Movimento de um feto humano de 24 semanas

Este vídeo mostra um feto de 24 semanas com uma quantidade relativamente grande de fluido amniótico permitindo movimento de todos quatro membros. O registro também demonstra os movimentos pequenos dos dedos e indicações do movimento de deglutir. Este grau de movimentação é típico para um bebê desta gestação e torna a captura de imagens de seu cérebro um desafio.

Do King’s College London, via Wired, Fogonazos

O Balão e o 11/9

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O que faz com que a água mantenha o formato do balão, mesmo após o balão ter estourado? É a inércia, a resistência de qualquer objeto físico à alteração de seu estado de movimento ou repouso. Nos rápidos instantes após o estouro do balão elástico, a água já começa a cair, mas além da gravidade não há nenhuma força significativa que altere sua forma. Tudo acontece tão rápido que sempre passa despercebido de nossos olhos, enxergar a inércia só se torna mais claro em câmera lenta.

Mas nem sempre. Uma das demonstrações mais claras da inércia é também uma das mais famosas e trágicas imagens históricas do século 21: a queda das Torres Gêmeas do World Trade Center, no atentado de 11 de setembro. As torres ruíram tão perfeitamente para baixo, que as teorias de conspiração sobre uma “demolição controlada” voaram nos instantes seguintes aos escombros, reverberando até hoje.

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Pois cada uma das torres do WTC pesava aproximadamente 500.000 toneladas. “Não havia nenhuma possibilidade de que qualquer torre caísse para os lados, uma vez que um edifício de 500.000 toneladas possui muita inércia para cair de qualquer outro modo exceto virtualmente direto para baixo”, informam os 20 fatos sobre a queda do World Trade Center. É a inércia. Remova a integridade estrutural de um edifício de 500.000 toneladas, e ele vai cair diretamente para baixo, algo como a água do balão. Apenas, dada sua escala muito fora de nossa experiência cotidiana, a queda levará até dez segundos e poderá ser acompanhada por olhos assombrados.

Demolições controladas nem sempre lembram a queda das Torres Gêmeas, muitos devem lembrar de prédios gigantescos ou grandes chaminés tombando para os lados. A ironia aqui é que fazer com que essas milhares de toneladas tombem para os lados é que é o feito de engenharia! A estrutura do edifício é desintegrada de forma controlada, em uma sequência planejada, aproveitando ainda a força da gravidade, direcionada pelo que resta da estrutura, para que os escombros sejam direcionados para um lado determinado.

Vídeos de demolições foram nos fornecendo uma noção distante de como um grande edifício rui “naturalmente”. Gravidade e inércia são os principais elementos em ação.

Claro, nada impede que a incompetência gere resultados ainda mais inesperados, como nesta demolição mal-controlada:

Veja Mundos Além de um Grão de Areia

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Se a Ciência é a poesia da realidade, novas descobertas científicas são mais estrofes desvendadas aos versos. Há menos de um século, cientistas descobriram o que faz o nosso Sol brilhar em uma poesia unindo desde a gravidade, através da qual toda massa no Universo atrai a si mesma, até uma nova forma de energia, ordens de grandeza mais poderosa que o fogo, que pode ser liberada quando a atração gravitacional une partículas com tanta intensidade que leva à fusão de seus núcleos. Sem início nem fim, entender as estrelas como fornalhas nucleares também leva à compreensão de que elas respondem ainda pela origem dos elementos químicos que compõem o mundo em que vivemos. Foi há menos de um século que cientistas descobriram o verso de que, como declamou Carl Sagan, somos poeira de estrelas.

A beleza deste verso só foi descoberta há algumas décadas, e é profunda. “Todo átomo em seu corpo veio de uma estrela que explodiu. E os átomos em sua mão esquerda provavelmente vieram de uma estrela diferente daqueles em sua mão direita. É realmente a coisa mais poética que conheço sobre a física: Vocês são todos poeira de estrelas”, lembra o físico Lawrence Krauss. “Não poderíamos estar aqui se estrelas não tivessem explodido, porque os elementos – o carbono, nitrogênio, oxigênio, ferro e todas as coisas que importam para a evolução e a para a vida – não foram criados no início dos tempos. Eles foram criados nas fornalhas nucleares de estrelas, e a única forma deles formarem nosso corpo é se essas estrelas tiverem sido gentis o bastante para explodir. (…) Estrelas morreram para que você estivesse aqui hoje”.

E há belezas sem fim sendo descobertas pela ciência, em novos versos da poesia da realidade. Nesta coluna descobriremos um particularmente novo e belo, que envolve uma história um pouco mais longa para ser contada, mas com versos em cada estrofe.

Continue lendo em Dúvida Razoável: Veja Mundos Além de um Grão de Areia

12.740 balões no ar, 400 toneladas flutuando

Para promover um novo centro, mais de 30.000 romenos lançaram nada menos que 12.740 balões, também conhecidos como lanternas chinesas, em Bucareste. O evento realizado no mês passado foi reconhecido de longe como o recorde mundial de lançamento de lanternas – o anterior era de míseros 900 balões.

Ao apreciar o espetáculo – mais vídeos no Youtube –, cabe sempre apreciar um pouco mais o que estamos vendo. O peso total desses balões deve ter ultrapassado uma tonelada, considerando o peso total de cada balão ao redor de 100 gramas.

E quanto às 400 toneladas do título deste post? Ao ver essas milhares de lanternas flutuando ao sabor do vento, lembrei do peso de uma simples nuvem, daquelas que você pode ver diariamente, com um quilômetro de tamanho e 100 metros de espessura. Pois aquela nuvem branca que parece tão leve contém a massa de centenas de toneladas de água.

Uma grande nuvem de tempestade pode chegar a mais de 10 quilômetros de altura, com um volume de 785 bilhões de metros cúbicos. Essas podem ter uma massa de 4 milhões de toneladas!

Consideramos a coisa mais natural do mundo que em um dia comum toneladas do elemento que compõe a maior parte de nossos corpos estejam flutuando acima de nossas cabeças. E que milhões de toneladas figurem como uma nuvem escura é motivo para preparar o guarda-chuva e reclamar do tempo.

Apreciar toda chuva pelo conhecimento de quão extraordinário não é viver em um planeta onde o elemento fundamental da vida que conhecemos existe ao mesmo tempo em seus três estados físicos, em um ciclo do estado gasoso ao líquido que o distribui por praticamente todo o planeta talvez seja pedir um entusiasmo exagerado com o conhecimento.

Mas aquelas belas 12.740 lanternas no ar também vão incomodar um tanto quando caírem.

Faucaria e HR Giger

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Com a estreia de Prometheus é divertido descobrir que há uma planta no estilo de HR Giger, criador da bizarra estética de Alien.

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É uma Faucaria tigrina, do gênero Faucaria, com folhas triangulares com protuberâncias nas extremidades que parecem bocas de animais (fauces em latim). Ou de um Alien.

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Apesar da aparência de bocas, as plantas não são carnívoras, e sim suculentas, retendo água no interior das grossas e bizarras folhas. Não mordem ninguém.

Mais imagens em Kuriositas, e para mais Alien e Prometheus, a resenha de Gabriel Cunha no Ciensinando:

O Ponto de Feynman

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Os primeiros dígitos do Pi contêm muitas repetições de números duplos, destacados em amarelo, e algumas repetições de números triplos, em verde. Na posição decimal 762, no entanto, surge uma repetição de seis números nove: 999999.

Richard Feynman certa vez brincou que gostaria de memorizar todos os dígitos do Pi até esse ponto, de forma que poderia recitá-los e terminar com um “nove nove nove nove nove nove e assim por diante”, sugerindo que o Pi continuaria com a série de noves e seria assim um número racional. É uma piada para iniciados, uma vez que o Pi é um número transcendental: se você ri da diferença entre um número racional e um transcendental vai entender a piada.

Essa sequência de seis noves no Pi ficou conhecida assim como “Ponto de Feynman”, e é uma curiosa coincidência, mesmo uma anomalia. Considerando o Pi como um número normal, em que grosso modo os números “surgem” com igual probabilidade, as chances dessa repetição de seis dígitos ocorrer é de apenas 0,08%. Para fazer ideia de quão improvável ela é, a próxima repetição de seis dígitos idênticos no Pi ocorre na posição 193.034. E ela também é de noves!

Spoiler: Em “Contato”, no livro original de Carl Sagan, a protagonista ao final descobre nada menos que Deus, ou o Criador do Universo, ao decodificar uma mensagem nos dígitos do Pi. O Pi é uma constante matemática e uma mensagem arbitrária só poderia ser codificada nele por um Ser que tivesse criado os próprios fundamentos da Realidade. O que é uma excelente reviravolta no romance de ficção, mas os matemáticos com suas piadas sobre números racionais e transcendentais também querem provar que o Pi é em verdade um número normal, como vimos acima, o que significaria que qualquer mensagem arbitrária que fosse encontrada em seus dígitos seria mero acaso.

Você pode brincar de encontrar “mensagens” no Pi clicando em Pi-Search. Buscando nos primeiros 100 milhões de dígitos, as chances de encontrar qualquer sequência de 6 números – como a sua data de nascimento ou senha de banco – é de quase 100%.

Arte em Ondas Estacionárias

Uma corda, dois motores. Girando em sentidos contrários, a instalação de arte de Daniel Palacios cria ondas estacionárias que variam de acordo com o movimento do público ao redor. A arte cria tanto formas tridimensionais quanto sons cortando o ar.

Entender algo da arte envolvendo ondas estacionárias revela um tanto do segredo desse outro vídeo:

Aqui, o truque principal está na câmera, que captura imagens em vários quadros por segundo – a olho nu não se vêem as gotas imóveis no ar, exceto se todo o conjunto fosse iluminado por luz piscante, estroboscópica. Mas se poderia sim ver os fios de água dobrados pelo som, em ondas estacionárias no ar.

A Inteligência é uma Força Fundamental da Natureza

Existem quatro forças fundamentais na natureza. Tudo que conhecemos interage fundamentalmente através destas quatro forças: gravidade, eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca. Cada uma se comporta e é modelada de forma diferente, e depois que Albert Einstein unificou massa e energia, seu grande sonho passou a ser unificar todas as forças fundamentais em um só modelo, de forma a atingir uma Teoria de Tudo. Todo o Universo modelado fundamentalmente por um conjunto único de equações.

Que as forças nucleares forte e fraca fossem descobertas – Einstein iniciou seu projeto apenas com a gravidade e eletromagnetismo – e a física quântica demonstrasse que em escala subatômica tudo se comportava de forma, digamos, quântica, significou que seus sonhos permaneceram inacabados. A fotografia de como deixou seu escritório em Princeton para a posteridade de certa forma reflete sua obra sem fim.

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Desde então, não descobrimos mais forças fundamentais na natureza, e de fato conseguimos unificar duas delas: a força nuclear fraca e o eletromagnetismo podem ser modelados como formas diferentes da mesma interação fundamental, a força eletrofraca. Já há alguns anos a teoria de Supercordas promete terminar o serviço, mas a Teoria de Tudo permanece ainda assim um sonho.

Quando se ouve falar de uma “Teoria de Tudo”, um dos pensamentos mais naturais é imaginar quão estranho ou mesmo insano seria que tudo que conhecemos, que tudo que existe, seja modelado por um conjunto único de equações. Compreenderíamos instantaneamente todo o Universo? Onde estariam nossos sonhos, seriam eles reduzidos a simples equações?

O espetáculo de uma revoada de estorninhos deve nos ajudar a entender melhor o que exatamente o sonho de uma Teoria de Tudo representa.

Em uma revoada de estorninhos, mais de mil indivíduos podem voar em conjunto. Cada um deles interage apenas com aqueles próximos a si e reage de acordo com regras simples, porém coletivamente exibem um comportamento emergente hipnotizante. A simplicidade de cada agente individual, e a complexidade emergente do conjunto, foi modelada e demonstrada inicialmente no campo da Inteligência Artificial com os “Boids” de Craig Reynolds.

Inteligência Artificial modelando o comportamento da inteligência natural de estorninhos é algo fascinante com resultados como o que você vê acima.

Talvez ainda mais fascinante é a abordagem tomada por físicos da Universidade de Roma: eles modelaram o comportamento de revoadas de estorninhos baseados no magnetismo. A forma como estorninhos mudam de direção em revoada pode ser modelada exatamente com as mesmas ferramentas matemáticas que descrevem partículas de metal mudando seu spin em reação a campos eletromagnéticos.

O que os físicos italianos indicaram é que estorninhos podem se comportar como partículas e sua interação pode ser modelada como uma das forças fundamentais. Mas é a inteligência de tais estorninhos que reproduz a interação fundamental, não há realmente nenhum campo de força à distância entre um e outro estorninho. Não além daqueles que existem também entre duas pedras, que sem inteligência podem colidir livremente se lançadas ao ar.

Se por um lado o estudo dos físicos italianos demonstra a aplicação de um modelo matemático simples a um comportamento complexo, ele deve ressaltar como a metáfora também funcionaria no sentido inverso. Há muitos outros comportamentos complexos que não são modelados matematicamente. A forma como a inteligência pode reger o comportamento de um sem número de seres poderia ser interpretada como um universo de diferentes “forças fundamentais” que dificilmente seriam unificadas. Se a inteligência é uma força fundamental da natureza, há infinitas forças fundamentais na natureza.

Além das forças fundamentais, há uma infinidade de epifenômenos que emergem a partir daí, adicionando e multiplicando a complexidade do Universo em todas as formas que conhecemos – e a infinitude de outras que ainda iremos descobrir.

Engrenagens Paradoxais

Repare bem: as engrenagens adjacentes estão girando no mesmo sentido!

Engrenagens comuns de rodas dentadas sempre irão girar em sentidos contrários, um fato que não é universalmente apreciado e responde por confusões em logotipos como o abaixo:

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Estas três engrenagens que deveriam representar inovação estão em verdade travadas e jamais irão girar. Em resposta às críticas, e depois do vexame, o logo com engrenagens travadas foi abandonado.

As engrenagens paradoxais patenteadas pelo engenheiro da Renault Jean Mercier desafiam essa lógica. Para entender como funcionam, o vídeo abaixo deve ser esclarecedor:

Devido à forma como o torque é transmitido por partes deslizantes, sua eficiência não é muito alta, o que limita muito sua aplicação. Mas se você pode apreciar engrenagens adjacentes girando no mesmo sentido – e no vídeo inicial, contando mesmo com multiplicadores de torque – perguntar para que servem é um pequeno detalhe.

Projeções topográficas de Jim Sanborn (e algo de como o Kinect funciona)

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Situado a quase um quilômetro de distância, um projetor móvel lançou padrões geométricos artificiais sobre esta ilha irlandesa, destacando um belo contraste na arte de Jim Sanborn. Clique para mais fotografias da série em Design Boom.

Projeções em grande escala estão se tornando cada vez mais comuns em espetáculos – basta uma busca por mapped projection – mas elas também funcionam no sentido inverso, como a série de Sanborn sugere: pode-se descobrir a geometria de uma cena através de uma projeção. O acessório Kinect do Xbox funciona desta forma, projetando um padrão de pontos em infravermelho e aplicando computação para extrair a geometria da cena a partir da imagem resultante.

O padrão de pontos do Kinect pode parecer aleatório, mas não é, de fato ele se repete nove vezes. Sistemas anteriores ao Kinect geralmente projetavam padrões geométricos mais simples como os de Sanborn. Parte da mágica, e talvez a parte principal da mágica que torna o brinquedo da Microsoft tão mais barato e acurado que versões anteriores está no uso inteligente e inovador desse padrão estático de pontos. Inteligentemente, os segredos industriais por trás desse padrão de pontos não são descritos em detalhe nas patentes públicas do sistema.

A forma como eles parecem aleatórios mas ao mesmo tempo são repetidos lembra a matemática dos ladrilhos de Penrose, por sua vez vistos na natureza nos quasi-cristais que renderem um prêmio Nobel em 2011.

Uma olhada no site de Jim Sanborn revela como todas suas obras misturam ciência e arte, e uma das obras mais conhecidas de Sanborn é Kryptos, que contém textos cifrados e está localizada na própria Agência Central de Inteligência, a CIA dos EUA, em Langley, Virginia.

Microsoft Word - kryptos.doc

Arte e ciência, da CIA à Microsoft.

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