humanidade vai progredir, vai aprender e superar este momento. Igual superou os outros? Alguém pode me dizer o que a humanidade aprendeu com as grandes guerras mundiais? Com a peste negra? Nada que não tenha esquecido depois. A sociedade cultiva o progresso, ou o perde.

6. O tempo ensina, a idade traz sabedoria. Mentira. Quase todas as pessoas pioram com o tempo. A velhice traz manias, limitação, incapacidade de se livrar do passado e se adaptar. Raras pessoas constroem sua sabedoria e conseguem "melhorar". Mas a idade sempre tira mais do q dá.

Não há vantagem nenhuma em envelhecer. Se fossemos elfos sempre jovens também haveria uma minoria que iria ganhar alguma sabedoria e uma maioria que apenas ia repetir as mesmas besteiras. Ninguém precisa envelhecer para isso. Envelhecer é um preço que a física cobra, e alto.

7. Temos escolha. Mentira, e nem precisa chegar na questão do livre arbítrio. Uma criança que nasce numa favela, uma pessoa que morre de câncer, um professor morto por uma gangue, uma menina morta por bala perdida da polícia, uma mulher no Talibã. Deu para entender, não foi?

Na prática, uma minoria infima das pessoas tem alguma escolha, e esta mesma ainda é limitada. Quase nunca temos realmente escolha em nossas vidas, mas nos iludimos com mais essa mentira útil.

8. A vida é boa. Não, a vida é a vida. Boa para alguns durante algum tempo, ruim para muitos durante muito tempo. Nada é garantido. Amor, felicidade, "sabedoria" (seja lá o q isso for), nunca acontecem para um grande número de pessoas, independente do que fazem ou deixam de fazer

Durante o Império Romano, quando o Coliseu era utilizado para o deleite das tradicionais famílias patrícias de Roma, ao assistir gladiadores serem dilacerados por leões, abaixo do palco um grande número de escravos trabalhava. Por vezes, morriam lá, após uma vida anônima.

A construção das pirâmides necessitou de maneiras engenhosas de transportar blocos de rocha de várias toneladas em grande quantidade para colocar no local planejado. Esse processo usava a força de centenas de escravos, muitos dos quais morriam esmagados no processo.

Nos EUA do século XX, por mais de 40 anos (na verdade, somente encerrou na década de 70), o governo americano, através de alguns de seus mais renomados médicos cientistas, estudou uma população negra pobre com sífilis, sem dar nenhum tratamento a eles, seguindo-os até a morte.

Vida boa? Talvez para a nobreza egípcia e romana e autoridades de saúde americanas, mas certamente não para quem usaram sem piedade. A única forma de garantir alguma qualidade nesta vida é lutar por isso. Não se recebe nada de graça.

9. O conhecimento aumentará com o tempo, como sempre fez, e trará a solução dos maiores problemas modernos. Ao contrário da maioria das outras mentiras, quase todas defendidas mais pelas religiões, essa é típica do cientificismo. É verdade que o conhecimento científico aumentou.

Mas o resto é mentira. E também é incerto se o conhecimento continuará aumentando sem obstáculos. O crescimento recente e global do obscurantismo sinaliza para uma verdade assustadora: nada é garantido, nem mesmo o progresso. O que ocorre não é uma simples onda de ignorância.

O período da história conhecido formalmente como Baixa Idade Média (primeiros 6 séculos) são também chamados de "Idade das Trevas", pois ocorreu não apenas o esquecimento, mas a destruição ativa do conhecimento legado pelo mundo clássico greco-romano. Então, a ciência acabou.

Para dar uma pálida idéia do que foi perdido, não apenas arte, filosofia, medicina, astronomia, entre outras ciências, também a primeira tecnologia da informação. O primeiro computador do mundo, que saibamos, foi a Máquina de Anticítera, descoberta num naufrágio de 70 AC.

Só se descobriu como funcionava ao ser examinado com técnicas modernas de imagem, depois de 2003. Era um computador analógico, movido por engrenagens, que calculava com precisão as órbitas do Sol, da Lua, estações do ano, fases lunares, eclipses, com décadas de antecedência.

Isso, e quanto mais nós desconhecemos por ter sido perdido para sempre, foi engolido pela Idade das Trevas. O que nem todos sabem, é que outras Idades das Trevas ocorreram anteriormente. A mais famosa foi a Idade das Trevas Grega, após o colapso da civilização da Idade do Bronze

Na época, em todo o mundo conhecido, as maiores civilizações que existiam sumiram por motivos incertos. Grandes cidades foram completamente destruídas e, assim como ocorreria depois, a cultura e o conhecimento foram perdidos. Muito dele para sempre.

O que impede que ocorra novamente um colapso da civilização como a entendemos hoje e a perda da maior parte da nossa ciência? Nada, na verdade. Uma pandemia, outras talvez, guerras, religiões iconoclásticas que rejeitam a ciência, desastres naturais, talvez um super-evento solar.

Sem falar na profunda alteração climática causada pela exploração dos combustíveis fósseis. Assim como a fábula Fundação, escrita por Isaac Asimov, já apontava para as fraquezas da civilização ocidental, a perspectiva de outra Idade das Trevas ressurge.

A perspectiva de outro período de obscurantismo com o esquecimento do conhecimento da nossa era é real. Quanto tempo se passaria antes de uma nova Renascença? Mil, dez mil anos? Quem sabe, depende das forças que já se erguem hoje e negam o conhecimento e a ciência atuais.

10. Um dia entenderemos tudo sobre o Universo. Claramente colocado dessa forma, essa expectativa é flagrantemente pueril, tola, e falsa. Surpreendentemente, um orgulho tosco faz com que um sem número de "grandes cientistas e filósofos" proponha uma enorme e enfadonha procissão de "teorias de tudo".

O universo é feito de entidades multidimensionais denominadas "cordas", ao invés de partículas adimensionais. O universo é feito de pontos e linhas geométricas (acredite, tem várias dessas). O universo é feito de algoritmos como num computador (essa não é surpresa). O universo é feito de quebra-cabeças dinâmicos como no "Jogo da Vida" de John Conway (considerado um dos mais brilhantes matemáticos depois de Gauss, um dos idosos mortos pela COVID, descartáveis na visão dos conservadores liberais).

E tem muito mais. Particularmente, a teoria que mais gosto é a da Cosmologia Cíclica Conformacional de Roger Penrose. "Gosto" é adequado, porque o máximo que se pode fazer em relação a essas teorias é dar opiniões estéticas.

Na verdade, a relatividade geral de Einstein explica o universo inteiro, exceto a escala microscópica do mundo subatômico. Nele, a mecânica quântica é o melhor modelo explicativo. A relatividade geral deve ser a mais testada e desafiada de todas as teorias humanas, e resiste intacta, sem nunca ter feito previsões contestadas pela evidência. Não explica tudo, mas tudo que explica funciona.

A mecânica quântica fez a mais precisa previsão confirmada pela evidência jamais feita (o momento magnético anômalo do elétron), mas também a previsão mais errada da história da ciência (a intensidade da energia do vácuo). Em conjunto, as duas teorias explicam quase todos os fenômenos observados.

Onde elas falhariam seria em regimes de altíssima energia, como se diz em física, no início do universo e dentro de buracos negros. Estes dois locais são e serão para sempre inacessíveis para observação. Assim, pode-se ter uma esperança de complementar as teorias atuais e até mesmo descobrir algum fenômeno novo que as duas não explicam (como a matéria escura, se existir).

A tal da teoria de tudo, porém, ao que tudo indica nunca será acessível a nós, pois nunca poderá ser testada empiricamente. Todas as "teorias de tudo", no momento, são fantasia, no sentido mais formal que quero construir. São teorias fantásticas.

(Originalmente composto como postagens no Twitter de 2020 até hoje, exceto a décima mentira).

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NGC 6302, Butterfly