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Campos magnéticos podem enviar partículas para o infinito
22/04/2012, 12:08 AM
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Escapar para o infinito

Construa uma “estrada magnética”, um plano com um campo magnético, e você será capaz de enviar partículas eletricamente carregadas para o infinito – elas não vão parar nunca mais.

É o que garantem dois matemáticos da Universidade Complutense de Madri, na Espanha.

Eles demonstraram matematicamente que as partículas podem “escapar para o infinito”.

“Se uma partícula ‘escapa’ para o infinito, isso significa duas coisas: que ela nunca irá parar, e ‘algo mais’,” afirmou o professor Antonio Diaz-Cano, um dos autores da teoria.

O “nunca irá parar” pode ser contornado, bastando aprisionar a partícula, forçando-a a ficar eternamente fazendo círculos ao redor de um ponto, nunca deixando um espaço fechado.

Entretanto, o “algo mais” significa que a partícula pode ir além desses limites.

“Se imaginarmos uma superfície esférica com um grande raio, a partícula irá cruzar a superfície tentando sair dela, não importando quão grande o raio possa ser,” escrevem os dois matemáticos.

Complexidade infinita

Uma das condições para escapar para o infinito é que o campo magnético seja gerado por loops de corrente situados no mesmo plano de movimentação da partícula.

A outra é que a partícula esteja em algum ponto do plano e a uma determinada distância do campo magnético. E que seu movimento inicial seja paralelo a esse plano.

“Nós não estamos dizendo que estas são as únicas condições para escapar para o infinito, pode haver outras. Mas, nesse caso, nós confirmamos que o fenômeno ocorre,” garante Diaz-Cano.

De fato, os pesquisadores admitem que as condições ideais para que o fenômeno ocorra são “um campo magnético e nada mais”.

“Nós gostaríamos de ter sido capazes de testar algo mais geral, mas as equações são muito mais complexas,” completa.

Fusão nuclear e aceleradores de partículas

O problema é que a realidade tem suas próprias complexidades, como o atrito, por exemplo.

Mas tampouco isso invalida a teoria e não impedirá que experimentalistas comecem a testar o conceito muito rapidamente: na física do plasma, por exemplo.

Eventualmente o fenômeno poderá ter impacto na área de fusão nuclear, onde os físicos e engenheiros ainda não sabem exatamente como confinar o plasma dentro de campos magnéticos.

Aceleradores com os do Grande Colisor de Hádrons (LHC) também usam campos magnéticos para acelerar partículas.

Embora nesse caso não interesse aos físicos que as partículas escapem para o infinito, mantê-las fazendo círculos ao infinito, adquirindo cada vez mais velocidade, pode ser algo muito interessante.

O que é infinito?

Se você acha que a ideia de “escapar para o infinito” é estranha, você não está sozinho. Afinal, o infinito não cobre tudo?

Não há uma resposta direta a essa pergunta. Afinal, a existência do infinito tem sido debatida desde os tempos da Grécia antiga.

O fato de que o conceito pode levar a contradições lógicas desenvolveu o chamado “medo do infinito”, uma dúvida que tem-se mantido ao longo de séculos.

No início do século XX, o matemático alemão David Hilbert (1862-1943) afirmou que a matemática está “repleta de erros e absurdos, em grande parte devido ao infinito”.

Alguns especialistas acreditam que o debate não avançou muito desde a antiguidade porque permanece aberta a discussão sobre o infinito atual ou real (entendido como um todo) e o infinito potencial (que cresce ou se divide sem fim) como Aristóteles considerava.

No entanto, é igualmente verdade que os matemáticos desenvolveram algumas habilidades para lidar com o infinito.

A maior contribuição veio com o trabalho do russo Georg Cantor (1845-1918), que introduziu diferentes tipos de infinito.

Por exemplo, um infinito enumerável – conjuntos de elementos que podem ser contados com os números naturais – não é o mesmo que um infinito contínuo – próprio de conjuntos como a reta.

Um dos grandes problemas da matemática durante o século XX foi a “hipótese do contínuo”, que consiste, essencialmente, em saber se há um “infinito intermediário” entre os infinitos enumerável e contínuo.

Mas o problema do infinito não está restrito à matemática: há também um infinito físico.

E infinito, fisicamente falando, pode ter dois significados, um prático e outro cosmológico: por exemplo, o Universo é finito ou infinito?

Se tudo isso transcende a finitude do seu raciocínio, pelo menos agora você pode se consolar: é possível escapar para o infinito.

Fonte: Inovação Tecnológica

Referência:

1. Antonio Díaz-Cano Ocaña, F. González-Gascón “Escape to infinity in the presence of magnetic fields” (Quarterly of Applied Mathematics, Vol.: 70 (1): 45-51, DOI: 10.1090/S0033-569X-2011-01248-4)



Elétron divide-se em duas quase-partículas
21/04/2012, 11:08 PM
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Decaimento do elétron

Cientistas observaram pela primeira vez o terceiro elemento constituinte de um elétron.

Um elétron se comporta como uma onda e, quando recebe uma carga extra de energia, essa onda pode se dividir – isso significa que o elétron estará se decompondo em partes separadas.

Cada uma dessas “partes” carrega uma propriedade do elétron, constituindo o que os físicos chamam de quase-partícula – como o recém-descoberto férmion de Majorana.

Esta é a primeira vez que os momentos fundamentais do elétron, de rotação e orbital, foram observados separados um do outro.

Mas não é a primeira vez que o outrora “fundamental” elétron foi dividido: ele já foi separado em seus elementos spin e carga, neste caso gerando um spinon e um holon.

Agora foi observada a terceira partícula, o orbiton, o momento orbital, que se origina do movimento do elétron em torno do núcleo.

Estas partículas, no entanto, não conseguem deixar o material onde foram produzidas.

Spinon e orbiton

Todos os elétrons têm uma propriedade chamada “spin”, que pode ser vista como pequenos ímãs, em escala atômica o que dá origem ao magnetismo dos materiais.

O spin vem sendo explorado tecnologicamente, tanto na computação quântica quanto na spintrônica.

Além de girar, os elétrons orbitam em torno de núcleos atômicos, ao longo de caminhos determinados, os assim chamados orbitais eletrônicos.

Geralmente essas duas propriedades da física quântica (spin e orbital) estão “ligadas” a cada elétron em particular.

Contudo, em um experimento realizado no Instituto Paul Scherrer, na Alemanha, as duas propriedades foram separadas.

Não tão elementar

O desmembramento do elétron em duas quase-partículas foi detectado em um composto de óxido de cobre (Sr2CuO3).

Esse material tem a característica inusitada de que as partículas em seu interior são obrigadas a se mover apenas em uma direção, para frente ou para trás.

Usando raios X, os físicos forçaram alguns dos elétrons pertencentes aos átomos de cobre no Sr2CuO3 a passarem para orbitais de energia mais elevada, o que corresponde a um elétron se movimentando em torno do núcleo com maior velocidade.

Após esta estimulação com raios X, os elétrons dividiram-se em duas partes.

Uma das novas partículas criadas, o spinon, carrega a rotação do elétron, e a outra, o orbiton, a energia orbital ampliada pela estimulação com raios X.

Supercondutores

“Já se sabia há algum tempo que, em materiais específicos, um elétron pode, em princípio, se dividir,” comentou Jeroen van den Brink, um dos autores do experimento. “Mas até hoje não havia evidência empírica para essa separação em spinons e orbitons independentes. Agora que sabemos exatamente onde procurá-los, poderemos encontrar essas novas partículas em muitos outros materiais.”

A observação da divisão do elétron poderá ter implicações importantes no campo da supercondutividade de alta temperatura.

Devido a semelhanças entre o comportamento dos elétrons no Sr2CuO3 e nos supercondutores à base de cobre, entendendo como os elétrons decaem em outros tipos de partículas neste material pode ajudar a compreender também os supercondutores.

Fonte: Inovação Tecnológia

Referência:

1. J. Schlappa, K. Wohlfeld, K. J. Zhou, M. Mourigal, M. W. Haverkort, V. N. Strocov, L. Hozoi, C. Monney, S. Nishimoto, S. Singh, A. Revcolevschi, J.-S. Caux, L. Patthey, H. M. Ronnow, J. van den Brink, T. Schmitt “Spin-Orbital Separation in the quasi 1D Mott-insulator Sr2CuO3” (Nature, 18 April 2012 , DOI: 10.1038/nature10974)



Inteligência humana evoluiu graças a preocupação, diz pesquisa
13/04/2012, 6:17 PM
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Ambas características em excesso têm mesma atividade cerebral. Estudo testou pessoas sadias e com transtorno de ansiedade.

A preocupação pode ter evoluído junto com a inteligência como uma característica benéfica do ser humano, segundo um estudo liderado por cientistas da Suny Downstate Medical Center, em Nova York, nos Estados Unidos.

Jeremy Coplan, professor de psiquiatria da Suny Downstate, e seus colegas descobriram que a inteligência elevada e a preocupação excessiva têm relação com o mesmo tipo de atividade cerebral, o que sugere que a inteligência pode ter evoluído a partir da preocupação dos seres humanos.

“Enquanto a preocupação excessiva é geralmente vista como um traço negativo e a alta inteligência como uma algo positivo, a preocupação pode ajudar a nossa espécie a evitar situações perigosas, independentemente de quão remota seja a possibilidade de isso vir a acontecer,” disse Coplan.

“Em essência, a preocupação pode fazer as pessoas não se arriscarem e terem taxas mais altas de sobrevivência. Assim, como a inteligência, a preocupação pode conferir uma vantagem à espécie”, reitera o líder do estudo.

Na pesquisa, pacientes com transtorno de ansiedade foram comparados a voluntários sadios para avaliar a relação entre quociente de inteligência (QI), preocupação e metabolismo.

Em um grupo controle de voluntários normais, o QI elevado foi associado a um menor grau de preocupação. Mas em pessoas diagnosticadas com o transtorno, o maior QI foi associado ao maior grau de preocupação. A correlação entre QI e preocupação foi significativa em ambos os grupos.

No entanto, no primeiro caso, a correlação foi positiva e no último, negativa. Foram avaliados 18 voluntários saudáveis (oito homens e 10 mulheres) e 26 pacientes com o transtorno (12 homens e 14 mulheres).

Estudos anteriores indicaram que a preocupação excessiva tende a existir tanto em pessoas com inteligência superior e inferior, e pouco menos em pessoas de inteligência moderada. Foi levantada ainda a hipótese de que pessoas com menor inteligência sofrem mais ansiedade, porque alcançam menos sucesso na vida.

Fonte: G1



Compostos orgânicos que criaram vida na Terra podem ter se formado ao redor do sol
13/04/2012, 5:30 PM
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Os planetas do sistema solar, de acordo com as teorias mais aceitas, teriam se formado por volta de 4,5 bilhões de anos atrás. A formação aconteceu a partir do choque entre pequenas partículas, que pouco a pouco foram se juntando e formando rochas, até que se tornaram massivas o bastante para ter gravidade e “nascerem” como planetas. Mas como se criaram as moléculas orgânicas que proporcionam a vida?

Um estudo recente, conduzido por dois geofísicos da NASA, sugere que a matéria necessária para que haja vida foi resultante de dois compostos: inicialmente, as substâncias resultantes de um disco de poeira que orbitava o sol. A estes grãos de poeira, dentro do próprio disco, teria sido adicionada radiação ultravioleta, o que deu origem às primeiras moléculas orgânicas.

Dessa maneira, foram criados “blocos criadores de vida”, ou seja, compostos fixos de matéria orgânica em órbita. De alguma maneira (que ainda é tema de debate entre os cientistas), tais “blocos” teriam chegado à Terra ainda em estágio primitivo de formação geológica, e a vida teria se iniciado em nosso planeta a partir deste instante.

As explicações dos geofísicos da NASA foram elaboradas a partir de um modelo computadorizado para explicar a teoria. A base desta união de compostos solares, segundo eles, seriam átomos de oxigênio e nitrogênio, que gradativamente foram se recombinando e dando origem a materiais mais complexos.

Mais do que explicar o que teria acontecido em nosso sistema solar, os pesquisadores defendem que este mesmo procedimento pode ter acontecido em estrelas semelhantes ao sol, o que dá margem a ideia de que pode haver vida em outras regiões do espaço, ao redor de qualquer estrela.

Fonte: Hype Science

Referência:

1. “Life’s Building Blocks May Have Formed in Dust Around Young Sun” (Space.com, 29 March 2012) (Live Science, 29 March 2012)

 



Restos do ‘Homem de Pequim’ podem estar sob estacionamento
13/04/2012, 4:51 PM
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Fósseis do ‘Homo erectus Pekinensis’ estariam em Qinhuangdao, na China. Restos têm entre 300 e 500 mil anos e são parentes do “Homem de Java”.

Após 70 anos de mistério e infrutíferas buscas, um novo estudo histórico realizado por especialistas da China e África do Sul afirma que os restos perdidos do ‘Homem de Pequim’, um de nossos mais antigos antepassados, se encontram enterrados em uma região sobre a qual atualmente há um estacionamento.

Assim afirma o professor sul-africano Lee Berger, da Universidade de Witwatersrand, que ajudado por dois pesquisadores chineses do Instituto de Paleontologia de Pequim tenta acabar com um dos grandes enigmas arqueológicos do século 20, o paradeiro de fósseis fundamentais para entender a origem do ser humano.

Eles foram extraviados durante a Segunda Guerra Mundial, em 1941, quando o Exército americano tentava tirá-los da China para protegê-los dos invasores japoneses, mas sua pista se perdeu no porto de Qinhuangdao, no calor da batalha, como a Arca Perdida ou o Santo Graal nos filmes de Indiana Jones.

Após mais de sete décadas, os especialistas da China e da África do Sul afirmam que os restos do Homo erectus pekinensis poderiam estar em uma região agora densamente urbanizada de Qinhuangdao (porto do norte da China onde a Grande Muralha encontra o mar), onde naquela época havia uma base militar chinês-americana.

O estudo, publicado este mês na ‘South African Journal of Science’ e abordado recentemente pelo jornal oficial ‘China Daily’, baseia esta teoria em um marine americano da época, Richard Bowen, que afirma ter visto os famosos fósseis em 1947.

Bowen, que agora tem mais de 80 anos, estava na base durante a guerra civil entre os nacionalistas do Kuomintang, apoiados pelos EUA, e os comunistas liderados por Mao Tsé-tung, que rodearam a instalação com 250 mil soldados em seu avanço com direção a Pequim.

Na noite anterior à captura da base, Bowen se lembra de ter visto enterradas caixas com fósseis que agora os especialistas relacionam com os restos do ‘Homem de Pequim’.

‘Cavamos vários buracos para colocar metralhadoras, e em um deles encontramos caixas cheias de ossos. Era de noite e ficamos com um pouco de medo, portanto recheamos aquele buraco e fizemos outro. Depois fomos levados a Tientsin (a atual Tianjin) e depois aos Estados Unidos’, contou o ex-marine aos especialistas.

Os especialistas acham mais provável que os ossos pertençam aos fósseis, já que seis anos antes estavam nas mãos de militares também americanos e na mesma cidade, então conhecida no Ocidente como Chinwangtao.

Graças às precisas informações do marine, o estudo determinou que o local mais provável onde se encontram agora enterradas essas caixas é um estacionamento de alguns armazéns da Companhia de Exportação e Importação de Comida de Hebei, província vizinha a Pequim onde se encontra Qinhuangdao.

Os restos do ‘Homem de Pequim’, pertencentes a pelo menos seis antepassados (dois deles adolescentes), foram encontrados entre 1929 e 1937 por antropólogos suecos, canadenses e austríacos na jazida de Zhoukoudian, ao sul de Pequim, que desde 1987 está na lista de Patrimônio Mundial da Unesco.

Estes restos de entre 300 e 500 mil anos de idade, segundo alguns paleontólogos, são parentes do ‘Homem de Java’ (embora algumas correntes científicas não o reconheçam como um humano verdadeiro), poderiam ser as primeiras mostras de Homo erectus no planeta e dar pistas sobre a expansão do homem pela atual Ásia.

Embora os restos tenham se perdido, os cientistas continuam os estudos, usando fiéis cópias dos fósseis realizadas nos anos 30, assim como novos achados posteriores do mesmo local, já na época comunista, embora não tão completos.

Os restos perdidos, estudados principalmente pelo canadense Davidson Black, desapareceram em 1941 em Qinhuangdao, quando o Exército dos EUA tentava enviá-los por navio ao país para protegê-los da invasão japonesa, com a permissão expressa do Governo da República da China (Kuomintang).

Há teorias para todos os gostos, desde a que afirma que os japoneses roubaram os fósseis e estão com eles atualmente, até que traficantes de fósseis, um grande mercado negro no mundo, esperam a melhor oferta para tirá-los do esquecimento.

Tanto o Governo dos EUA como da China lançaram campanhas de busca durante décadas, e inclusive ofereceram grandes recompensas a quem pudesse recuperar estes importantes restos de nossos antepassados.

Embora por enquanto os fósseis não tenham sido encontrados, talvez em breve, sob um estacionamento, seja possível resolver o grande mistério.

Fonte: G1

Referência:

1. Lee R. Berger, Wu Liu, Xiujie Wu “Investigation of a credible report by a US Marine on the location of the missing Peking Man fossils” (South African Journal of Science, 2012;108(3/4), Art. #1122, 3 pages. http://dx.doi.org/10.4102/
sajs.v108i3/4.1122
) (Em PDF)

2. “South African journal offers clue to lost Peking man” (China Daily, 26/3/2012)

3. “Scientific American (blog):Report from Former U.S. Marine Hints at Whereabouts of Long-Lost Peking Man Fossils” (Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Chinese Academy of Sciences)

 



Cientistas encontram registro mais antigo do uso de fogo por hominídeos
06/04/2012, 9:30 PM
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Descoberta recua a data do domínio do fogo em 300 mil anos. Cinzas de plantas e ossos chamuscados foram encontrados em caverna.

Fundo da caverna Wonderwerk (Foto: R. Yates/Divulgação)

Um estudo publicado nesta segunda-feira (2) pela “PNAS”, revista da Academia Americana de Ciências, indica que nossos antepassados começaram a dominar o fogo há um milhão de anos – 300 mil antes do que os pesquisadores acreditavam anteriormente.

O artigo afirma que esta é “a mais antiga evidência segura de fogo em um contexto arqueológico”.

A descoberta se baseia em fragmentos encontrados na caverna Wonderwerk, na África do Sul. São cinzas de plantas e pedaços de ossos chamuscados, aparentemente queimados dentro da caverna, e não trazidos de fora por fenômenos naturais.

Pedaço de osso chamuscado há 1 milhão de anos
(Foto: Paul Goldberg/Divulgação)

Além disto, objetos encontrados no sítio arqueológico, como minério de ferro, também foram expostos ao fogo. A análise dos especialistas, feita com uma tecnologia em infravermelho, mostrou que a temperatura da fogueira de folhas e gravetos não passava de 700 graus Celsius.

O achado fundamenta estudos anteriores, que afirmam que o Homo erectus – antepassado do homem moderno – era adaptado à dieta de alimentos cozidos.

“O impacto de cozinhar alimentos é bem documentado, mas o impacto do controle do fogo teria alcançado todos os elementos da sociedade humana. Socializar em volta de uma fogueira de acampamento pode ser, na verdade, um aspecto essencial do que nos torna humanos”, afirmou Michael Chazan, um dos autores da pesquisa, em material divulgado pela Universidade de Toronto, no Canadá, onde ele trabalha.

Fonte: G1

Referência:

1. Francesco Berna,Paul Goldberg, Liora Kolska Horwitz, James Brink, Sharon Holt, Marion Bamford, and Michael Chazan “Microstratigraphic evidence of in situ fire in the Acheulean strata of Wonderwerk Cave, Northern Cape province, South Africa” (Proceedings of the National Academy of Sciences – PNAS, April 2, 2012 DOI: 10.1073/pnas.1117620109) (Em PDF)

 



Cientistas descobrem espécie de tiranossauro com penas
06/04/2012, 9:13 PM
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Espécie foi o maior animal com penas da história, diz estudo. Penas teriam sido usadas para controlar temperatura do corpo.

Bando de 'Yutyrannus huali', acompanhado pela fauna pré-histórica (Ilustração: Dr Brian Choo)

Cientistas descobriram na China uma espécie de tiranossauro que tinha o corpo coberto por penas. O Yutyrannus huali é o maior animal com penas que já viveu sobre a face da Terra, segundo os autores do estudo publicado nesta quarta-feira (4) pela revista “Nature”.

O Tyrannosaurus rex e outros gigantes da mesma família viveram até 65 milhões de anos atrás, quando todos os dinossauros foram extintos. Porém, os parentes que deram início à linhagem eram, em sua maioria, animais pequenos.

Os pesquisadores encontraram três esqueletos do Yutyrannus, sendo um adulto e dois jovens. De acordo com as estimativas, o maior deles pesaria mais 1,4 tonelada, enquanto os dois menores teriam por volta de 500 quilos cada.

Com este tamanho e patas dianteiras bem curtas, este dinossauro certamente era incapaz de voar. As penas encontradas estavam apenas parcialmente preservadas, o que indica que elas não eram predominantes no corpo inteiro. Os cientistas acreditam que a função destas penas esteja ligada ao isolamento térmico.

Fonte: G1

Referência:

1. Xing Xu, Kebai Wang, Ke Zhang, Qingyu Ma, Lida Xing, Corwin Sullivan, Dongyu Hu, Shuqing Cheng & Shuo Wang “A gigantic feathered dinosaur from the Lower Cretaceous of China”(Nature, 484, 92–95, 05 April 2012, doi:10.1038/nature10906)