Nem só para os balões de festa e para as brincadeiras de transformar a voz o gás Hélio serve. Ele é o segundo elemento mais abundante na Terra, perdendo apenas para o hidrogênio, e tem uma propriedade incrível em seu estado líquido.

Imagine um líquido que flui sem resistência, desafia a gravidade e possui propriedades térmicas extraordinárias.

Este é o hélio superfluido, um estado fascinante do elemento hélio que surge em temperaturas extremamente baixas e desafia nossa compreensão da Física clássica.

O fenômeno da superfluidez

O hélio superfluido, também conhecido como hélio II, forma-se quando o hélio líquido é resfriado abaixo de 2,2 Kelvin, cerca de -271 °C, próximo do zero absoluto.

Ao contrário da maioria dos líquidos, que se solidificam em tais temperaturas, o hélio adquire propriedades únicas e surpreendentes.

Nesse estado, o hélio perde sua viscosidade, tornando-se capaz de fluir sem qualquer resistência interna.

Isso significa que ele pode se mover através de pequenos poros e até mesmo subir pelas paredes de um recipiente, comportando-se de maneira quase “viva”.

Este fenômeno desafia a gravidade e transforma nossa percepção de como os líquidos devem se comportar.

O elemento Hélio, em baixíssimas temperaturas, tem um comportamento totalmente diferente, transformando-se em um superfluido e quebrando leis da Física. Imagem: Wikipedia/Reprodução

As propriedades térmicas do hélio II

Uma das características mais impressionantes do hélio superfluido é sua capacidade de conduzir calor.

Em condições normais, os líquidos conduzem calor por meio de movimento molecular e transferência de energia.

No entanto, o hélio II conduz calor de forma incrivelmente eficiente, superando os melhores condutores sólidos conhecidos, como o cobre e a prata, em centenas de milhares de vezes.

Este efeito é conhecido como “segundo som”, onde o calor se propaga em ondas de maneira semelhante ao som no ar.

A Física Quântica em ação

A razão por trás dessas propriedades extraordinárias está na mecânica quântica.

Em temperaturas próximas ao zero absoluto, os átomos de hélio entram em um estado quântico coletivo.

Eles se movem de maneira coordenada, como se fossem uma única entidade quântica. Esse comportamento cooperativo elimina as variações de temperatura e permite que o hélio flua sem resistência.

Experimentos demonstraram esse fenômeno de forma espetacular. Quando o hélio é resfriado até se tornar superfluido, ele se torna incapaz de ser contido por barreiras sólidas convencionais.

Em um experimento notável, um recipiente de vidro contendo hélio superfluido foi levantado e o líquido começou a vazar pelos poros minúsculos do vidro, desafiando as barreiras físicas.

Implicações e aplicações

O estudo do hélio superfluido não é apenas uma curiosidade científica; ele tem implicações profundas para a Física e a tecnologia.

O comportamento do hélio II fornece insights valiosos sobre a Mecânica Quântica e os estados da matéria.

Além disso, suas propriedades térmicas únicas têm potencial para revolucionar áreas como a criação de supercondutores de alta temperatura e novas tecnologias de resfriamento.

O hélio superfluido também nos aproxima de uma compreensão mais profunda do universo em escala microscópica.

Ele nos mostra um mundo onde as leis da Física clássica não se aplicam mais, abrindo portas para novas descobertas e avanços tecnológicos.

*Com informações de BBC e Mega Curioso.

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Dentre tantas ciências existentes, qual seria a mais importante de todas? Esta é uma pergunta intrigante e, em muitos aspectos, subjetiva. Afinal, como poderíamos dizer qual campo do conhecimento humano merece o título de mais fundamental, ou aquele que serve como alicerce para as demais disciplinas científicas?

Talvez a resposta esteja na inteligência artificial (IA), como o ChatGPT. Sim, ele possui uma resposta. Apesar de uma IA não possuir suas próprias crenças ou opiniões, ela fornece uma resposta que está baseada em fatos.

Portanto, mesmo sem atribuir crenças, é possível argumentar logicamente que a física desempenha um papel singular e vital em nossa compreensão do mundo.

Descubra qual é a ciência mais relevante, segundo o ChatGPT

Imagem: VIUU/Reprodução

A Física é frequentemente considerada uma pedra angular do entendimento científico. Para o ChatGPT, não é diferente.

Essa ciência se concentra na investigação das leis que governam o universo e nos princípios fundamentais que regem a matéria, a energia, o espaço e o tempo.

Essa matéria, em sua essência, é a base sobre a qual outras ciências são construídas. Hoje, queremos analisar como outras disciplinas científicas dependem da Física para existirem e progredirem.

Assim, até o final, concordaremos com o ChatGPT que Física é a ciência mais importante de todas.

E as ciências dependentes?

Já a Química, por exemplo, é fortemente influenciada pela Física. A compreensão das interações entre átomos e moléculas, as leis da termodinâmica e as propriedades dos materiais dependem dos princípios físicos. Sem uma base sólida em Física, a Química certamente não poderia avançar.

Aqui, podemos também citar a Biologia, que está profundamente conectada à Física, afinal, esta fornece insights sobre as forças e os processos que governam os sistemas biológicos.

Conceitos como eletricidade e óptica são fundamentais para a pesquisa em Neurociência e Biologia molecular, permitindo a visualização e a compreensão dos processos biológicos.

Por sua vez, a Geologia e a Meteorologia também são ciências muito importantes, mas dependem da Física para entender os fenômenos naturais, desde a formação das rochas até o funcionamento dos sistemas climáticos, por exemplo.

Sendo assim, a Física fornece as ferramentas para analisar terremotos, vulcões, mudanças climáticas e muito mais.

Imagem: jcomp/Freepik

Similarmente, ao olharmos para Astronomia e Astrofísica, também vemos a Física nelas. A compreensão das leis da gravidade, da luz e da mecânica celeste é essencial para a exploração do cosmos e a busca por respostas a perguntas fundamentais sobre a origem e o destino do universo.

Por fim, a Física é a força-motriz por trás das tecnologias que transformaram nossas vidas. Da eletricidade à eletrônica, da energia nuclear à engenharia de materiais, tal ciência desempenha um papel fundamental no desenvolvimento de inovações tecnológicas que impulsionaram a sociedade.

Portanto, não é apenas a inteligência artificial que reconhece a importância da Física; há um consenso geral de que essa ciência é uma das mais fundamentais para a humanidade.

Ela não fornece apenas o arcabouço para outras disciplinas científicas, mas revoluciona nossa compreensão do mundo natural e impulsiona o progresso da civilização.

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A extraordinária jornada dos espermatozoides tem fascinado a humanidade há séculos, desafiando as leis da biologia — e, por que não dizer, as da física? Um recente estudo científico lançou luz sobre essa questão intrigante, sugerindo que os espermatozoides, em sua busca implacável pela fertilização, desafiam as regras fundamentais dessa matéria.

Pesquisadores da Universidade de Kyoto, no Japão, conduziram um estudo sobre espermatozoides e descobriram que essas células não respeitam uma lei da física devido a interações mecânicas não recíprocas, denominadas por eles de elasticidade ímpar. Os resultados do estudo foram publicados na revista PRX Life, mas você também confere aqui!

Pesquisadores revelam que espermatozoides superam as leis da física

Imagem: Christoph Burgstedt/Shutterstock/Reprodução

O estudo revela que os espermatozoides utilizam flagelos para se moverem, que agem como caudas e os impulsionam através de interações com o fluido. Surpreendentemente, durante esse processo, os espermatozoides não geram uma resposta igual e oposta no ambiente, desafiando a terceira lei de Newton.

Quanto maior a elasticidade ímpar de um espermatozoide, mais eficaz é sua capacidade de avançar com ondulações sem perder energia.

A terceira lei de Newton, também conhecida como Princípio da Ação e Reação, afirma que “para cada ação, há uma reação igual e oposta”. Isso significa que, em qualquer interação entre dois corpos, o primeiro exerce uma força sobre o segundo e, em resposta, o segundo exerce uma força de igual magnitude, porém em direção oposta, sobre o primeiro.

Essa lei descreve como as forças são sempre pares e atuam em direções opostas, mantendo o equilíbrio das ações no universo físico.

Além dos espermatozoides, muitos outros microorganismos possuem flagelos, o que sugere a possibilidade de outras violações das leis da física.

Os pesquisadores agora buscam identificar outras células e organismos que exibam movimentos não recíprocos. Isso pode ter aplicações na criação de robôs autônomos que imitem materiais vivos e no aprimoramento da compreensão do comportamento coletivo por meio de métodos de modelagem.

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Imagine um pilar da física, estabelecido há mais de três séculos, sendo subitamente questionado. É exatamente isso que Daniel Hoek, um perspicaz filósofo, propõe em seu novo estudo sobre a Primeira Lei de Newton, também conhecida como Lei da Inércia.

Um possível erro na Primeira Lei de Newton

Segundo Hoek, um erro na tradução do latim para o inglês, realizada em 1729, pode ter comprometido o entendimento dessa regra fundamental da física.

Imagem: JackF/Getty Images/Canva Pro/Reprodução

Sir Isaac Newton publicou suas leis em latim no ano de 1687. A tradução posterior para o inglês incluiu um erro interpretativo que permaneceu nas discussões científicas ao longo dos anos.

Esse erro gira em torno da expressão “a menos que”, que Hoek argumenta ter sido mal traduzida do termo em latim “quatenus”. O filósofo defende que a expressão mais precisa seria “na medida em que”. Essa mudança semântica pode parecer pequena, mas tem implicações significativas.

O que muda?

De acordo com a tradução atualmente aceita, um objeto em repouso ou em movimento contínuo só mudará seu estado se uma força externa agir sobre ele. Hoek sugere que essa interpretação é limitada, pois não leva em consideração forças sempre presentes, como a gravidade e o atrito.

Se considerarmos a interpretação de Hoek, os objetos estão sempre sob influência de forças externas, o que torna a Lei da Inércia menos um princípio isolado e mais um comentário sobre a interação de forças. Isso também nos faz refletir sobre a aplicabilidade prática da Primeira Lei do Movimento.

As descobertas de Hoek não apenas ressuscitam o espírito inquisitivo de Newton, mas também instigam um renovado escrutínio sobre as bases da física.

Estamos perante um momento que poderá levar a comunidade científica a revisar um dos fundamentos mais sólidos do conhecimento humano. Resta saber se essa nova visão encontrará eco nas futuras investigações ou será relegada a uma mera curiosidade acadêmica.

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A galáxia muito, muito distante de “Star Wars“, apresentada em séries como “Ahsoka”, nos leva a uma jornada emocionante e repleta de personagens familiares em um novo cenário cósmico.

No entanto, essa empolgante exploração intergaláctica nos faz refletir: será que, com a compreensão atual da física e das viagens espaciais, poderíamos algum dia seguir o exemplo e viajar para outras galáxias?

A resposta, dadas as distâncias envolvidas, é um enorme ‘talvez’

Imagem: Divulgação/Disney+

O universo de “Star Wars”, embora tecnologicamente avançado, ainda é um mundo de fantasia, e a realidade da viagem intergaláctica é desafiadora sob a perspectiva da física atual. Mesmo considerando as estrelas mais próximas, a viagem já se revela uma empreitada assustadora.

Nossas modernas sondas interplanetárias levariam dezenas de milhares de anos para alcançar Proxima Centauri, uma estrela a apenas quatro anos-luz de distância.

Projetos conceituais de naves estelares, como o Projeto Daedalus, poderiam encurtar esse tempo para algumas décadas, mas ainda assim, significaria uma jornada que se estenderia por grande parte de uma vida humana para alcançar uma única estrela.

E isso considerando apenas as estrelas mais próximas; as galáxias, que são vastamente mais distantes, apresentam desafios ainda maiores. As viagens que poderiam ser categorizadas como “intergalácticas” provavelmente teriam como destino uma das galáxias satélites que orbitam ao redor da nossa própria Via Láctea.

Mesmo a galáxia anã mais próxima, conhecida como Galáxia Anã de Canis Major, permanece a impressionantes 25.000 anos-luz de distância de nosso sistema solar.

Galáxias similares à nossa, como Andrômeda, estão situadas a cerca de 2,5 milhões de anos-luz de distância.

O veredito que ninguém queria receber

Imagem: Jakub Novacek/Pexels

Em resumo, a viagem intergaláctica é atualmente considerada praticamente impossível à luz de nossa compreensão da Física e das tecnologias disponíveis.

As vastas distâncias e os desafios logísticos associados a viagens interestelares e intergalácticas destacam a necessidade de um avanço revolucionário na tecnologia e na compreensão científica para tornar esse sonho uma realidade.

Entretanto, a curiosidade e a imaginação humana não conhecem limites, e cientistas como Andrew Gould, astrônomo da Universidade Estadual de Ohio, já estão começando a explorar conceitos e teorias que poderiam um dia abrir as portas para as estrelas e galáxias distantes.

Embora o caminho para viagens intergalácticas permaneça desafiador e incerto, a busca por conhecimento e exploração continua a nos impulsionar em direção a um futuro onde as estrelas possam não ser tão inatingíveis quanto parecem hoje.

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Você já se questionou como as coisas eram explicadas antes mesmo de serem provadas e explicadas oficialmente? Ficou confuso? Vamos ver um exemplo para facilitar a compreensão.

A lei da gravidade universal, que explica por que as coisas caem, foi formulada por Isaac Newton (1643-1727) em sua obra “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”, em 1687.

Mas é óbvio que as coisas já caíam antes que Newton explicasse como isso funcionava. Então, como as pessoas enxergavam esse fenômeno? E qual era a explicação dada para ele antes do século XVII? É isso que você vai descobrir a seguir.

Como se explicava a gravidade antes de Newton?

Para responder a essa pergunta, precisamos voltar muitos anos na história da ciência, até encontrarmos Aristóteles (384 a.C. – 322 a.C.). Considerado um grande pensador e influente da história ocidental o sábio grego possuía a sua própria lógica e opiniões.

De acordo com o físico Rodrigo Panosso Macedo, Aristóteles entendia que existia uma tendência natural de pertencimento dos elementos e que, em algum momento, cada um deles voltaria à sua posição inicial.

Ou seja, se algo era feito da terra, a tendência natural é que esse “algo” voltasse para a terra. Se o objeto era feito de ar, então, em determinado momento, ele voltaria para o ar, e por isso ele subia.

Voltando um pouco mais no tempo, antes mesmo de Aristóteles, o escritor Bruno Rainho Mendonça traz em seu livro algumas referências sobre as explicações dos sábios hindus para o entendimento do fenômeno.

Uma representação feita, possivelmente, no século VIII a.C. mostra que os filósofos da época já acreditavam que a gravidade mantinha o sistema solar unido, e que o sol possuía a maior massa e deveria ocupar a posição central dele.

Um registro de um hindu chamado Kanada, que viveu na época, mostra que ele associava “o peso” à queda, entendendo-o como o causador do fenômeno. Hoje, já entendemos que a intuição do sábio hindu estava no caminho certo, mas que ainda faltavam algumas peças para completar esse quebra-cabeça.

Entretanto, os físicos e pesquisadores atribuem o marco zero no conceito de gravidade a Aristóteles. Mesmo que seu trabalho não tenha representado todo o cenário atual, seu conhecimento se difundiu e foi o início para o entendimento de muitos fenômenos.

O físico, filósofo e historiador José Luiz Goldfarb, professor de História da Ciência na PUC-SP, falou um pouco mais sobre as contribuições de Aristóteles para o entendimento da gravidade:

“Até a modernidade, com as novas pesquisas e teorias desenvolvidas na renascença […], a física aristotélica predominou em muitos centros de estudos da Antiguidade e Idade Média. […]

Ele explicava a queda dos corpos pela ideia de que a Terra era o centro do universo, e os corpos pesados tendiam a ocupar seu lugar natural neste centro”.

Em outras palavras, “é dizer que as coisas caem quando estão soltas, pois tendem a ocupar seu lugar natural no centro do Universo, a Terra”, finaliza.

Outras contribuições de teorias sobre a gravidade

Com ideias um pouco mais distintas de Aristóteles, o filósofo e astrônomo iraniano Abd al-Rahman al-Khazini (1077-1155) acreditava que corpos pesados em queda se movimentavam sempre em direção ao centro do planeta, e que a gravidade dos corpos dependia da sua distância em relação ao centro da Terra.

Além dessa, muitas outras teorias surgiram durante todo esse intervalo de tempo, e uma das mais famosas diz respeito ao conceito da inércia.

Para o físico Fábio Raia, professor da Universidade Presbiteriana Mackenzie, a teoria mais comentada da época era a teoria do ímpeto, que dizia que o contínuo movimento de um corpo se dá pela ação constante da força, e que quando esta cessasse, o corpo voltaria ao seu estado de movimento natural.

O físico relembra que haviam vozes que não concordavam na época, como a do filósofo e teólogo francês Jean Buridan (1301-1358), que “propôs uma teoria alternativa para explicar a queda dos objetos”:

“Ele argumentou que os objetos caíam devido a uma força interna que os impelia para baixo, mas não conseguiu explicar o que causava essa força”, conta o professor.

É importante lembrar que dois outros nomes bastante famosos também estudaram a queda dos objetos: Leonardo da Vinci (1452-1519), que propôs que a velocidade da queda dependia da densidade do objeto e da resistência do ar, e Galileu Galilei (1564-1642), que determinou que todos os objetos caíam com a mesma aceleração, independente do seu peso.

No entanto, nenhum dos dois conseguiu formular uma lei universal para explicar esse fenômeno. Por isso, muitos consideram a sacada de Newton genial, já que ele conseguiu.

Certamente o físico possuía um conhecimento acumulado por seus antecessores e, com isso, conseguiu não só entender uma força universal, como também torná-la um fenômeno explicável.

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Desde os primórdios da humanidade, tentamos responder a questões acerca do funcionamento do universo, desde o mais simples aos mais complexos eventos naturais.

Conseguimos responder a muitas perguntas, mas, ao mesmo tempo, as informações básicas acabam se perdendo para abrir caminho a questionamentos mais profundos e avançados.

Por isso mesmo, ainda existem perguntas como “Por que o mar é azul?”. Parece uma pergunta simples, mas já parou para pensar que a água é incolor? Então, como o mar é azul se sua água é transparente?

A física pode responder a essa pergunta! Na verdade, o renomado físico Isaac Newton auxiliou nessa resposta há séculos.

Por que o mar é azul?

Muitos podem pensar que essa é a cor natural da água dos oceanos, ou que seria o reflexo do céu na água. Mas ambos estão completamente errados. Na verdade, o motivo para a cor da água do mar, de rios e lagos ser, em geral, azul é por um fenômeno básico explicado pela física chamado “refração ou dispersão da luz”.

Para entender, é necessário primeiro saber o que é essa dispersão. Bom, o Sol envia diferentes energias para a Terra, ou seja, diferentes tipos de luz, sendo que a única percebida pelo olho humano são as cores contidas no espectro visível da luz.

Como isso ocorre no mar?

A luz do Sol na verdade é branca, que é uma energia policromática, ou seja, constituída por todas as cores. E, quando ela interage com qualquer meio, ela pode sofrer alterações na sua rota, na sua velocidade e no seu comprimento de onda (que distingue as cores). Além disso, ela é absorvida ou refletida.

Assim, a água dos oceanos, quando não está completamente suja ou com diversas outras partículas, atua como um filtro e absorve quase todo o espectro da luz, menos a cor azul ou violeta, que correspondem a ondas de comprimento mais longo e mais difíceis de serem absorvidas.

Porém, isso só ocorre mais próximo à superfície, pois, em ambientes mais profundos, a luz inteira é absorvida. Por isso, o fundo do mar é totalmente escuro.

Mas a água não é transparente?

Na verdade sim, porém, depende da quantidade de água a que estamos nos referindo. Por exemplo, um copo com água não tem quantidade suficiente para refratar e dispersar a luz significativamente, então ela simplesmente atravessa sem muito esforço.

Contudo, com massas enormes desse líquido, como ocorre nos mares, a dispersão se torna mais eficaz. Assim, podemos ver que a quantidade deve realmente ser alta, já que nem as piscinas são azuis, nem mesmo a parte mais rasa do mar, próximo à areia.

Além disso, pode haver outras cores nos oceanos, dependendo da composição de cada um e quais ondas de luz serão refletidas.

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“Guardiões da Galáxia Vol. 3” já está em exibição nos cinemas, atraindo muitos fãs do estúdio Marvel. Mas essa não é a primeira vez que os filmes do estúdio alcançam grande sucesso em várias plataformas.

Por trás de todo esse sucesso existe um trabalho muito complexo que envolve a aplicação de diversas técnicas físicas para garantir o resultado desejado.

Podemos dizer que a imaginação não tem limites, pois ela tem a capacidade de ir além. E é justamente graças a essa imaginação criativa que muitos projetos incríveis podem surgir.

A Física desempenha um papel surpreendente tanto no mundo dos filmes quanto no mundo dos videogames, mesmo que nem sempre percebamos isso no nosso dia a dia.

Hoje, vamos destacar alguns exemplos de uso da Física nas produções da Marvel, como nos filmes dos “Guardiões da Galáxia” e em outras produções.

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Não é de hoje que os mistérios do universo vêm surpreendendo os astrônomos. A partir de cada nova descoberta, é possível que uma determinada teoria seja criada, aprofundada ou derrubada.

Um artigo publicado pela revista Nature recentemente revela que uma equipe internacional formada por astrofísicos nos relata terem descoberto uma explosão cosmológica singular de raios gama.

O surpreendente é que tal evento acaba pondo em dúvida algumas teorias que prevaleciam até então a respeito de como as violentas explosões cósmicas tendiam a se formar.

Essa explosão que é citada no artigo acaba por levar os pesquisadores a levantarem um novo modelo ou fonte para alguns tipos distintos de GRBs (Gamma Ray Bursts).

As explosões de raios gama se mostram como sendo, até então, as explosões de natureza mais luminosa e violenta de todo o universo. Elas possuem como razão a morte de estrelas ou a colisão de remanescentes estelares.

Essas explosões, em geral, acabam por ser dividas em duas categorias: GRBs de curta e de longa duração.

As de longa duração são originadas a partir da morte de estrelas muito massivas e acabam sendo associadas, em geral, àqueles fenômenos que são visíveis por um período bem curto de tempo, como, por exemplo, as supernovas.

As de curta duração possuem uma duração realmente curta, de apenas dois segundos. Estas são originadas a partiro da colisão de duas estrelas de nêutrons ou da colisão entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro, sendo, em geral, associadas a fenômenos visíveis bem menos intensos, como, por exemplo, as kilonovas.

Ao longo de décadas, todas as GRBs mantiveram-se muito bem adequadas a essas categorias, contudo, agora, isso mudou. Isso porque, no dia 11 de dezembro do ano de 2021, uma GBR acabou acionando muitos dos detectores de raios gama espalhados pelo espaço.

Um desses detectores se tratava do telescópio espacial Fermi de raios gama, além do Observatório Neil Gehrels Swift, da Nasa. A GRB gerou uma disseminação de sinais aos detectores que durou cerca de quase 70 segundos.

Portanto, assim como você já viu neste artigo, assim como o modelo atual indica, se trataria de uma GBR de longa duração.

Contudo, foi notado por meio de muitas observações de acompanhamento, realizadas por equipes dos Estados Unidos e da Europa, uma espécie de “assinatura” que se mostrou como sendo uma descoberta surpreendente.

Confira o que disse o ex-aluno de Nevada (EUA), Bing Zhang, que trabalha atualmente na Universidade de Nanjing (China) e que foi o autor do estudo em questão:

“Essa GRB inclui duas partes: um pico forte de 13 segundos e uma emissão estendida mais suave de 55 segundos. A duração do pico forte de 13 segundos deveria ter excluído completamente essa explosão da categoria GRB curta.”

Confira agora o que o coautor do estudo e professor de Astrofísica da Universidade de Nevada (EUA), Bing Zhang, disse a respeito do que isso implicaria:

“Uma GRB tão peculiar foi a primeira de seu tipo já detectada. Essa descoberta não apenas desafiou nossa compreensão das origens da GRB, mas também nos obriga a considerar um novo modelo de como algumas GRBs se formam.”

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