O pesquisador-artista

David S. Goodsell é um professor-associado de Biologia Molecular no Scripps Research Institute em La Jolla, Califórnia. David S. Goodsell é um artista que cria belas pinturas inspirado pelos mecanismos intracelulares. Os Goodsell não são homônimos. O pesquisador e o artista são a mesma e única pessoa. Goodsell cria suas obras a partir de seus experimentos científicos. Ele faz isso como forma de divulgar a biologia celular e molecular, facilitando — e embelezando — suas imagens.

O cientista-artista usa “uma combinação de desenho à mão e ilustrações de computação gráfica para revelar o mundo invisível das moléculas no interior das células.” As imagens científicas são obtidas através de cristalografia com raios-x. Já as obras de arte são pinturas ou aquarelas baseadas nos modelos criados por computador a partir das imagens cristalográficas. Veja algumas dessas obras que unem arte e ciência: Continue reading “O pesquisador-artista” »

A Aposta de Feynman-Weisskopf

Quando Richard Feynman foi laureado com o Prêmio Nobel de Física em 1965, um de seus amigos ficou preocupado com seu futuro.  Victor Weisskopf, que era diretor do CERN, sabia de duas coisas: (1) Feynman detestava trabalhos administrativos e (2) esse era o destino de muitos cientistas após o auge da carreira, numa espécie de aposentadoria (voluntária ou não). Por isso, Weisskopf fez Feynman assinar, diante de testemunhas, os termos da seguinte aposta:

Mr. FEYNMAN irá pagar a soma de DEZ DÓLARES a Mr. WEISSKOPF se, a qualquer tempo durante os próximos DEZ ANOS (i.e., antes do DIA TRINTA E UM DE DEZEMBRO de MIL NOVECENTOS E SETENTA E CINCO), o referido Mr. FEYNMAN vier a ocupar uma “posição responsável.”

Para os propósitos da APOSTA supra, a expressão “posição responsável” deverá ser interpretada como significando uma posição que, por razões de sua natureza, obriga o detentor a emitir instruções a outras pessoas sobre a execução de certos atos, não obstante o fato de que o detentor não tenha qualquer entendimento daquilo que ele esteja instruindo as ditas pessoas a cumprir.

Feynman — que dizia que administração é uma “doença ocupacional” — leu e concordou com os termos da aposta. Vencido o prazo estipulado, e verificando-se que Mr. Feynman não se tornou um administrador, ele ganhou os 10 dólares de Mr. Weisskopf em 1976.

Ciência com as próprias mãos

Dr. Unger: ciência marota e 36.500 estralar de dedos para testar uma clássica teoria materna. (Foto de Karen Quincy Loberg)

Uma das características básicas da pesquisa científica é que experiências pessoais não são vistas como confiáveis. No entanto, há uma curiosa exceção que envolve artrite, estalar de dedos e uma vontade imensa de contrariar a mãe. Tudo começa com a mãe do médico californiano Donald L. Unger.

Como quase todas as mães, ela vivia dizendo que se o menino continuasse estralando os dedos constantemente, acabaria com artrite. Apaixonado por ciência desde cedo, Unger resolveu testar a sabedoria materna da forma mais cientificamente rigorosa que pôde. Como não podia ter um laboratório nem dois grupos para observar, usou as próprias mãos.

Durante 50 anos, o menino que se tornou médico alergista estralou os dedos da mão esquerda pelo menos duas vezes ao dia, totalizando mais de 36.500 estraladas. A mão direita foi mantida intocada, como controle. Quando o tempo do experimento se esgotou, Dr. Unger escreveu aos editores da Arthritis & Rheumatism para reportar um “estudo controlado, com um único participante.” A conclusão: depois de meio século, ele não encontrou artrite em nenhuma das mãos, nem qualquer outra diferença significativa entre elas. “Esse resultado”, escreveu o médico, “levanta a questão sobre se outras crenças parentais, e.g., a importância de comer espinafre, também são equivocadas.”

A experiência era excepcionalmente interessante, mas passaria pelo crivo científico da revisão pelos pares? O editores da Arthritis & Rheumatism pediram uma revisão de Robert L. Sweazey, que já havia publicado uma investigação pioneira sobre o assunto no Western Journal of Medicine. Sweazey disse que seu próprio estudo havia sido inspirado quando a avó do seu filho de 12 anos havia alertado o menino de que estalar os dedos lhe causaria artrite. Segundo Sweazey, “já se passaram agora 22 anos e ele continua a praticar frequente ED [Estalar de Dedos] sem qualquer manifestação de artrite.”

Depois de desbancar os conselhos maternos, Sweazey passou a pensar que, ao contrário do que creem as mães, estalar dos dedos pode até prevenir a osteoartrite. “A possível utilização de ED por provedores de auxílio à saúde como um tratamento preventivo doméstico, econômico e não-invasivo deveria merecer maior consideração.”, concluiu o revisor do inusitado estudo.

Embora tenha sido o segundo experimento sobre o tema, a experiência pessoal do Dr. Unger com as próprias mãos acabou sendo reconhecida e publicada: Does knuckle cracking lead to arthritis of the fingers? Unger DL. Arthritis Rheum. 1998 May;41(5):949-50. Dez anos depois da publicação de seu estudo, o esforço diligentemente científico não foi esquecido: ele foi o vencedor do Prêmio IgNobel de Medicina em 2009.

O céu está caindo?

De certo modo, sim. As nuvens da atmosfera terrestre estão ficando mais baixas, segundo dados de um satélite da NASA. Mas antes de soar alarmes apocalíticos, é bom saber que isso pode ser uma boa notícia.

Cientistas da Universidade de Auckland, na Nova Zelândia, analisaram medições de altitudes de nuvens feitas entre março de 2000 e fevereiro de 2010 pela sonda Terra, da NASA. Recém-publicada na Geophysical Research Letters, a análise revela uma tendência de diminuição generalizada na altitude das nuvens. Ao longo da década pesquisada, a média global de altitude de nuvens caiu cerca de 1%, o que equivale a algo entre 30 e 40 metros de diferença. A redução foi causada principalmente pela ocorrência menos frequente de nuvens em altitudes muito altas.

El Nino/La Niña parecem reforçar as variações observadas. (Imagem: University of Auckland/NASA JPL-Caltech)

Líder da pesquisa, o professor Roger Davies afirma que, embora ainda seja muito pouco para ser uma tendência definitiva, a variação observada pode indicar que está acontecendo algo importante nos céus da Terra. Uma queda consistente na altitude das nuvens poderia ajudar o planeta a se resfriar mais facilmente, com possível redução dos efeitos do aquecimento global.

Ao contrário do derretimento das calotas polares (que reforça o aquecimento), esse seria um processo de feedback negativo: uma mudança causada pelo aquecimento global que enfraquece-o. “Não sabemos exatamente o quê causa a diminuição na altitude das nuvens”, diz Davies. “Mas deve ser por causa de uma mudança nos padrões de circulação que dificulta a formação de nuvens em grandes altitudes.”

A sonda Terra deve continuar recolhendo dados sobre o clima até o fim da década e pode confirmar a tendência de queda das nuvens.

Com informações da NASA.

George Hale e seu Laboratório

Escondido em um subúrbio de Pasadena, Califórnia, está o escritório e observatório pessoal de um dos mais prolíficos astrofísicos americanos, George Ellery Hale. Construído em 1924, o Hale Solar Laboratory tem um telescópio solar protegido por um domo de mais de 4 metros de diâmetro, uma biblioteca com muitos dos livros e originais dos trabalhos científicos de Hale e até mesmo um fosso.

O pequeno observatório foi construído em estilo Colonial Hispânico. No entanto, Hale também tinha grande interesse em egiptologia e pediu que um frontão em estilo egípcio fosse colocado acima da entrada principal. A peça é um tributo a Akhenaton (Amenófis IV), o adorador do Sol e o único faraó monoteísta.

A entrada principal do Observatório Solar...

O currículo de Hale é impressionante, para se dizer o mínimo. Ele foi co-fundador tanto da União Astronômica Internacional quanto do Astrophysical Journal, a principal publicação científica dedicada à Astronomia nos Estados Unidos. Ele também foi curador do California Institute of Techonology e teve importância fundamental na criação do National Research Council.

...e o detalhe do relevo em estilo egípcio.

No campo propriamente científico, sua descoberta de intensos campos magnéticos nas manchas solares o tornou a primeira pessoa a detectar um campo magnético extraterrestre. Hale também é lembrado como inventor do espectro-heliógrafo, um instrumento que permite aos astrônomos fazer observações detalhadas da química solar através de fotografias feitas em um único comprimento de onda.

George Hale, circa 1905

Seu feito mais épico, porém, foi o planejamento e a fundação de três grandes observatórios. Ao construir o Yerkes Observatory em Winsconsin (em 1897) e os Observatórios de Monte Wilson (1904-08) e Monte Palomar (1928-48), na Califórnia, Hale conseguiu a façanha de construir o maior telescópio do planeta — três vezes seguidas. Só por isso, Hale é considerado pelos americanos como o responsável pelo surgimento da astrofísica moderna na América.

Após aposentar-se como diretor do Observatório de Monte Wilson, Hale encomendou a construção desse seu laboratório pessoal em Pasadena. Ele faleceu em 1938, aos 69 anos, mas importantes descobertas continuaram a ser feitas em seu laboratório pessoal, que foi legado ao Observatório de Monte Wilson.

Atualmente, o Laboratório Solar de Hale é um Monumento Histórico Nacional e sede do Mount Wilson Institute. Hale tornou-se também o nome de duas crateras (uma na Lua e outra em Marte) e do Ciclo Hale, o período de 22 anos de variação nas manchas solares.

>O Cometa-Kamikaze

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A atração solar é irresistível. Especialmente quando você é um cometinha de 200 metros de diâmetro. Assim como uma mosca caindo numa armadilha luminosa, o Cometa Lovejoy (C/2011 W3) está se aproximando loucamente do Sol, onde deve ser destruído em meio a um clarão espetacular em algum momento entre os dias 15 (amanhã) e 16 (sexta).

O cometa-kamikaze pode se tornar tão brilhante quanto Jupiter ou Vênus quando for vaporizado. Infelizmente, a luz solar já é tão intensa que ofuscaria tal brilho efêmero. Felizmente, porém, temos observatórios solares no espaço e eles vão ter uma vista “de camarote” por nós. No domingo, o Lovejoy (não deixa de ser um nome sugestivo) entrou no campo de visão da sonda STEREO-B, da Nasa.

“Você pode ver claramente o cometa se aproximando diagonalmente através das imagens”, diz Karl Battams, do Naval Research Lab, que preparou a animação acima. “Durante a sequência de 16 horas, o brilho do cometa passa de magnitude +8 para aproximadamente +6,5.” Quanto menor a magnitude, mais brilhante e visível é um astro.

Logo, o cometa suicida ficará ainda mais brilhante. Segundo Battams, “Este cometa é um verdadeiro rala-sol e vai passar de raspão a cerca de 140.000 km (1,2 raio solar) acima da superfície solar em 15-16 de dezembro”. A uma distância tão próxima (pouco mais de um terço da distância Terra-Lua), o calor infernal da fornalha solar vai evaporar o núcleo de gelo, criando uma nuvem de vapor e poeira cometária que vai refletir bastante luz do Sol. O Observatório Solar e Heliosférico (SOHO) terá a melhor visão.

(via scinerds, via spaceweather)

Update (15/12, 21h30) — Seguem abaixo duas imagens: (I) da situação ao amanhecer do dia de hoje e (II), da trajetória prevista para o cometa  Lovejoy (C/2011 W3).

(I) Situação às 8:30 da manhã de hoje, Hora de Greenwich (6:30 da manhã em Brasília). O cometa é o borrão branco na parte inferior da imagem. O Sol (círculo branco no centro) foi ocultado para não ofuscar a imagem.
(II) Trajetória prevista para o cometa-kamikaze. O perigeu, ponto de maior atração em relação ao sol, está previsto para os 37 minutos e 15 segundos do dia 16/12, Hora de Greenwich (ou em pouco mais de uma hora, no momento em que escrevo isso).

Update, 16/12, 23h — Fomos surpreendidos novamente! O núcleo do cometa Lovejoy se mostrou muito mais duro do que pensávamos. Mesmo com uma grande perda de massa por evaporação, o cometa-kamikaze não se desvaneceu. Após o voo rasante sobre o Sol, continuou sua trajetória rumo às profundezas obscuras do Sistema Solar.

>Nomeados mais dois elementos químicos

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A IUPAC anunciou ontem que os elementos 114 (Ununquadium) e 116 (Ununhexium) podem ganhar nomes definitivos até o fim do ano. Resultado da colaboração entre o Laboratório Flerov de Reações Nucleares, na Rússia e o Laboratório Nacional Lawrence Livermore, nos Estados Unidos, os novos elementos — descobertos no fim dos anos 1990 e confirmados na década seguinte — deverão ser batizados segundo um acordo de cavalheiros: os russos devem dar nome ao 114 e os americanos vão nomear o 116.

Segundo a série Periodic Videos (em inglês), o elemento 114 deverá homenagear Georgy Nikolayevich Flyorov (em russo: Гео́ргий Никола́евич Флёров, 1913-1990), físico nuclear soviético e fundador do Laboratório que leva seu nome, onde o Ununquadium foi descoberto em 1999. No entanto, dada a dificuldade de transcrição de nomes próprios do russo para línguas ocidentais, ainda não se sabe ao certo como será formado o nome. O mais provável é que seja Flerovium [símbolo: Fl] (Fleróvio, em português) derivado de Flerov, uma forma latinizada de Flyorov.

Embora também tenha sido descoberto no laboratório russo, o elemento 116 deve homenagear o laboratório norte-americano. Seria chamado Livermorium [símbolo: Lv] (ou Livermório). Há controvérsias, porém. Embora o recém-divulgado comunicado da IUPAC afaste essa possibilidade, em março deste ano fontes da imprensa russa disseram que o elemento 116 também seria batizado pelos russos e ganharia o nome de Moscovium [Mo?] (já que o Laboratório Flerov fica no oblast — ou distrito — de Moscou).

Pessoalmente, porém, os dois nomes, se confirmados, me decepcionam. Parecem grandes novidades, mas na verdade são repetitivos. Bastante repetitivos.
O Fleróvio é mais uma homenagem a um laboratório que vem monopolizando a descoberta de elementos nas últimas décadas. Foram descobertos no Laboratório Flerov: o Rutherfórdio (1964), o Nobélio (1966), o Dúbnio (1968), o Seabórgio (1976 e sem dúvida um dos piores nomes da tabela); o Bóhrio (1976; não confundir com Boro) e os caçulas 114/Fleróvio(?) (1999), 116/Livermório/Moscóvio(?) (2001), 113 (2004), 115 (2004), 118 (2006) e 117 (2010). Mas com todo respeito ao cientista nuclear soviético, Moscóvio me soa muito melhor que Fleróvio (ou seria Flyoróvio?). A situação do Livermório também não é muito melhor: o laboratório nacional americano já foi homenageado com um elemento, o Laurêncio
Na verdade, eu bem que gostaria de ver escritores de ficção científica e/ou cientistas populares sendo homenageados. Se os russos quisessem, poderiam batizar o 114 de Asimovium, Asimóvio [As], em homenagem a Isaac Asimov, que embora tenha sido criado nos Estados Unidos era de origem russa (e foi bioquímico no início da carreira). Os americanos, por sua vez, poderiam por o nome de Carl Sagan no elemento 116: Saganium, Sagânio [Sa]. Seria bem geek, pelo menos.

>Um empurrãozinho gravitacional

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Modelo de variação gravitacional na superfície da Terra. Quanto maior (e mais vermelha)
a deformação, maior a gravidade.

“Gravidade — é a Lei!” Isso é o que Beakman sempre nos lembrava com os tombos que aconteciam em seu programa. Aparentemente, porém, os cientistas que descobriram supostos neutrinos superlumínicos (mais rápidos que a luz) não se lembraram dessa força fundamental. Segundo Alex Knapp conta em seu blog na Forbes (!?), um novo artigo escrito por Carlo Contaldi, do Imperial College de Londres, contesta os cálculos que a equipe do OPERA apresentou como evidência para a descoberta de neutrinos que quebraram a barreira da luz.

Em qualquer experimento bem conduzido, relógios sincronizados são essenciais para uma marcação precisa do tempo. Se esses relógios não estiverem bem ajustados, mas forem usados para cálculos de velocidade, o resultado pode ser errado. O problema básico com os dados do OPERA, argumenta Contaldi, é que os relógios usados para medir a velocidade dos neutrinos não estavam adequadamente sincronizados.

Os relógios usados no experimento eram sincronizados via GPS. No entanto, segundo o crítico italiano, isso não é suficientemente preciso. Pode haver discrepancias porque a gravidade em diferentes lugares da superfície da Terra não é constante. A gravidade no local onde fica o CERN — na fronteira franco-suíça e não muito longe dos Alpes — e de onde os neutrinos saíram é ligeiramente maior do que a gravidade de onde fica o detector OPERA — no centro da Itália. Consequentemente, o tempo poderia parecer passar mais lentamente no CERN para quem estivesse no OPERA. Desconsiderar essa diferença, segundo Contaldi, significa que “a medição resultante da velocidade do neutrino diferente de c não é apenas pouco surpreendente, mas deveria ser esperada nesse contexto.”

Evidentemente, os cientistas do OPERA ainda não se deram por vencidos e dizem que Contaldi não descreve exatamente os meios pelos quais o grupo sincronizou seus instrumentos. Mas o OPERA aceitou o desafio e pretende revisar seu artigo para esclarecer este ponto. É uma briga das boas. Como toda boa ciência.

(via discoverynews via tumblr)

>O Quinto Gigante

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Imagem: weareallstarstuff.tumblr.com

Um novo estudo recém-publicado na seção de astrofísica do arXiv.org indica, com base em simulações virtuais, que Jupiter, Saturno, Urano e Netuno podem não ter sido os únicos gigantes gasosos de nosso sistema solar. De acordo com David Nesvorny, do Colorado’s Southwest Research Institute, nosso atual sistema planetário nunca poderia ter se formado sem a existência de um quinto planeta. Até o momento, esse planeta primitivo e hipotético ainda não tem nome.

Em um trabalho para determinar como o sistema solar foi formado, Nesvorny conduziu uma série de 6.000 simulações em computadores. Ao trabalhar apenas com os quatro planetas gigantes, as simulações indicavam que eles seriam muito grandes e acabariam se destruindo mutuamente. Em outras simulações, onde foram aglomerados em um supergigante, os planetas rochosos, como Vênus e Marte é que acabavam sendo desagregados. De acordo com esses resultados, a atual estrutura do sistema solar teria uma probabilidade muito baixa de ocorrência se tivesse começado apenas com os quatro planetas rechosos e os quatro gasosos que conhecemos e observamos hoje (e que talvez algum dia visitemos pessoalmente).

Após essas simulações, Nesvorny decidiu adicionar um quinto planeta gigante ao grupo. Com a adição desse grande planeta, os resultados mostraram um aumento significativo nas chances de formação do sistema solar como o conhecemos.

Gráfico indica a ejeção do 5º. planeta gasoso (linha rosa)

As simulações mais bem-sucedidas mostram que Jupiter, Saturno, Urano, Netuno e o quinto planeta — de natureza semelhante à de Netuno ou Urano — começaram todos a orbitar muito próximos entre si, a uma distância de 15 unidades astronômicas (1 UA é a distância da Terra ao Sol, i.e., 149 milhões de quilômetros). Os planetas mais leves foram sendo “empurrados” para fora por influência de Jupiter e Saturno. Então, em algum momento, um encontro bem próximo com Jupiter expulsa esse misterioso quinto planeta do sistema solar.

A seguir, o resumo do artigo:

Resumo
Recentes estudos da formação do sistema solar sugerem que os planetas gigantes formaram-se no disco protoplanetário e depois migraram para alcançar órbitas ressonantes, com todos os planetas dentro de 15 UA do Sol. Após a dispersão do disco de gás, Urano e Netuno foram provavelmente espalhados pelos gigantes de gás, aproximando-se de suas órbitas atuais e dispersando o disco transplanetário de planetisimais, cujos restos sobreviveram até hoje nessa região conhecida como cinturão de Kuiper. Aqui nós realizamos integrações N-corporais da fase de espalhamento entre os planetas gigantes em uma tentativa de determinar quais estados iniciais são plausíveis. Nós descobrimos que as simulações dinâmicas que começam com um sistema ressonante de quatro planetas gigantes tem uma baixa taxa de sucesso em adequar-se às presentes órbitas dos planetas gigantes, além de várias outras restrições (e.g., sobrevivência dos planetas terrestres). A evolução dinâmica é tipicamente bastante violenta se Jupiter e Saturno começam numa ressonância de 3:2 e leva a sistemas finais com menos de quatro planetas. Diversos estados iniciais implicam em uma possibilidade relativamente grande de sucesso de adequar-se às restrições. Alguns dos melhores resultados em termos estatísticos foram obtidos através da suposição de que o sistema solar tinha, inicialmente, cinco planetas gigantes, com mais um gigante de gás, de massa comparável à de Urano e Netuno, que foi ejetado para o espaço interestelar por Jupiter. Essa possibilidade parece concebível à luz da recente descoberta de grande número de planetas que flutuam livremente no espaço interestelar, o que indica que a ejeção de planetas deve ser comum.

O artigo completo (em inglês) está aqui: Young Solar System’s Fifth Giant Planet? arXiv:1109.2949v1 [astro-ph.EP] http://arxiv.org/abs/1109.2949

>99, 100 e contando…

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Nomes dos Elementos 99 e 100
Dois grandes cientistas que faleceram durante o último ano, Albert Einstein e Enrico Fermi, foram homenageados com o batismo dos elementos 99 einsteinium e 100 fermium. O símbolo para einstenium é um simples E e o do fermium, Fm. Agora todos os elementos descobertos foram nomeados, uma vez que o 101 já havia sido chamado mendelevium, em memória do russo D. Mendeleev, que anunciou o sistema periódico dos elementos em 1869. — Popular Mechanics, dezembro de 1955
Apenas uma correção. O símbolo do elemento que homenageia Einstein acabou sendo Es e não E. Por razões um tanto óbvias: E já é tradicionalmente usado para representar Energia em Física e Química, como na famosa equação da relatividade (E=mc²). 
Outras curiosidades sobre o Es: 1) junto com o Férmio, ele foi descoberto pela primeira vez na explosão da primeira bomba de hidrogênio, em 1952. Isso não deixa de ser um tanto irônico, já que Einstein se opôs ao uso de armas atômicas em seus últimos anos. 2) O einstênio foi o último elemento sintético a ser descoberto em quantidades macroscópicas, isto é, visíveis.
Ah, e se você anda meio por fora, atualmente a tabela periódica tem 118 elementos, dos quais 112 já foram nomeados. O último a receber um nome foi o Copernício.

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