Um pouco mais sobre ondas gravitacionais

fevereiro 24, 2016 by

Dada a importância do assunto resolvi indicar mais alguns vídeos que abordam o assunto e que explicam de forma simplificada como funcionam os detectores das ondas gravitacionais.

Vários vídeos estão disponíveis no youtube e vários alunos estão me indicando o canal Nerdologia. (https://www.youtube.com/user/nerdologia). Eu assisti ao vídeo desse canal sobre ondas gravitacionais, porém não recomendo. Além de alguns errinhos conceituais, ele fala muito rápido e acaba reforçando aquela ideia de que Física é algo impossível de se entender.

Gostei muito desse vídeo que me foi apresentado por um aluno (valeu Danilo Salgado):

Ele aborda de forma tranquila e numa linguagem acessível o que são as ondas gravitacionais e como os aparelhos puderam detectar sua presença (além disso está legendado em português).

O segundo vídeo é muito legal, pois foi produzido pelo próprio laboratório LIGO, responsável pela descoberta e apresenta imagens reais do laboratório e com os principais pesquisadores envolvidos no projeto:

Infelizmente ele não tem legendas em português.

Esse terceiro vídeo também não possui legendas em português, mas as imagens são muito interessantes e representa como a onda gravitacional foi gerada quando os dois buracos negros colidiram, além disso ele também explica com um pouco mais de detalhe como os detectores funcionam:

Esse último vídeo acaba sendo redundante, mas estou indicando porque é apresentado pelo Brian Greene, autor do livro: “O universo elegante” (disponível também em vídeo no youtube), na minha opinião o melhor livro para se entender a Teoria da Relatividade e A mecânica quântica. Diferentemente de Stephen Hawking , Greene sabe escrever para leigos e usa analogias muito interessantes e ao mesmo tempo é extremamente rigoroso.

Espero que os vídeos ajudem a entender o que são essas ondas. Para entender o porque da importância da descoberta não deixe de ler o post anterior:

https://12dimensao.wordpress.com/2016/02/15/ondas-gravitacionais-einstein-estava-certo-mais-uma-vez/

Aguardo comentários com dúvidas e críticas sobre os vídeos.

 

Ondas Gravitacionais – Einstein estava certo (mais uma vez)

fevereiro 15, 2016 by
Representação da colisão de dois buracos negros e as ondas gravitacionais geradas pela colisão. (Imagem obtida em:  http://zap.aeiou.pt/wp-content/uploads/2016/01/5473656dd269b9b39e084fcf99c19ce4-783×450.jpg)

Quando pergunto aos meus alunos: Como Aristóteles explicava a queda de uma pedra?

Vários deles respondem: Gravidade!

Nessa hora da vontade de ser irônico e dizer:  Isso!!!! Aristóteles inventou uma máquina do tempo, viajou quase dois mil anos e ficou sabendo sobre os trabalhos de Sir Isaac Newton.

Lei da Gravitação Universal, talvez uma das leis mais básicas da Física, e tão mal compreendida. Um exemplo disso é o número de vezes que ouvimos na TV mencionarem que os objetos flutuam, na estação espacial, porque lá não existe gravidade. Se fosse verdade a estação espacial estaria perdida no espaço. Ela está em órbita justamente porque existe uma força que a prende a Terra, a força da gravidade.

Engana-se quem acha que a Lei da gravitação de Newton explica porque as coisas caem. Ela nos mostra como a força atua, mas não o porque.

Mas esse não é um post para julgar as pessoas, as leis da física não são assim tão fáceis de serem entendidas (o que é verdade para qualquer grande conceito). O importante é que a grande maioria das pessoas, que estudaram o mínimo de ciência, sabe que não caímos do planeta porque existe uma força que nos mantém presos a ele. Aqueles mais curiosos talvez saibam que essa lei já foi substituída por outra lei mais geral, que aboliu o conceito de força: A Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein.

Nessa “nova” teoria (as aspas se devem ao fato de que ela acaba de completar cem anos) Einstein troca o conceito de força gravitacional pelo conceito de campo gravitacional.  A Terra, por ter uma massa muito grande comparada a de nossos corpos, cria uma deformação no espaço que obriga esses corpos a permanecerem em sua superfície. É uma idéia muito abstrata e de difícil compreensão. Como imaginar que o espaço, sempre considerado como algo vazio, possa ser curvado?

A imagem abaixo talvez ajude a visualizar essa curvatura, mas ela é apenas uma representação, uma vez que nessa figura o espaço seria bidimensional e a curvatura ocorre na terceira dimensão. Considerando o espaço real com três dimensões, a curvatura teria que ocorrer numa outra dimensão que é impossível para nós se quer imaginar.

Imagem que tenta representar a deformação do espaço-tempo que dá origem a gravidade, segundo o modelo de Einstein. O satélite (evidentemente fora de escala) está preso ao campo gravitacional por conta dessa deformação e não por ação de uma força que parte do planeta. Imagem disponível em: https://imgnzn-a.akamaized.net/2013/10/07/07115551610.jpg

Einstein teve essa idéia de espaço curvo em 1907 na tentativa de incluir a gravitação em sua Teoria da Relatividade Restrita, publicada em 1905.  Mas o que torna uma idéia uma teoria é seu poder de previsão e verificação experimental, e na física isso é feito através de um modelo matemático que sustente a teoria. Einstein sabia disso e levou oito anos para construir e terminar seu arcabouço matemático, que concluiu em 1915.

Apesar da dificuldade matemática dessa teoria mais geral, a idéia inicial de espaço curvo podia ser testada experimentalmente e isso foi feito em 1919, aqui no Brasil, por uma equipe inglesa. Nesse experimento, a luz de uma estrela foi desviada ao passar próxima ao Sol e o desvio entre a posição real da estrela e a posição observada durante um eclipse pode ser comparada. O valor desse desvio coincidia quase que exatamente com o calculado pela Teoria da Relatividade, tornando Einstein o cientista mais famoso do século XX e talvez da história.

Ao longo desses cem anos, diferentes experimentos foram pensados e testados e todos eles comprovaram as idéias de Einstein, no entanto uma importante previsão, feita por ele antes mesmo de concluir sua Teoria Geral da Relatividade, aguardava uma comprovação experimental, a previsão de que corpos maciços movendo-se através do espaço gerariam ondas gravitacionais.

A curvatura do espaço-tempo é provocada por qualquer porção de matéria, mas como a gravidade é uma força extremamente fraca (se comparada, por exemplo, com a força eletromagnética), faz-se necessário uma massa enorme para que a deformação seja perceptível. A atração gravitacional entre você e a parede mais próxima existe, mas ela é bilhões de vezes mais fraca do que a gravidade que o planeta exerce sobre você.

Quando massas enormes se movem através do espaço ondulações são criadas. Assim como quando você perturba a superfície de uma piscina. Essas perturbações do espaço são as ondas gravitacionais, previstas por Einstein e detectadas em setembro de 2015 e anunciadas em 11 de fevereiro de 2016.

Representação computacional da colisão de dois buracos negros produzindo intensas ondas gravitacionais

Uma semana antes do anuncio eu comecei a escrever esse post e era justamente para falar sobre a gravidade. O motivo veio de outra notícia: a possibilidade teórica de se controlar a gravidade. No dia 10/02/2016  vi um chamado de que no dia seguinte seria anunciada uma grande descoberta, a provável detecção das ondas gravitacionais, isso me fez mudar o enfoque do tema.

Mas por que a detecção dessas tais ondas é tão importante?

A comprovação de que a Teoria da Relatividade esta certa é uma boa notícia para a Física, mas isso já vem ocorrendo a quase cem anos, de diferentes maneiras. A importância da descoberta esta na incrível possibilidade de investigar o espaço sideral de um jeito totalmente novo.

Durante milhares de anos os seres humanos olharam para o céu a olho nu.

Com a invenção do telescópio novas descobertas foram feitas, como a percepção de que a Via Lactea é apenas uma dentre mais de trilhões de galáxias e que o universo está em expansão.

Depois vieram os radiotelescópios, a possibilidade de observar o céu em outras freqüências não visíveis aos olhos humanos, o raio-X, a radiação infravermelho, radiação gama e ondas de radio.  A luz visível é apenas uma das muitas radiações do espectro eletromagnético (vide figura ).

Espectro eletromagnético. Reparem que a luz visível ocupa uma estreita faixa de todo o espectro de radiação

A detecção de ondas gravitacionais permitirá a observação de regiões que não são “visíveis” pela radiação eletromagnética. O cientista Odylio Aguiar, um dos pesquisadores brasileiros que participa do projeto LIGO (sigla de Observatório de ondas gravitacionais por interferômetro Laser), laboratório responsável pela detecção do sinal, fez uma declaração que está confundindo algumas pessoas, segundo ele:

“São frequências em ondas gravitacionais que, jogadas em um alto-falante, são possíveis de escutar. As ondas gravitacionais permitem que nós possamos ouvir o universo. Vamos conseguir ouvir coisas que a gente não consegue ver”1.

Alguns alunos me perguntaram se estamos ouvindo as ondas gravitacionais.

Vou tentar explicar onde está a confusão:

A definição clássica de onda é: uma perturbação que se propaga sem transporte de matéria. Ainda segundo a física classica elas são divididas em ondas mecânicas e eletromagnéticas. As ondas mecânicas são provocadas por perturbações mecânicas (movimento), como o som. A vibração das cordas vocais provoca uma perturbação no ar que se propaga até nossos ouvidos. Assim podemos ouvir a voz de uma pessoa que está falando. Toda onda mecânica precisa de um meio de propagação, pois são as moléculas desse meio que estão vibrando quando ocorre a passagem da onda.

Já uma onda eletromagnética não precisa de um meio de propagação, elas são oscilações do próprio espaço-tempo, causadas pela vibração de campos elétricos e magnéticos (cargas elétricas ou imãs em movimento).

Agora já podemos afirmar que outro tipo de onda existe. As ondas gravitacionais, que assim como as eletromagnéticas são oscilações do próprio espaço-tempo, porém causadas pela vibração de campos gravitacionais (corpos de grandes massas em movimento).

As ondas gravitacionais não podem ser ouvidas diretamente, elas não são o som (lembrem-se que no espaço há vácuo, logo o som não pode se propagar ali). Mas assim como podemos converter um sinal eletromagnético da antena de um celular para um som que sai por seu alto-falante , podemos converter as ondas gravitacionais em som. Isso realmente foi feito, mas não tem nenhum significado, não é realmente o “som” do universo.

A confusão está ocorrendo porque ao noticiarem a descoberta os cientistas do projeto converteram as ondas detectadas em um som audível e também porque estão usando uma analogia para explicar a importância da descoberta:

Assim como nós usamos os diferentes sentidos para conhecermos o mundo, a astronomia estava baseada até hoje somente na “visão” (uso de ondas eletromagnéticas). Agora temos outro tipo de onda, como se fosse um outro sentido, a audição ou o tato. As ondas gravitacionais, junto com as ondas eletromagnéticas vão permitir uma compreensão melhor do universo e avançar os estudos da astronomia. Quando o cientista diz “até agora estávamos surdos para o universo e agora passamos a ouvi-lo”, ele está querendo dizer que uma nova forma de investigação está sendo aberta. Não posso visualizar meu vizinho no andar de cima, mas posso ouvi-lo. Da mesma forma, uma onda gravitacional pode atravessar barreiras que as ondas eletromagnéticas não atravessam, como por exemplo, os buracos negros.

A importância da descoberta pode ser verificada também pelos números: o projeto inclui 15 países e foi orçado em cerca de 620 milhões de dólares. Demorou mais de quarenta anos desde a concepção até a detecção. Não vou entrar em detalhes técnicos de como a descoberta foi feita, posso explicar nos comentários, se alguém desejar (o vídeo abaixo também ajuda a entender). Só para se ter uma base de como ele é delicado, são na verdade dois laboratórios quase idênticos, separados por mais de 3.000 km de distância, e cada laboratório possui 4 km de tubos. Além do LIGO outros projetos parecidos estão em etapa de conclusão em outros lugares do mundo.

O projeto entrou em operação em 2002 e só após uma reforma, para melhorar sua precisão, foi possível a detecção do primeiro evento em setembro de 2015. Para evitar um alarme falso os cientistas aguardaram as revisões e confirmação da pesquisa até o dia 11 de fevereiro de 2016 quando finalmente foi anunciada a descoberta.

Entre os idealizadores do projeto está Kip Thorne, físico que ficou famoso depois do filme Interestelar, em que foi consultor científico e produtor, além de escritor do livro “A ciência de interestelar” (veja o post: Interestelar, há muito tempo não víamos um filme assim.

link para post sobre o filme

Sobre a outra notícia que iniciou originalmente o post vou falar rapidamente, Um físico da universidade de Namur na Bélgica publicou em dezembro do ano passado2 um artigo onde demonstra com vários cálculos matemáticos a possibilidade teórica de manipularmos a gravidade, algo até então só visto nos filmes e na literatura de ficção científica.

Imagine apertar um botão e desligar a gravidade de um automóvel, ele passaria então a flutuar. Ou então criar artificialmente gravidade em estações espaciais ou naves tripuladas. Isso tudo ainda está no campo da ficção mas Andre Fuzfa mostrou, usando a Teoria da Relatividade de Einstein que é possível construir uma máquina que cria e controla a gravidade, usando  para isso fortes campos eletromagnéticos.

Mais do que novas formas de transporte, se o campo gravitacional realmente puder ser controlado as aplicações tecnológicas são inimagináveis, poderíamos usar ondas gravitacionais (do mesmo tipo que acabaram de detectar no LIGO) para transmitir informações, assim como hoje usamos as ondas eletromagnéticas como as do rádio e dos celulares. As vantagens são muitas, mas as dificuldades são maiores ainda. Como já mencionado acima, a força gravitacional é extremamente fraca e por isso seria necessário campos eletromagnéticos muito intensos para criar fraquíssimos campos gravitacionais.

Por enquanto o artigo abre a possibilidade de possíveis aplicações em laboratório, testando as leis da física e ajudando a entender melhor esses modelos teóricos.

O ano de 2016 começa brilhante para a Física, uma nova janela se abre para o céu. Uma nova área tecnológica surgirá. A história nos mostra que previsões, principalmente no campo da ciência e tecnologia costumam errar e muito. Mas é impossível não imaginar que estamos diante de um marco, que será lembrado por muito tempo e fará parte dos futuros livros de física do ensino médio.

Referencias bibliográficas:

1 – Ondas gravitacionais podem permitir viagem no tempo, diz pesquisador  – Página do G1  Disponível em : http://g1.globo.com/sp/vale-do-paraiba-regiao/noticia/2016/02/ondas-gravitacionais-podem-permitir-viagem-no-tempo-diz-pesquisador.html Acesso em 14/02/2016

2 –  Fuzfa,  Andre  – How Current Loops and Solenoids Curve Space-time – Physical Review D Vol.: 93, 024014– Disponível em : http://arxiv.org/pdf/1504.00333v3.pdf

3 – http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=aparelho-pratico-controlar-gravidade&id=010130160122&ebol=sim#.VsEQh1QrKM9 acesso em 14/02/20164 –

4 – http://phys.org/news/2016-01-paper-method-gravitational-fields.html acesso em 14/02/2016

5 – http://super.abril.com.br/ciencia/matematico-propoe-maneira-de-criar-e-manipular-a-gravidade acesso em 1/02/2016

 

 

 

 

Cérebro Eletrônico V

setembro 3, 2015 by

impulsos-nervosos-3

Os seguidores deste blog sabem que um dos assuntos de que mais gosto é o que está relacionado ao cérebro. Se clicarem na tag cérebro e mente notarão vários posts sobre o tema. Há muito tempo criei uma sequência, que eu chamei de cérebro eletrônico, que procura abordar a questão da inteligência artificial, mas sem se restringir a essa única temática. Assim acabei tocando em outros temas nos posts passados.

Quando falamos em IA (inteligência artificial) surge logo a discussão sobre a grande questão:

As máquinas irão se rebelar contra os seres humanos?

Pode parecer uma pergunta boba, mas não é. Alguns pesquisadores acham que não faz sentido atribuirmos sentimentos humanos para uma máquina. Outros, ao contrário, acreditam que a discussão já deveria ter começado1.

Outras questões importantes são:

Somos apenas um estágio intermediário na evolução?

Supercomputadores ou robôs inteligentes nos sucederão?

Mesmo que a inteligência artificial seja alcançada, ela nunca irá superar a inteligência humana?

Talvez a resposta não seja nem uma coisa nem outra. Nossa tendência em analisar as coisas de forma dicotômica quase sempre nos leva a tomar partido de um lado ou de outro. Normalmente essa atitude impede que outros caminhos sejam analisados e levados em consideração.

O que estou querendo dizer é que talvez, uma fusão homem-máquina, seja a tendência futura. Inúmero são os exemplos onde isso já está acontecendo, mas um artigo a ser publicado nesse mês apresenta um avanço bem interessante, um neurônio artificial que se conecta a células humanas2.

Até hoje a interface cérebro-máquina era feita através de sensores e é então enviada a algum tipo de aparelho que possa interpretar esses resultados. Esse novo artigo apresenta outra forma de conexão do sistema nervoso humano a uma máquina e vice-versa.

Segundo o artigo, um neurônio artificial é capaz de receber sinais químicos e produz sinais elétricos, funcionando portanto, como um tradutor para uma interface entre o sistema biológico e um sistema eletrônico.

Uma das primeiras aplicações, pensadas pelos autores do artigo, é no uso de terapias neurológicas. As aplicações ainda estão muito distantes, até mesmo por uma questão física, o neurônio artificial é muito grande e precisa ser miniaturizado. Espera-se que através dele seja possível a comunicação entre neurônios que estejam separados por uma lesão por exemplo. O estudo com células tronco é uma promessa para esse tipo de terapia, mas talvez uma solução artificial surja primeiro que a biológica.

Muito tempo se passou desde que a primeira pessoa usou um óculos, ou uma bengala. Hoje temos avançadas próteses, que substituem membros, e até sensores auditivos e visuais. Mas para o sistema nervoso ainda são poucos os avanços.

Um neurônio artificial, que possa ser interligado a um sistema nervoso, poderá ser um passo gigantesco, não apenas para as terapias neurológicas, mas também para a evolução da inteligência artificial.

Os ciborgues (meio homem meio máquina) poderão ser uma realidade em breve, não como agentes especiais (quem nasceu na década de setenta deve se lembrar do famoso “homem de seis bilhões de dólares”, ou da “mulher biônica”) nem como exterminadores do futuro.

Há pouco mais de cinquenta anos o primeiro marcapasso foi implantado. Esse aparelho monitora o batimento cardíaco e fornece, quando necessária, uma corrente elétrica para garantir que o coração bata em um ritmo adequado. Obviamente que não dá para comparar a complexidade do cérebro com a simplicidade do coração, mas acredito que bem antes dos próximos cinquenta anos teremos muitos ciborgues entre nós.

Referências bibliográficas:

1 Robôs Assassinos – Jacó I. Moura – Blog 12 Dimensão – 15 de julho de 2014- Disponível em: https://12dimensao.wordpress.com/category/cerebro-e-mente/

2 -An organic electronic biomimetic neuron enables auto-regulated neuromodulation
Daniel T. Simon, Karin C. Larsson, David Nilsson, Gustav Burström, Dagmar Galter, Magnus Berggren, Agneta Richter-Dahlfors
Biosensors and Bioelectronics
Vol.: 71, 15 September 2015, Pages 359-364
DOI: 10.1016/j.bios.2015.04.058

2 – Neurônio artificial conecta-se a células humanas –  Site:Inovação tecnológica. Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=neuronio-artificial-conecta-se-celulas-humanas&id=010180150703&ebol=sim#.VZs5SxtViko – Acesso em 08/07/2015

3 – Imagem retirada do site: 5coisas para viver na excelência – curiosidades sobre o corpo humano – disponível em: http://5coisas.org/5-curiosidades-sobre-o-corpo-humano-anatomia/ – Acesso em 03/09/2015

Interestelar, há muito tempo não víamos um filme assim.

maio 3, 2015 by

Demorou. Como demorou. Mas um filme assim merecia um post bem feito. Não podia ser às pressas. Se ficou bem feito, não sei. Não queria que fosse tão longo, me perdoem. Procurei fazer em tópicos, dessa forma vocês podem ler aos poucos já que estou demorando tanto para atualizar o blog.

interestelar21

Referências:

Mesmo que alguns achem um absurdo a comparação,é inevitável não se lembrar de 2001 Uma Odisseia no Espaço ao se assistir a Interestelar. O absurdo se deve ao fato de que Christopher Nolan está longe de ser o genial Stanley Kubrick.

O filme foi escrito por Jonathan Nolan e inicialmente seria dirigido por Steven Spielberg, mas acabou sendo dirigido pelo irmão de Jonathan, Christopher Nolan que acabou participando também do roteiro. Christopher dirigiu a trilogia Batman (o cavaleiro das trevas), o excelente Amnésia (Memento) e o intrigante A Origem, que já comentei aqui no post: A origem: cinema e tecnologia, imaginação e arte, subconsciente e geometria, efeitos especiais e inteligência.

https://12dimensao.wordpress.com/2010/08/18/a-origem-cinema-e-tecnologia-imaginacao-e-arte-subconsciente-e-geometria-efeitos-especiais-e-inteligencia/

Nolan não escondeu as referências nas quais se baseou para a direção de Interestelar: 2001 – Uma Odisséia no Espaço (1968), Guerra nas Estrelas (1977), Contatos Imediatos do Terceiro Grau (1977), Alien, o Oitavo Passageiro (1979) e Blade Runner, o Caçador de Androides (1982).

O filme já está disponível para aluguel em várias mídias e para quem não assistiu, mas pretende assistir, avisarei quando for contar alguma coisa que possa estragar uma eventual surpresa (spoiler). As poucas críticas desfavoráveis que ouvi a respeito do filme podem ser resumidas em duas palavras: “cansativo” e “difícil de entender”. Ao meu ver essas são suas maiores qualidades, não exatamente isso, mas explicarei.

Geralmente filmes de ficção científica recorrem a muitos efeitos especiais, muita ação e pouco enredo ou um enredo com pouca profundidade. Interestelar, ao contrário, é longo, tem pouca ação em comparação com a maioria dos filmes do gênero. O filme tem longos diálogos e um enredo complexo que exige certo conhecimento de física, apesar das breves explicações, feitas pelos personagens do filme.

Ficção versus ciência

A dificuldade existe porque o filme aborda os efeitos da Teoria da Relatividade de Einstein e mesmo para quem já ouviu falar, não é um tema tão fácil de digerir. Ainda que você preste bastante atenção, o filme parece dar um nó em nossa cabeça. O diretor não optou pela saída fácil: simplificar demais e distorcer os conceitos para que ficassem mais compreensíveis. Preferiu deixar os conceitos o mais próximo do que a física acredita hoje, correndo o risco de que com isso o filme ficasse “mais difícil”.

Assim como no filme 2001 Uma odisseia no espaço , Interestelar contou com a consultoria de um físico. O filme de Kubrick foi baseado no livro de Arthur C. Clarke que além de escritor era físico e matemático. Clarke participou também do roteiro junto com Kubrick. Já em Interestelar a participação veio com a consultoria do famoso físico teórico Kip Thorne, especialista em buracos negros e gravitação. Thorne já havia contribuído no livro e no filme Contato de Carl Sagan, mas em Interestelar teve uma atuação mais direta, chegando a propor que o filme não tivesse nenhum erro conceitual de física e que a ficção fosse explorada naquilo que a ciência ainda não tem resposta. Thorne participou também da produção do filme.

O que acontece no interior de um buraco negro?  É possível enviar mensagens através da gravidade? É possível juntar a mecânica quântica e a teoria da relatividade obtendo uma Teoria mais geral que permita entender melhor a gravidade?

Esses são alguns dos temas explorados pelo filme de forma excelente e com um rigor científico cuidadoso. Vale a pena ressaltar que nenhum filme tem a obrigação de ser coerente fisicamente. Filmes são obras de arte e nesse sentido o roteirista e/ou diretor não precisa, de forma alguma, se preocupar com as Leis da Física, Star Wars que o diga (basta apenas que a história, seja ela qual for, seja convincente ao espectador, caso contrário estaremos diante de uma comédia, ou de um péssimo filme).

No que se refere a essa fidelidade com a ciência, Kip Thorne só não gostou das nuvens de gelo que aparecem em um determinado planeta do filme, segundo ele, seria impossível tal sustentação. Há também alguns exageros, perfeitamente perdoáveis, para manter certo suspense.

Atores e roteiro:

 

Matthew McConaghey e Anna Hathaway em cena do filme

O filme é estrelado pelos atores: Matthew McConaughey, Anne Hathaway, Michael Caine, John Lithgow, todos atores experientes e com excelente atuação. Uma adorável surpresa é a magnífica atuação da garotinha Mackenzie Foy

( no papel da joven  Murphy). Há ainda a participação de um grande ator cujo nome não aparece nos

créditos e que por isso não vou revelar quem é.

Normalmente um filme de ficção científica e/ou de ação não investe tanto no elenco, quando muito há um ou dois grandes atores. Mas esse não é o caso de Interestelar, pois ele é mais um filme de drama do que de ficção científica. A ciência serve como um pano de fundo para algo muito mais importante que se desenrola na história. Talvez por isso que algumas pessoas, que foram ao cinema esperando explosões, feixes de raios lasers e disputas entre o bem e o mal, se decepcionaram.

Não que o filme seja extremamente parado, pelo contrário, há até bastante agitação, mas não comparada aos atuais filmes de ação, em que mal conseguimos respirar de tantas imagens frenéticas. Apenas para citar um exemplo, o trailer de Interestelar deixava claro que se tratava de um filme futurista, com naves espaciais e viagens entre galáxias. No entanto, o começo do filme fica a primeira meia hora em uma fazenda que parece estar ambientada na década de 50.

Em vários momentos do filme eu fiquei com a sensação de que o diretor iria se render aos clichês e encontrar uma saída fácil ou previsível para o filme, mas felizmente foram apenas ameaças. Diferente do que ele mesmo tinha feito no filme anterior,  “A origem”, em que coloca uma ação excessiva e ao meu ver desnecessária, em Interestelar a dose de ação está na medida certa e é respaldada por um roteiro inteligente.

O tema central do filme é o amor, o amor entre pai e filha. As promessas feitas e quebradas (ou não), as escolhas, a salvação da espécie humana, tudo isso envolvido em viagens espaciais e os conflitos da relação entre o espaço e o tempo.

Para falar mais sobre isso preciso contar algumas coisas sobre o filme, então aconselho a quem não o viu que pare por aqui. Não que isso faça diferença, pois o filme não tem uma “grande surpresa” no final. Não pretendo explicar a física do filme, caso existam dúvidas peço que façam perguntas nos comentários. A ideia é apenas discutir um pouco a forma como o filme trabalha bem com a Teoria da relatividade.

Lá vem Spoiler

(se ainda não viu o filme, melhor assistir primeiro antes de ler o que segue abaixo)

 A Terra está condenada, podemos perceber uma crítica velada ao uso da monocultura e às alterações climáticas. Felizmente não há grandes explicações sobre qual é exatamente o problema que está destruindo as plantações de todos os grãos de nosso planeta. Além disso, tempestades de areia imensas, como as que acontecem atualmente em Marte, são comuns.

Quando tudo parecia perdido os cientistas encontram uma saída, literalmente falando. Uma saída, não apenas de nosso planeta mas de nossa galáxia. Um “wormhole” (buraco de verme) é descoberto nas vizinhanças do planeta Saturno e através dele podemos ter acesso a outra galáxia onde alguns planetas semelhantes à Terra podem ser descobertos.

Wormhole:

 

Um buraco de verme ou buraco de minhoca é uma passagem no espaço-tempo que conecta duas regiões do espaço, como se fosse um túnel que liga duas cidades ou dois países. A diferença é que enquanto o Eurotúnel liga a França e a Grã Bretanha sob o Canal da Mancha, um buraco de minhoca “não está sob nenhum lugar do espaço”, isto é, se pudéssemos entrar em um deles estaríamos “fora do espaço”, como se fosse outra dimensão.

O nome técnico do wormhole é ponte Einstein-Rosen. Esses dois físicos previram que o espaço-tempo pode ser curvado a tal ponto que duas partes do espaço podem se conectar, mesmo estando separadas por uma grande distância.

Vamos com calma, talvez você esteja se perguntado: Mas o que é espaço-tempo?

Segundo a teoria da relatividade nenhuma informação pode se propagar mais rápida que a velocidade da luz no vácuo. Essa aparentemente simples limitação da natureza traz consequências fantásticas, já discutidas nos posts:

Viagem no Tempo – Parte I                                                    

https://12dimensao.wordpress.com/2011/03/27/viagem-no-tempo-%E2%80%93-parte-i/

Viagem no tempo  – Parte II

https://12dimensao.wordpress.com/2011/04/15/viagem-no-tempo-%E2%80%93-parte-ii/

Viagem no tempo III e Cérebro eletrônico IV: Fazendo nossa mente viajar no tempo

https://12dimensao.wordpress.com/2011/07/19/viagem-no-tempo-iii-e-cerebro-eletronico-iv-fazendo-nossa-mente-viajar-no-tempo/

Uma delas é o fato do espaço e do tempo estarem conectados formando o que chamamos de espaço-tempo. Viajar muito rápido no espaço significa também viajar no tempo, o que faz com que o tempo passe de forma diferente para pessoas que estão em referenciais diferentes.

Imagine que o universo possa ser representado por uma bexiga cheia. Dois pontos que estejam em lados opostos da bexiga estariam bem longe um do outro. Então a luz emitida por uma galáxia numa extremidade da bexiga teria que percorrer toda a superfície da bexiga até chegar do outro lado. Agora imagine que alguma coisa aperte a bexiga até que as duas extremidades se grudem por dentro da bexiga. Essa seria a ponte Einstein-Rose. Então, em teoria seria possível ir dessa galáxia a outra instantaneamente, pois dentro do womhole o tempo não passa.

Não se iludam achando que entenderam, nem se desesperem por imaginar que só vocês não conseguem compreender isso. Por mais computação gráfica que os vídeos do “Discovery Channel” usem, por mais convincentes que os cientistas sejam, ninguém consegue enxergar essa deformação do espaço.

O exemplo da bexiga (ou da cama elástica, muito usado em livros de divulgação) são apenas analogias grosseiras para nos ajudar a entender isso. Somos seres que vivem em três dimensões de espaço, não conseguimos enxergar outras dimensões por mais inteligentes que sejamos. O exemplo da bexiga é falho porque a superfície da bexiga possui duas dimensões, quando apertamos a bexiga ela se deforma na terceira dimensão, a qual podemos perceber. Um buraco de minhoca possui três dimensões e provoca uma deformação que somente seria visível a nós se fôssemos seres que vivem em quatro dimensões. Apesar de não ser possível enxergar essa deformação, a matemática fornece a certeza de que isso faz sentido.

Mesmo com a comprovação matemática, não sabemos se os wormholes realmente existem. São apenas especulações matemáticas. Além disso, a previsão é que mesmo que eles existam são microscópicos e instáveis (desaparecem em menos de um segundo).

O wormhole que aparece no filme é um tipo de wormhole calculado por Kip Thorne a pedido de Carl Sagan para o livro Contato. Aquele tipo de wormhole é ainda mais difícil de existir, ele requer condições muito especiais, mas esse é o campo da ficção e isso foi muito bem explorado.

 

Dilatação temporal.

Talvez a parte mais legal do filme Interestelar  seja aquela em que o personagem principal consegue finalmente reencontrar sua filha, mas ela está um pouco diferente. Está bem mais velha do que ele. Ao longo do filme ela deixa de ser uma garotinha para se tornar um mulher. Mas no reencontro deles, ela está com mais de cem anos e o personagem com praticamente a mesma idade. Como isso é possível?

Novamente a resposta está na Teoria de Einstein. Para viajar em alta velocidade (não estou falando aqui de meros 300 km/h de um fórmula-1, ou da “ridícula” velocidade de um caça supersônico, mas de estar próximo da velocidade da luz no vácuo, cerca de 1,08 bilhões de km/h) precisamos de grandes acelerações. Essas acelerações provocarão alterações no ritmo de passagem do tempo. Por exemplo: Quando partículas subatômicas são aceleradas em um acelerador de partículas a 87% da velocidade da luz no vácuo, o tempo de vida delas, medido por nós dobra. Isto é, algumas dessas partículas são instáveis e se desintegram (uma espécie de “morte”), dizemos então que essas partículas possuem uma vida média de “tantos” segundos. Mas ao atingirem 87% da velocidade da luz, esse tempo de vida médio dobra.

Caso as partículas consigam atingir 99,97% da velocidade da luz, seu tempo de vida médio aumenta um fator 40. Se pudéssemos atingir essa velocidade em nossos foguetes um astronauta poderia viver até 400 anos. E se a aceleração fosse ainda maior e ele atingisse 99,997% da velocidade da luz no vácuo, poderia viver mais de 1200 anos.  O mais bizarro desse efeito é que para ele o tempo estaria passando normalmente, ele sentiria a passagem de “apenas” 100 anos (tempo médio de vida que estou considerando ). Ao retornar ao nosso planeta depois de passar um ano à velocidade de 99,97% da velocidade da luz, um astronauta de 40 anos estaria com 41 anos, mas aqui na Terra teriam se passado 40 anos (Caso ele tivesse um irmão gêmeo, este estaria com 80 anos).

Isso não é “apenas teoria” como alguns gostam de falar. Isso é um fato. Há diversas comprovações de que a Teoria da Relatividade prediz de forma consistente essas dilatações temporais. Felizmente vivemos em referenciais de baixa velocidade e por isso ninguém tinha percebido esse efeito até que Einstein resolvesse publicar seus artigos em 1905.

No filme, a dilatação temporal não acontece por causa das acelerações, mas sim devido a outro efeito previsto por Einstein na sua Teoria da Relatividade Geral de 1915. Nela, ele percebe que acelerar e sofrer fortes atrações gravitacionais, são equivalentes. Nas vizinhanças de um buraco negro há um forte campo gravitacional e isso distorce o espaço-tempo da mesma forma que grandes acelerações.

 

Buraco negro

Assim como os wormholes são apenas especulações matemáticas, os buracos negros também eram até meados da década de 80. Hoje em dia a existência desses corpos celestes é quase certa, e inúmeras provas indiretas de sua existência já foram detectadas.

Antes mesmo que Einstein tivesse nascido, o genial Pierre Simon Marques de Laplace já havia pensado na possibilidade da existência de uma estrela com gravidade tão forte que nenhum corpo conseguiria sair de sua órbita, nem mesmo a luz.

Essa ideia está ligada ao conceito de velocidade de escape. Sabemos que ao jogar um objeto para cima ele retorna após certo tempo, devido à força da gravidade. Quanto mais velocidade colocarmos na saída mais tempo o objeto demorará em voltar. No entanto a força da gravidade diminui quando nos afastamos do centro do planeta. Quanto maior for a altura, menor será a força. Conclusão: se conseguirmos atingir uma tal velocidade, que o objeto consiga atingir uma determinada altura onde a força seja pequena, ele poderá escapar da gravidade do planeta. Essa é a velocidade de escape.

No caso da Terra essa velocidade é de cerca de 11 km/s, aproximadamente 40.000 km/h. Essa é a velocidade que os satélites artificiais precisam atingir para entrarem em órbita em torno da Terra. Aumentando-se a velocidade, aumentamos o raio da órbita até conseguirmos escapar totalmente da gravidade do planeta.

Laplace calculou que se uma estrela tivesse certa quantidade de matéria concentrada em certo volume, teria uma velocidade de escape maior que a velocidade da luz e assim nem a luz conseguiria escapar dessa estrela.

Concepção artística de um buraco negro

Após a Teoria da Relatividade foi possível entender como uma estrela é formada e como se dá sua “morte”. Entre alguns fins possíveis está a formação de um buraco negro. Após uma violenta explosão, o resto de matéria da estrela poderia ficar confinado em um raio tão pequeno que a gravidade dobraria o espaço sobre si mesmo, criando um buraco negro.

O próprio Einstein achou que isso provavelmente não seria possível. Mas em 1987 o astrônomo Ian Shelton e o astrônomo amador Albert Jones descobriram a primeira explosão Supernova , dando credibilidade aos modelos estelares propostos (obs.: haviam registros históricos do aparecimento de estrelas chamadas de novas ou supernovas em séculos anteriores).

Com o aperfeiçoamento dos telescópios e principalmente após o lançamento do telescópio espacial Hubble várias imagens reforçaram a certeza de que buracos negros realmente existem. No entanto como eles não permitem que a luz escape deles, não podemos detectá-los com imagens visíveis aos nossos olhos. Mas podemos perceber estrelas orbitando regiões “escuras” ou ainda percebemos a emissão intensa de raio- x , que ocorrem devido a forte atração de matéria para dentro do buraco negro.

Uma imagem ilustrativa de um buraco negro

Voltando ao filme, Gargantua é um buraco negro em rotação, que está próximo de um dos planetas a serem averiguados pelos personagens do filme. Como a gravidade próximo a um buraco negro é imensa, rodeá-lo significa ficar sujeito a acelerações monstruosas, e dessa forma sujeitos a uma dilatação temporal enorme.

Rodear o buraco negro daria a nave energia suficiente, mas causaria esse efeito indesejado, por isso essa ideia foi descartada de inicio. Mesmo assim ao entrarem no planeta que estava próximo de Gargantua, sofreram esse efeito, pois cada hora no planeta custou 7 anos da Terra. Quando retornaram a nave mãe, o cientista que havia ficado nela estava 21 anos mais velho que eles.

Após todo o problema que o ator misterioso causa, o personagem principal se vê na obrigação de orbitar Gargantua, e isso custou a ele mais várias dezenas de anos terrestres.

Ondas gigantes

Da mesma forma que a Lua cria o efeito das marés em nosso planeta, Gargantua cria marés imensas naquele planeta, o que causa ondas gigantes que proporcionam uma das cenas mais impressionantes do filme.

Hipercubo e as outras dimensões

Essa é a parte mais ficcional do filme, após ser tragado pelo buraco negro, nosso “herói” consegue sobreviver sem ser esmagado. Apesar disso ser pouco provável, Kip Thorne se baseou na mesma ideia que tinha usado para o wormhole, um tipo especial de buraco negro cuja força gravitacional atuaria somente em algumas direções, permitindo sua entrada sem o famoso efeito espaguete ( a gravidade de um buraco negro é tão forte que se nos aproximássemos dele mergulhando de cabeça, a diferença de força entre nossa cabeça e nosso pés seria tão grande que nos esticaria até nos despedaçar completamente).

A física ainda não tem resposta (e talvez nunca venha a ter) sobre o que acontece no interior de um buraco negro. A Relatividade e a Física Quântica dão respostas contraditórias sobre o que ocorre lá dentro.

Uma teoria que consiga unir esses dois pilares ainda não existe (é o que a filha de nosso herói consegue) e com isso o roteirista pôde brincar com algumas especulações matemáticas interessantes.

No filme o personagem vai parar no interior de um hipercubo. Um hipercubo é uma figura geométrica de n-dimensões. Se n = 2 temos um quadrado, n=3 um cubo, n= 4 um tesseracto, e assim por diante. Menciona-se que naquele local existem cinco dimensões, mas não dizem se isso significa 4 dimensões de espaço e uma de tempo ou cinco dimensões de espaço.

A tentativa de representar em uma tela bidimensional algo que tem cinco dimensões ficou, a meu ver, incrível. A ideia é que estando em outras dimensões podemos visualizar ao mesmo tempo vários ângulos e várias cenas.

Além disso, na teoria das supercordas (uma tentativa de unir a relatividade e quântica) acredita-se que a gravidade seja a única força física que possa transitar entre as várias dimensões. Dessa forma o personagem consegue passar uma mensagem para ele mesmo e depois para a filha só que em um tempo passado. Algo muito difícil de conceber mas que possui respaldo nas mais novas teorias científicas. A passagem linear do tempo pode ser apenas uma ilusão nossa. Talvez passado presente e futuro possam coexistir em algum “lugar”.

Finalizando?

A ideia não era explicar a física do filme. Acho que me empolguei demais e acabou ficando um texto muito longo para os dias de hoje. Mas se você conseguiu chegar até aqui agradeço a consideração e aceito de bom grado criticas e sugestões.

Espero que tenham gostado, ou que gostem do filme como eu gostei. É muito bacana quando conseguimos unir duas coisas que aparentemente parecem tão diferentes: a ciência e a arte. O pensamento racional e a imaginação.

Essas separações bobas que fazemos, acabam virando “verdades” e muitas vezes nos impedem de ir mais longe. Vamos quebrar essas amarras.

PS.: ainda poderia discutir o enredo do filme como um todo, não do ponto de vista da ciência. Mas isso é melhor quando feito em mais pessoas, fica então o poema, citado por um dos personagens, escrito pelo poeta Gales Dylan Thomas. (Obrigado Lauren).

Dylan Thomas

Dylan Thomas

Referências:

 AdoroCinema http://www.adorocinema.com/filmes/filme-114782/

Para saber mais sobre buracos negros, viagens no tempo, relatividade :

O futuro do espaço-tempo ( Stephen Hawking; kip S. Thorne; Igor Novikov; Timothy Ferris; Alan Lightman; Richard Price – Cia das Letras)

O tecido do cosmo – O espaço, o tempo e a textura da realidade (Brian Greene – cia das letras)

Pousando em um cometa – A missão Rosetta

fevereiro 16, 2015 by

Imagem do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko

Após um longo e tenebroso inverno retorno às postagens do Décima Segunda Dimensão. Gostaria primeiramente de pedir desculpas aos fieis leitores deste blog que apesar da demora continuaram visitando, mesmo sem a devida atualização.

Minha inatividade no blog aconteceu por diversos motivos, desde problemas técnicos até problemas de mudança profissional e de ordem pessoal. Enfim, cá estou de volta esperando poder continuar postando, talvez não na frequência inicial de uma vez por semana, mas de pelo menos uma a cada mês e espero os ricos comentários de vocês.

Como retornar? Durante esse longo período de cinco meses tive várias ideias de posts, e foi difícil escolher uma para retomar. Acabei optando por um feito que julgo de suma importância para a tecnologia espacial e até mesmo para toda a sociedade. O pouso de um artefato humano em um cometa.

No dia dois de março de 2004 a ESA (Agência Espacial Europeia) lançou ao espaço a sonda espacial Rosetta (nome dado em homenagem à famosa pedra de roseta encontrada no Egito e que ajudou a decifrar os hieróglifos egípcios). A missão dessa sonda, também chamada de Rosetta, era encontrar e orbitar um cometa, para depois lançar um módulo que conseguisse pousar no mesmo.

Após dez anos de navegação espacial, necessários para que a sonda conseguisse atingir a mesma velocidade do cometa, ela finalmente conseguiu encontrar o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko em 06 de agosto de 2014, um feito inédito em toda a história da exploração espacial. Ainda em novembro, no dia doze, outro feito ainda mais marcante ocorreu, o módulo Philae é lançado de Rosetta e pousa no cometa.

Por que esse é um feito tão importante?

Do meu ponto de vista tenho três motivos para considerar esse feito o mais surpreendente desde a chegada do homem à Lua, em se tratando de exploração do espaço. Eles justificam uma missão de 22 anos de preparação e execução, com um gasto de 1,4 bilhões de Euros (aproximadamente 4,45 bilhões de reais):

1) A enorme dificuldade técnica da missão.

2) As importantes descobertas que a missão poderá trazer sobre os primórdios da formação do nosso sistema solar e do possível papel que os cometas tiveram na formação da vida neste planeta.

3) A importância de testarmos possíveis alternativas para desvio de cometas e grandes meteoros que estejam em rota de colisão com a Terra.

Vamos analisar cada um desses motivos.

A primeira vista pode parecer fácil pousar em um cometa, uma vez que já pousamos na Lua e em Marte. Além disso, no espaço não existe resistência do ar, ventos contrários, nem semáforos, trânsito ou motoristas desatentos para atrapalhar sua direção.

Mas pousar um módulo do tamanho de uma máquina de lavar roupas, de aproximadamente 100 kg, em um cometa de 4 km de diâmetro, cuja superfície é totalmente irregular, cheio de vales, crateras, morros e pedregulhos não é tão fácil.

cronograma da missão

Não bastasse a dificuldade de encontrar uma superfície plana para o pouso temos ainda diversas complicações: o cometa não está parado, move-se a mais de 130 mil km por hora (isso mesmo) e gira em torno de si mesmo a aproximadamente 20 km/s (cerca de 72.000 km/h). O cometa não é um corpo estável como um enorme pedaço de rocha, ele possui gases em seu interior e conforme se aproxima do Sol, o calor aumenta e esses gases são ejetados a grande velocidade por alguns locais de sua superfície.

Como tem uma gravidade extremamente baixa, o módulo será atraído para ele lentamente e ao se chocar quicará e pode se perder pelo espaço se não for preso durante o choque.

Devemos lembrar ainda que todo o controle da missão é feito aqui da Terra e que o cometa estava a cerca de 500 milhões de km de distância. Tão longe, que cada informação demora aproximadamente meia hora para chegar lá. Caso acontecesse algo não previsto, os controladores receberiam a informação do problema com meia hora de atraso e teriam que agir o mais rápido possível, ainda assim a atitude tomada demoraria mais meia hora para ocorrer. Dessa forma é muito difícil saber com exatidão a posição da sonda antes e durante o lançamento do módulo.

O sucesso dessa missão servirá como um grande aprendizado de conhecimento científico e engenharia espacial.

O principal objetivo da missão é estudar os cometas, sua constituição físico- química, dinâmica de movimento e sua atividade interior. Também faz parte analisar as relações do cometa com o material interestelar e a importância na formação do sistema solar.

centro de controle da missão na ESA

Diferentemente dos planetas, os cometas sofreram pouca alteração desde sua criação há 4,5 bilhões de anos, dessa forma podem trazer informações importantes sobre a formação do sistema solar e possivelmente sobre o surgimento de vida em nosso planeta, uma vez que ele deve conter em seu interior material orgânico como os aminoácidos necessários para formação de proteínas, indispensáveis para formação da vida.

O módulo Philae  está equipado com diversos instrumentos que permitirão a análise do solo e dos gases do cometa, além de diversos outros registros como fotos e medidas de temperatura etc.

Pouco se tem falado (na verdade não vi nenhum comentário) sobre o último motivo que eu levantei. As imagens nos mostram os dados do cometa e uma comparação do seu tamanho em relação à cidade de Los Angeles. Uma colisão de um corpo celeste como esse e nosso planeta não está descartada, muito pelo contrário, sabemos que é só uma questão de tempo, uma vez que a história geológica da Terra e da Lua nos mostra que impactos dessa magnitude ocorrem com relativa frequência, a cada 100 milhões de anos. Pode parecer muito tempo, mas pensando-se na idade da Terra não é.

Comparação do tamanho do cometa 67P e a cidade de LA nos EUA

Já fiz alguns posts falando sobre essas possíveis colisões e um possível “fim do mundo”:Comet_vital_statistics1 67P CG

https://12dimensao.wordpress.com/2011/02/26/fim-do-mundo-so-em-2012/

https://12dimensao.wordpress.com/2012/01/20/2012-o-fim-do-mundo-chegou/

https://12dimensao.wordpress.com/2012/12/28/sobre-o-fim-do-mundo/

Em um deles (fim do mundo só em 2012) mencionei que há projetos das agencias espaciais e da comunidade científica para tentar impedir uma colisão desse tipo. Ao contrário do que imagina Hollywood, a melhor chance não é explodindo o cometa, mas sim tentando desviá-lo. Para isso pousar no cometa é um passo importantíssimo. A partir do pouso poderíamos tentar ejetar massa do cometa e graças à terceira Lei de Newton, ele pode mudar de rota.

Para que isso dê certo uma condição inicial é essencial, precisamos saber com bastante antecedência que um cometa, ou meteoro de grandes proporções está em nossa direção, e isso só é possível se nossa tecnologia espacial estiver muito bem desenvolvida.

Do meu ponto de vista esse terceiro motivo já é mais do que suficiente para justificar o gasto de tempo e dinheiro na missão Rosetta. Ou será que existe algo mais importante para nós do que nossa sobrevivência como espécie?

Sucesso da missão

A missão já é considerada um grande sucesso. Foi aclamada pela importante revista Science como o feito científico mais importante do ano de 2014.

Apesar do módulo Philae estar “hibernando” porque suas baterias acabaram, vários dados foram enviados durante as horas em que elas estavam operando. O módulo de pouso possui também painéis solares, mas como o pouso foi muito difícil, ele acabou ficando em uma região de sombra sem a possibilidade de recarga. Há, no entanto uma grande esperança de que com a aproximação do Sol elas possam ser reativadas e novos dados cheguem.

Além dos dados do módulo de pouso, diversas imagens estão sendo enviadas pela sonda Rosetta em sua viagem em órbita junto ao cometa. Atualmente o mesmo encontra-se em direção ao Sol, faltando 178 dias para aproximação máxima. Dessa forma a sonda poderá acompanhar a formação da famosa calda de um cometa e analisá-la como nenhuma outra sonda já conseguiu.

A missão está prevista para terminar em dezembro de 2015.

Seguem abaixo alguns links para sites e documentários sobre a missão.

 Fotos do cometa : https://

Imagens: https://

Blog do esa para a missão http://rosetta.esa.int/

Simulação da posição da nave roseta e do cometa : http://sci.esa.int/where_is_rosetta/

Reportagem g1 : http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/sonda-rosetta/infografico.html

documentário fox play (em português):  Documentário em portugues

redefinição do cometa: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=rosetta-redefine-cometa

 Documentário em ingles (discovery)  

FOTOGRAFIA QUÂNTICA: FEITO BRASILEIRO

setembro 25, 2014 by

foto quantica

A máquina fotográfica não foi uma invenção brasileira, mas a mineira Gabriela Barreto Lemos, 32, pós-doutoranda do Instituto de Óptica Quântica e Informação Quântica de Viena, na Áustria, conseguiu um feito incrível:fotografou um fenômeno do estranho “mundo da física quântica” (coloco entre aspas porque apesar de parecer estranho é o nosso mundo e não um outro).
O entrelaçamento quântico é um dos mais intrigantes fenômenos da física quântica. Uma partícula ao ser entrelaçada com outra, (normalmente isso é feito dividindo-se um fóton em dois fótons gêmeos de menor energia do que o original) adquire uma conexão surpreendente. Para explicar o porquê dessa surpresa eu precisaria escrever um post muito longo, ou fazê-lo em vários posts, ainda assim não ficaria muito claro. Isso porque a maioria das pessoas não se espantaria com o fato de que duas partículas possam estar conectadas por longas distâncias. O espanto talvez fosse:
Ué porque elas não podem estar conectadas?
Mas de que tipo de conexão estamos falando?
Vamos a uma analogia: imagine que você e um amigo possuam moedas quânticas (apenas imagine, pois moedas são grandes demais para apresentarem um comportamento como o que as partículas subatômicas apresentam). Se essas moedas fossem entrelaçadas quanticamente e vocês se separassem sem que o entrelaçamento seja desfeito, vocês perceberiam um fenômeno curioso:
Todas as vezes que vocês jogassem cara ou coroa os resultados obedeceriam as leis da estatística, fornecendo um resultado de 50% de caras e 50% de coroa, em média. Mas ao compararem posteriormente os dados vocês veriam que sempre que uma moeda deu cara a outra deu coroa. É como se as moedas “combinassem” os resultados para que uma seja o oposto da outra. E o mais incrível, segundo Einstein nenhuma informação pode ser transmitida mais rápida do que a velocidade da luz no vácuo, no entanto esse fenômeno ocorre num tempo que podemos dizer instantâneo, mesmo que as partículas estejam separadas por milhares de km. Einstein chamava esse fenômeno de “ação fantasmagórica a distância”, mas os físicos quânticos mostraram que isso não viola a Teoria da Relatividade de Einstein.
Por mais estranho que pareça, experimentos que demonstram essa propriedade das partículas vem sendo feitos a mais de 30 anos e as primeiras aplicações práticas começam a aparecer, como em computadores quânticos que se baseiam exatamente no entrelaçamento.
Nossa jovem brasileira fez algo bem interessante: Usando dois fótons gêmeos ela enviou um deles para iluminar um objeto (que continha a imagem de um gato) e o outro direcionou para uma câmera fotográfica, que registrou a imagem que o outro fóton tinha atingido.
Fazendo novamente uma analogia é como se dois irmãos gêmeos: Jacó e Cojá, estivessem separados, Jacó está em uma praia e Cojá em um quarto escuro. Por estarem entrelaçados (serem gêmeos) o que Jacó está vendo vai formando uma imagem na retina de Cojá, de tal maneira que eles “enxergam” a mesma coisa, uma espécie de telepatia.
Não é a toa que a física quântica é muito usada por pessoas místicas que distorcem um pouco, ou muito, as interpretações para defenderem que a ciência está provando o que os místicos já sabiam há tanto tempo. As minhas explicações são apenas analogias, o fenômeno em si é bem mais complexo e é ainda motivo de muita discussão entre vários cientistas.
Vejam abaixo a matéria que aborda o feito da brasileira (basta clicar no link)

cientista-mineira-revoluciona-fisica-com-fotografia-quantica

Referência Bibliográfica: NUPESC – Núcleo de pesquisa de ciência – Divulgação e orientação à pesquisa de ciências e campos afins – Disponível em:

https://nupesc.wordpress.com/2014/09/19/cientista-mineira-revoluciona-fisica-com-fotografia-quantica/ Acesso em 25 de setembro de 2014

Robôs Assassinos?

julho 15, 2014 by

O Exterminador do Futuro

Não sou adepto do sensacionalismo como o título pode indicar, mas achei a questão curiosa e um debate interessante, além de antigo.

Nos meus posts passados sobre Inteligência Artificial: Cérebro eletrônico I, II, III e IV:

https://12dimensao.wordpress.com/2010/05/10/cerebro-eletronico/

https://12dimensao.wordpress.com/2010/07/15/cerebro-eletronico-parte-ii/

https://12dimensao.wordpress.com/2011/07/05/cerebro-eletronico-iii-se-sei-escrever-entao-tambem-consigo-ler-certo-nao-e-bem-assim/

https://12dimensao.wordpress.com/2011/07/19/viagem-no-tempo-iii-e-cerebro-eletronico-iv-fazendo-nossa-mente-viajar-no-tempo/

procurei discutir alguns avanços da IA (Inteligência Artificial) e pretendia falar um pouco ainda sobre implantes cerebrais, os ciborgues. Mas a quantidade de matéria que saiu sobre os drones equipados com armas e já vendidos no mercado internacional, além de uma reunião marcada na ONU para discutir a questão1, não poderiam passar despercebidas.

Primeiramente vamos ao básico, o que é um drone ou como estão chamando no Brasil: VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado). É exatamente o que diz seu nome, um avião robô, controlado a distância por um ser humano, mas que pode, em alguns casos, “tomar certas decisões” autônomas, como nos mostra o site Inovação Tecnológica do dia: 19/06 de 2014, em que um drone desenvolvido por uma empresa com base na Africa do Sul foi lançado no mercado prometendo atuar em manifestações sem colocar a vida dos “seguranças” em perigo:

“O site da Desert Wolf afirma que o drone octacóptero Skunk tem quatro dispositivos do tipo usado em armas de paintball, cada um com capacidade para disparar até 20 balas por segundo.

Além da munição com spray de pimenta, a companhia afirma que o drone também pode ser carregado com balas de plástico e projéteis com tinta.

A máquina pode levar até 4 mil balas de uma vez e também um tipo de laser que emite luz cegante, além de um alto-falante que pode transmitir alertas para a multidão”.2

É uma arma de guerra, que apesar de não usar arma letal, machuca e tortura. Seu disparo pode ser feito por alguém que está a milhares de quilômetros de distância. É como se ele estivesse jogando um vídeo game e seres humanos e seus sofrimentos serão transmitidos por uma tela.

Claro que não sou ingênuo de achar que se estivessem presencialmente, os soldados hesitariam em atirar, mas que deve ser muito mais fácil, nesse caso, deve. Segue abaixo a imagem desse drone:

drone

O mesmo site da Inovação Tecnológica do dia 20/06/2014 afirma que aRussia já equipou suas bases de misseis com robôs armados que podem autonomamente atirar em qualquer invasor (ou alguém sem muito senso do perigo).

“De acordo com uma pesquisa da ONU, civis foram mortos em 33 ataques com drones ao redor do mundo. No Paquistão, de 2.200 a 3.300 pessoas foram mortas por ataques de drones norte-americanos desde 2004, 400 das quais eram civis. De acordo com os últimos dados do Ministério da Defesa do Paquistão, 67 civis foram mortos em ataques de drones no país desde 2008”1.

O relatório dessa reunião da ONU, que ocorreu em Genebra, sai apenas em novembro, mas a preocupação apresentada pela ficção científica em várias histórias sobre a rebelião das máquinas, começa a ser levada a sério.

Por enquanto ainda somos nós que programamos as máquinas e são seres humanos que controlam os drones, mas cada vez mais a criação de uma inteligência artificial está se tornando real. Computadores já tomam decisão em várias atividades que antes eram desempenhadas por seres humanos, como o controle de aviões e sinalizadores de trânsito.

Não acredito em uma rebelião das máquinas. Sentimentos de ódio, ganância e poder são sentimentos humanos e temos uma forte tendência em transmitir a outros seres esses sentimentos. Mas não podemos nos esquivar dessa discussão, até mesmo por questões jurídicas. O que vai acontecer quando um robô tirar a vida de um ser humano de forma não acidental? Essa é uma questão ética que deve ser levantada e, segundo alguns especialistas, já estamos atrasados, o debate já devia ter começado a algum tempo.

Isaac Asimov, grande escritor de ficção cientifica, ligado principalmente nessa questão, apontou isso há muito tempo e chegou até mesmo a criar as famosas três leis da robótica, que deveriam ser implantadas no “cérebro!” dos robôs para garantir nossa proteção.

Felizmente ou infelizmente eu ainda tenho muito mais medo de outros seres humanos do que de máquinas. E não estou falando somente de criminosos ou psicopatas. Lendo, hoje mesmo, sobre o conflito entre a faixa de Gaza e Israel, ou entre os Russos e a Ucrânia, ou lembrando-me de filmes como “o Jardineiro Fiel” (para citar apenas um), creio que precisaremos, antes de qualquer coisa, aprender um jeito de impedir que um ser humano faça mal a outro ser humano. Isso parece estar tão longe, mas tão longe, que talvez tenhamos que aprender com outra inteligência como fazer isso.

Será que não poderá acontecer o contrário? As máquinas nos ensinarão como conviver em paz?

 

Referências Bibliográficas:

1 – Por que a sociedade não se posiciona contra os robôs assassinos? Redação do Site Inovação Tecnológica – 20/06/2014 – Disponível em

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=sociedade-posiciona-contra-robos-assassinos&id=010180140620#.U8SDV5RdV5I = acesso: 14/07/2014

2 – Polêmico drone que dispara em multidões chega ao mercado – Com informações da BBC – 19/06/2014 – Disponível em:

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=polemico-drone-dispara-multidoes-chega-mercado&id=020175140619 – Acesso em 14/07/2014

 

Os dez maiores erros de cálculo da engenharia

junho 3, 2014 by

Os visitantes assíduos desse blog sabem que uma das minhas fontes mais utilizadas é o site Inovação tecnológica:

http://www.inovacaotecnologica.com.br/index.php

Dessa vez eles fizeram um artigo bem interessante sobre os grandes erros da engenharia, coloco aqui integralmente a matéria. Somente um detalhe para aqueles que adoram falar mau do Brasil: não estamos nessa lista.

Click no link abaixo:

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=dez-maiores-erros-de-calculo-engenharia&id=010170140602&ebol=sim#.U44j8HJdVto

 

 

Médico brasileiro está prestes a realizar um grande sonho: Devolver a um paraplégico a sensação de caminhar novamente.

maio 17, 2014 by

 

O médico brasileiro Miguel Nicolelis, chefe do programa: “Walk again” (andar de novo), divulgou ontem (16 de maio de 2014) um vídeo onde mostra um paciente paraplégico dando os primeiros passos utilizando um exoesqueleto.

O exoesqueleto é um equipamento desenvolvido a partir de uma colaboração internacional entre a Universidade de Duke, nos Estados Unidos, O Instituto de Tecnologia de Lausanne, na Suiça, o Instituto Internacional de Neurociências de Natal Edmond e Lily Safra (IINN-ELS), além da Universidade da Califórnia, Davis e a Universidade de Kentucky, também nos Estados Unidos.1.

O programa Andar de Novo pretende que o pontapé inicial da abertura da copa do mundo seja dado por um paraplégico utilizando este exoesqueleto. Dessa forma Nicolelis pretende chamar a atenção de todo o mundo e conseguir mais recursos para seu ambicioso projeto.

Aliás a ambição de Nicolelis vai longe, apesar de trabalhar a muito tempo nos EUA, conseguiu recursos financeiros e políticos para criar, juntamente com Sidarta Ribeiro e Claudio Mello, o Instituto Internacional de Neurociências de Natal, na capital do Rio Grande do Norte. Esse instituto foi criado com a intenção de trazer de volta para o país cientistas renomados e incentivar as pesquisas de ponta em nosso país, na área da neurologia e fisiologia.

Mas qual a grande diferença entre o exoesqueleto que está sendo desenvolvido pelo projeto e uma cadeira de rodas motorizada?

O exoesqueleto do projeto é movido por ondas cerebrais enviadas pelo paciente e lido por uma espécie de touca, que capta e interpreta esses sinais, enviando então ao aparelho os comandos para o movimento. A touca tenta restabelecer a conexão entre o cérebro e os músculos que foi perdida por algum trauma, mas quem produz o movimento é a máquina. O objetivo final desse estudo é poder restabelecer essa conexão perdida e dispensar o exoesqueleto, mas enquanto isso ele pode fazer com que o tetraplégico possa caminhar novamente.

O programa de Nicolelis já havia conseguido diversos progressos com animais (ratos e macacos), mas somente agora ele divulga os testes com humanos.

Se você não tinha motivos para torcer nessa copa, espero que essa notícia tenha lhe dado um motivo para torcer por esse brasileiro e seu grupo.

Veja o vídeo

Para saber mais:

 

IINN- ELS – Site official: http://www.natalneuro.org.br/

1 – Portal G1 – http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2014/05/video-publicado-por-nicolelis-mostra-paciente-andando-com-exoesqueleto.html – acesso em 17/05/2014

Porta Terra – http://noticias.terra.com.br/ciencia/pesquisa/paciente-volta-a-andar-com-exoesqueleto-de-nicolelis,773cb10b64706410VgnVCM3000009af154d0RCRD.html – acesso em 17/05/2014

Nicolelis, Miguel – Muito além do nosso eu – A nova neurociência que une cérebro e máquinas – e como ela pode mudar nossas vidas .  Cia das Letras

 

Será mesmo simples esse pêndulo?

abril 23, 2014 by

Para aqueles que ainda não acreditam que há beleza na física ou em uma fórmula matemática segue  a dança dos pêndulos ou Pêndulo de Onda:

Tudo parece ter começado com o brilhante Galileu Galilei: durante uma missa ele observou que a oscilação de um lustre parecia permanecer constante. Após alguns estudos constatou que o período do pêndulo (tempo necessário para ele completar um ciclo) não dependia de sua massa, mas somente do comprimento do fio (e da aceleração da gravidade local), chegando à expressão:

Onde L é justamente o comprimento do fio e g o valor da aceleração da gravidade local (no laboratório podemos usar um pêndulo simples para determinarmos com relativa precisão o valor da aceleração da gravidade de nosso planeta).

A dança dos pêndulos mostrada no vídeo é produzida ajustando-se o período de cada pêndulo através de diferentes comprimentos do fio. Dessa forma se eles começarem a oscilação juntos ficarão fora de fase e uma ilusão de óptica criará em nossa mente a impressão do movimento.

Nesse vídeo o pêndulo maior efetua 51 oscilações em um tempo de 60 segundos. Após esse tempo todos os pêndulos voltam a ficar em sincronia e a dança recomeça.

Isaac Newton também estudou os pêndulos e muitos devem conhecer o “brinquedo” mostrado no vídeo abaixo. Ele é um bom exemplo de como podemos encontrar simetria nas leis da natureza. A conservação da energia e da quantidade de movimento no pêndulo de Newton não é tão fácil de explicar, mas sua beleza pode ser admirada mesmo assim.

 

 

 

Isso que dá ter um pai físico

Isso que dá ter um pai físico

 

Nesse outro vídeo podemos ver de outro ângulo e também um pouco de como o pêndulo de ondas foi construído:

 

 

 


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