A Teoria de Tudo - o filme

Esta semana assisti o filme A Teoria de Tudo, baseado na biografia de Stephen Hawking, cientista que no último dia 8 de janeiro completou 73 anos de idade. O filme mostra como o jovem astrofísico, interpretado pelo ator Eddi Redmayne - indicado ao Oscar de 2015 - fez descobertas importantes sobre o tempo, além de retratar o seu romance com a aluna de Cambridge Jane Wide, interpretada pela atriz Felicity Jones - também indicada ao Oscar - e a descoberta de uma doença motora degenerativa, quando ele tinha apenas 21 anos.

O filme é repleto de cenas muito comoventes, como realmente foi a vida de Hawking, mas em uma das últimas cenas, quando ele já se comunicava através de uma voz sintetizada por um computador, durante uma palestra, ele responde a uma pergunta vinda da plateia. Achei tão genial a resposta que até fiz questão de transcrevê-la aqui. Vejam:

Pergunta: Prof. Hawking. O senhor declarou não acreditar em Deus. O senhor tem alguma filosofia de vida que o ajuda?

Resposta de Hawking: É claro que somos apenas primatas evoluídos, vivendo em um planeta pequeno que orbita uma estrela comum, localizada no subúrbio de uma de bilhões de galáxias, mas desde o começo da civilização as pessoas tentam entender a ordem fundamental do mundo.
Deve haver algo muito especial sobre os limites do universo, e o que pode ser mais especial do que não haver limites?
Não deve haver limites para o esforço humano.
Somos todos diferentes.
Por pior que a vida possa parecer, sempre há algo que podemos fazer em que podemos obter sucesso.
Enquanto houver vida, haverá esperança.

No final, a plateia o aplaude de pé pela resposta. Vou deixar para os leitores do blog a interpretação do que Hawking provavelmente quis dizer. Eu já tenho a minha.

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O meu terço sagrado

Este não é um artigo religioso, apesar de o título sugerir isso. Eu gostaria de falar sobre um benefício que recebo todos os anos nesta época do mês de janeiro, correspondente a um terço das minhas férias.
Há sempre uma história interessante sobre o surgimento de alguns termos que usamos. Vejamos primeiramente a origem do termo férias. Fazendo uma pesquisa, encontrei uma explicação, através da qual inclusive podemos entender porque a língua portuguesa se diferenciou de outras, ao adotar o termo "feira" para dias da semana.

Em minhas aulas, quando ensino história da Astronomia, costumo informar aos alunos que pelo menos três línguas estrangeiras, a inglesa, a alemã, e a espanhola mantêm tradições de mais de 6000 anos, quando se referem aos dias da semana. Em aproximadamente 4000 anos antes de Cristo, os antigos Mesopotâmios resolveram dividir a semana em sete dias e atribuir a cada dia o nome de um dos astros conhecidos - por serem os únicos vistos a olho nú - na época, que eram: Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter, Saturno, Sol e Lua. Daí surgiram - e preservaram-se - por exemplo, no inglês, Saturday, e Sunday, no alemão, Sontag, e Montag, e no espanol, Miércules, e Lunes. Na língua portuguesa, por questões religiosas, decidiu-se seguir os nomes usados para férias (feiras). Vejam o que a Wikipedia nos diz sobre o surgimento do termo férias:

Férias provém do latim 'feria, -ae', singular de 'feriae, -arum', que significava, entre os romanos, o dia em que não se trabalhava por prescrição religiosa.

A palavra latina encontra-se também na denominação dos dias da semana do calendário elaborado pelo imperador romano Constantino, no século III d.C., que os santificou com o nome de 'feria' e o sentido de comemoração religiosa: 'Prima feria, Secunda feria, Tertia feria, Quarta feria, Quinta feria, Sexta feria e Septima feria'. No século IV, ainda por influência da Igreja, 'prima feria' foi substituído por 'Dominicus dies' (dia do Senhor) e 'septima feria' transformou-se em 'sabbatu', dia em que os primeiros judeus cristãos se reuniam para orar. A língua portuguesa foi a única a manter a palavra 'feira' nos nomes dos dias de semana.

Hoje em dia, o direito das férias está diretamente ligado à saúde. O objetivo é proporcionar descanso ao trabalhador após um determinado período de atividades. As férias não podem ser suprimidas nem mesmo por vontade própria, devendo ser usufruído no mínimo 1/3 do período a cada ano.

Eis alguns fundamentos que norteiam os objetivos das férias: O fisiológico, relacionado ao cansaço do corpo e da mente; o econômico, no sentido de que o empregado descansado produz mais; o psicológico, que relaciona momentos de relaxamento com o equilíbrio mental; o cultural, segundo o qual o espírito do trabalhador, em momentos de descontração, está aberto a outras culturas; o político, como mecanismo de equilíbrio da relação entre empregador e trabalhador; e o social, que enfatiza o estreitamento familiar.

Onde uso meu terço?

O recebimento correspondente a 1/3 do salário é um direito garantido pela Constituição Federal de 1988. Os trabalhadores recebem este dinheiro para usufruirem suas férias, melhorando os fundamentos que norteiam os objetivos delas citados anteriormente. Em resumo, aumentar a cultura, descansar o corpo e equilibrar a mente. Os professores de hoje em dia precisam deste descanso, pois durante o ano, o desgaste psicológico, físico e mental é muito grande. No entanto, no meu caso, geralmente o que sempre acabo fazendo com este terço do meu salário é cobrir os gastos excessivos de final de ano, ajudar a pagar IPVA, o seguro do carro, e outros encargos, então fico sempre contando com ele, que nesta época vêm em boa hora, e é por isso que o considero sagrado. E bendito seja quem pensou primeiramente em conceder este benefício que sempre ajuda a salvar a minha pele nesta época do ano.

Fontes:

http://tst.jusbrasil.com.br/noticias/2760896/ferias-direito-ao-descanso-reune-costume-lei-e-jurisprudencia 

http://www.saude.sp.gov.br/resources/crh/ggp/cartilhas/ferias.pdf

http://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%A9rias

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Algoritmo pode definir sua personalidade a partir do que você curte no Facebook

Cuidado com a opção "curtir" do Facebook.
Um algoritmo de computador agora pode prever seu tipo de personalidade usando apenas as informações do que você curte no Facebook. Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Stanford, na Califórnia e da Universidade de Cambridge usaram dados de um questionário preenchido por 86.000 pessoas que identificou seus "cinco grandes" traços de personalidade. Os resultados foram correlacionados com as suas atividades no Facebook.

Com base entre 100 e 150 "curtidas" do Facebook, o algoritmo da equipe seria capaz de determinar a personalidade de alguém com maior precisão do que fariam seus próprios amigos e familiares, e até mesmo maridos ou esposas.
A psicologista Youyou Wu da Universidade de Cambridge, diz que é surpreendente ver o que os computadores podem fazer, usando apenas uma peça de informação - o "Curtir".

David Funder, professor de psicologia, da Universidade da Califórnia, diz que a previsão feita pelo computador, considerando cinco tipos diferentes de personalidade é impressionante, mas indica apenas alguns componentes da personalidade. "Esta é uma maneira muito pouco abrangente de descrever a personalidade humana. É útil, mas não íntima", diz ele. "Realmente não compreende um entendimento com nível maior de profundidade."

O próprio trabalho de Funder, estudando a personalidade humana, usa mais de 100 dimensões, e não cinco. Ele ressalta que os seres humanos têm especificidades que os algoritmos de Wu e Michal Kosinski - co-autor de Wu em Stanford - não abrangem. Uma esposa que convive 10 anos com o marido vai conhecer o seu parceiro de forma que os computadores ainda estão longe de alcançar plenamente.

No entanto, a abordagem computacional de Kosinski e Wu, para entender a personalidade, poderia ser útil na contratação de empregados, ou na saúde e na educação, onde os testes de personalidade curtos já são utilizados.

Suas técnicas não se limitam ao Facebook, portanto, qualquer conjunto de dados que você gera - sites que você visita, ou as chamadas telefônicas feitas - poderiam ser agregados e analisados para descobrir exatamente quem você é.

O emprego certo vindo até você

Sua aptidão para um trabalho é um dos primeiros problemas que poderiam ser resolvidos. Em vez de as pessoas procurarem se candidatar a empregos específicos, a contratação poderia ser feita com a obtenção de um conjunto de dados, buscando o candidato certo para uma tarefa específica, diz Kosinski. "Em vez de ter um formato igual ao do século 18, com pessoas se recrutando, pleiteando emprego em uma fábrica, o emprego viria até você", diz ele. "Esta é a revolução."

O ideal é que cada pessoa tivesse o controle total de seus próprios dados e sobre os quais as empresas e organizações poderiam fazer perguntas sobre eles, mas Kosinski reconhece que o algoritmo pode ser utilizado de uma forma muito invasiva, através destes dados pessoais disponíveis. "Há um grande lado escuro nesta tecnologia", diz ele."Com um clique do botão que poderia ser aplicado a toda a população do mundo. Temos que ter certeza de que, em termos de política e tecnologia, vamos resolver essas questões corretamente", diz Kosinski.

Fonte:
http://www.newscientist.com/article/dn26781-what-you-like-on-facebook-gives-away-your-personality.html?utm_source=NSNS&utm_medium=SOC&utm_campaign=hoot&cmpid=SOC%257CNSNS%257C2014-GLOBAL-hoot#.VLUcMSvF9PJ

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2015: ano do centenário da Teoria Geral da Relatividade

2015 é o ano do Centenário da Teoria Geral da Relatividade. As equações publicadas por Einstein em 1915 trouxeram a ideia de que a gravidade é uma propriedade do universo em que objetos massivos provocam curvaturas no Espaço-Tempo. No entanto, um século após, um dos conceitos relacionados à gravidade ainda continua desafiando os cientistas. As equações prevêem que os eventos cósmicos cataclísmicos deveriam enviar ondulações através do Espaço-Tempo, mas nenhum sinal delas foi captado até hoje. Pensa-se que estas ondulações podem ser provocadas pela colisão de estrelas, formação de buracos negros, ou terem sido geradas pela grande violência do Big Bang. Esta previsão da teoria continua sendo a única que ainda não pôde ser confirmada na prática.

Este ano haverá dois projetos destinados a tentar fazer esta comprovação:

1- A retomada de experiências de ondas gravitacionais no LIGO (sigla, em inglês, de Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser);

2- O lançamento de um veículo espacial da missão LISA Pathfinder que irá testar uma nova tecnologia para a captura destas ondas no espaço.

Vamos entender um pouco mais sobre estes dois projetos:

1- LIGO (Laser Interferometer Gravitacional-wave Observatory)

Imagem aérea de dois braços do LIGO

O observatório, cujos trabalhos serão retomados este ano, tem como missão principal detectar ondas gravitacionais de origem cósmica. Na época da publicação da Teoria Geral da Relatividade, em 1915, a tecnologia necessária à detecção destas ondas ainda não existia. Pelos anos de 1970, alguns cientistas demonstraram a possibilidade de utilizar interferômetros laser para medir as ondas gravitacionais, e finalmente em 1992 o projeto foi fundado, começando a operar em 2002. Infelizmente, em 2010, teve seu funcionamento interrompido, devido à perda de investidores.

O LIGO opera dois observatórios em sincronia, um em Louisiana, e outro perto de Richland, Washington. Estes locais estão separados por 3002 km, distância que corresponde a 10 ms (milissegundos) na chegada da onda, o que, em tese, permitiria a triangulação para que se pudesse descobrir a origem dela no espaço.
No retorno do observatório, em 2015, ele foi renomeado de AdLIGO (Advanced LIGO),  pois contará agora com dez vezes a sensibilidade do observatório original. Na verdade, como foi o caso da caça ao Bóson de Higgs, no CERN, uma não detecção de ondas gravitacionais pelo AdLIGO representaria um resultado muito estranho para a Física.

2- LISA Pathfinder
Uma sonda espacial (imagem acima), desenvolvida em parceria com a ESA e a NASA, será lançada em Julho de 2015, da Base de Korou, na Guiana Francesa. A missão vai testar tecnologias necessárias para o Laser Interferometer Space Antenna (LISA), um observatório espacial de ondas gravitacionais. A sonda fará uma viagem para o L1 Lagrange,  ponto entre a Terra e o Sol, e irá  com isso pavimentar o caminho para a montagem de uma plataforma espacial, com uma série de três naves que serão lançadas a partir de 2030. Esta plataforma terá objetivos semelhantes aos do observatório LIGO, com vantagens maiores que não poderiam ser obtidas daqui da superfície da Terra.

Relatividade e Quântica: enfim juntas?
Poderemos ver também, ainda este ano, um progresso na maior questão de todas, que também ainda não foi resolvida - a incompatibilidade entre a Relatividade e a Teoria Quântica. Na escala atômica, a gravidade é tão fraca que rotineiramente costuma-se ignorá-la. Entretanto, atualmente alguns questionamentos parecem indicar que estávamos errados em desconsiderá-la neste caso. Na verdade, há fortes indícios de que a gravidade pode desempenhar um papel crucial no mundo quântico. Pode ser o ingrediente secreto da realidade. Nós não vamos obter respostas completas neste ano, mas o maior quebra-cabeça restante da relatividade parece, até que enfim, estar a caminho de ser resolvido, facilitando a formulação daquela que seria a Teoria de Tudo.

Fontes:
http://pt.wikipedia.org/wiki/LIGO
http://www.universetoday.com/117720/10-space-science-stories-to-watch-in-2015/
http://www.newscientist.com/article/mg22530022.000-after-a-century-of-relativity-a-new-view-of-gravity.html?cmpid=RSS|NSNS|2012-GLOBAL|physics-math#.VKf3vCvF9PJ

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Rosetta: decifrando o que está escrito em um cometa

Domingo, dia 12, em Piracicaba, durante um evento ocorrido na Rua do Porto em comemoração ao dia das crianças, encontrei-me por acaso com o amigo Warner, que trabalha no Observatório Municipal, e ficamos conversando sobre Astronomia. Aproveitei para perguntar a ele se neste ano de 2014 ainda haveria algum acontecimento astronômico que fosse proporcionar uma bela imagem no céu, mas ele me disse que não ocorreria nenhum excepcional, pelo menos em termos visuais. No entanto, há uma missão espacial que irá promover um espetáculo que não poderá ser visto por nós nos céus, mas que está chamando a atenção dos que gostam de assuntos sobre exploração espacial.

A Missão Rosetta

Pela primeira vez na história, uma sonda lançada da Terra em 2004, aproximou-se recentemente do cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko, e no próximo mês de novembro lançará uma pequena nave, chamada Philae, que deverá pousar na superfície do cometa e analisar sua composição, para tentarmos entender um pouco melhor a formação inicial do Sistema Solar. A imagem ao lado mostra uma representação artística da sonda Rosetta, e próxima a ela, a nave Philae, que será enviada em direção ao cometa.
Recomendo que assistam o vídeo a seguir, muito bem produzido pela ESA, e que faz um ótimo e rápido resumo da viagem da Rosetta, desde 2004 até hoje, e das etapas principais desta longa missão. Destaque para os três impulsos gravitacionais dados pela Terra, e outro pelo planeta Marte, que aceleraram a sonda, alongando sua órbita em direção à órbita elíptica do cometa, cuja excentricidade é bem maior que a dos planetas. A Rosetta fez três voos rasantes à Terra, em 4 de março de 2005, 13 de novembro de 2007 e 13 de Novembro de 2009, e uma em Marte, em 25 de Fevereiro de 2007. A sonda Rosetta visitou também dois asteróides, 2867 Steins, em 5 de setembro de 2008, e 21 Lutetia, em 10 de julho de 2010. O vídeo mostra também o instante (8 de junho de 2011), em que a sonda precisou entrar em estado de hibernação, para economizar energia, pois encontrava-se muito distante do Sol, onde os painéis solares não recebiam radiação mínima suficiente para produzir a energia elétrica.
Rosetta seguirá o cometa a sua distância mais próxima do Sol em 13 de agosto de 2015 e também um pouco depois, no início do retorno ao Sistema Solar exterior. O fim nominal da missão está previsto para Dezembro de 2015.
 

Origem do nome Rosetta

A Pedra de Roseta (clique na foto ao lado para ampliar), descoberta em 1799 perto da cidade de Rashid (em Inglês, Rosetta) no Egito, ajudou estudiosos do século XIX a decifrar o sistema de escrita sagrada dos hieróglifos, oferecendo uma nova chave para o estudo da antiga civilização egípcia.

O Professor Eberhard Grün, um cientista do Instituto Max Planck de Física Nuclear em Heidelberg, Alemanha, um renomado especialista em cometas e poeira interestelar que esteve envolvido com a missão desde os seus primórdios, tem sido muitas vezes chamado de o "Pai da Rosetta", já que foi ele quem sugeriu este nome por volta em 1987, pois viu uma relação entre a pedra egípcia e a sonda que poderia ajudar a fazer uma "leitura" do que ocorreu no início do Sistema Solar, analisando o que estaria "escrito" nas rochas do cometa.

Mudança de planos
O plano original era para coletar uma amostra de material do núcleo do cometa e enviá-lo de volta à Terra para analisá-lo em um laboratório, mas no início de 1990 a NASA retirou-se do projeto por causa de dificuldades financeiras, e a missão foi redefinida de modo que a ESA (Agência Espacial Européia) pudesse realizá-la sozinha. Ao invés de trazer o material de volta para casa, a Rosetta fará a análise do cometa diretamente em seu laboratório, enviando os resultados para a Terra. O foco manteve-se na análise do material do núcleo.

Fontes:
http://blogs.esa.int/rosetta/2014/10/17/naming-rosetta-an-interview-with-eberhard-grun/
http://en.wikipedia.org/wiki/Rosetta_Stone
http://www.cmjornal.xl.pt/multimedia/detalhe/sonda_rosetta_uma_das_missoes_espaciais_mais_importantes_da_atualidade.html

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Imagens reais em um espelho côncavo

Quando fiz o colegial, no início dos anos 80, lembro-me que tive dificuldade em entender o que significavam aquelas imagens de espelhos esféricos, obtidas pelo meu professor de Física. Ele traçava na lousa, com giz e régua, raios saindo do objeto, refletindo no espelho e se cruzando em um ponto, onde então dizia ser o local em que a imagem se formava. 

Faltou a parte experimental, pois a escola em que estudei nem tinha laboratório. As teorias e fórmulas de Física até que eram bem explicadas pelo professor, que não raras vezes utilizava como um dos recursos didáticos, frases ou historinhas para decorarmos mais facilmente as fórmulas ou conceitos. Na pressa, e por necessidade, acabei decorando também os caminhos que os raios faziam, e aprendi a classificar mecanicamente as imagens formadas. A partir daí, resolvia inúmeros exercícios de vestibulares para treinar e fixar ainda mais as fórmulas, convenções de sinais e regrinhas. Em suma, o principal objetivo era encontrar a resposta e marcar a alternativa correta, no caso dos testes de múltipla escolha. Devido ao escasso tempo disponível (3 anos), os conteúdos eram desenvolvidos um a um em um ritmo apressado, de modo que ficasse pouca coisa sem ser vista, e éramos constantemente treinados para ir bem nas provas. Não sei como pude ter gostado desta matéria, tendo sido ensinada daquela forma, com quase nenhuma contextualização.
O pior de tudo isso é constatar que este modelo de aprendizado não mudou desde então na maioria das escolas, e como eu trabalho dando aulas particulares para vários alunos de diversas escolas particulares de minha cidade, posso assegurar que isto é uma verdade, e é a principal razão que faz com que muitos destes alunos acabem por eleger esta disciplina como uma das mais chatas e desinteressantes. 

Filosofando sobre a teoria

Eu verificava facilmente em casa, por exemplo, usando uma colher, pela observação através da parte de dentro dela (espelho côncavo), que quando eu ficava longe a imagem aparecia reduzida (menor) e "de ponta cabeça" (invertida), e quando eu colocava a colher bem próxima, a imagem do meu olho na parte de dentro da colher aparecia ampliada (maior) e direita, mas quando eu via meu professor falando e mostrando na lousa que as imagens eram formadas em um único ponto específico, de acordo com a distância entre o objeto (no caso, meu olho) e o espelho, eu não conseguia entender exatamente o que aquilo significava.
Se para mim naquele lugar onde o meu professor dizia que a imagem se formava não havia nada para captá-la, como eu podia vê-la com meus olhos? Por que a imagem era em certos casos classificada como real ou virtual? Eu ficava filosofando para tentar entender estas questões, mas como provavelmente nunca cairiam no vestibular, acabava deixando de lado para estudar outras coisas com chances maiores de serem cobradas nas provas.

Um bom tempo depois consegui entender convenientemente estas questões, mas acredito que se tivessem realizado alguma experiência prática envolvendo o assunto, já no colegial, talvez o meu aprendizado tivesse sido no mínimo mais prazeroso.
Até bem recentemente eu dava aulas muito parecidas com as que tive, apenas tentando explicar de outras maneiras, as definições do que seria uma imagem real (que pode ser projetada) ou virtual, levando em consideração as dificuldades que tive para entender tudo aquilo. Certa vez, há uns anos, ouvi um aluno comentando justamente sobre minhas aulas de formação de imagens em espelhos esféricos. Ele dizia que eu só ficava desenhando e traçando raios sem sentido para ele. Estes comentários baixinhos que chegam aos nossos ouvidos, vindos muitas vezes do fundo da classe, sempre me fazem pensar em como poderia melhorar minhas aulas.

Agora sim!

A partir deste ano, recebi na escola em tempo integral na qual estou trabalhando, uma bancada óptica com um canhão de luz e alguns acessórios, dentre eles, um encaixe que é colocado logo na saída, com uma letra F vazada, a qual pode ser usada para representar um objeto (foto). Desenhei então com caneta vermelha, em um cartão, o qual usaria para projetar as imagens, a letra F, com as mesmas dimensões do objeto, a fim de comparar os tamanhos.
Vejam uma foto que tirei de todo o conjunto, canhão de luz, plaquinha com a letra F vazada, espelho côncavo e cartão:

Bancada óptica usada, com o espelho côncavo, posicionado à esquerda, e o cartão onde projetei as imagens.

Coloquei o espelho a uma distância inicial de 60 cm do objeto (letra F) e obtive a imagem projetada:

Imagem reduzida, invertida, e real,  projetada no cartão. Distância objeto-espelho = 60 cm

Há que se dizer que em várias distâncias do espelho que eu colocasse o cartão, a imagem da letra F podia ser vista desfocada, mas só havia uma posição em que o F aparecia sem estar "borrado". Esta é a posição da formação de imagem a que os meus professores se referiam.

A partir daí, fui verificando, como se esperava, que à medida em que eu aproximava o espelho do objeto, a imagem ia ficando cada vez maior, e se distanciando mais e mais do espelho, até que precisei projetá-la na parede. Veja a sequência de fotos.

Imagem reduzida, invertida, e real,  projetada no cartão. Distância objeto-espelho = 50 cm

Imagem reduzida, invertida, e real, projetada no cartão. Distância objeto-espelho = 40 cm

Imagem igual, invertida, e real, projetada no cartão. Distância objeto-espelho = 30 cm

Imagem ampliada, invertida, e real, projetada na parede. Distância objeto-espelho = 20 cm

Só não consegui aproximar muito o espelho do objeto, pois o próprio canhão impedia a passagem dos raios refletidos para que a imagem pudesse ser projetada.
Quando realizei a aula com os alunos da 2ª série do Ensino Médio eles gostaram, e acredito eu que tenha sido muito útil para que alguns deles associassem o que aprenderam na teoria com o que ocorre na prática. Só assim conseguiremos fazer com que mais alunos gostem desta disciplina que tem sido considerada atualmente por eles como uma das mais entediantes, e que no entanto poderia se tornar a disciplina-chave para que desenvolvêssemos uma geração com maior gosto pela prática das ciências, e que pudesse assim produzir mais tarde nossas próprias tecnologias.

Enquanto o vestibular continuar fazendo com que os professores se preocupem em cumprir e privilegiar somente o conteúdo a ser exigido nestas provas, não creio que conseguiremos mudar tão logo esta lamentável situação de grande dependência tecnológica de nosso país.  

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Nobel de Física: os LEDs azuis

Recentemente foram divulgados os nomes dos três cientistas que ganharam conjuntamente o Prêmio Nobel de Física. Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, e Shuji Nakamura receberão, cada um, a quantia aproximada de 880 mil reais.

LEDs azuis

No início dos anos 1990, estes três japoneses conseguiram desenvolver a luz LED azul, que quando juntada à luz vermelha e verde podem produzir a luz branca (figura). Este trio de cores forma um sistema conhecido como RGB (do inglês, Red, Green, Blue) que é usado nas telas dos computadores e celulares.

Os LEDs vermelhos e verdes já haviam sido descobertos muito tempo antes, mas sem a luz azul, não era possível criar lâmpadas LED brancas.
Apesar dos esforços consideráveis​​, tanto na comunidade científica e na indústria, o LED azul permaneceu como um desafio durante três décadas.

LEDs

LEDs são basicamente semicondutores projetados para emitir luz quando são ativados. Diferentes substâncias químicas dão diferentes cores ao LEDs. Os primeiros LEDs foram desenvolvidos nos anos 1950 e 60. Na época, os cientistas desenvolveram LEDs que emitiam desde luz infravermelha até luz verde, mas não conseguiam chegar ao azul. É que os produtos químicos necessários, incluindo cristais cuidadosamente criados, ainda não eram capazes de serem produzidos no laboratório.

Dois dos vencedores deste ano, Isamu Akasaki e Hiroshi Amano, trabalharam juntos na produção de Nitreto de Gálio de alta qualidade, um produto químico que aparece em muitas das camadas de um LED azul. Os LEDs vermelhos e verdes anteriores utilizavam Fosfeto de Gálio, que era mais fácil de produzir. Ambos os grupos de Akasaki e Nakamura continuarão trabalhando agora para tornar ainda mais eficientes os LEDs azuis.

Eficiência

Quando se difundirem mais e se tornarem mais baratas, as lâmpadas brancas de LED tenderão a substituir as fluorescentes compactas (figura).

Uma lâmpada moderna de LED branco converte mais de 50% da energia elétrica que utiliza em luz. Se compararmos com a taxa de conversão de 4% para as lâmpadas incandescentes, podemos dizer que ela é muito mais eficiente. Além disso, as LEDs também duram até 100.000 horas, em comparação com 10.000 horas das fluorescentes e 1.000 horas das lâmpadas incandescentes.

No Brasil, seguindo uma lei, desde o ano passado já não se pode mais fabricar ou importar incandescentes de 150 W e 100 W, e desde 1º de julho deste ano, essa proibição está valendo também para as de 60 W, que até bem pouco tempo eram as mais procuradas. Portanto, só restará a partir de agora, acabarem os estoques nas lojas, e então será cada vez mais difícil encontrá-las.

Benefícios
Como destaca o release do comitê do Nobel, do Instituto Karolinska, em Estocolmo, na Suécia, cerca de um quarto do consumo de eletricidade mundial é utilizado para iluminação. Desta forma, os LEDs contribuirão para diminuir o desperdício dos recursos da Terra.
A lâmpada LED é uma grande promessa para o aumento da qualidade de vida de mais de 1,5 bilhões de pessoas ao redor do mundo que não têm acesso às redes de eletricidade. Devido ao baixo consumo de energia, ela pode ser alimentada por uma fonte de energia solar mais barata no próprio local.

A invenção do LED azul tem apenas vinte anos de idade, mas já contribuiu para criar a luz branca de uma maneira totalmente nova, para o benefício de todos nós.

Segundo o comitê, esta premiação se encaixa perfeitamente no espírito de Alfred Nobel, que criou o prêmio para estimular invenções que trazem grandes benefícios para a humanidade.

Fontes
http://www.popsci.com/article/technology/why-blue-led-worth-nobel-prize?src=SOC&dom=fb
http://www.kva.se/en/pressroom/Press-releases-2014/the-nobel-prize-in-physics-2014/
http://www.acessa.com/pelobrasil/arquivo/noticias/2014/06/28-comercializacao-de-lampadas-incandescentes-de-60-watts-sera-proibida/

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O mistério das pedras que se movem sozinhas

No Parque Nacional do Vale da Morte (Death Valey), na Califórnia (EUA), há muito tempo ocorre um fenômeno que intriga os observadores. Pedras são vistas em posições diferentes ao longo dos meses, deixando no chão rastros de seus deslocamentos (foto). Até bem pouco tempo não se sabia exatamente com certeza qual a melhor explicação para o que ocorria.
Este, assim como qualquer outro fenômeno ainda não entendido totalmente pela Ciência, tornou-se desse modo um prato cheio para revistas e sites que tratam destes mistérios. Vejam algumas passagens que tirei de um destes sites:

1) "Por mais avançado que esteja o conhecimento humano, ainda assim não é suficiente para desvendar os mistérios que rodam nosso mundo, pois muitos deles podem vir do espaço, do além e até de outra dimensão!"

2) "[...] um mistério intriga cientistas e geólogos: sobre a lama seca do solo amontoam-se grandes blocos de pedra de mais de uma tonelada de peso cada, e de modo fantástico, se movem sozinhas.[...]

3) "Pedras de tamanhos variados são encontradas a distâncias de até milhares de metros de sua posição original deixando rastros de extensão e direção variados, sem evidência alguma de intervenção humana ou animal."

Comentários meus:
1) ...blocos de pedra de mais de uma tonelada! Com certeza houve um exagero aí. Para mim, esta é uma estratégia para  fazer com que os leitores se impressionem, e sejam induzidos a imaginar que intensas "forças ocultas do além" estariam agindo sobre as pedras.
2) milhares de metros? Vamos comparar com este outro artigo do G1 sobre o mesmo assunto, só que um pouco menos tendencioso:
"[...] Uma vez no leito seco do lago, elas se movem – algumas “viajaram” por até 450 metros."
Bom..."por até 450 metros" é bem diferente de "até milhares de metros", não acham?

Sabemos que algumas pessoas quando querem convencer outras de algo, têm mesmo uma tendência de aumentar um pouco os números e dimensões das coisas, para tornar as histórias mais atraentes. Na minha cidade, Piracicaba, por exemplo, que é cortada por um grande rio do mesmo nome da cidade, são muito conhecidas as histórias contadas por pescadores, que exageram sobre o tamanho dos peixes que pescam.

Em outro site, vejam o que li:
1) "Sempre existe uma teoria nova procurando explicar a causa. Uns dizem que é a força dos ventos! Outros afirmam que são forças magnéticas."
2) "De acordo com outra teoria, acredita-se que em certas circunstâncias, uma fina película de gelo forma-se sobre a superfície da praia e assim, fica mais fácil acreditar na força do vento. Porém, alguns cientistas fizeram experimentos neste sentido e puderam comprovar que esta hipótese também é falsa." 

Comentários meus:
As duas afirmações sugerem que a melhor das hipóteses, que na verdade já era considerada pelos cientistas como a mais provável, por não ter sido comprovada "por alguns cientistas" devesse, por isso, ser totalmente descartada, e no entanto, o que sabemos é que uma hipótese pode ser revista e aprimorada, e de fato, como poderão ver a seguir, foi o que fez uma equipe de pesquisadores, adotando métodos de medidas mais precisas, desvendando definitivamente mais este antigo mistério.

Desvendado o mistério
As causas das trilhas gravadas pelas rochas na superfície de lama quase plana e seca do Vale da Morte, têm sido especuladas desde os anos 1940. O movimento das rochas ainda não tinha sido previamente observado em ação. Recentemente, uma equipe de pesquisadores gravou pela primeira vez os movimentos usando GPS e fotografia. Veja uma foto de uma das pedras que se movimentou durante a pesquisa, contendo um aparelho de GPS com bateria instalados na parte de cima.

Aparelho de GPS instalado em uma rocha que se movimentou. fonte: [1]

Os movimentos das rochas foram observados entre dezembro de 2013 e janeiro de 2014. Em contraste com as hipóteses anteriores de ventos fortes ou grossas camadas de gelo flutuante na superfície, o processo de movimento das rochas observado ocorreu quando o fino (3 a 6 mm) "vidro" de camada de gelo que cobre o solo começou a derreter no sol e no final da manhã se rompeu sob ventos fracos com velocidade de aproximadamente 4 a 5 m/s. As placas de gelo flutuante empurraram várias rochas a baixas velocidades de 2 a 5 m/min, ao longo de trajetórias determinadas pela direção e velocidade do vento, bem como a da água que flui sob o gelo. Esta ampla pesquisa foi publicada recentemente com detalhes, em 27 de agosto de 2014, no site Plos One.

Veja agora uma sequência de fotos, obtidas em 9 de janeiro de 2014. A imagem à esquerda mostra uma visão mais ampla do local. O interior da moldura preta indica o ponto que foi ampliado nos outros quadros. As setas azuis indicam rochas estacionárias e a seta vermelha uma rocha em movimento (da esquerda para a direita). O movimento total durou cerca de 18 segundos. As partes da superfície mais escuras, nas áreas planas da lagoa formada, são placas de gelo de aproximadamente 3 milímetros de espessura, cercadas por água ondulada de vários centímetros de profundidade.

Fotos de uma pedra se movimentando. (clique para ampliar). Fonte: [1]

Achei muito bom que os cientistas resolveram por fim a este mistério, desenvolvendo métodos de medidas muito precisas, acabando de uma vez com as dúvidas que podiam antes ser usadas como exemplos para tentar insinuar a existência de "forças ocultas". Ainda há muitos mistérios para que algumas revistas do gênero continuem explorando a necessidade fantasiosa das pessoas. Na verdade, é certo que este tipo de assunto causa grande interesse no grande público, ávido por imaginar que existem mesmo coisas inexplicáveis vindas do além.

Fontes
[1]http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0105948
[2]http://g1.globo.com/turismo-e-viagem/noticia/2013/05/pedras-que-andam-e-deixam-rastro-intrigam-turistas-em-vale-dos-eua.html

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Miopia e Hipermetropia sem giz e lousa

Quando fiz o colegial não me lembro de ter tido uma única aula de Física no laboratório. A escola que frequentei no início da década de 80 tinha como principal objetivo capacitar seus alunos para que passassem nos exames vestibulares, e quanto a isso ela já era reconhecida naqueles tempos como uma das melhores. Até hoje esta tradicional escola de Piracicaba é muito conceituada.

Com giz e lousa

Enquanto eu aprendia sobre os defeitos mais comuns da visão, notava que o professor de Física se esforçava ao máximo para desenhar na lousa, com réguas e giz, os raios de luz incidentes ao olho, e depois o trajeto deles após terem passado pelas lentes corretivas e pelo cristalino até chegarem à retina. 

Até bem recentemente eu também sofria para representar na lousa estes raios e mostrar aos alunos o porque da necessidade de um tipo de lente convergente ou divergente no caso da hipermetropia e miopia, respectivamente,

Sem giz e lousa
E então, eis que recebo no começo deste ano, na escola em tempo integral, uma bancada óptica com canhão de luz. Vejam uma foto que eu tirei:

Bancada Óptica da minha escola. Do lado direito, um pequeno modelo desmontável do olho humano.

Montei os equipamentos e descobri que era possível mostrar na prática o que eu já fazia há muito tempo na lousa. 

Primeiramente mandei que os alunos olhassem diversos tipos de lentes, divergentes e convergentes, brincando com elas e anotando os diferentes efeitos de aumento ou diminuição provocados nas imagens observadas. Dividimos todas de acordo com suas propriedades comuns, e então informei a eles sobre a lente natural convergente que todos nós temos dentro dos nossos olhos, chamada cristalino. Usei um pequeno modelo de olho humano desmontável, que também foi enviado este ano à minha escola, para mostrar a eles onde ficava a córnea, a pupila, o cristalino e a retina.
Para que os alunos memorizem, uso um artifício, dizendo:

HIPERMETROPIA não é uma palavra GRANDE? Então inverte: o globo ocular é MENOR do que o normal.

MIOPIA não é uma palavra PEQUENA? Então inverte: o globo ocular é MAIOR do que o normal.

Esta é a única coisa que peço para eles decorarem inicialmente. A partir daí, tendo já mostrado através de um laser, o comportamento da luz ao passar pelas lentes divergentes e convergentes, fica fácil de entender o restante. 

Liguei o canhão de luz da bancada e tirei a foto a seguir, mostrando uma situação em que o cristalino concentra os raios na retina. no caso de um olho normal:

Olho EMETROPE (globo ocular normal): o cristalino projeta a imagem exatamente na retina.

A seguir, expliquei que no caso dos míopes, por terem o globo ocular maior do que o normal, a imagem se forma antes da retina. Aí eu proponho aos alunos: 

Que tipo de lente corretiva deve ser usada para que os raios se concentrem na retina? Convergente ou divergente?

Sabendo das propriedades das lentes, eles raciocinam e respondem corretamente: divergente.

Aí então eles escolhem e colocam na frente do olho uma lente plano-côncava fixada com magneto. Tirei uma foto do que observamos:

Caso da MIOPIA (globo ocular maior do que o normal). Lente corretiva plano-côncava (divergente)

A seguir, pergunto que tipo de lente deve ser usada para que os raios de luz se concentrem na retina do hipermétrope. Eles raciocinam e respondem: convergente. Colocam então na frente do olho uma lente plano-convexa e vejam na foto a seguir o que observamos:

HIPERMETROPIA (globo ocular menor do que o normal). Lente corretiva convergente.

Para encerrar o assunto, eu faço com que eles pensem. Se naqueles tipos de lentes que eles brincaram inicialmente, as convergentes são aquelas que, quando colocadas perto do olho, como se fossem óculos, fazem com que os nossos colegas enxerguem nosso olho maior, e as divergentes são aquelas que fazem com que nossos colegas enxerguem nosso olho menor, é possível reconhecer se uma pessoa é hipermétrope ou míope só de olhar pelo comportamento da lente de seus óculos. 

Na primeira foto, o contorno do rosto mostra que houve aumento da imagem ao passar pela lente, indicando que provavelmente a pessoa tem hipermetropia. Se ela aparentar já ter mais de 40 anos, há uma outra possibilidade de ela ter um defeito da visão chamado de presbiopia, ou mais conhecido como vista cansada, que também é corrigido com lentes convergentes. Na segunda foto reparem que o contorno do rosto da pessoa, visto pela lente dos óculos mostra-se ligeiramente recuado, indicando que houve uma diminuição da imagem. Ela então tem miopia.

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Problemas ambientais na produção do álcool: uma aula diferente

Esta semana eu estive acompanhando uma turma de alunos da 1ª série do ensino médio (foto), em um passeio muito instrutivo, no qual aprendemos na prática alguns dos problemas ambientais que surgem devido à adoção de uma monocultura, como a da cana-de-açúcar, muito comum na região de Piracicaba, para a produção de etanol.
Este tipo de aula campal é promovida por estudantes da ESALQ-USP, através de um projeto de extensão universitária, chamado PONTE (clique aqui se quiser conhecer melhor o projeto), e é de grande valia para o melhor entendimento de várias questões relacionadas ao meio ambiente. Fiquei impressionado em ver como os alunos se interessaram pelas atividades, que são bem desenvolvidas, e fazem com que eles participem bastante com perguntas, questionamentos e reflexões.

Erosão

Um dos maiores problemas que surgem quando substituímos as florestas nativas por grandes áreas de canaviais é a erosão, provocada pela exposição direta do solo, que se torna compactado, dificultando a infiltração e retenção da água, que escorre então pela superfície, arrastando a terra e os nutrientes, formando valetas na direção das partes mais baixas do terreno.

Um exemplo bem claro desta situação foi mostrado a nós (foto), no qual o relevo inclinado do terreno fez com que surgisse uma voçoroca, uma grande vala por onde a água das chuvas vai arrastando a terra, provocando outro fenômeno preocupante chamado de assoreamento. Descemos então, beirando a voçoroca, para olharmos e entendermos melhor este fenômeno.

Assoreamento
O assoreamento ocorre quando os leitos dos rios e nascentes vão se enchendo de terras, vindas das partes mais acima, arrastadas pelas corredeiras. Neste caso, os monitores mostraram a nós um exemplo claro deste processo. Os donos daquela propriedade tentam atualmente diminuir os efeitos adversos com o replantio de árvores nas regiões por onde as águas correm, e onde situam-se nascentes que formarão os rios. Estas áreas são protegidas por lei e são conhecidas como Áreas de Preservação Permanente (APP).

Do lado direito vemos a parte mais baixa do terreno por onde a água corre e forma um riacho em dias de chuva. As árvores foram plantadas para tentarem diminuir o problema, mantendo as áreas de preservação.

Depois da visita ao canavial, fomos para os laboratórios da universidade para entendermos como o álcool é produzido, pela fermentação e destilação, através de um experimento simplesusando uma fonte de calor, uma mangueirinha e recipientes de vidro (foto).
Álcool: a solução?
Muita gente pode ter a impressão de que com a substituição de um combustível fóssil, no caso, a gasolina, por outro que utiliza fonte renovável, como o álcool, os nossos problemas estariam solucionados, mas na verdade, os impactos causados pela cultura da cana, e também pela produção do etanol não são pequenos. Ouvi um dos monitores explicando que, da mistura fermentada de cana, depois da destilação, apenas uma pequena porcentagem é convertida em álcool. O produto que sobra, que eles chamam de vinhaça, pode ser usado como adubo na própria plantação de cana, mas pode se tornar um problema, já que se há um excesso, pelo que entendi, não há ainda muitas opções de aproveitamento de todo este subproduto, que deve então ser descartado, mas em que local?
Além disso, não haveria como suprir a demanda de etanol, caso todo mundo deixasse de usar a gasolina ou o diesel. Não haveria área suficiente de plantio de cana, e mesmo que isso fosse possível, os efeitos desta monocultura, relatados aqui, seriam agravados ainda mais com o tempo.

Qual a solução?
Levando em consideração que os motores dos carros à combustão são muito pouco eficientes, assunto que eu já tratei aqui neste mesmo blog, eu penso que a melhor solução seria que todos se conscientizassem da necessidade de reduzir de qualquer modo o consumo de combustíveis, pois a continuar neste ritmo, fatalmente chegaremos a uma situação ainda mais dramática. Espero que a indústria automobilística aprimore as tecnologias com sistemas de propulsão mais eficientes, como a elétrica, por exemplo, ou até mesmo solar, que eu também já exemplifiquei neste post do blog. 

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