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Um pouco mais sobre ondas gravitacionais

fevereiro 24, 2016

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
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

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

Pousando em um cometa – A missão Rosetta

fevereiro 16, 2015

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

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

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

maio 17, 2014

 

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

 

Nem carro, nem ônibus, nem trem: Barco

fevereiro 18, 2014

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Lendo a matéria publicada na revista Trip, sobre a proposta do arquiteto Alexandre Delijaicov, de transformar São Paulo numa cidade fluvial, me lembrei de que sempre pergunto aos meus alunos : “E se lá atrás, antes de Ford desenvolver a linha de montagem, tivéssemos pensado em todos os problemas que o automóvel nos traria? Será que não teríamos optado por um transporte público? Será que não teríamos dito “não” ao transporte individual?”.

Hoje não dá para saber qual teria sido o resultado dessa opção, mas sabemos o resultado da opção que foi tomada: Só o transito brasileiro mata, sozinho, mais do que qualquer guerra, congestionamentos imensos que roubam preciosas horas de nossos dias, poluição monstruosa responsável também por mortes “silenciosas”, e tantos outros problemas.

Não podemos voltar no tempo e consertar isso, mas podemos tentar inverter a lógica e no caso de São Paulo (e acredito que em várias outras cidades brasileiras) abrir rios e córregos onde hoje está uma grande avenida.

Essa é a proposta desse arquiteto, leiam a matéria e opinem aqui no blog:

São Paulo e o Rio

 

 

 

Ao espaço e além!

setembro 26, 2013

 

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A NASA (National Aeronautics and Space Administration – Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço) divulgou informação confirmando um trabalho de Frank Mcdonald (Universidade de Maryland) e William Webber (Universidade do Novo México) que afirmaram que a sonda espacial Voyager 1 deixou o Sistema Solar em meados do ano passado (inicialmente a NASA havia contestado esse trabalho).

Isso significa que a Voyager 1 é o primeiro artefato construído por um humano que consegue escapar da influência da nossa estrela, o Sol.

A sonda foi lançada em 1977 e tinha como objetivo fotografar as superfícies dos planetas gigantes Júpiter e Saturno, como sua bateria nuclear continua funcionando e seus sistemas eletrônicos continuam enviando sinais para a Terra, a NASA vem acompanhando o destino dessa interessante nave espacial.

Voando a uma velocidade de aproximadamente 61 000 km/h, a Voyager 1 está a mais de 20 bilhões de km de nosso planeta. Para efeitos de comparação, a distância da Terra ao Sol é de cerca de 150 milhões de km, unidade conhecida pelos astrônomos como unidade astronômica ua ou au, portanto a nave está a mais de 133 ua.

Por insistência do astrônomo e divulgador da ciência Carl Sagan, falecido em 1986, a nave levou informações básicas (através de desenhos) dos seres humanos e um “mapa” da localização da Terra e do sistema solar, além de sons gravados de vários tipos (inclusive uma música do Rolling Stones). O que Sagan esperava com isso? Caso uma improvável civilização extraterrestre encontre esse artefato, poderá saber que existe um ser vivo em algum lugar do universo a procura de companhia. Sagan era um defensor de que a descoberta de vida extraterrestre seria o fato científico mais importante de todos os tempos.voyager 1 saindo

Sagan também pediu que ao chegar próximo a Saturno a nave voltasse sua câmera para a Terra e tirasse uma foto de nosso planeta a essa enorme distância. A imagem não passa de um grãozinho de poeira, perdido na imensidão do cosmo e assim Sagan apresentou em seu programa televiso “Cosmos” o que essa imagem poderia (ou deveria) gerar em nós. Creio que já coloquei aqui no blog esse vídeo, mas não me canso de assisti-lo. Então aí está, faço minhas as palavras de Sagan:

 

Viagem a marte! NASA descobre mais um risco.

junho 5, 2013
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Faz bastante tempo que não escrevo. Alguns poucos alunos me cobraram, mas nenhum deixou um comentário cobrando posts prometidos ou novas postagens. Creio que o tempo está corrido para todos.

Mesmo com essa longa pausa centenas de pessoas ainda visitam o blog diariamente, apesar de ser um numero três vezes menor do que quando publico semanalmente é bem significativo. Espero que sejam pessoas lendo as publicações antigas.

Algo que tem me chamado atenção é que o post que possui mais comentários (excetuando o post sobre lição de casa, onde pedi que os alunos fizessem comentários) é: Viagem a Marte: você teria coragem de ir? Mas é passagem só de ida! https://12dimensao.wordpress.com/2010/10/27/viagem-a-marte-voce-teria-coragem-de-ir-mas-e-passagem-so-de-ida/

Publicado em 27 de outubro de 2010, esse post recebeu mais de 50 comentários, e quase todos são de pessoas que não conheço. O engraçado é que muitas delas me escrevem dizendo que querem ir para Marte e que pedem para se inscrever, como se fosse eu o responsável pela organização da viagem.

Para essas pessoas, e para outros corajosos uma má notícia foi divulgada na semana passada: a NASA noticiou que há mais um risco a ser enfrentado nessa futura viagem. O detector de radiação instalado no robô Curiosity que foi enviado ao planeta vermelho acusou uma dose de radiação extremamente alta durante a viagem. Segundo o coordenador do estudo Cary Zeitlin, a dose acumulada seria equivalente a se submeter a uma tomografia computadorizada a cada cinco ou seis dias. Dose essa que excede os limites tidos como de segurança.

As principais fontes de radiação são os raios cósmicos oriundos de todo o espaço e as partículas ionizadas vindas do Sol. Essa radiação atinge nosso planeta também, mas nossa atmosfera e o campo magnético da Terra funcionam como um bom escudo para diminuir consideravelmente a dose sobre nós. Ainda assim a tripulação dos aviões precisa utilizar dosímetro para controlar a dose anual acumulada.

O principal problema de se expor a uma radiação tão alta é o aumento na probabilidade de desenvolver câncer. E o estudo se restringiu apenas a dose acumulada durante a ida, não está sendo contada a permanência em Marte, que deve ser de pelo menos um ano, uma vez que se deve aguardar a aproximação dos dois planetas.

Claro que em vista dos outros perigos: ir a um planeta que está a cerca de seis meses de viagem, que não possui água, alimento e nem mesmo oxigênio para se respirar, além de todo risco de uma viagem espacial, esse talvez seja o menor dos riscos.

Para saber mais detalhes:

 – Site Inovação Tecnológica – Radiação em viagem a Marte ameaça saúde de astronautas – 31/05/2013 Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=radiacao-viagem-marte-ameaca-saude-astronautas&id=010130130531&ebol=sim Acesso em 05 de junho de 2013

Jornal Folha de São Paulo: Radiação em viagem a Marte é ameaça à saúde de astronautas – 30/05/2013 – Disponível em: http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/2013/05/1287533-radiacao-em-viagem-a-marte-e-ameaca-a-saude-de-astronautas.shtml – Acesso em 05 de junho de 2013

Computador Quântico – Já é possível comprar um?

abril 11, 2013

 

Computador Quântico fabricado pela D-Wave

Computador Quântico fabricado pela D-Wave

Matéria do jornal THE NEW YORK TIMES, publicada hoje no caderno THE NEW YORK TIMES INTERNATIONAL WEEKLY, do Jornal Folha de São Paulo (8 de abril de 2013), afirma que a computação quântica já entrou na era comercial.

Como é comum nos jornais, nem sempre a manchete corresponde ao conteúdo da reportagem. Há dois anos, a empresa Lockheed Martin comprou da canadense D-Wave Systems uma versão de um computador quântico e agora afirma que utilizará essa tecnologia em escala comercial com uma versão mais moderna daquele computador.

O diretor técnico Ray Johnson, da Lockheed, afirma que usará o computador quântico para testar sistemas complexos de radares, espaçonaves e aviões.

Apesar do otimismo das duas empresas, há vários críticos que não corroboram com essas previsões. Scoott Aaronson do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), um dos mais respeitados centros de tecnologia do mundo, afirmou na reportagem que a empresa D-Wave “disse coisas simplesmente ridículas, coisas que lhe dão pouca credibilidade”, referindo-se a afirmações que a empresa tinha feito em 2007 e depois voltou atrás.

Um computador quântico não é somente uma máquina mais veloz, como se estivéssemos comparando um Fusca com uma Ferrari. Trata-se de uma mudança de paradigma, uma mudança na forma de computação.  Fazendo uma analogia grosseira, seria como comparar o transporte através de um Fusca com o teletransporte.

Em teoria, um computador quântico poderia realizar infinitos cálculos ao mesmo tempo, graças às propriedades da física quântica. Mas na prática há problemas que limitam essa possibilidade. Ainda assim, se a computação quântica se mostrar viável, cálculos, que levariam semanas ou até mesmo meses para serem feitos, poderiam ser realizados em segundos.

Mas que propriedades físicas são essas que tornam um computador quântico tão diferente dos computadores “normais”? Para explicar isso, um blog não é o local mais adequado, é preciso discutir como um computador normal funciona e algumas propriedades quânticas.

Como a proposta desse blog é explicar e discutir questões científicas e tecnológicas e não somente servir como um meio de divulgá-las, aceitei enfrentar esse desafio, mas vou pedir um pouco de paciência a vocês. Vou colocar nesse mesmo post uma matéria procurando explicar essas diferenças. Aqueles que não quiserem ou não tiverem tempo podem ignorar essa parte ou tentar ler em outro momento. Espero concluí-la até o final dessa semana.

 

Referência:

QUENTIN HARDY –  “NEW YORK TIMES”

Jornal Folha de São Paulo Dia 08/04/2013 – Disponível em:

http://www1.folha.uol.com.br/tec/1258141-computador-quantico-chega-ao-mercado.shtml

acesso em 11/04/2013