GIPOPE - GARIBA'S Logística for 2012

terça-feira, 18 de março de 2025

O que significa a equação na sepultura de Stephen Hawking

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O físico britânico, que morreu em 14 de março de 2018, é lembrado por muitas razões. Mas ele queria imortalizar uma: a chamada radiação Hawking.
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Por BBC
17/03/2025 11h46 Atualizado há um dia
Postado em 18 de Março de 2.025 às 09h45m

#.* Post. - Nº.\  11.552*.#

🌌Durante seus 76 anos de vida, o físico britânico escreveu dezenas de artigos científicos e livros de ciência popular, participou de documentários, séries e teve até mesmo sua trajetória retratada em um filme.

O diagnóstico de Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA), uma doença neuromotora, aos 21 anos, o obrigou a viver em uma cadeira de rodas e a usar um sofisticado sistema de comunicação. Mas isso não foi obstáculo para sua carreira científica, tampouco para seu estrelato.

Mas, de todas as suas conquistas, ele queria ser lembrado por uma teoria em particular, cuja fórmula está gravada em sua lápide na Abadia de Westminster, em Londres, a poucos passos dos túmulos de Isaac Newton e Charles Darwin.

Trata-se da chamada radiação Hawking.

Sete anos após sua morte, esta teoria é tão importante para compreender o Universo em geral, e os buracos negros em particular, que instituições de prestígio como a Nasa, a agência espacial americana, e a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (Cern, na sigla em francês) estão trabalhando para detectá-la.

Previsões de Hawking: em 1995, o que ele previu para 2025?

A 'grande surpresa' de Hawking

"Aqui jaz o que era mortal de Stephen Hawking (1942-2018)", está escrito na lápide de pedra com tom de ardósia — um cinza escuro que não chega a ser preto —, combinando com sua teoria. No centro, está gravada uma espécie de espiral que circunda uma elipse e os 10 caracteres da equação.

A equação "expressa sua ideia de que os buracos negros no Universo não são completamente negros, mas emitem um brilho conhecido como radiação Hawking", explica a Abadia de Westminster, que tem um cartão-postal da lápide à venda em sua loja oficial.

Mas muito antes de ganhar status de souvenir, a ideia de que buracos negros não são realmente tão negros provocou repúdio, inclusive, no próprio Hawking.

Em 2016, o físico deu duas palestras para a BBC como parte do programa anual Reith Lectures. Lá, o físico contou que, no início de 1974, ele estava "investigando como seria o comportamento da matéria nas proximidades de um buraco negro".

"Para minha grande surpresa", ele acrescentou, "descobri que o buraco negro parecia emitir partículas a uma taxa constante. Como todo mundo na época, eu aceitava a máxima de que um buraco negro não poderia emitir nada. Por isso, me esforcei ao máximo para tentar me livrar deste efeito constrangedor."

"Mas quanto mais eu pensava nele, mais ele se recusava a ir embora, então, no final, eu tive que aceitá-lo."

O que são buracos negros, como o M87*, que ganhou versão mais nítida

Astrônomos descobrem par de buraco negro no ‘Amanhecer Cósmico’

A pergunta por trás da teoria

Para entender a radiação Hawking, é necessário primeiro compreender dois conceitos, diz Gerardo Herrera Corral, pesquisador do Departamento de Física do Centro de Pesquisa e Estudos Avançados (Cinvestav) no México e pesquisador associado do Cern, à BBC News Mundo, serviço de notícias em espanhol da BBC.

O primeiro é um fenômeno chamado produção de pares, que acontece quando "um fóton, que é uma partícula de luz, produz subitamente um par de partícula e antipartícula", explica o físico mexicano.

"Então, quase imediatamente, esta partícula e antipartícula se atraem novamente e se aniquilam, ou seja, voltam a se encontrar, para produzir novamente o fóton que gerou o par."

Em outras palavras, é uma flutuação: há um fóton que produz um par, que se "aniquila" e se torna um fóton novamente.

O segundo conceito tem a ver com uma das características mais fascinantes dos buracos negros: o chamado horizonte de eventos.

"É um limite, uma fronteira, que separa o objeto do resto do Universo", diz Herrera Corral.

"O horizonte de eventos é o ponto sem retorno: quando algo cruza este limite, não retorna mais ao Universo visível, ao Universo como o conhecemos. Nem sequer a luz pode escapar de um buraco negro", ele acrescenta.

Hawking então se perguntou: o que aconteceria se a produção de pares acontecesse no horizonte de eventos?

"Na presença de um buraco negro, um membro de um par de partículas pode cair no buraco, deixando o outro membro sem um parceiro para se aniquilar", explicou Hawking durante a palestra mencionada anteriormente.

"A partícula ou antipartícula abandonada pode cair no buraco negro depois da sua parceira, mas também pode escapar para o infinito, onde parece ser radiação emitida pelo buraco negro", completou.

Esta radiação que escapa é justamente a que leva seu nome. É a equação gravada na lápide.

O fim dos buracos negros

Uma das consequências da radiação Hawking é que ela prevê o fim dos buracos negros. E para entender isso, é preciso voltar à produção em pares.

"Na vida cotidiana, este fenômeno acontece quando um fóton passa perto de um átomo, porque o campo eletromagnético gerado pelo átomo fornece a ele a energia necessária para a produção de pares que depois se aniquilam", afirma Herrera Corral.

Agora, quando a produção de pares acontece na borda do buraco negro, este fenômeno "extrai um pouco de energia do horizonte de eventos".

No entanto, "como isso acontece muitos bilhões de vezes, a produção contínua de pares no horizonte de eventos está retirando energia do buraco negro".

"Então, como consequência, após bilhões de anos, o buraco negro vai se evaporar: ele terá cedido toda a sua energia ao fenômeno da produção de pares, e desaparecerá."

Para se ter uma ideia das escalas de tempo, de acordo com a Nasa, um buraco negro estelar — ou seja, do menor tamanho comprovado até o momento — levaria dezenas de vezes a idade atual do Universo para evaporar.

Mas isso não significa que tenhamos que esperar todo esse tempo para provar experimentalmente a radiação Hawking.

A chance do Nobel

Um dos maiores esforços experimentais para detectar a radiação Hawking está sendo conduzido pela Nasa.

"Em junho de 2008, a Nasa lançou o telescópio Fermi no espaço, cujo objetivo é mapear as fontes de raios gama, as fontes de luz no Universo", diz Herrera Corral.

"Hawking disse que poderia haver buracos negros primordiais que se evaporariam e, ao fazer isso, emitiriam a radiação que esperamos ver com a sonda espacial Fermi", explica.

Além disso, acrescenta o físico mexicano, o Grande Colisor de Hádrons do Cern "tem procurado a radiação que poderia ser emitida por miniburacos negros que são gerados nas colisões e que, ao evaporar, se desintegram em um monte de partículas que podem ser vistas nos detectores".

Apesar destas e de outras tentativas, mais de 50 anos se passaram desde que Hawking descreveu sua radiação — e ela ainda não foi observada.

Como ele disse na palestra, arrancando risos da plateia: "É uma pena, porque se eles tivessem conseguido, eu teria ganhado o Prêmio Nobel".

Relembre a incrível trajetória do renomado físico Stephen Hawking

Stephen Hawking

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segunda-feira, 17 de março de 2025

Em ranking mundial de cursos, Brasil alcança excelência em Odontologia e Engenharia; saiba quais as melhores universidades

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'QS World University Rankings' analisou mais de 21 mil programas acadêmicos de mais de 1.700 universidades, em 100 diferentes países.
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Por Redação g1
12/03/2025 10h40 Atualizado há 5 dias
Postado em 17 de Março de 2.025 ás 13h45m

#.* Post. - Nº.\  11.551*.#

🦷Odontologia:

Universidade de São Paulo (USP - em 13º lugar),
Universidade Estadual de Campinas (Unicamp - 26º lugar)
e Universidade Estadual Paulista (Unesp - 39º lugar);

⛽Engenharia de petróleo:

Universidade de São Paulo (USP - em 9º lugar)
e Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ - em 40ª lugar).

Em outros 7 casos, o país apareceu com um único representante no TOP 50: a USP.

Antropologia (25º lugar)
Arqueologia (43º lugar)
História da arte (entre 21º e 50º lugar)
Engenharia mineral (33º lugar)
Política (50º lugar)
Educação física (39º lugar)
Enfermagem (47º lugar)

"O Brasil continua sendo um líder regional em rankings de ensino superior, particularmente por meio de instituições como a USP, que garante altas posições", afirma Ben Sowter, vice-presidente da QS. "No entanto, a crescente competição global, especialmente da Ásia, apresenta desafios para as que as universidades brasileiras continuem mantendo sua posição.”

Critérios de avaliação

A QS analisou mais de 21 mil programas acadêmicos de mais de 1.700 universidades, em 100 diferentes países. Os critérios de avaliação foram os seguintes:

reputação acadêmica;
reputação entre empregadores;
citações em pesquisas;
produtividade acadêmica;
diálogo com instituições internacionais.

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Formigas superam humanos em teste de inteligência coletiva; veja VÍDEO

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Experimento revelou que, mesmo sem um líder ou instruções explícitas, as formigas desenvolveram estratégias mais eficientes do que os humanos em um desafio.
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Por Roberto Peixoto, g1
17/03/2025 05h03 Atualizado há 02 horas
Postado em 17 de Março de 2.025 às 07h00m

#.* Post. - Nº.\  11.550*.#

E foi essa semelhança que inspirou um experimento inovador do Instituto Weizmann de Ciência, cujos resultados foram publicados na prestigiada revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

No estudo, pesquisadores colocaram grupos de humanos e formigas diante do mesmo desafio: transportar um objeto em formato de T por um labirinto com passagens estreitas, uma tarefa que exigia coordenação e tomada de decisões coletivas.

Os humanos participaram sob diferentes condições, incluindo restrições na comunicação, enquanto as formigas, da espécie Paratrechina longicornis, foram induzidas a acreditar que o objeto era alimento para o ninho.

Com isso, o experimento revelou que, mesmo sem um líder ou instruções explícitas, as formigas desenvolveram estratégias mais eficientes do que os humanos.

"Nós queríamos encontrar um quebra-cabeça que uma única formiga não conseguisse resolver, mas que muitas formigas pudessem," explica ao g1 o físico Ofer Feinerman, professor do Weizmann e autor do estudo.

"Então passamos um ou dois meses tentando quebra-cabeças cada vez mais difíceis que representassem um obstáculo substancial para uma formiga individual – e o que você vê neste trabalho é a quinta tentativa", explica.

Como esperado, os humanos sozinhos tiveram um desempenho superior ao das formigas individuais, graças à sua capacidade de planejamento e cognição avançada. Mas Feinerman conta que o cenário mudou quando os desafios foram realizados em grupo, especialmente entre os maiores.

Teste de inteligência coletiva mostra que formigas superam humanos. — Foto: T. Dreyer, A. Haluts, A. Korman, N. Gov, E. Fonio, & O. Feinerman/PNAS, 2024

Nesse caso, as formigas não apenas superaram indivíduos de sua própria espécie, como também, em alguns casos, obtiveram resultados melhores que os grupos humanos.

E o diferencial das formigas foi uma estratégia coletiva eficiente, baseada no que os pesquisadores chamam de "memória emergente". Esse fenômeno permitiu que o grupo persistisse na mesma direção mesmo após encontrar obstáculos, evitando repetir erros.

"Um dos padrões que mostram isso é que as formigas mantinham a direção do movimento mesmo depois de colidir com uma parede", explica Feinerman. "Elas conseguiam voltar até a entrada do beco sem saída antes de tentar uma nova abordagem. Essa memória coletiva ajudava a evitar armadilhas."

Esse comportamento ficou evidente em dois aspectos. Primeiro, ao encontrar um beco sem saída, as formigas conseguiam retornar até o início do caminho antes de testar novas rotas.

Segundo, os grupos maiores desenvolveram um padrão de "deslizamento na parede" – em vez de parar ao bater em um obstáculo, elas se moviam ao longo da barreira até encontrar uma passagem viável, o que tornava sua trajetória mais eficiente.

Já os humanos não mostraram a mesma vantagem em grupo. Quando foram impedidos de se comunicar, seu desempenho caiu em relação ao individual. Além disso, tendiam a escolher soluções rápidas e intuitivas, mas que não eram eficazes a longo prazo.

"As pessoas têm uma necessidade enorme de se comunicar. Elas tentam qualquer truque, e parece que não conseguem se controlar. Tivemos que colocar um experimentador no labirinto para lembrá-las constantemente de que a comunicação era proibida."

— Ofer Feinerman

Família acima de tudo

Segundo o estudo, o sucesso das formigas pode estar ligado à estrutura social das colônias. "Uma colônia de formigas é, na verdade, uma família", explica Feinerman. "Todas são irmãs e compartilham os mesmos interesses. É uma sociedade onde a cooperação supera a competição. Por isso, às vezes chamamos a colônia de superorganismo – um corpo vivo formado por muitas 'células' que trabalham juntas."

E os resultados confirmam essa ideia: as formigas em grupo demonstraram inteligência coletiva, enquanto os humanos, ao se organizarem em equipes, não ampliaram suas capacidades cognitivas.

A base neurológica desse comportamento também intriga os pesquisadores. Isso porque as formigas não precisam fazer cálculos complexos sozinhas. O que as diferencia de outros insetos é a capacidade de conectar ou desconectar seu próprio pensamento individual. Elas podem liderar em um momento e seguir o grupo no outro.

Mas a pesquisa não para por aí. Feinerman e sua equipe agora querem testar se outras espécies de formigas podem resolver desafios ainda mais difíceis.

"Estamos estudando as formigas tecelãs australianas e como elas constroem ninhos de folhas, um problema comparável a um quebra-cabeça tridimensional muito complexo", explica o pesquisador. "Nenhuma formiga pode segurar uma folha sozinha, fazer mudanças sozinha ou saber quando a construção foi concluída."

No experimento do labirinto, Feinerman já tinha uma ideia de como as formigas resolviam o problema. Mas, neste novo estudo, ele admite que ainda não sabe como elas fazem isso – ou quais desafios podem ser tão difíceis a ponto de se tornarem impossíveis até para elas.

"Estamos buscando problemas em que todo o processo cognitivo seja coletivo e vá além das capacidades individuais das formigas", conclui.

VÍDEO: Vida de inseto: pesquisador faz 'reality' nas redes e mostra luta de formigas por paçoca

Vida de inseto: pesquisador faz 'reality' nas redes e mostra luta de formigas por paçoca

Nasa

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domingo, 16 de março de 2025

Quipu: a megaestrutura cósmica que desafia nossa compreensão

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Como estrutura gigantesca com aglomerados de galáxias desafia o que sabemos do Universo.
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Por Roberto Peixoto, g1
16/03/2025 05h00 Atualizado há uma hora
Postado em 16 de Março de 2.025 às 06h00m

#.* Post. - Nº.\  11.549*.#

Batizada de Quipu, em referência a um antigo sistema de contagem do Império Inca, caracterizado por sua estrutura ramificada, esta superestrutura cósmica se estende por aproximadamente 1,3 bilhão de anos-luz.

Três curiosidades sobre o Quipu

Tamanho: é mais de 13 mil vezes o comprimento da Via Láctea.
Matéria: tem aproximadamente 200 quatrilhões de massas solares
Abrangência: juntamente com outras quatro superestruturas similares identificadas pelo mesmo estudo, abrange cerca de 30% das galáxias, 45% dos aglomerados galácticos, 25% da matéria total e ocupa 13% do volume de TODO o chamado Universo conhecido.

A caça a gigantes cósmicos

A descoberta, liderada pelo astrofísico Hans Böhringer e sua equipe, foi publicada recentemente na revista científica "Astronomy and Astrophysics". Böhringer conta ao g1 que, junto com seus colegas, conseguiu identificar essa superestrutura ao examinar uma região pouco estudada do cosmos, situada entre os redshifts 0,03 e 0,06 – o que significa uma faixa de distância de aproximadamente 424 a 815 milhões de anos-luz da Terra.

O método empregado pelos cientistas envolveu o uso de emissões de raios-X para mapear aglomerados de galáxias que contêm milhares de estrelas e enormes quantidades de gás extremamente quente.

Na prática, estas emissões funcionam como sinalizadores que indicam as regiões mais densas de concentração de matéria, permitindo aos pesquisadores traçar uma espécie teia cósmica.

"Identificamos esses aglomerados de galáxias no Universo próximo por meio de suas emissões de raios-X em um mapa do céu produzido pelo ROSAT [um observatório espacial de raios-X lançado em 1990 pela Agência Espacial Alemã]", explica Böhringer.

Em achado inédito, astrônomos descobrem par de poderosos buracos negros do 'Amanhecer Cósmico'

Mas para confirmar que estas manchas de raios-X eram, de fato, aglomerados de galáxias, os cientistas usaram também telescópios ópticos e mediram suas distâncias.

"Dessa forma, conseguimos mapear em 3D a distribuição dos aglomerados, que seguem a matéria escura em grande escala, ou seja, se alinham às suas estruturas invisíveis. E ao identificar essas regiões mais densas, encontramos essas superestruturas", detalha o cientista.

O superaglomerado Shapley, antes considerado a maior estrutura do Universo, foi superado por pelo menos quatro outras gigantes recém-identificadas, incluindo Quipu. — Foto: ESA & Planck Collaboration/Rosat/Digitised Sky Survey

Do Bing Bang à constante de Hubble

Mas toda essa magnitude tem uma consequência. Isso porque a massa destas superestruturas exerce uma enorme influência em nossas tentativas de observar, medir e compreender o cosmos.

Um efeito significativo disso acontece sobre a radiação cósmica de fundo, uma luz muito antiga que viaja pelo Universo desde seus primórdios e que, quando passa perto de estruturas gigantescas como Quipu, sofre alterações sutis.

E isso faz com que a massa dessas estruturas colossais funcione como uma lente gravitacional, distorcendo levemente a radiação que passa por elas, algo semelhante a como um vidro curvo altera a aparência do que vemos através dele.

Com isso, essas pequenas distorções funcionam ruídos que se misturam ao sinal original da radiação cósmica. E o desafio para os astrônomos é conseguir justamente filtrar esses "ruídos" para estudar a radiação pura.

O que é um buraco negro?

Sem esse filtro adequado, por exemplo, nossa compreensão do Big Bang e dos primeiros momentos do Universo fica comprometida, pois não conseguimos separar perfeitamente o que são características originais da radiação e o que são alterações causadas por essas gigantescas estruturas espaciais.

Além disso, essas superestruturas podem ainda impactar as medições da constante de Hubble, um valor fundamental na cosmologia que descreve a velocidade de expansão do universo.

Enquanto as galáxias se afastam umas das outras devido à sua expansão, elas também possuem velocidades locais, chamadas de velocidades peculiares ou movimentos de fluxo.

E quando observamos galáxias distantes, precisamos distinguir entre esses dois movimentos. Mas o problema é que as gigantescas massas de estruturas como o Quipu puxam as galáxias ao seu redor, criando "correntes locais" que se misturam ao movimento geral de expansão, dificultando a capacidade de cientistas de medir com precisão a verdadeira taxa de expansão do universo e, consequentemente, ornando o trabalho dos cosmólogos muito mais desafiador.

Cordas cósmicas

Mas apesar do seu tamanho imponente, Quipu apresenta uma característica fascinante: sua estrutura filamentar distinta, semelhante a cordas entrelaçadas – o que inspirou justamente sua comparação com o sistema de contagem inca.

Böhringer diz que essa formação é um resultado natural da evolução cósmica. Ou seja, como o Universo começou com regiões que tinham um pouco mais de matéria que outras, essas áreas mais densas começaram a atrair mais matéria para si devido à gravidade, como um imã cósmico.

Assim, quando essas regiões começaram a se contrair pela gravidade, elas não encolheram igualmente em todas as direções. Em vez disso, primeiro se achataram como uma panqueca. Isso acontece porque, naturalmente, a região se contrai primeiro na direção onde ela é mais fina.

Um quipu inca. — Foto: Wikimedia/Domínio Público

Contudo, após formar essa estrutura achatada, o processo continua. A "panqueca" de matéria segue se contraindo, mas na sua segunda dimensão mais estreita. Isso transforma a matéria em um longo filamento - como um cordão cósmico esticado pelo espaço. E é por isso que vemos essas estruturas alongadas que lembram cordas no Universo.

E enquanto as regiões densas formam filamentos, ocorre o oposto nas áreas com pouca matéria. Essas regiões menos densas não sofrem contração - pelo contrário, elas se expandem mais rápido que o resto do universo e formam enormes bolhas praticamente vazias. São os chamados "vazios cósmicos", enormes regiões do espaço com quase nenhuma galáxia.

O resultado final é uma estrutura que lembra uma espuma ou uma teia gigantesca: bolhas vazias cercadas por paredes e filamentos de galáxias. E nas interseções desses filamentos - onde vários "cordões" cósmicos se encontram - formam-se justamente os grandes aglomerados de galáxias, como os nós de uma rede.

"Quipu é, portanto, uma estrutura muito típica em sua forma, mas extraordinariamente grande", diz o cientista.

— Hans Böhringer, pesquisador do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.

O destino de Quipu

Apesar do seu tamanho imponente, Quipu pode, porém, não ser por muito tempo o primeiro colocado na lista das maiores estruturas do universo.

Outras superestruturas cósmicas impressionantes competem pelo título, como o Superaglomerado Laniakea com seus 520 milhões de anos-luz de diâmetro e a Grande Muralha de Sloan, que se estende por mais de um bilhão de anos-luz.

Nessa lista, a concorrente mais séria atualmente é a Grande Muralha de Hércules Corona-Borealis, uma misteriosa concentração de matéria que supostamente mede mais de 10 bilhões de anos-luz, ocupando cerca de 11% do universo observável.

No entanto, ela ainda não foi confirmada como uma estrutura única e interconectada, o que deixa seu status oficial em dúvida.

As cinco gigantes recém-identificadas: Quipu, em vermelho; Shapley, em azul; Serpens-Corona Borealis, em verde; Hércules, em roxo; e Sculptor-Pegasus, em amarelo. — Foto: Hans Böhringer et al

E os cientistas acreditam que estruturas ainda maiores podem existir em regiões inexploradas do cosmos. Como explica Böhringer, encontrá-las exigiria telescópios muito mais potentes e capacidade para analisar volumes enormes de dados astronômicos.

E o próprio Quipu não permanecerá como uma entidade única eternamente. Por causa da energia escura, uma força misteriosa e repulsiva que atua no Universo, a atração gravitacional não conseguirá manter toda a estrutura unida.

Com o tempo, diferentes partes de Quipu se contrairão separadamente, formando diversos aglomerados de galáxias. Este processo, porém, levará vários "tempos de Hubble" – ou seja, várias vezes a idade atual do Universo.

Para avançar nossa compreensão dessas superestruturas, Böhringer diz que planeja estudar como as galáxias evoluem dentro e fora desses ambientes, investigar o efeito de lente gravitacional que essas massas enormes podem produzir, e analisar como elas interagem com a radiação cósmica de fundo.

"Estamos avaliando formas de aprimorar este estudo", completa.