1 de ago. de 2011

Cartografia no Novo MundoAstrônomos do século XVIII determinaram latitudes na Amazônia e escreveram sobre a região

Pesquisa FAPESP
Neldson Marcolin
Edição Impressa 185 - Julho 2011


© Biblioteca Nacional
Mapa das cortes, de 1749, feito para o Tratado de Madri. A linha vermelha mostra como era a divisão sob o Tratado de Tordesilhas
Quando a América do Sul era ainda um amontoado de colônias hispânicas e portuguesas, dom Fernando VI, da Espanha, e dom João V, de Portugal, firmaram o Tratado de Madri para definir limites territoriais e pôr fim às disputas corriqueiras, em 1750. Para tanto era necessário demarcar as terras com base na ocupação real dos colonos de ambas as nações na América do Sul, que haviam transformado em letra morta o velho Tratado de Tordesilhas assinado em 1494. Para fazer mapas e definir as fronteiras naturais das possessões ibéricas, o governo português criou a primeira Comissão Demarcadora de Limites com engenheiros, cartógrafos, astrônomos e um “riscador” (desenhista). Os astrônomos eram dois “padres matemáticos”, como eram chamados: o jesuíta croata Ignác Szentmártonyi e o presbítero secular italiano Giovanni Angelo Brunelli. 
Ambos trabalharam na comissão que percorreu a Amazônia brasileira e contribuíram não apenas com medições, mas também com relatos em que tentavam separar a fantasia da razão e explicar usos e costumes da terra.

Giovanni Brunelli (1722-1804) era oriundo do Observatório Astronômico da Academia de Ciência do Instituto de Bolonha e chegou a Belém em agosto de 1753 com os demais integrantes da comissão. Em 1754 a expedição partiu de Belém para fazer a demarcação em três tropas para voltar a se encontrar em Mariuá (atual Barcelos), no rio Negro. Eram liderados pelo governador do estado do Grão-Pará e Maranhão Francisco Xavier de Mendonça Furtado, meio-irmão de Sebastião José de Carvalho e Melo, o marquês de Pombal, então secretário de Estado de dom José I. A viagem demorou 88 dias. Em Mariuá a comissão esperou em vão pela chegada dos espanhóis até 1758, quando retornou a Belém. O encontro havia sido combinado para acertar a demarcação do território das colônias dos dois reinos.

Brunelli ficou na Amazônia até 1761. Nos oito anos na região escreveu três relatos na forma epistolar. Em 2010, Nelson Papavero, do Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo, Nelson Sanjad e William Leslie Overal, do Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG), Abner Chiquieri, da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, e Riccardo Mugnai, da Fundação Oswaldo Cruz, traduziram pela primeira vez essas memórias para o português e as publicaram no Boletim de Ciências Humanas do MPEG (maio-agosto). “É de Brunelli a mais antiga citação conhecida sobre o candiru, um peixinho muito pequeno e temido na Amazônia porque, às vezes, acredita-se, penetra na uretra de quem se banha nos rios”, conta o zoólogo Papavero. O relato está em Sobre o rio Amazonas, publicado na Itália em 1791.

Os dois outros textos de Brunelli chamam a atenção pelo cuidado na descrição e tentativa de explicar algo que parecia misterioso. No primeiro caso, Sobre a mandioca, publicado em 1767, ele detalha como se dá o plantio, a manufatura e o consumo da mandioca pelos índios e pela população amazônica. “Ele tem o olhar da etnografia. O relato sobre o uso dessa raiz é inovador e muito preciso”, diz Nelson Sanjad, pesquisador de história da ciência do Museu Goeldi. “Ele não demonstra desdém nem preconceito e escreve várias vezes que a farinha de mandioca, por exemplo, é muito saborosa.” No segundo caso, Sobre a pororoca, que saiu também em 1767, o italiano mostra-se impressionado com o fenômeno que ocorre nas áreas da foz do Amazonas e do Tocantins algumas vezes por ano e não se conforma com as explicações fantasiosas da época. Por meio da observação, tenta interpretar o que acontece, mas também erra: para ele, a pororoca teria origem em canais subterrâneos por onde fluiria e refluiria a água em quantidade e com grande força. Foi uma das primeiras tentativas de explicar o fenômeno à luz da razão, quando ainda não se conhecia a complexa hidrografia da região.

O astrônomo e cartógrafo Szentmártonyi (1718-1793) teve uma vida muito mais acidentada do que o italiano por questões políticas. Quando Pombal decretou a expulsão dos jesuítas de todo o reino, em 1759, ele foi preso ainda em Belém e permaneceu encarcerado em Portugal por 18 anos. Em seu período na Amazônia determinou a longitude de Belém, fez as observações astronômicas para o mapa hidrográfico de parte dos rios Amazonas e Negro, trabalhou nas latitudes e longitudes para uma série de cartas tiradas das cidades e vilas ribeirinhas e escreveu um relato sobre as tribos do rio Negro e Orinoco.

O esforço em discernir a certeza do provável e do improvável desses astrônomos – que aparece em especial nos textos de Brunelli – é visto nos diversos relatos de naturalistas que descreveram a Amazônia até o século XIX. “Essa é uma das características da história da ciência e de história da literatura relacionada à região”, diz Nelson Sanjad.




Lua de Saturno faz chover no planeta dos anéis

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/07/2011

Lua de Saturno faz chover no planeta dos anéis
Enceladus é, até agora, a única lua do Sistema Solar a influenciar a composição química do seu planeta.[Imagem: NASA/JPL/Space Science Institute]

O telescópio espacial Herschel mostrou que a água expelida pela lua Encélado (ou Enceladus) forma um enorme anel de vapor de água em volta de Saturno.
Esta descoberta vem resolver um mistério com 14 anos, ao identificar a fonte de água na alta atmosfera de Saturno.

Lua influente

Estes resultados significam que Encélado é, até agora, a única lua do Sistema Solar a influenciar a composição química do seu planeta.

A cada segundo, a Encélado expele 250 kg de vapor de água, em jactos a partir da região polar sul. Esta região é conhecida como Tiger Stripes - listas de tigre - à conta das marcas que ficam à superfície.
Estas cruciais observações revelam que a água cria um toro de vapor à volta do planeta dos anéis.
A largura total do toro é dez vezes superior ao raio de Saturno. No entanto, a sua espessura é apenas de um raio de Saturno. A Encélado gira em volta do planeta a uma distância de cerca de quatro raios, alimentando o toro com jatos de água.

Enigma

Apesar das suas dimensões, a formação vinha escapando à detecção porque o vapor de água é transparente à luz visível - mas não aos infravermelhos, a faixa na qual o Herschel enxerga.

Sabia-se que nas camadas mais profundas da atmosfera de Saturno existem vestígios de água no estado gasoso. Mas a presença de água nas camadas superiores da sua atmosfera tem permanecido um enigma.

Detectada pela primeira vez em 1997 pelo Infrared Space Observatory, da ESA, a fonte desta água permaneceu uma incógnita até agora. Modelos computacionais das últimas observações do Herschel mostram que cerca de 3 a 5% da água expelida pela lua Encélado acabam por cair em Saturno.

"Não há qualquer fenômeno semelhante a este na Terra," disse Paul Hartogh, do Instituto Max Planck, na Alemanha, que coordenou a análise dos resultados. "Na nossa atmosfera não entram quantidades significativas de vapor vindo do espaço. Isto é um fenômeno exclusivo de Saturno."

Compostos oxidados

Apesar de a maior parte da água de Encélado se perder no espaço, congelando-se nos anéis ou até caindo noutras luas de Saturno, a pequena fração que cai no planeta é suficiente para explicar a existência de água na alta atmosfera do planeta.

Esta água também é responsável pela existência de compostos oxidados, como o dióxido de carbono.

A água nas camadas superiores da atmosfera de Saturno é transportada para níveis mais baixos, onde condensa. Mas a quantidade é tão baixa que as nuvens resultantes não são observáveis.

"O Herschel mostrou mais uma vez a sua importância. Estas são observações que só o Herschel pode fazer," diz Göran Pilbratt, cientista de projeto da ESA para o Herschel.

"O Infrared Space Observatory encontrou vapor de água na atmosfera de Saturno. Depois, a missão Cassini/Huygens detectou os jatos de água de Encélado. Agora o Herschel mostrou como se encaixam todas estas observações."

Cientistas brasileiros acreditam que é possível haver vida na lua Encélado. Outros afirmam que a lua pode ter um oceano tão salgado quanto os da Terra. O mais marcante, contudo, talvez seja o fato de que os "ingredientes da vida" já foram encontrados em Encélado.




Super câmera astronômica capta de asteroides a galáxias

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/07/2011


Super câmera astronômica capta de asteroides a galáxias
A imagem mostra também traços de vários asteroides do Sistema Solar, que se moveram ao longo da imagem durante as exposições. Estes objetos aparecem como riscos coloridos curtos - nesta imagem podemos observar pelo menos dez.[Imagem: ESO/INAF-VST/OmegaCAM]


Mudando o foco

Uma enorme imagem do VLT Survey Telescope (VST) e da sua câmara OmegaCAM, instalados no Observatório do Paranal, no Chile, mostra três galáxias brilhantes na constelação do Leão.

São, no entanto, os objetos tênues que aparecem no plano de fundo, em vez das galáxias em primeiro plano, que estão chamando a atenção dos astrônomos.

A imagem extremamente nítida destes objetos pouco luminosos obtida pelo VST atesta o poder do telescópio e da OmegaCAM para mapear o Universo distante.

Super câmera astronômica

O VST é a adição mais recente ao Observatório do Paranal. É um telescópio de última geração, de 2,6 metros, equipado com uma câmera gigante de 268 milhões de pixels, a OmegaCAM.



Como seu nome indica, o VST dedica-se a mapear o céu na radiação visível, sendo o maior telescópio do mundo concebido exclusivamente para este efeito.
Esta grande panorâmica do tripleto de Leão demonstra a excelente qualidade das imagens produzidas pelo VST e pela sua câmera.

Tripleto de Leão

O tripleto de Leão é um magnífico grupo de galáxias em interação, situado a cerca de 35 milhões de anos-luz da Terra.
Todas as galáxias são espirais, tal como a nossa própria Via Láctea, embora este fato possa não ser imediatamente óbvio a partir desta imagem, uma vez que os discos estão inclinados de diferentes ângulos relativamente à nossa linha de visão.

A NGC 3628, situada à esquerda na imagem, está de perfil, mostrando extensas zonas de poeira ao longo do plano da galáxia. Por outro lado, os objetos de Messier, M 65 (em cima à direita) e M 66 (embaixo à direita), estão suficientemente inclinados para que possamos observar seus braços em espiral.

Os grandes telescópios estudam normalmente uma destas galáxias de cada vez, mas o campo do VST - duas vezes o tamanho da Lua Cheia - é suficientemente grande para capturar os três membros do grupo numa única imagem.

A imagem também revela mostra um grande número de galáxias tênues mais distantes, observadas como manchas difusas no campo de fundo da imagem.

Asteroides

A imagem mostra também traços de vários asteroides do Sistema Solar, que se moveram ao longo da imagem durante as exposições. Estes objetos aparecem como riscos coloridos curtos - nesta imagem podemos observar pelo menos dez.

Como Leão é uma constelação do zodíaco, situada no plano do Sistema Solar, o número de asteroides é particularmente elevado.

Esta é uma imagem composta, criada pela combinação de exposições obtidas através de três filtros diferentes. A radiação que passou através de um filtro infravermelho é mostrada em vermelho, a que corresponde à parte vermelha do espectro está em verde e a que corresponde à radiação verde está em magenta.

Corpos celestes muito tênues

Observam-se igualmente em primeiro plano muitas estrelas com diferentes brilhos, situadas na nossa própria Galáxia.

Um dos objetivos científicos do VST é a busca por objetos pouco brilhantes na Via Láctea, tais como estrelas anãs marrons, planetas, estrelas de nêutrons e buracos negros.

Acredita-se que estes objetos permeiam o halo da nossa Galáxia mas que são, muitas vezes, fracos demais para poderem ser detectados de forma direta, mesmo com grandes telescópios.

O VST procurará eventos sutis produzidos por um fenômeno chamado microlente gravitacional, de modo a detectar indiretamente estes objetos tão elusivos e estudar o halo galáctico.

Com base nestes estudos, espera-se que o VST faça avançar o nosso conhecimento da matéria escura, que se acredita ser o maior constituinte do halo galáctico. Os astrônomos esperam encontrar pistas sobre a natureza desta substância, assim como sobre a natureza da energia escura, a partir dos rastreios do Universo longínquo feitos pelo VST.

O telescópio deverá descobrir aglomerados de galáxias distantes e quasares com grande desvio para o vermelho, que ajudarão os astrônomos a compreender o Universo primordial e a encontrar respostas para questões em aberto há muito tempo na cosmologia.




 

Viagem no tempo: fótons não ultrapassam velocidade da luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/07/2011

Viagem no tempo: fótons não ultrapassam velocidade da luz
 
Cientistas demonstraram que o precursor óptico, a parte frontal e mais veloz do fóton, não supera a velocidade máxima da luz. [Imagem: Zhang et al./PRL]

Uma equipe de físicos da Universidade de Hong Kong afirma ter conseguido uma medição direta do precursor óptico de um único fóton, demonstrando que fótons individuais não podem viajar mais rápido do que a luz no vácuo.

O estudo reafirma a teoria de Einstein de que nada viaja mais rápido do que a velocidade máxima da luz e fecha um debate de uma década sobre a velocidade de um fóton individual.

Limite da velocidade da luz

Para Einstein, nada pode viajar mais rápido do que a velocidade máxima da luz.

Mas esta é a primeira demonstração experimental de que os chamados precursores ópticos - uma espécie de parte frontal da onda de luz, sua porção que viaja mais rapidamente - existem ao nível dos fótons individuais e que eles são, como se previa, a parte mais rápida do pacote de onda, mesmo em um meio superluminal.

Ou seja, se há alguém que realmente atinge a famosa velocidade máxima c - de 299.792.458 m/s - esse alguém é o precursor óptico.

"Os resultados ampliam nosso entendimento de como um fóton individual se move. Eles também confirmam o limite máximo de velocidade que uma informação pode ser transportada com luz," afirmou Shengwang Du, coordenador do estudo.

"Ao mostrar que os fótons individuais não podem viajar mais rápido do que a velocidade da luz, nossos resultados encerram o debate sobre a verdadeira velocidade da informação transportada por um único fóton. Nossas conclusões também poderão dar aos cientistas um quadro melhor sobre a transmissão da informação quântica," completou.

Quanto a "encerrar o debate", talvez seja melhor um pouco de prudência, uma vez que o experimento contém muitos pressupostos que podem ser discutidos. Para se ter uma ideia, em 2010, um grupo de pesquisadores alemães fez um experimento diferente e chegou à conclusão oposta.

Viagem no tempo: fótons não ultrapassam velocidade da luz

O prof. Shengwang Du propõe a impossibilidade daquela que era considerada a forma mais fácil de viagem no tempo. Mas há outras possibilidades. [Imagem: UST]

Viagem no tempo

Há cerca de 10 anos, a descoberta de uma propagação superluminal - acima da velocidade da luz - causou sensação ao levantar a possibilidade da viagem no tempo. Mas só até que a diferença entre a velocidade de fase e a velocidade de grupo fosse devidamente explicada.

O que ocorre é que a propagação daqueles pulsos ópticos em alguns meios específicos era apenas um efeito visual - a velocidade superluminal de um grupo de fótons não poderia ser usada para transmitir qualquer informação real.

As esperanças foram então para os fótons individuais, porque a partícula quântica fóton parece poder viajar mais rápido do que o limite da velocidade da luz no mundo clássico.

Foi isto o que o Dr. Shengwang Du quis checar, medindo a velocidade máxima de um fóton individual.

Sua conclusão é que os fótons individuais obedecem às regras de trânsito da relatividade, confirmando a causalidade de Einstein, ou seja, que um efeito não pode ocorrer antes de sua causa - e isto joga por terra a possibilidade teórica da viagem no tempo que havia sido levantada com base na velocidade superluminal.

Possibilidades da viagem no tempo

Isto não significa, porém, que o experimento "provou que a viagem no tempo é impossível" - ele demonstra que não é possível viajar no tempo superando o limite de velocidade do universo com uma nave para fazer o tempo encolher.

É verdade que esta seria a forma "mais fácil" de viajar no tempo - ao menos para fótons.

Mas ainda restam esperanças para os visionários e curiosos sobre o passado e o futuro.

A teoria da relatividade continua aceitando a possibilidade de uma dobradura no contínuo do espaço-tempo para chegar aonde você já esteve antes - bastará ter uma massa suficiente, e controlável, para fazer isso, criando os agora já famosos "buracos de minhoca".

Algo bastante difícil, mas tampouco seria fácil entrar em uma nave do tamanho de um fóton.

Há também sugestões menos ortodoxas, baseadas na Teoria M, com a vantagem de serem testáveis experimentalmente.




Metade do calor da Terra vem do decaimento radioativo

Site Inovação Tecnológica
Com informações da PhysicsWorld - 26/07/2011


Decaimento radioativo responde por metade do calor da Terra
 
A metade da esquerda mostra a simulação da produção de geoneutrinos, e a metade da direita mostra a estrutura da Terra.[Imagem: Kamland/Stanford]

Geoneutrinos

Cerca de 50% do calor liberado pela Terra é gerado pelo decaimento radioativo de elementos como o urânio e o tório.

Esta é a conclusão de uma equipe internacional de cientistas que usou o detector KamLand, no Japão, para medir o fluxo de antineutrino emanados do interior da Terra.

A cadeia de decaimento dos elementos radioativos libera também antineutrinos do elétron, que atravessam facilmente a Terra, podendo ser detectados próximo à superfície.

Em 2005, cientistas do KamLand anunciaram a detecção de 22 desses geoneutrinos. Ano passado, um grupo do experimento Borexino, na Itália, detectou 10 deles. Agora, a equipe do KamLand contou 111 dessas minúsculas partículas sem massa.

Calor da Terra

Os resultados combinados permitiram que o grupo calculasse que o fluxo de calor emanado do centro da Terra, fruto do decaimento radioativo, é de 20 TeraWatts (TW), com uma incerteza de 8 TW.

"Uma coisa que podemos dizer quase com certeza é que o decaimento radioativo sozinho não é suficiente para explicar todo o calor da Terra," explica Stuart Freedman, colaborador do KamLand. "Se o resto é calor primordial ou se vem de outra fonte é uma questão ainda sem resposta."

Os geofísicos calculam que o calor flui do interior da Terra para o espaço a uma taxa de 44 x 1012 Watts (TW). Mas ainda não estava claro quanto desse calor é fruto do decaimento radioativo e quanto dele é um resquício do calor primordial, gerado na formação do planeta.

Os novos resultados indicam que 20 TW são gerados pelo decaimento radioativo - 8 TW da cadeia de decaimento do urânio-238; 8 TW do tório-232 e 4 TW do potássio-40.

Decaimento radioativo responde por metade do calor da Terra
 
O detector KamLand é uma gigantesca esfera contendo 1.000 toneladas de óleo mineral, localizado nas profundezas de uma mina subterrânea no Japão. [Imagem: Kamland/Stanford]Detector de antineutrinos

O detector KamLand (Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector) é uma gigantesca esfera contendo 1.000 toneladas de óleo mineral, localizado nas profundezas de uma mina subterrânea no Japão, para que a camada de rochas o proteja dos raios cósmicos.

O material do interior do balão é monitorado constantemente por 1.800 tubos fotomultiplicadores.

Quanto um antineutrino atinge um próton no óleo gera-se um nêutron e um pósitron (um anti-elétron). O pósitron move-se uma pequena distância dentro do óleo, ionizando suas moléculas, o que causa a liberação de um flash de luz.

O pósitron então se choca com um elétron, aniquilando ambos com a emissão de dois fótons de raios gama.

O papel dos tubos fotomultiplicadores é detectar essas emissões de luz. A energia do antineutrino pode ser calculada a partir da intensidade do brilho liberado no processo.

Alguns milissegundos depois, o nêutron gerado na chegada do antineutrino é capturado por um próton, formando um deutério, o que também causa a emissão de um raio gama, igualmente detectado pelos fotomultiplicadores.

Identificando os dois sinais coletados pelos fotomultiplicadores, os cientistas observam suas separações no tempo, para identificar o que foi originado pelos extremamente raros antineutrinos e o que é resultado da "radiação de fundo".

Bibliografia:

Partial radiogenic heat model for Earth revealed by geoneutrino measurements
The KamLAND Collaboration
July 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/ngeo1205



Conversa sobre o nada

Folha de S.Paulo
São Paulo, domingo, 24 de julho de 2011

MARCELO GLEISER

A física quântica leva à conclusão de que o nada, no sentido de ausência de tudo, não existe


O nada, por incrível que pareça,vem ocupando a imaginação de filósofos e cientistas há milênios. Coisa simples, não é? Imaginar a ausência de tudo, o vazio absoluto, não deve ser tão complicado. Grande engano. Se a ideia do nada como a ausência total de matéria é trivial, quando pensamos um pouco mais sobre o assunto, a coisa complica.
Foram os atomistas Leucipo e Demócrito, na Grécia do século 5 a.C., que tiveram uma grande sacada: e se o cosmo contivesse duas coisas, os átomos que constituem a matéria e o vazio onde se movem? Com isso, na ausência de um átomo, existe apenas o espaço vazio.
Aristóteles, um século mais tarde, descartou a ideia. Para ele,o espaço vazio era uma impossibilidade. Existe sempre algo preenchendo o vazio, que ele chamou de "éter". Caso contrário, ponderou, objetos poderiam atingir velocidades infinitas, algo que não parecia possível.
As ideias sobre o vazio de Aristóteles, Mesmo que transformadas, retomaram força com o francês René Descartes no século 18. Para ele, o vazio também não existia. Uma forma de matéria fluida preenchia o espaço.
Para explicar as órbitas dos planetas em torno do Sol ou da Lua em torno da Terra, descartes supôs que esse fluido, ao girar, criava uma espécie de redemoinho que levava os planetas em suas órbitas.
Newton, um pouco mais tarde, demonstrou matematicamente que o espaço não pode ser preenchido por um fluido: sua viscosidade faria com que os planetas espiralassem sobre o Sol. O nada voltou a existir.
Quando, no século 19, foi descoberto que a luz é uma onda eletromagnética, a questão do meio material em que essa onda se propagava veio à tona. Afinal, ondas de água se propagam na água, ondas de som no ar. Qual o meio em que as ondas de luz viajavam? Foi sugerido que o espaço, afinal, não era vazio; existia uma espécie de fluido que permitia a propagação das ondas de luz. Em 1887, porém, um experimento que visava confirmar a existência do éter falhou. A luz e a sua propagação se tornaram um grande mistério, que só foi resolvido em 1905, quando Einstein propôs que a luz não precisava de meio algum para se propagar. O nada voltou, triunfante. Mas não por muito tempo.
Na década de 1920, com a mecânica quântica, a física que estuda os átomos e partículas, ficou claro que conceitos do nosso dia a dia precisavam ser revisados radicalmente. Entre eles, a noção de que objetos podem ficar parados.
No mundo dos átomos, tudo vibra incessantemente. Com isso, sempre existe uma energia residual, cujo valor flutua aleatoriamente. Juntando isso ao fato de que a energia e a matéria estão intimamente relacionadas, flutuações de energia são convertidas em partículas de matéria.
Dadas as flutuações de energia,partículas de matéria podem surgir do nada. A física quântica leva à conclusão de que o nada, no sentido de ausência de tudo, não existe.
Em1998, essa história ganhou um novo capítulo. Foi descoberto que o Universo está em expansão acelerada.
Entre as explicações sugeridas para isso, a mais plausível é que o efeito seja gerado pela energia do vazio, as tais flutuações quânticas.
Nesse o caso, o nada, ou sua versão quântica, é responsável pelo destino do nosso Universo.

MARCELO GLEISER éprofessor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor do livro "Criação Imperfeita"