quinta-feira, 13 de outubro de 2016

O TEMPO PODE EXISTIR APENAS NA SUA MENTE



Se alguém me dissesse que o tempo não existe, eu ia ficar bem irritada. Afinal de contas, tudo na nossa vida gira em torno dele: nossos compromissos, nossas memórias, nossos planos. Todas as pressões que enfrentamos no cotidiano, inclusive a de não perder tempo, apontam para seu efeito profundo.
Mas é exatamente isso que pesquisadores da Universidade de Harvard e do Instituto Astellas de Medicina Regenerativa estão sugerindo: que o tempo é algo completamente subjetivo e só existe na nossa cabeça.

Seta do tempo

O novo estudo afirma que a gravidade não é forte o suficiente para forçar todos os objetos do universo para a frente – o que bagunça a teoria da “seta do tempo”.
Graças à seta virada para a frente do tempo, o jovem torna-se velho, o passado torna-se o presente, etc. Você não pode “descozinhar” um ovo, certo?
Mas, se esquecermos a nossa própria perspectiva por um segundo, e olharmos para o universo como um todo, tanto quanto podemos dizer, a única coisa que governa o comportamento do universo são as leis da física.
E o problema é que todas, menos uma dessas leis, são reversíveis – o que significa que os mesmos efeitos ocorrem independentemente de se o tempo está correndo para a frente ou para trás. A gravitação de Newton, a eletrodinâmica de Maxwell, a relatividade especial e geral de Einstein, a mecânica quântica… Nenhuma dessas equações que melhor descrevem nosso universo depende do tempo.

Termodinâmica

Um exemplo desta qualidade “reversível” do universo é o caminho de um planeta orbitando uma estrela, de acordo com a força da gravidade. Não importa se o tempo corre para a frente ou para trás, órbitas planetárias seguem exatamente os mesmos caminhos. A única diferença é a direção da órbita.
Sendo assim, seria o tempo subjetivo?O sim seria definitivo, não fosse uma coisa chamada segunda lei da termodinâmica.
De acordo com a segunda lei da termodinâmica, conforme o tempo passa, a quantidade de desordem – ou entropia – no universo sempre aumenta. Isso explica os ovos cozidos – eles foram desordenados para ser cozinhados, e não podemos voltar atrás e diminuir a quantidade de distúrbio aplicada a um sistema particular.
Por esta razão, a segunda lei da termodinâmica pode ser considerada a fonte da seta do tempo.

Universos paralelos

Muitos físicos suspeitam que, quando a gravidade força suficientes partículas minúsculas a interagir umas com as outras, a seta virada para a frente do tempo emerge, e a entropia pode aumentar.
As regras, em seguida, mudam para favorecer um universo mais “sem direção”, uma vez estas partículas minúsculas começam a interagir com coisas muito maiores.
Mas, para que isso funcione, a entropia deve ter aumentado, o que significa que o universo tinha que ter começado mais ordenado do que é agora – algo que alguns físicos têm tentado explicar ao sugerir que existem universos paralelos onde o tempo corre para a frente, para trás, para os lados, para qualquer direção.

Decoerência

Em um esforço para chegar ao fundo de um dos maiores enigmas da ciência moderna, dois físicos decidiram testar a hipótese de que a gravidade é a força por trás de toda essa loucura.
O ponto em que as partículas fazem a transição de ser governadas pela seta do tempo a ser regida pelas leis sem direção do universo é conhecido como decoerência.
A hipótese mais proeminente para explicar a decoerência é a equação Wheeler-DeWitt, que prevê que as “costuras” entre mecânica quântica e clássica são apagadas graças à gravidade.
Mas quando os físicos Dmitry Podolsky, da Universidade de Harvard, e Robert Lanza, do Instituto Astellas de Medicina Regenerativa, fizeram medições da gravidade através da equação de Wheeler-DeWitt, eles descobriram que ela não explica como a direção do tempo emerge.
Na verdade, de acordo com os seus resultados, os efeitos da gravidade são lentos demais para explicar uma seta universal de tempo.

Subjetividade

Se a gravidade é muito fraca para ser a coisa que segura uma interação entre moléculas conforme elas fazem a transição – a decoerência -, não pode ser forte o suficiente para forçá-las na mesma direção de tempo.
“Nosso trabalho mostra que o tempo não existe, mas sim é uma propriedade emergente que depende da capacidade do observador de preservar informações sobre acontecimentos vividos”, explica Lanza para o portal Discover Magazine.
Isto sugere que a seta do tempo é subjetiva e determinada pelo observador. “Em seus trabalhos sobre a relatividade, Einstein mostrou que o tempo existe em relação ao observador. Nosso papel dá um passo adiante, argumentando que o observador, na verdade, cria o tempo”, Lanza disse ao portal Wired.

Polêmica

A ideia é, naturalmente, controversa. Outros cientistas, como o físico Yasunori Nomura, da Universidade da Califórnia em Berkeley, apontam falhas no estudo, como o fato de que a dupla não levou em conta o tecido do espaço-tempo, e que introduziu uma qualidade na equação – “tempo do observador” – que ninguém sabe se é de fato real.
“A resposta depende se o conceito de tempo pode ser definido matematicamente sem incluir observadores no sistema”, argumenta Nomura.
Ainda não podemos explicar a estranheza do tempo no universo, mas Lanza e Podolsky indicam que talvez não estejamos considerando sua natureza subjetiva.

Os níveis de CO2 da Terra acabaram de cruzar um limite realmente assustador – e é permanente


De acordo com dados recentes, os níveis de carbono atmosférico ultrapassaram oficialmente 400 partes por milhão (ppm), e não devem retornar nunca mais a níveis seguros.
Ou seja, a situação é permanente.

Níveis perigosos

O nível “seguro” de dióxido de carbono, ou CO2, na atmosfera é considerado 350 ppm.
A última vez que a Terra experimentou níveis consistentemente tão altos foi aproximadamente 4 milhões de anos atrás, de acordo com estudos.
Agora, pesquisadores do Instituto Scripps de Oceanografia, nos EUA, afirmam que o valor de CO2 para setembro de 2016 será definitivamente acima de 400 ppm, provavelmente em torno de 401 ppm.
O que é pior é que setembro normalmente tem os mais baixos níveis de CO2 atmosféricos no ano. Logo, é bastante possível que outubro produza um valor mensal ainda superior.

Cenário sombrio

Segundo Ralph Keeling, diretor do programa de CO2 do Instituto Scripps, até novembro deste ano, podemos até mesmo quebrar a barreira de 410 ppm.
“Parece cauteloso concluir que não veremos um valor mensal inferior a 400 ppm este ano – ou nunca mais para o futuro indefinido”, disse.Mesmo se, por algum milagre, todos nós parássemos de emitir dióxido de carbono amanhã, levaria décadas para voltar abaixo do limite de 400 ppm. E isso não deve acontecer, como todos nós bem sabemos.
“Na melhor das hipóteses (nesse cenário), pode-se esperar um equilíbrio no curto prazo, e assim os níveis de CO2 provavelmente não mudariam muito – mas só iria começar a cair em uma década ou mais”, explica Gavin Schmidt, climatologista-chefe da NASA. “Na minha opinião, nós nunca mais vamos ver um mês abaixo de 400 ppm”.

Medições

Em 2013, o Observatório Mauna Loa, no Havaí, o melhor para medir dióxido de carbono do mundo, atingiu a marca de 400 ppm e, gradualmente, todas as outras estações de observação seguiram o exemplo.
Em maio de 2016, o mundo passou coletivamente para o limite de 400 ppm, com o Observatório Polo Sul, na Antártida, sendo o último a atingir a marca.

Quando foi a última vez que o planeta teve níveis de CO2 como este?

A análise dos níveis de carbono em núcleos de gelo pode nos dar indicações do nível de CO2 atmosférico na Terra até 800.000 anos atrás. Os cientistas estimam que é “inconcebível” que eles teriam sido muito superiores a 300 ppm até então.
De acordo com David Etheridge, principal pesquisador da Organização de Pesquisa da Comunidade Científica e Industrial, da Austrália, a análise de sedimentos marinhos pode nos dar estimativas de níveis históricos de CO2 que vão mais longe, até cerca de 2 milhões de anos atrás.Um estudo de 2009 publicado na revista Science concluiu que a última vez na história da Terra que os níveis foram tão altos por um período sustentado foi entre 15 e 20 milhões de anos atrás.
Mais recentemente, um estudo de 2011, publicado em Paleoceanography, disse que os níveis poderiam ter sido comparáveis aos de hoje muito mais tarde do que isso – entre 2 e 4,6 milhões de anos atrás.
Independentemente de ter sido a 15 ou 4 milhões de anos atrás, os seres humanos nunca passaram por isso, visto que na era humana os níveis nunca estiveram tão altos. Isso significa que não podemos realmente dizer o que vai acontecer a seguir

Fotossíntese artificial está a um passo da aplicação prática

Fotossíntese artificial está a um passo da aplicação prática
Este é o módulo de fotossíntese artificial, que produz hidrogênio ao ser exposto ao Sol - a água entra por um dos canos laterais, e o hidrogênio é extraído pelo outro. [Imagem: Forschungszentrum Jülich]


Usina de fotossíntese artificial
Tido como promissora há décadas, a tecnologia da fotossíntese artificial acaba de criar o primeiro projeto prático para separação fotoeletroquímica da água, usando energia solar para produzir hidrogênio.
Este é um passo decisivo para a aplicação da tecnologia em escala comercial, tornando realidade a promessa de criação de uma fonte de energia sustentável e totalmente limpa.
A fotossíntese artificial emprega uma combinação de células solares e de eletrolisadores, convertendo diretamente a energia solar no "meio de armazenamento universal", o hidrogênio, que pode ser queimado ou usado em células a combustível para produzir eletricidade sem poluição.
O conceito apresentado por uma equipe alemã é flexível tanto no que diz respeito aos materiais utilizados, como ao tamanho do sistema.
Usina modular
O sistema criado por Burga Turan e seus colegas da Universidade Julich é bastante diferente das abordagens em escala de laboratório apresentadas até agora.
Em vez de pequenos componentes individuais interligados por fios, Turan idealizou um sistema compacto e autônomo, construído com materiais facilmente disponíveis e de baixo custo, e permitindo a conexão de qualquer tipo de célula solar.
Com uma área superficial de 64 cm², o protótipo ainda parece ser pequeno para um projeto que se apresenta como a caminho do uso prático, mas a vantagem está justamente nesse esquema modular: basta repetir a unidade básica e ir conectando uma por uma, até se alcançar a potência desejada.
Fotossíntese artificial está a um passo da aplicação prática
Esquema (em cima) e protótipo da célula de fotossíntese artificial (embaixo), medindo 64 cm². [Imagem: Bugra Turan et al. - 10.1038/NCOMMS12681]
Lançamento no mercado
No momento, a eficiência na conversão solar para hidrogênio do protótipo é de 3,9%.
Se parece pouco, é bom lembrar que a fotossíntese natural só atinge uma eficiência de 1%. Além disso, a equipe afirma que já tem planos para que essa eficiência chegue a 10% dentro de um período de tempo "relativamente curto".
Isto sem contar a possibilidade de tirar proveito do desenvolvimento de novas categorias de células solares, como as de perovskitas, que já bateram na casa dos 20% de eficiência em protótipos de laboratório.
"Esta é uma das grandes vantagens do novo design, que permite que os dois componentes principais sejam otimizados separadamente: a parte fotovoltaica, que produz eletricidade a partir da energia solar, e a parte eletroquímica, que usa esta energia para a separação da água," disse Turan.
"Pela primeira vez, estamos trabalhando no sentido de um lançamento no mercado. Nós criamos a base para tornar isto uma realidade," acrescentou seu colega Jan-Philipp Becker.
Bibliografia:
Upscaling of integrated photoelectrochemical water-splitting devices to large areas
Bugra Turan, Jan-Philipp Becker, Félix Urbain, Friedhelm Finger, Uwe Rau, Stefan Haas
Nature
DOI: 10.1038/NCOMMS12681

Risco de outro Chernobyl ou Fukushima é maior que anunciado

Risco de outro Chernobyl ou Fukushima é maior que anunciado
A equipe disponibilizou seu banco de dados em código aberto, listando todos os eventos nucleares analisados - 216 ao todo. [Imagem: Spencer Wheatley et al.]


Riscos da energia nuclear
Uma equipe de especialistas em análise de risco, que acaba de publicar a maior avaliação já feita até hoje sobre os acidentes nucleares, adverte que o próximo desastre na escala de Chernobyl ou Fukushima pode acontecer muito mais cedo do que o público se dá conta.
Os pesquisadores da Universidade de Sussex, na Inglaterra, e do instituto ETH de Zurique, na Suíça, analisaram mais de 200 acidentes nucleares e, estimando e levando em conta os efeitos das respostas da indústria aos desastres anteriores, forneceram uma avaliação sombria dos riscos da energia nuclear.
Eles estimam que catástrofes na escala de Fukushima e Chernobyl têm maior chance de ocorrer do que de não ocorrer de uma a duas vezes por século, e que acidentes na escala do colapso da usina Three Mile Island, em 1979, nos EUA (com danos de cerca de 10 bilhões de dólares) são mais propensos a ocorrer do que a não ocorrer a cada 10 a 20 anos.
Fiscalização e promoção da indústria nuclear
Dados públicos "falhos e lamentavelmente incompletos" da indústria nuclear estão levando a uma atitude de excesso de confiança quanto ao risco da indústria nuclear, adverte o estudo.
A equipe aponta para o fato de que sua análise independente contém três vezes mais dados do que os fornecidos publicamente pela própria indústria. Isto, argumentam, provavelmente se deve ao fato de que a Agência Internacional de Energia Atômica, que compila os dados, tem um duplo papel de regulação do setor e de promovê-lo.
"Nossos resultados são preocupantes. Eles sugerem que a metodologia padrão usada pela Agência Internacional da Energia Atômica para prever acidentes e incidentes - particularmente quando foca as consequências dos eventos extremos - é problemática. O próximo acidente nuclear pode ocorrer muito mais cedo ou ser mais mais grave do que o público imagina," disse o professor Benjamin Sovacool, coautor do trabalho.
A equipe pede também uma reconsideração total da forma como os acidentes nucleares são classificados, argumentando que o método atual (a escala INES de sete pontos) é "altamente imprecisa, mal definida e muitas vezes inconsistente".
Banco de dados de acidentes nucleares
Os 15 eventos nucleares mais caros da história analisados pela equipe são:
  1. Chernobyl, Ucrânia (1986) - $259 bilhões
  2. Fukushima, Japão (2011) - $166 bilhões
  3. Tsuruga, Japão (1995) - $15.5 bilhões
  4. TMI, Pensilvânia, EUA (1979) - $11 bilhões
  5. Beloyarsk, União Soviética (1977) - $3.5 bilhões
  6. Sellafield, Reino Unido (1969) - $2.5 bilhões
  7. Athens, EUA (1985) - $2.1 bilhões
  8. Jaslovske Bohunice, Tchecoslováquia (1977) - $2 bilhões
  9. Sellafield, Reino Unido (1968) - $1.9 bilhões
  10. Sellafield, Reino Unido (1971) - $1.3 bilhões
  11. Plymouth, EUA (1986) - $1.2 bilhões
  12. Chapelcross, Reino Unido (1967) - $1.1 bilhões
  13. Chernobyl, Ucrânia (1982) - $1.1 bilhões
  14. Pickering, Canadá (1983) - $1 bilhões
  15. Sellafield, Reino Unido (1973) - $1 bilhões
A equipe disponibilizou seu banco de dados em código aberto, listando todos os eventos nucleares analisados - 216 ao todo - incluindo datas, locais, o custo em dólares norte-americanos e as classificações oficiais de magnitude do acidente.
Este, que é o maior banco de dados público de acidentes nucleares já compilado, pode ser acessado no endereço https://innovwiki.ethz.ch/index.php/Nuclear_events_database.
Bibliografia:
Reassessing the safety of nuclear power
Spencer Wheatley, Benjamin K. Sovacool, Didier Sornette
Energy Research & Social Science
Vol.: 15: 96
DOI: 10.1016/j.erss.2015.12.026

Of Disasters and Dragon Kings: A Statistical Analysis of Nuclear Power Incidents and Accidents
Spencer Wheatley, Benjamin Sovacool, Didier Sornette
Risk Analysis
DOI: 10.1111/risa.12587

Magnetismo oceânico mostra lado elétrico da Terra

Magnetismo oceânico mostra lado elétrico da Terra
Acredita-se que o campo magnético da Terra funciona como uma "bolha" que nos protege dos rigores do espaço e de suas partículas energéticas - mas como ele é gerado ainda é uma incógnita. [Imagem: ESA]


Campo magnético da Terra
Que a Terra possui um campo magnético é algo bem estabelecido porque é possível medi-lo.
Mas o que gera esse campo magnético é algo que a ciência ainda luta por descobrir.
Já sabemos que o campo magnético tem origem em diferentes partes da Terra e que cada uma dessas fontes gera um magnetismo de intensidade diferente. Já sabemos também que o campo magnético da Terra está enfraquecendo. Mas exatamente como ele é gerado e por que ele tem intensidades diferentes é algo por se esclarecer.
Foi em busca de novos conhecimentos nesta área que, em 2013, a ESA (Agência Espacial Europeia) lançou o seu trio de satélites Swarm.
Agora, os dados dos três observatórios trouxeram informações sobre uma fonte de magnetismo em nosso planeta que poucos se dão conta: as marés oceânicas.
E, de forma um tanto surpreendente, os primeiros dados, que ainda precisarão ser monitorados por um prazo mais longo para ajudar na questão do magnetismo terrestre, trouxeram informações inéditas sobre o interior da Terra e o funcionamento das placas tectônicas.
Magnetismo das marés oceânicas
Magnetismo oceânico mostra lado elétrico da Terra
O movimento da água salgada dos oceanos ao longo do campo magnético da Terra gera uma corrente elétrica, que por sua vez influencia a Terra até quilômetros de profundidade. [Imagem: ESA/DTU Space]
Graças às medições de grande precisão da missão Swarm, pareadas com as da missão Champ - uma missão que terminou em 2010, depois de medir os campos gravitacionais e magnéticos da Terra por mais de 10 anos - os cientistas conseguiram "pinçar" o campo magnético gerado pelas marés dos oceanos no meio dos dados, um feito inédito, que ajuda a entender um pouco da variabilidade do nosso escudo protetor.
Mas o melhor estava por vir: a equipe descobriu que o campo magnético gerado pelo movimento dos oceanos funciona como uma "bobina de acoplamento" que permite fazer um retrato da natureza elétrica do manto superior da Terra, centenas de quilômetros abaixo do fundo do oceano.
Quando a água salgada do mar flui através do campo magnético terrestre, esse movimento gera uma corrente elétrica que, por sua vez, induz uma resposta magnética que adentra profundamente, abaixo da crosta terrestre, atingindo o manto.
"Os satélites Swarm e Champ permitiram que distinguíssemos entre a litosfera 'rígida' do oceano e a 'astenosfera' mais flexível por baixo," explicou Alexander Grayver, do ETH de Zurique, na Suíça.
Campo magnético e placas tectônicas
"Estes novos resultados são importantes para a compreensão das placas tectônicas, a teoria que argumenta que a litosfera da Terra consiste em placas rígidas que deslizam sobre a astenosfera mais quente e menos rígida e que serve como um lubrificante, permitindo o movimento das placas," disse Grayver.
A litosfera é a parte externa rígida da Terra, que consiste na crosta e no manto superior, enquanto a astenosfera fica logo abaixo da litosfera e é mais quente e mais fluida do que a litosfera.
"O trabalho mostra que, até cerca de 350 km abaixo da superfície, o grau no qual o material conduz correntes elétricas está relacionado com a composição [da crosta]. Além disso, a análise mostra uma clara dependência da configuração tectônica da placa oceânica. Estes novos resultados indicam também que, no futuro, poderemos ter uma visão completa 3D da condutividade abaixo do oceano," disse Roger Haagmans, cientista da missão Swarm.
"Temos muito poucas formas de explorar profundamente a estrutura do nosso planeta, mas a Swarm está dando uma contribuição valiosa para a compreensão do interior da Terra que aumenta o nosso conhecimento de como a Terra funciona como um sistema num todo," completou Rune Floberghagen, diretor da missão Swarm.
Bibliografia:

Satellite tidal magnetic signals constrain oceanic lithosphere-asthenosphere boundary
Alexander V. Grayver, Neesha R. Schnepf, Alexey V. Kuvshinov, Terence J. Sabaka, Chandrasekharan Manoj, Nils Olsen
Science Advances
Vol.: 2, no. 9, e1600798
DOI: 10.1126/sciadv.1600798