As Primeiras Estrelas I

As primeiras estrelas só surgiram por volta de 100 milhões de anos depois do Big Bang.

As primeiras estrelas eram bastante maciças e luminosas. Elas alteram a dinâmica do Cosmos aquecendo e ionizando os gases na vizinhança, além de produzir e dispersar os primeiros elementos pesados.

O colapso de algumas das primeiras estrelas pode ter sido a semente para o crescimento de buracos negros supermaciços.

Os astrónomos foram capazes de examinar uma grande parte da história do Universo. A idade de cada objecto pode ser determinada pelo desvio para o vermelho (redshift) da sua luz, As galáxias e quasares mais distantes datam de cerca de mil milhões de anos após o Big Bang.

Baseadas na radiação cósmica de fundo em microondas, emitida 400 mil anos após Big Bang, podem-se fazer inferências sobre o Universo primitivo. A uniformidade indica que naquela época a matéria distribuiu-se de forma muito suave. À medida que o Cosmos se expandia, a radiação de fundo desviava-se para o vermelho e o Universo ia ficando mais frio e escuro. Contudo, cerca de mil milhões de anos após Big Bang (ABB), algumas galáxias e quasares tinham aparecido. Mas quando? E como?

A radiação de fundo mostra evidências de flutuações de densidade de pequena escala – caroços que evoluíram até se transformar em estruturas gravitacionalmente ligadas.

As regiões mais densas teriam a forma de uma rede de filamentos, e os primeiros sistemas formadores de estrelas se aglutinariam nos nós dessa rede. As protogaláxias teriam-se fundido para formar galáxias e, posteriormente, aglomerados de galáxias.

As primeiras protogaláxias continham principalmente matéria escura. Actualmente a matéria escura é separada da matéria comum: esta concentrou-se na região interna da galáxia, enquanto que a matéria escura se manteve espalhada ao longo de um halo externo.

As protogaláxias não teriam quantidades significativas de quaisquer erlementos além de hidrogénio e hélio.

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De Marte...

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Entropia e Big Bang II

Se a evolução nunca aconteceu, e nós seres humanos chegámos aqui por via de um salto aberrante para uma menos entropia, a aberração teria sido bem menos extrema se não houvesse um registo fóssil consistente e ordenado. Se o big bang nunca aconteceu, e os mais de bilião de galáxias que vemos agora surgiram como um salto aberrante para uma menor entropia, a aberração teria sido menos extrema se houvesse 50 mil milhões, ou 5 mil, ou um só punhado de galáxias.

Uma galinha absorve mais ou menos tanta energia de comida como a que dá de volta ao ambiente. Sem este balanço a galinha ficava cada vez maior.

A energia que uma galinha dá é altamente desordenada enquanto que a energia que a galinha recebe tem baixa entropia.

Onde se origina a baixa entropia de um ovo um passo para trás? Porque é que a fonte de energia da galinha, a comida, tem tão baixa entropia? Como se explica esta fonte de ordem aberrante? Se a comida é de origem animal, somo levados para a questão: como têm os animais tão baixa entropia? Um passo para trás: de onde veio o sol altamente ordenado (baixa entropia)? Um passo para trás: de onde veio a nuvem de gás difuso? De restos de estrelas mais velhas que chegaram ao final das suas vidas. De onde veio o gás difuso responsável por estas estrelas primárias? O gás foi formado imediatamente após o big bang. O universo estava cheio de um gás praticamente uniforme composto por aproximadamente 75 por cento de hidrogénio, 23 por cento de hélio e pequenas quantidades de deutério e lítio. Este gás tinha uma entropia incrivelmente baixa. O big bang deu início ao universo num estado de entropia baixa, e esse estado parece ser a fonte da ordem que actualmente vemos.

Poucos minutos após o big bang o gás se espalhou. Poderíamos pensar que, tal como a lata de refrigerante, o gás primordial estava num estado de alta entropia, desordenado, o que não é verdade. A gravidade precisa ser tomada em conta. No caso do refrigerante a gravidade praticamente não desempenha nenhum papel, a quantidade de gás é mínima. No caso do big bang não era, de certo, pouco gás.

Para uma nuvem de gás inicialmente difusa, a redução da entropia obtida através da formação de agrupamentos ordenados é mais que compensada pelo calor gerado à medida que o gás se comprime. A elevada tendência para a desordem não significa que não se possam formar estruturas ordenadas (estrelas e planetas), ou formas de vida ordenada (plantas e animais). A segunda lei da termodinâmica, na formação de ordem, há geralmente uma geração mais que compensadora de desordem.

Quanto mais comprimidos forem os agrupamentos de gás, tanto maior será a entropia total. Um exemplo disso são os buracos negros.

O universo recém-nascido estava cheio de uma mistura quente de hidrogénio e hélio. O gás estava disperso e a gravidade não governava, logo sem ter em conta a gravidade, um tal gás uniforme tem uma entropia extremamente baixa. Desde essa altura, a gravidade tem tomado o controle e a entropia global do universo tem vindo a tornar-se gradualmente maior. A gravidade fez com que o gás primordial se agrupasse esses agrupamentos formaram galáxias, estrelas e alguns agrupamentos mais leves formaram planetas. Pelo menos um desses planetas tinha uma estrela próxima, que proporcionou uma fonte de energia com entropia baixa, que permitiu que evoluíssem formas de vida de baixa entropia, e entre tais formas de vida houve uma galinha, que pôs um ovo e, para grande desgosto nosso, o ovo prosseguiu na sua trajectória em direcção a um estado de maior entropia e rolou da bancada, partindo-se no chão. O ovo parte-se em vez de se recompor porque está a dar prosseguimento à evolução no sentido de uma maior entropia.

As condições do nascimento do universo são críticas para dar um sentido à seta do tempo. O futuro é realmente o sentido de aumento da entropia. A seta do tempo – o facto de as coisas começarem desta forma e terminarem daquela, mas nunca começarem daquela e terminarem desta – começou o seu voo no estado altamente ordenado, de baixa entropia, do nascimento do universo.

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Entropia e Big Bang I

As leis da física que têm sido concebidas desde os tempos de Newton, passando por Maxwell, Einstein e vindo até aos nossos dias, mostram uma completa simetria entre passado e futuro. As leis da física declaram que o café não só se mistura com o leite como também se pode separar dele; o ovo não só se parte como também se pode reunir de novo num ovo intacto; um cubo de gelo num copo de água à temperatura ambiente pode voltar a formar-se. Estes fenómenos são conhecidos como “simetria de inversão do tempo”, se uma sequência de eventos se pode desenrolar numa dada ordem temporal, também se pode desenrolar ao contrário. Mas por que razão não vemos tais coisas? Porque não vemos ovos partidos e voltarem a unir-se? Porque não vemos o gás de uma lata a voltar para dentro desta?

Fazer com que todos os detritos caóticos do ovo repetissem os seus percursos seria imensamente mais difícil. Precisaríamos de agarrar todos os pedaços do ovo dispersos e de lançar cada um deles em simultâneo com as mesmas velocidades, mas em sentidos opostos.

Numa garrafa de refrigerante, quando um gás, CO2 que estava inicialmente confinado à garrafa, se dispersa uniformemente numa sala, há muitos rearranjos possíveis das moléculas individuais que não terão nenhum efeito assinalável. A configuração de um gás disperso não é afectada por um número enorme de rearranjos dos seus constituintes moleculares, e por isso está num estado de entropia elevada ( ou pouca ordem). A configuração inicial de baixa entropia (ou ordem elevada), com todo o gás aconchegado numa região pequena, evolui naturalmente para a configuração de alta entropia, com o gás uniformemente disperso no espaço maior.

O raciocínio estatístico e probabilístico deu-nos a segunda lei da termodinâmica. Por sua vez, a segunda lei deu-nos uma diferença intuitiva daquilo a que chamamos passado e aquilo a que chamamos futuro. Deu-nos uma explicação prática do porquê de certas coisas na vida do dia-a-dia começarem desta maneira e terminarem daquela, embora nunca as vejamos a começarem daquela maneira e terminarem desta.

Já que as leis da física de Newton não têm uma orientação temporal incluída, todo o raciocínio que usámos funciona igualmente bem no sentido do passado. Assim, não só existe uma probabilidade grande de que a entropia de um sistema seja maior naquilo a que chamamos o futuro, como existe a mesma probabilidade de que tenha sido maior naquilo a que chamamos passado.

Se um sistema físico não possuir a máxima entropia possível, é provável que esse sistema físico venha a ter subsequentemente uma entropia maior e que tenha tido previamente maior entropia. A seta do tempo entrópica aponta para os dois lados. Este raciocínio produz conclusões precisas e sensatas quando aplicado num sentido temporal, mas dá origem a conclusões aparentemente grosseiras e ridículas quando aplicado no sentido daquilo a que chamamos o passado.

De facto, a história da ciência moderna está repleta de exemplos em que a matemática fez previsões que pareciam contrariar tanto a intuição como a vida do dia-a-dia, mas que as experiências e observações foram capazes de confirmar. Os físicos aperceberam-se de que a matemática, quando usada com cuidado suficiente, é um trilho para a verdade que podemos seguir com confiança.

Quando olhamos à nossa volta, aquilo que vemos reflecte uma grande quantidade de organização biológica, estrutura química e ordem física. Embora o universo pudesse ser uma confusão completamente desorganizada, não o é. Porquê? De onde veio a ordem? É extremamente improvável que o universo que vemos tenha evoluído de um estado ainda mais ordenado. É de longe mais provável que todo o universo que vemos agora tenha surgido como uma flutuação estatística rara de uma configuração normal de alta entropia, completamente desordenada.

Se o universo esperar tempo suficiente, o seu estado usual, de alta entropia, altamente provável e totalmente desordenado acabará, mais cedo ou mais tarde, atravéz das suas próprias colisões, agitações e fluxos aleatórios de partículas e de radiação, por coalescer na configuração que vemos neste preciso momento. Os nossos corpos emergiram do caos. Tudo aquilo que sabemos equivaleria a nada mais que uma flutuação estatística rara.

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Cérebro doido!

O nosso cérebro é diodo!!!
De aorcdo com uma peqsiusa
de uma uinrvesriddae ignlsea,
não ipomtra em qaul odrem as
Lteras de uma plravaa etãso,
a úncia csioa iprotmatne é que
a piremria e útmlia Lteras etejasm
no lgaur crteo. O rseto pdoe ser
uma bçguana ttaol, que vcoê
anida pdoe ler sem pobrlmea.
Itso é poqrue nós não lmeos
cdaa Ltera isladoa, mas a plravaa
cmoo um tdoo.

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O Homem... a criação especial de Deus??

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COOL DESIGN!

http://br.youtube.com/watch?v=Lcrq5OOkQdk

Aqui está um vídeo muito bem feito sobre as maravilhas que Deus fez!
Sim, ele fez Tudo.

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A força de uma teoria

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... Ou muito à frente, ou então... acho que é isso

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Desta vez não é ficção

Um macaco Rhesus foi, pela primeira vez, clonado a partir de células cutâneas.

Há 10 anos a equipa de Mitalipov usou 15 mil ovócitos para tentar clonar um primata. A técnica foi diferente da que usaram na Dolly: luz polarizada para ver o ADN do ovócito em vez de luz ultravioleta ou um pigmento especial, como acontece na técnica convencional; e uma solução de nutrientes que permite controlar melhor a activação dos ovócitos pelos genes da célula do doador adulto - que, neste caso, eram as células da pele do macaco Semos, com 9 anos de idade.

Desta vez foram necessários 150 ovócitos para gerar cada linhagem. As CEE obtidas são idênticas às naturais, tendo já sido transformadas, in vitro, em células cardíacas e neurónios. "E, quando as injectamos em ratinhos, elas formam tumores que indicam que podem, de facto, dar origem a todos os tecidos do organismo."(Mitalipov).

Para criar a ovelha Dolly foram necessários 277 óvulos, apenas 1 teve êxito. Nos primatas superiores havia, até agora, um problema. Duas proteínas essenciais para o controle correcto da replicação dos cromossomas, desaparecíam numa fase precoce do desenvolvimento embrionário do primata superior. Muitas células, a partir de uma certa altura, tinham um número anormal de cromossomas. A partir deste momento a embriogénese ficava comprometida. Investigadores descobriram que faltavam duas proteínas para que o processo se desenrolasse normalmente, essas proteínas responsáveis pela organização dos cromossomas são NUMA e HSET. Actualmente, com a nova técnica, esse problema foi contornado. PARABÉNS!

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O CULPADO...

Há 160 M.a. tinha 170 Km de diâmetro, orbitava na Cintura Principal Interior (entre Marte e Júpiter). Um colisão deixou-o com 40 Km de diâmetro e mais de 1000 fragmentos com diâmetro superior a 1 Km. Um deles era o Baptistina. As orbitas desses fragmentos acabou por cruzar com a orbita da Terra. Os impactos produzidos pela chuva de meteoritos estarão na causa da extinção macissa das espécies do Cretácico, há 65 M.a.

São estas as principais conclusões do artigo de Bottke, Vokrouhlicky e Nesvorny publicado na revista Nature[Bottke, Vokrouhlicky & Nesvorny (2007), "An asteroid breakup 160 Myr ago as the probable source of the K/T impactor", Nature, 449, 48-51]. Apenas o "sumário do editor" e o abstract são de acesso livre (em inglês).

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Ideias para quem não sabe tocar

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Os problemas do Dilúvio

Pensando em outras hipóteses para a origem da água, deparamos com um «pequeno» problema: não há água suficiente para o dilúvio! Fazendo uns cálculos muito simples vamos ver o disparate total que é esta fantasia do dilúvio global. Para ter uma ideia da quantidade de água necessária para semelhante coisa, consideremos o diâmetro da Terra no equador, 12 756.8, km e a altura do Monte Everest, 8 848 m (o Monte Ararat, onde supostamente pousou a Arca no fim do dilúvio, tem 5 151 m).

O volume de água necessário seria algo como 4.525x10⁹ km³ ou 4 525 000 000 000 000 000 000 litros o que corresponde a uma massa de água de 4.525x10²¹ kilogramas. Estima-se que a quantidade de água existente na atmosfera seja uma parcela infíma deste volume e mesmo toda a água na hidrosfera terrestre, incluindo oceanos, rios, lagos e outros cursos de água, é menos de um terço deste volume.

Para além deste pequeno pormenor, é interessante notar que esta massa de água que supostamente cobriu toda a Terra durante quase um ano (desaparecendo não se sabe para onde), não teve qualquer efeito na crusta terrestre, que no entanto mostra elevação pós-glacial nos locais onde os cientistas indicam terem existido glaciares - com espessuras inferiores a esta impossível camada de água, para além de a densidade do gelo ser menor que a da água- num passado mais ou menos remoto.

A proposta de um dos pais do criacionismo «científico», Henry Morris, de que a Terra estaria rodeada por uma bolha gigantesca e invísivel de água «divina» (uma vez que desafiava todas as leis da química e da física), causa ainda mais problemas.

Admitindo que toda a água se encontrava na forma de vapor na atmosfera, a cabeça anda à roda não só com a pressão atmosférica impossível a que tal corresponderia como com o calor libertado pela condensação desta quantidade enorme de água, que tornaria impossível ter água líquida e teria certamente escaldado toda a vida na Terra. O mesmo aconteceria com uma bolha de água líquida, assim mantida por milagre, agora por conversão de energia potencial em energia cinética e posteriormente em calor por impacto com a Terra.

Por outro lado, há outra questão intrigante: admitindo por redução ao absurdo que a Terra tenha ficado coberta com uma altura de água de quase 9 km, o que teria acontecido à nossa atmosfera? A troposfera, a camada mais baixa da atmosfera, estende-se até uma altitude média de 12 km, podendo atingir 17 km nalguns pontos e reduzindo-se a sete quilómetros nos pólos. Esta camada contém cerca de 80% dos gases, do ar, da Terra. A ter existido um dilúvio destas proporções, a Terra teria perdido boa parte destes gases, e a composição (e pressão) da atmosfera terrestre ter-se-ia alterado radicalmente, muito provavelmente não permitindo vida como a conhecemos.

Os espantalhos criacionistas

De Rerum Natura

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Auto-organização de sistemas químicos

As espécies químicas denominadas anfifílicas -que incluem os detergentes e alguns lípidos - contêm uma parte hidrofílica (que «gosta» de água), e uma hidrofóbica (que não «gosta» de água). Por este motivo, estas espécies agregam-se na presença de água, formando, por exemplo, micelas ou bicamadas. Esta capacidade de auto-organização (self-assembly) consiste na formação (espontânea) de estruturas complexas a partir de componentes simples.

Os detergentes, como o detergente aniónico representado na figura, são um exemplo banal de auto-organização de moléculas simples. Os detergentes devem a sua acção de limpeza ao facto de formarem aglomerados auto-organizados de forma globular, as micelas, que dissolvem no seu interior todo o «lixo» orgânico não solúvel em água (gorduras, etc.).

Outro exemplo de uma estrutura auto-organizada, que permite a realização de tarefas que os componentes isolados são incapazes de promover, é a membrana celular. A membrana celular é constituída essencialmente por proteínas e lípidos. As membranas das células animais contêm colesterol, um lípido igualmente, o que não acontece nas células vegetais, que possuem outros esterois. Quanto maior for a concentração de esterois, menos fluida será a membrana. Os fosfolípidos são os lípidos mais abundantes nas membranas celulares e assim um vesículo gigante (GUV) de fosfolipídos é o modelo estrutural mais simples de uma célula.

Os fosfolípidos são ésteres de glicerol - que esterificado com três ácidos gordos dá origem aos chamados triglicéridos. Num fosfolípido, o glicerol está ligado a dois ácidos gordos e o terceiro grupo -OH liga-se a um dos oxigénio do grupo fosfato. A outro dos oxigénios do grupo fostato podem estar ligados grupos neutros ou com carga, como a colina, a etanoamina, o inositol, o glicerol ou outros. Qunado o grupo a que o fosfato se liga é a colina, temos as fostatidilcolinas - como a representada na figura que hidrolisada dá origem a um ácido gordo saturado, o ácido esteárico e um insaturado, o ácido oleico - igualmente chamadas lecitinas.

Na figura que se segue é esquematizada a auto-organização dos fosfolípidos em bicamadas. Estruturas deste tipo incluem, para além das membranas celulares, lipossomas e estruturas muito importantes a nível biológico, os vesículos sinápticos - onde são armazenados neurotransmissores e neuromoduladores, as substâncias químicas usadas para transmitir informação entre as células.



Em conclusão, um argumento pseudo-científico recorrente contra a evolução consiste na afirmação de que é impossível algo na natureza tornar-se mais «organizado» sem a intervenção de um desígnio inteligente. Por muita habilidade retórica que seja utilizada no disparate debitado, este é completamente falso. Existem inúmeros exemplos na natureza de sistemas auto-organizados e não é necessário invocar qualquer «intervenção inteligente» para explicar a sua existência, bastam alguns conhecimentos de química básica.

Como referi há algum tempo, alguns compostos capazes de self-assembly encontram-se no espaço interestelar, sintetisados de forma abiótica a partir dos elementos produzidos nas estrelas. Na realidade, não há quaisquer dúvidas sobre a síntese abiótica de moléculas orgânicas, quer em planetas e luas sem qualquer evidência de vida quer no espaço interestelar.

A maioria das pessoas não segue as últimas descobertas da NASA nem repara nos processos espontâneos de auto-organização que acontecem no seu quotidiano. Mas não há nenhum milagre envolvido em lavar a louça nem é necessário invocar uma inteligência externa ou forças sobrenaturais para explicar a formação das micelas que permitem ao detergente cumprir a sua função. Aliás, pensar que tal é necessário é uma forma de demissão de tentar perceber como funciona o único mundo que conhecemos, um mundo natural regido por leis naturais.

Apenas quando deixámos de aceitar como necessária a intervenção de agentes sobrenaturais, começámos a conseguir explicar o mundo à nossa volta e começámos a conseguir controlar fenómenos, como doenças, produção de alimentos, produção de electricidade, etc., que permitiram a melhoria de qualidade de vida indispensável ao progresso ético da humanidade.

Retirado do blog De Rerum Natura

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Os criadores da vida

Apenas os elementos químicos mais leves - hidrogénio, hélio e lítio - foram produzidos no Big Bang. Os outros elementos são produtos de estrelas, que «sintetizam» elementos diferentes em diferentes etapas da sua vida. Durante a explosão de supernovas, são produzidos os elementos mais pesados. Vários mecanismos, como os ventos estelares e as próprias explosões de supernovas, fazem com que os elementos formados nas estrelas se misturem com o gás interestelar, que eventualmente irá dar origem a novas estrelas e planetas.
post "desde (quase) o incio - fase estelar"




Neste vídeo, que integra a série de ciência Origins da PBS Nova, que gostaria imenso alguma das nossas televisões adquirisse, Neil deGrasse Tyson conta-nos a história dos elementos de uma forma que explica por que é actualmente o mais conhecido astrofísico americano.

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