Curiosity - Marte à primeira vista

Em 5 de Agosto a NASA aterrou com sucesso seu rover Curiosity, em Marte. Desde o desembarque, o robô capturou algumas imagens impressionantes do planeta vermelho. Neste vídeo, os cientistas da NASA John Grotzinger e Joy Crisp conversam sobre o que temos visto até agora, e o que podemos
encontrar quando o Curiosity se dirigir para Monte Sharp - onde esperam encontrar sinais de água!

Mulher parapelégica move robô com a sua mente

Cathy Hutchinson tem sido incapaz de mover os seus próprios braços e pernas por 15 anos. Mas usando a mais avançada interface cérebro-máquina já desenvolvida, ela agora pode guiar um braço robótico para uma garrafa, buscá-lo, e beber seu café da manhã! A interface inclui um sensor implantado no cérebro de Cathy, que "lê" seus pensamentos, e um descodificador, que transforma os seus pensamentos em instruções para o braço robótico. Neste vídeo, veja Cathy controlar o braço e ouça a equipa por trás do estudo pioneiro. Fantástico!

Anular edições

Telescópio Hubble

O lançamento do telescópio espacial Hubble representa uma das mais importantes revoluções dos últimos cinquenta anos no campo da astronomia e astrofísica. Este arquétipo astronómico tem um currículo de fazer inveja a qualquer telescópio astronómico terrestre, devido principalmente à sua posição priveligiada: o Hubble encontra-se acima do manto da atmosfera terrestre e, por isso, não é afectado pelas turbulências atmosféricas, tendo assim uma nitidez de imagem acentuada.




O Hubble tem a forma de um longo cilindro com 4,27 metros de largura e 13,3m de comprimento. O espelho principal têm um diâmetro de 2,4 metros e o seu peso é de 11 toneladas. Foi colocado em órbita terrestre, a 600 quilómetros de altitude, pela nave Discovery em 1990.
Dentro de poucas semanas após o lançamento do telescópio, pelas imagens que voltavam, ficou evidente que havia um sério problema com o sistema óptico. Embora as imagens parecessem de início ser mais nítidas do que as imagens obtidas em terra, o telescópio falhou em obter um foco tão exato como esperado. Depois de vários estudos, descobriu-se que a curvatura do espelho não era perfeita. O defeito era imperceptível a olho nu, um deformação menor do que a espessura de um cabelo, que no entanto teve sérias consequência, resultando numa aberração esférica grave, que detiorava bastante a qualidade de imagem. O telescópio e a NASA foram alvos de chacota, tendo este primeiro sido comparado ao Titanic, ao dirigível Hindeburg e ao carro falhado da Ford Motor Company, Edsel.



Comparação das imagens antes e depois do reparo do espelho do Hubble

Ao fim de mais de três anos após o lançamento, numa missão do Endeavour, os astronautas recuperaram o telescópio espacial e colocaram-lhe lentes corretoras, um "par de óculos" que finalmente tornaram a vista perfeita. Os astronautas voltaram a visitar o Hubble ainda uma segunda vez, em Fevereiro de 1996, para substituir dois instrumentos por aparelhos ainda mais sofisticados. A partir do momento em que a sua visão foi corrigida, o telescópio efectuou descobertas atrás de descobertas.






















Astronautas treinando para futura manutenção no Hubble

Fotografou tudo, deliciando tanto astrónomos amadores como profissionais, e mostrou ao público em geral como a ciência da astronomia pode ser maravilhosa e divertida. Infelizmente, o Hubble está a ficar "velhinho", e sua desativação está prevista para 2020. No entanto,imagens de nebulosas, buracos negros, estelas gigantes, supernovas, galáxias e quasares a quase 12000 milhões de anos-luz, discos protoplanetários e uma infinidade de outros astros celestes ficaram gravadas para a posteridade nos arquivos da Humanidade. O legado que este telescópio nos deixa é tão quase tão grande como aquele que lhe deu o nome, o grande cientista  e astrónomo Edwin Hubble.

Nebula Planetária M2-9

Galáxia Espiral M1000

Galáxia I Zwicky 18

Galáxia Cluster Abell 520 (HST-CFHT-CXO Composite)

Júpiter

"Mystic Mountain"

Nebulosa de Caranguejo (Combined X-Ray and Optical Images )

Supergigante-vermelha V838 Monocerotis

Estrela Maciça VY Canis Majoris - Polarized Light



"Pilares da Criação"- Nebulosa da Àguia








 E muito MAIS...



 

 

 

O Universo onde vivemos é mesmo maravilhoso :)

 

 

 

 

 



 

 

Bibliografia: "A conquista do Espaço", Enciclopédia Pedagógica Universal, 6ºVolume, Matosinhos, QUIDNOVI ,2002;
http://hubblesite.org/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Telesc%C3%B3pio_espacial_Hubble


 

 

 

 

 

 

 

Nano-foto num fio de cabelo!

Imagem da capa de Playboy reduzida

Um grupo de cientistas de Singapura encolheu a página central de uma edição da revista Playboy até o tamanho de um fio de cabelo humano, através uma nova técnica de impressão em cores.
Na publicação científica Nature Nanotechnology, os cientistas explicam que o método usado para imprimir a foto pode produzir imagens coloridas de até 10 mil pontos por cada 2,5 centímetros, 10 vezes mais que uma impressora ‘normal’.

Em vez de usarem tintas normais e a impressão convencional, os investigadores produziram as cores com nanopartículas de prata e ouro ‘incrustadas’ numa superfície de silicone. Segundo dizem, o método pode ser usado para imprimir marcas d'água ou mensagens secretas para fins de segurança.

 

“A nossa estratégia de mapeamento de cores produz imagens que têm, ao mesmo tempo, mudanças bruscas de cor e tênues variações de tom, suporta um grande volume de impressões coloridas e pode ser útil para criar micro-imagens para segurança”- referem os cientistas do estudo

Antes de ser banhada em metal, a imagem foi ‘desenhada’ em silicone. O aparelho, que costuma ser usado para a fabricação de circuitos integrados em escala nanométrica, forma a figura com pequenos pontos de tamanhos diversos. Em seguida, o pedaço de silicone foi banhado numa camada de metal. O depósito do metal dentro dos pontos criou ‘nanodiscos’ metálicos dentro da figura.
A luz reflecte em cada um dos nanodiscos numa frequência distinta, criando diferentes cores. Por causa do tamanho e da necessidade da luz, a imagem colorida só consegue ser vista ao microscópio.

Bibliografia: http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=55227&op=all

Curiosity

Aqui está o último vídeo publicado na NASA (27/08/12) sobre o Curiosity. Neste vídeo, Torsten Zon apresenta-nos as últimas novidades da sonda espacial que está operar em Marte. A utilização do braço pela primeira vez, da ChemCam, o teste de manutenção das rodas, a apresentação do SAM e do próximo objetivo da sonda espacial, Glenelg.

 

 

 

 

A Via Láctea

Galáxia Andrómeda - 

A galáxia onde se encontra o nosso sistema solar é a Via Láctea. É uma comum galáxia em espiral, formada por um núcleo central do qual irradiam os braços. A Via Láctea tem um comprimento de 100 000 anos-luz e uma espessura de 15 000 anos-luz no empolamento central. É povoada por um enorme número de estrelas, estimado entre 200 e 400 mil milhões. Uma dessas estrelas é o Sol, que se encontra num braço da espiral, numa posição periférica, a 30 000 anos-luz do centro. A Via Láctea gira lentamente: o Sol, para completar uma volta em torno do centro galáctico, leva 250 milhões de anos. Vista a olho nu, a nossa galáxia apresenta-se como uma faixa mais clara que atravessa a esfera celeste: aos antigos Gregos isso fazia lembrar uma mancha de leite vertido no céu noturno. Observada ao telescópio, porém, releva numerosas surpresas. No núcleo observa-se uma grande quantidade de poeiras e gases raros que se precipitam rapidamente em direção a um ponto central, o que levou a colocar a hipótese de um buraco negro. Os braços da espiral mostram, por sua vez, uma intensa formação de estrelas. As estrelas recém-nascidas são habitualmente reagrupadas em famílias, também chamados amontoados abertos. A família das Plêiades, nascidas há cerca de 60 milhões de anos, é uma das mais famosas entre os astrónomos amadores, ainda que das suas 200 estrelas observáveis ao telescópio, somente 6 sejam visíveis a olho nu. A Via Láctea está rodeada de uma auréola com cerca de 150 pequenos amontoados de estrelas muito luminosos, os amontoados globulares, que têm um diâmetro compreendido entre 100 e 600 anos-luz e contêm 10 000 e 100 000 estrelas. A Via Láctea faz parte do Grupo Local, uma pequena concentração na qual se distinguem também a galáxia Andrómeda, a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães e a galáxia  do Triângulo.




Grupo Local



Fractais - complexidade a qualquer escala

"Fractais são formas igualmente complexas no detalhe e na forma global."

Os fractais foram descobertos pelo matemático polaco-franco-americano Benoit Mandelbrot (1924-2010), entre 1960 e 1970. Um fractal é uma abreviação para dimensão fraccionária, e é um padrão que parece essencialmente o mesmo a qualquer escala. É impossível determinar a ampliação simplesmente olhando para o objecto, pois se olharmos mais de perto para uma pequena parte do padrão, ele parece indistinguível daquilo que era a uma escala maior. Vemos fractais quase todos os dias, pois estes encontram-se na Natureza: nos ramos das árvores, nos acidentes de uma linha costeira, nas folhas de um feno ou na cristalina simetria hexagonal de um floco de neve.



Floco de neve



Mount's Bay, na Inglaterra.

O percurso seguido por uma partícula com movimento browniano, movimento que descreve os movimentos bruscos e irregulares de pequenas partículas à medida que são empurradas por moléculas invisíveis de água ou gás, é também um exemplo de um fractal.



O famoso conjunto de Mandelbrot. Os eixos horizontal e vertical representam a parte real e a parte imaginária dos números complexos. Trata-se de um figura matemática extremamente complexa, embora facilmente reprodutível num vulgar computador pessoal.

  
As dimensões fraccionárias surgem porque o seu comprimento, ou dimensão, depende da escala à qual é observada. Tomemos de exemplo o intestino delgado humano. Este é logo à "primeira vista" um orgão longo (6m), mas é a formologia do seu interior que permite o processamento final da digestão e a absorção dos nutrientes. A superfície intestinal é formada por inúmeras irregularidades: pregas circulares, vilosidades e microvilosidades, que aumentam a àrea cerca de 400x a 600x. Assim sendo, o comprimento absoluto depende da esclada de medição. Se contássemos com as microvilosidades, o intestino teria quilómetros de comprimento!

Interior do intestino delgado



Benoit Mandelbrot
  

Os fractais estão também relacionados com a economia. Mandelbrot, no final dos anos 50, décadas antes do seu livro seminal, interessou-se pela evolução dos preços nos mercados, cujos gráficos em ziguezague haveria mais tarde de reconhecer como figuras fractais. O casamento dos fractais com a economia foi celebrado com a publicação do livro O (Mau) Comportamento dos Mercados, escrito por Mandelbrot em co-autoria com Richard Hudson. O livro advogava que o acaso no mercado de valores manifesta-se de uma forma muito mais irregular do que se pensava. Por isso quando se sentir preocupado por uma eventual inflação, não se esqueça que a evolução dos preços está apenas a desenhar uma bonita figura fractal.


Richard Hudson

  

Alguns fractais... vale a pena ver!

 

Bibliografia: Fiolhais, Carlos; Marçal, David (2011), Darwin aos tiros, ( um escaravelho matemático), 1ºedição, Lisboa: Gradiva.
http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090423161349AAME98p
http://www.educ.fc.ul.pt/icm/icm99/icm43/fractais.htm

Células de Gratzel

Entre 23 e 27 de Agosto participei no programa "Vamos experimentar a Engenharia Química", da Universidade Júnior do Porto. Foi uma experiência bastante interessante: conheci novas pessoas, diverti-me e, para além disso,aprendi bastante.

Michael Gratzel

A equipa de monitores era constituída por dois estudantes de engenharia química do 4ºano, a Liliana e o Pedro, e uma engenheira de Minas, a Sofia. Com a ajuda deles fizemos várias experiências, tendo sido a parte de manhã mais centralizada para a engenharia química, medindo caudais e testando a condutividade dos solos, por exemplo. Depois do almoço, passávamos a tarde no laboratório de química. Fizemos várias experiências: medimos o ph de algumas substância do dia-a-dia, criámos um tipo de nylon, fizemos alcóol vinílico ( uma espécie de pega-monstro)... Tudo isto na FEUP.
No último dia levaram-nos a dois laboratórios de investigação. No primeiro apresentaram-nos a célula de combustível. No segundo apresentaram-nos as células fotoeletroquímicas sensiblizadas por corante, ou células de Gratzel. Estas células, inventadas por Michael Gratzel, são o novo método de transformação de energia solar em energia eléctrica que não utiliza os comuns cristais de silício mas sim outros materiais mais baratos ficando no geral mais barata mas, no entanto, não tão eficiente.

Painéis solares de silício

Célula de Gratzel

Neste modelo de célula solar utiliza-se um corante (pigmento), um material semi-condutor (dióxido de titânio) e um electrólito, dois pedaços de vidro especial, com um dos seus lados capaz de conduzir electricidade.

Funcionamento

Quando a célula é exposta a luz solar os fotões são absorvidos pelo corante, excitando electrões que passam para o dióxido de titânio e por sua vez para o vidro condutor , seguindo o circuito, onde serão utilizados como energia útil. Após estas fases esses electrões atravessam o electrólito pelo catalisador (camada de grafite) indo recombinar-se com o corante que fica assim preparado para receber um novo fotão e repetir-se o processo.

Prós e contras

 O grande problema dos painés solares de silício é que a sua rentabilidade está conformada a muitos factores. Este painés só trabalham praticamente entre as 3h e 5h da tarde, tendo o resto do dia um rendimento praticamente nulo, pois só absorvem raios solares que façam com estes um ângulo de 90º. Já os painés fotoeletroquimícos podem ser instalados em qualquer posição e, para além disso, podem ter qualquer cor, podendo ser usados na arquitectura como ornamento e, ao mesmo tempo, fonte de energia. No entanto, apesar de  ser uma forma limpa de energia, não possui preço acessível. Segundo a Revista Scientific American Brasil (n. 92), "instalar um conjunto de painéis solares grandes o suficiente para produzir toda a energia necessária para abastecer um edifício custa o equivalente a pagar antecipadamente sete a dez anos de sua conta de luz". Isso ocorre, principalmente, em função do alto custo necessário para a purificação do silício de modo que possa ser utilizado em células solares. As células solares de silício apresentam rendimento médio de 14% a 20%. Mostrando uma desvantagem das "células de Grätzel" em relação às convencionais: com corantes naturais, a eficiência gira em torno de 7% a 8% em laboratório; utilizando corantes artificiais à base de Rutênio, já chegou-se à eficiência de 11%...
O objetivo dos investigadores que me apresentaram esta tecnologia era, segundo eles, desenvolvê-la de modo que pudesse ser introduzida no mercado.

Bibliografia: http://www.esjcp.pt/areaprojecto/Site_GrupoD_EnergiasRenovaveis/design/pai_celgratzel.html

http://colgiodoburaconegro.blogspot.pt/2011/01/celulas-solares-fotoeletroquimicas.html

Elementar, meu caro Watson...

Partículas elementares
Demócrito disse "Existem átomos".

Contudo a matéria não é só formada por átomos mas, também, pelos seus constituintes. O núcleo de um átomo é formado por neutrões e protões. Á volta deste encontra-se a nuvem eletrónica, onde "viajam" eletrões a velocidades incalculáveis.

Átomo

Contudo, a viagem ao coração da matéria não termina no núcleo, nem tão pouco nos seus constituintes, os protões e os neutrões. No interior destas duas partículas ainda existem os quarks. Existem seis tipos de quarks: "up","down","strange","charm","top" e "bottom". Estes nomes curiosos não correspondem, no entanto, às caraterísticas das partículas.

Os quarks são partículas algo originais, mesmo para o estranho mundo das partículas subatómicas. A carga elétrica que transportam, por exemplo, é uma fraçao da carga do eletrão (2/3 ou 1/3, consoante o tipo de quark).
O protão é constituído por dois quark "up" e um quark "down", enquanto que no interior do neutrão há dois quarks "down" e quark "up". Existem ainda os leptões, divididos em seis tipos, sendo o eletrão o mais conhecido. O muão e a partícula tau, muito semelhantes ao eletrão, são também leptões, assim como os neutrinos, partículas desprovidas de carga elétrica. Destes últimos, existem três tipos: o neutrino eletrónico, neutrino muónico e neutrino tauónico.
O  mundo das partículas é, portanto, uma simetria perfeita: 6 quarks para um lado ("up","down","estranho","charme","bottom" e "top") e 6 leptões para outro (eletrão, muão, tau, e os três tipos de neutrino). São estes doze ingredientes que constituem toda a matéria do universo conhecido. Mas bastam apenas três para formar os átomos de Demócrito (embora para Demócrito os átomos fossem partículas indivísiveis): os eletrões e os quark "up" e "down", que constituem os protões e os neutrões.

A Geração da Matéria - Quarks e leptões existem em 3 grupos distintos.  Cada um  desses grupos  denomina-se  geração de partículas de matéria. Uma geração contém um exemplar de quarks e leptões de cada tipo de carga. Cada nova geração é normalmente mais pesada que a anterior. Toda a matéria visível no Universo é feita da primeira geração de partículas - quark up, down e eletrões. Isto porque todas as partículas da segunda e terceira geração de partículas são instáveis e decaem, tornando-se partículas da primeira geração estável.



Bibliografia: "A Matéria", Enciclopédia Pedagógica Universal, 1ºVolume, Matosinhos, QUIDNOVI ,2002
http://klaus-blaze.blogspot.pt

Meu querido Universo, o que queres ser quando fores grande?...

A maioria das pessoas conhece a teoria do Big Bang, proposta pela primeira vez pelo padre e cosmólogo belga George Lemaître (1894-1966), em 1927. De acordo com o modelo do Big Bang, à cerca 13,7 mil milhões de anos houve uma grande e explosão e o espaço iniciou-se a partir de um estado extremamente quente e denso, que começou e se continua a expandir atualmente. Se esta teoria estiver correta as galáxias estão neste momento a afastar-se uma das outras, e continuarão assim indefinitivamente.

Este esquema ilustra a expansão de uma parte do Universo plano. Como podemos observar, ao longo da sequência de planos, as galáxias vão-se gradualmente afastando umas das outras.  

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Universe_expansion2.png

Podemos também imaginar, segundo esta teoria, a expansão do Universo como um balão com pontos marcados na sua superfície. À medida que enchemos o balão este dilata e os pontos vão-se afastando uns dos outros.

Destinos possíveis...

No entanto, o futuro do Universo é tema de bastante controvérsia. Irá este envelhecer e morrer, ou expandir-se-á indefinitivamente?! Não se sabe ao certo, mas  há várias teorias acerca do futuro deste...

Os debates acerca do futuro do Universo costumavam centrar-se em duas alternativas- o "Big Crunch" e o "Big Chill". A entrada em cena da energia escura parece ter excluído o Big Crunch, mas abriu a porta a duas novas teorias. 

Estão aqui apresentados os  quatro cenários possíveis...

O Big Crunch

No cenário do Big Crunch, a gravidade do Universo é mais forte que a força transmitida pelo Big Bang, e então a expansão abranda, pára e depois inverte-se. O Universo fica cada vez mais quente e denso, e desaba novamente numa singularidade. Isto pode dar origem a um novo Universo!

 

 

O Universo contrai-se depois de ter chegado a um diâmetro máximo. O  Universo em contração aquece, formam-se buracos negros e este desaba numa singularidade.

O Big Chill

No caso de um Big Chill, a quantidade de matéria é pequena demais para que a gravidade pare a expansão. O Universo continua a expandir-se, mas cada vez mais devagar. As galáxias desintegram-se, as estrelas apagam-se e finalmente os átomos decaem nas suas partículas constituintes.

O Big Chill Modificado

Se a energia escura do Universo se mantiver constante, então o ritmo de expansão irá aumentar constantemente, vencendo a força da gravidade e afastando as galáxias cada vez mais umas das outras. O derradeiro destino do Universo, apesar disso, continuaria a ser um Big Chill.

O Big Rip

Se a força da energia escura continuar a aumentar, daqui a milhares de milhões de anos poderá superar não só a gravidade, mas também as forças entre e dentro dos átomos. A matéria seria rasgada num "Big Rip" catastrófico e o próprio tempo chegaria ao fim!

Resta-nos esperar ( isto é, se chegarmos lá) para vermos se alguma destas teorias do Futuro do Universo se  comprove. No entanto, se o Universo alguma vez "morrer" , não será de certeza um espetáculo bonito de se ver...




Bibliografia: RIDPATH, Ian, "O destino do Universo",Dorling Kindersley, Astronomia, Porto: Civilização editora, 2006