O filme Avatar e as exoluas

As ações do filme Avatar se passam em Pandora, uma lua do planeta Polyphemus, existente apenas na ficção, e que estaria situada no Sistema da estrela Alpha Centauri, a mais próxima de nós, a aproximadamente 4,5 anos-luz de distância.
Mas será que de fato haveria a possibilidade de existência de luas habitáveis como Pandora?

Apesar de luas habitáveis como Pandora serem produtos da ficção científica, algumas prováveis exoluas (luas fora do Sistema Solar) semelhantes à Pandora poderão ser identificadas e estudadas.

Os planetas gigantes gasosos do Sistema Solar, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno têm luas rochosas, e se o mesmo acontecesse com alguns exoplanetas, haveria uma grande possibilidade de termos muitas exoluas habitáveis.
Uma vez detectada a exolua, o primeiro passo seria determinar se ela tem atmosfera. A nossa Lua, por exemplo, não tem atmosfera, ao contrário de Titan, uma das luas de Saturno.
O segundo passo seria descobrir se a exolua tem magnetosfera para protegê-la das correntes de partículas de sua estrela e da radiação de seu planeta. Caso não tivesse, a atmosfera poderia ser desfeita ao ser "soprada" para fora por essas correntes.
A maioria dos exoplanetas descobertos são maiores do que Júpiter, o planeta de maior massa no nosso Sistema Solar, mas o interessante é que grandes planetas podem ter luas grandes também, o que significa que elas podem ter atmosfera. Portanto, podemos concluir que seria perfeitamente possível que um gigante gasoso tivesse várias luas, com habitats que poderiam ser muito estranhos e fascinantes, semelhantes aos da exolua Pandora.
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KERS

Neste domingo, assistindo ao Grande Prêmio do Brasil de Fórmula 1, nas voltas finais, quando Rubens Barrichelo foi ultrapassado por um dos carros, ouvi Galvão Bueno comentar sobre a desvantagem da equipe Brawn em não poder dispor nestes momentos do KERS (Kinetic Energy Recovery System / Sistema de Reaproveitamento de Energia Cinética), que teria fornecido, segundo o locutor, uma potência extra de 80 “Cavalos”(CV) ao carro que ultrapassou o brasileiro. Resolvi então pesquisar sobre o assunto.

Descobri que atualmente há uma discordância entre a equipe Williams e a maioria das outras equipes que decidiram, em junho, abandonar o uso do KERS para a temporada de 2010, principalmente porque a implantação do sistema estaria exigindo altos investimentos, grande preocupação em tempos de crise na F1. Outra constatação das equipes é que o peso dos componentes afeta o equilíbrio e desempenho dos carros. Além disso, no ano que vem, os tanques de combustíveis serão aumentados, pois serão proibidas as paradas nos boxes para reabastecimento, e assim o volume ocupado pelo KERS seria um fator limitante.

Mas afinal, como funciona o KERS ?
Nas aulas de Física, eu ensino sobre as modalidades de energia que não são muito conhecidas pelos alunos, tais como energia potencial e a energia cinética, esta última relacionada com a velocidade. Eles estão compreensivelmente mais familiarizados com outros tipos, como a elétrica ou térmica, então aproveito para explicar que todas estas podem se transformar umas nas outras.
A ideia do KERS é justamente a de aproveitar uma parte da energia cinética perdida durante as freadas, transformando-a em energia elétrica que é armazenada em uma bateria. Esta energia poderá então ser oportunamente convertida novamente durante a corrida na forma de energia cinética, por exemplo, durante uma ultrapassagem, através de um simples aperto de botão feito pelo piloto no volante do carro.
Assista este vídeo que mostra o piloto Sebastian Vettel explicando como funciona o KERS:
Devo ressaltar que existem dois tipos de KERS: O elétrico, explicado no video, e outro mecânico, denominado Flybrid. Para quem quiser entender um pouco melhor a diferença entre os dois clique aqui.

Eu pessoalmente acho que o sistema devia ser mantido em 2010, apesar das limitações que citei acima. A justificativa é que ele possibilita uma redução no gasto de combustíveis, que pode ser aproveitada futuramente em maior escala nos carros de passeio, significando um vantajoso ganho ambiental. Por isso, vou torcer pela Williams, na briga pelo direito de poder usar o KERS no ano que vem.
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Calendário Cósmico

O cientista Carl Sagan, em um episódio da série Cosmos, compactou os 13,7 bilhões de anos do Universo em apenas um ano, que ele chamou de Ano Cósmico. A correspondência entre o tempo decorrido neste ano e o tempo do Universo seria:

1 mês do Ano Cósmico = 1 bilhão e 250 milhões de anos do Universo.
1 dia do Ano Cósmico = 40 milhões de anos do Universo.
1 minuto do Ano Cósmico = 30.000 anos do Universo.
1 segundo do Ano Cósmico = 500 anos do Universo.

Observe a figura, correspondente ao Calendário Cósmico: 

Considerando esta compactação, veja em que horários teriam ocorridos os seguintes acontecimentos do dia 31 de Dezembro do Ano Cósmico:

22h 30min - Primeiros seres humanos.
23h 59min 35 s - Primeiras cidades.
23h 59min 51 s - Invenção do alfabeto.
23h 59min 59s - Descobrimento do Brasil.

Assim fica fácil perceber o pequeno tempo de duração da espécie humana, comparando com o tempo total da existência do Universo. O que preocupa é saber que durante esse curto intervalo de tempo a humanidade já piorou muito as condições ambientais necessárias à sua própria sobrevivência na Terra. Pode-se chegar à conclusão de que, a seguir neste ritmo, a nossa espécie corre grande risco de ser extinta, como aconteceu com os dinossauros que, como se pode ver, estiveram por aqui durante muito mais tempo que nós. Assista o trecho do episódio em que Carl Sagan explica o Calendário Cósmico:
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Fé e Razão

A primeira pessoa que ficou cohecida por defender a teoria do Big Bang foi um padre jesuíta chamado Georges Lemaitre (foto), em 1927. Na época, ele foi ridicularizado por ter proposto a teoria, pois a maioria dos físicos acreditava em um Universo estático. Edwin Hubble provaria, algum tempo depois, que o Universo na realidade se encontra mesmo em expansão, o que reforçou a ideia de um ponto inicial em que a matéria estaria muitíssimo concentrada.
Einstein chegou a alterar suas equações da Teoria da Relatividade Geral, para ajustá-las ao modelo de um Universo estático, o qual defendia. Porém, mais tarde, ele mesmo admitiria que este teria sido o maior erro de sua carreira. Quase à mesma época, Lemaitre tentou convencê-lo de que ele poderia estar enganado, ao que Einstein teria respondido:
“Seus cálculos são perfeitos, mas sua Física é abominável”.

Religiosos racionais
Se enumerássemos os cientistas religiosos que contribuíram para melhorar nossas visões de mundo, a lista não seria pequena. Johannes Kepler, por exemplo, antes de admitir que as órbitas dos planetas eram elípticas, acreditava que Deus seguiria um padrão geométrico perfeito, e assim perseguiu durante quase toda a sua vida um modelo de órbitas que, na sua visão, corresponderiam às medidas dos 5 sólidos perfeitos de Platão (figura).

“A geometria existia antes da criação.
É tão eterna como o pensamento de Deus.
A geometria deu a Deus um modelo para a criação.
A geometria é o próprio Deus”
Kepler (1571-1630)

Kepler, após analisar as precisas observações astronômicas feitas por Tycho Brahe, principalmente da órbita de Marte, abandonou, a contragosto, o modelo dos 5 sólidos perfeitos, mesmo indo totalmente contra sua fé, para que deixasse à posteridade, as leis corretas das órbitas elípticas. Recomendo o episódio Harmonia dos Mundos da série Cosmos, de Carl Sagan, que mostra de forma brilhante esta história. (clique aqui para ver).

Acho que devemos agradecer a estes homens que não deixaram que a fé se sobrepusesse à razão, ao contrário de tantos que se opõem atualmente às teorias calcadas em fortes evidências científicas, como por exemplo, a Teoria da Evolução das Espécies, elaborada por Darwin. Essa desproporção entre fé e razão faz com que muitas pessoas no mundo continuem acreditando em histórias tais como as de Adão e Eva, ou da Arca de Noé, que dão suporte à ideia do criacionismo. Para mim, é como se, mesmo depois de adultos, continuássemos a acreditar em Papai Noel e suas renas voadoras.
Quando ainda somos crianças, certos ensinamentos são passados a nós através de situações metafóricas, lendas ou mitos, que esclarecem momentaneamente algumas dúvidas sobre o mundo em que vivemos, mas o preço a pagar mais tarde devido a essa doutrinação, é que para que possamos obter um entendimento mais amplo será preciso um grande esforço de desprendimento das tradições e revelações, transmitidas por familiares ou, o que é pior, por "autoridades", na forma de livros ou palavras que devem ser inquestionáveis ou definitivas.
Sabemos que não há explicação científica para tudo, mas recusar um avanço, justificando ingenuamente que todas as saídas e respostas serão encontradas em um único livro qualquer, escrito por pessoas supostamente "iluminadas", não é a maneira mais sensata de tentarmos evoluir como espécie pensante, compreendendo dessa forma, um pouco melhor o nosso mundo.
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Muito xixi esquenta a água da piscina?

Decidi escrever sobre algo que demonstra como as pessoas, muitas vezes quando levadas a pensar sobre as prováveis causas de um fenômeno, acabam tirando conclusões absurdas.
No clube que frequento, há uma piscina (foto) destinada às crianças, e quando entro nela para brincar com minha filha (foto), sempre percebo que a água está mais quente do que a água das piscinas maiores. Segundo imaginam algumas pessoas sem noção, este aquecimento é provocado pela grande quantidade de xixi feito pelas crianças dentro da água. Vamos mostrar pela Física o absurdo desta ideia. 

Suponhamos que 20 crianças tenham liberado cada uma, e ao mesmo tempo, 500 mL (meio litro) de xixi à temperatura de 36°C, e vamos considerar que a temperatura da água da piscina estivesse naquele instante, à 25°C.
A Física nos diz que em um sistema termicamente isolado, quando misturamos duas substâncias a diferentes temperaturas, a quantidade de calor que sai da mais quente é totalmente absorvida pela mais fria. A quantidade de calor (Q) pode ser calculada pelo produto:

Q = m . c . ∆t
em que m é a massa, c é o calor específico, ∆t é a variação de temperatura sofrida pelos corpos.


Considerarei a piscina como um sistema isolado termicamente, o que não é exatamente correto, mas com isso podemos obter uma boa aproximação da temperatura final da água, imediatamente após as crianças terem feito seus xixis. Considere que te seja a temperatura de equilíbrio térmico que queremos determinar. Igualando-se a quantidade de calor ganha ( Qg) com a quantidade de calor perdida (Qp),  teremos:

Substituindo os valores estimados no texto, e sendo de 10 litros, o volume total de xixi liberado ao mesmo tempo pelas 20 crianças, temos:





De acordo com estes cálculos, a temperatura final seria de aproximadamente 25,007 °C, ou seja, a água seria “aquecida” de 0,007 °C.


Eu acredito que você que está lendo este post já sabe que o aquecimento da água é provocado pelo Sol, e como nos mostra a fórmula, para uma mesma quantidade de calor solar fornecida às várias piscinas do clube, aquela que tiver uma menor massa de água sofrerá maior elevação da temperatura. Simples, não é?
Só queria que mais e mais pessoas também enxergassem o absurdo que significa pensar em determinadas ideias que não fazem o menor sentido físico.
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Exoplanetas


Uma equipe internacional de astrônomos descobriu mais um planeta fora do sistema solar. Há muito tempo já se sabe da existência desses denominados exoplanetas, ou planetas extra-solares, mas as descobertas avançaram somente a partir dos anos 90, com a ajuda de telescópios equipados com instrumentos ópticos cada vez mais sofisticados. Até agora já foram catalogados mais de 300.
Observe o gráfico mostrando o número de planetas encontrados até 2009:

As agências espaciais se esforçam cada vez mais nessa procura, tentando encontrar algum parecido com a Terra, e que talvez pudesse reunir condições de existência de alguma forma de vida, mas até agora, os conhecidos assemelham-se mais a Júpiter, pelo tamanho e composição basicamente gasosa.

Há uma missão da NASA, destinada a encontrar planetas semelhantes ao nosso, e que pretende colocar em órbita da Terra o telescópio Kepler (figura). O lançamento do foguete carregando este telescópio, está previsto para o próximo dia 6 de Março de 2009.

Para entender melhor porque é considerada alta a chance de que ainda haja muitos outros exoplanetas a serem descobertos, veja a ilustração da Via Láctea, que eu retirei do site da NASA.
A seta amarela indica a posição do Sol. A maioria dos planetas encontrados até hoje situa-se dentro do pequeno círculo mostrado. Imagina quantos outros ainda podem ser descobertos já nas próximas décadas.
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ETs na Terra

De vez em quando alguém me pergunta se eu acredito em discos voadores ou ETsComo acho mais importante explicar a razão da escolha entre uma simples resposta SIM ou NÃO para uma pergunta deste tipo, resolvi escrever aqui o que penso sobre o assunto.
Devo iniciar primeiramente com algumas informações básicas e necessárias. De acordo com o astrofísico Thyrso Villela Neto, do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), há aproximadamente 100 bilhões de galáxias observáveis atualmente no Universo. Em cada galáxia há uma média de 100 bilhões de estrelas. Supondo que cada estrela mantenha apenas 2 planetas em órbita, haveria portanto cerca de 20 hexalhões de planetas no Universo observável. Diante desses números, é difícil acreditar que as condições reunidas para o surgimento de algum tipo de vida tenham ocorridas de forma privilegiada somente aqui na Terra. Até entendo os que defendem essa possibilidade, desde que não usem argumentos místicos ou religiosos. 

Vamos agora imaginar que haja um hipotético planeta, localizado na galáxia Andrômeda, a vizinha mais próxima da Via Láctea, à distância de aproximadamente 2,5 milhões de anos-luz, e que nele existisse uma civilização que já tivesse atingido um estágio tecnológico bem mais avançado do que o nosso. Imaginemos então que alguns habitantes deste planeta quisessem realmente vir até a Terra por algum motivo que eu desejaria que fosse de natureza amistosa, talvez por eles não conseguirem encontrar vizinhos mais próximos para que pudessem trocar experiências e conversar sobre temas inéditos para eles, tais como futebol ou novelas. Se a nave construída por eles pudesse viajar a uma fantástica velocidade média de 150.000 km/s, metade da velocidade da luz, um simples cálculo sobre o tempo gasto nesta viagem faria com que aqueles habitantes sonhadores desistissem do projeto, já que seriam necessários aproximadamente 5 milhões de anosImpossível?
Imaginemos então que eles morassem em um lugar mais próximo, dentro da Via Láctea, e que fossem necessárias somente algumas centenas de anos nesta jornada. Por que razão, ao chegarem na Terra, eles apareceriam somente para algumas poucas e privilegiadíssimas pessoas?
Será que estas pessoas que alegam ter visto discos voadores ou ETs não se esforçaram o suficiente para que conseguissem se mostrar receptivas, assustando os nossos pretensos hóspedes com algum sinal, imagem ou gesto repulsivo e ameaçador, fazendo-os retornarem aflitos e decepcionados aos seus planetas de origem sem serem vistos aqui por mais ninguém?


Acredito na possibilidade de que existam diferentes formas de vida em outros lugares do Universo, talvez bem diferentes das que estamos acostumados a ver aqui na Terra, mas estamos tão separados delas no tempo e no espaço que dificilmente poderíamos estabelecer um contato pessoal. Por isso não acredito que discos voadores ou ETs tenham vindo até nós, mas se algum dia me deparar com um deles, e por sorte sobreviver a esta incrível experiência, prometo deletar imediatamente este post e engrossar umas das várias comunidades que tratam de ufologia, não sem antes procurar uma clínica psiquiátrica e pedir que façam em mim um rigoroso exame, e se considerarem os resultados normais, ainda assim estarei me questionando profundamente se não estaria sendo vítima de uma possível insanidade mental.
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O martelo e a pena

Se soltarmos ao mesmo tempo uma pena e um martelo na Lua, pelo fato de lá não haver ar, ambos objetos chegam juntos ao chão, pois não sofrem nenhum atrito. O astronauta David Scott realizou esta experiência em 1971, durante a missão da Apollo 15. Veja o vídeo:

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Carl Sagan e o Pálido Ponto Azul

Eu gostaria de dedicar o primeiro post deste blog ao grande cientista Carl Sagan, que como poucos soube atrair a atenção de muitas pessoas para os assuntos da Ciência. Ele narrou a série Cosmos, dedicada à astronomia, e exibida na televisão nos anos 80.

Pale Blue Dot
Em 1977 foram lançadas da Terra, duas naves não tripuladas, a Voyager-1 e a Voyager-2, para sondarem e fotografarem de perto os planetas mais afastados do Sol. A figura ao lado mostra as datas em que cada uma delas passou por Júpiter, e depois por Saturno, Urano e Netuno. Logo após a passagem por Saturno, Carl Sagan, que participava da missão na época, sugeriu que a Voyager-1 tirasse uma foto inédita da Terra, nunca vista de tão longe. A imagem da Terra apareceu como um pontinho azul que chamaram de Pale Blue Dot. O vídeo a seguir, narrado por Sagan, refere-se a esta foto da Terra, que dá a perfeita noção da nossa pequenez diante do Universo.
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