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Delito de Opinião

Deslumbramento (V)

João André, 19.08.22

Regressando de férias volto ao tema que deixei aberto no último post: a questão filosófica da busca por sinais de vida noutros planetas. Esta é uma questão filosófica em geral, física e biológica na sua especificidade mas também metafísica num território mais intermédio (sim, sei que a Metafísica é uma das disciplinas da Filosofia, mesmo que eu não seja nenhum especialista - longe, muito longe, disso).

Questão filosófica geral
Quando falamos na busca por vida noutros planetas e, mais concretamente, por vida inteligente (qualquer que seja a definição de "vida" ou "inteligente"), temos que pensar no impacto. O único planeta que conhecemos capaz de ter vida é a Terra. É, tanto quanto sabemos, o único planeta que tem vida. De um ponto de vista empírico, a vida é possível na Universo - podemos dizer que é uma certeza - e só existe num único local. Por isso mesmo, todas as nossas buscas por vida são turvadas pela nossa perspectiva e pela nossa experiência. Nisto não estamos uma situação muito diferente da dos geólogos antes das missões Voyager ou dos biólogos antes da descoberta e exploração das fontes hidrotermais submarinas.

No primeiro caso, pensávamos que o único corpo no nosso Sistema Solar que poderia ter vulcanismo era a Terra e que era necessário que um corpo tivesse um tamanho e massa mínimos para tal vulcanismo existir (devido à necessidade de gerar calor suficiente no interior do planeta). As imagens de Io (um dos satélites de Júpiter) durante as missões Voyager demonstraram que não era assim. Io não só é geologicamente activo, como é o corpo geologicamente mais activo em todo o Sistema Solar. A sua interacção gravitacional com Júpiter faz com que o seu interior seja sujeito a forças de marés (como os oceanos na Terra sob acção da Lua) e mantém esse mesmo interior não só activo como causa a formação frequente de vulcões que são os maiores e mais activos do Sistema Solar. Uma imagem de Io tirada hoje poderá estar desactualizada na próxima semana ou mês, tal é o efeito destas forças. Isto era algo que talvez alguns geólogos pudessem imaginar, mas que não fazia parte do conhecimento científico antes de ser descoberto.

No segundo caso temos as fontes hidrotermais. Estas são formações de teor vulcânico que se formam a grandes profundidades em zonas de grande actividade vulcânica. Uma dessas zonas é no fundo do oceano em torno dos Açores, por exemplo, bem como ao longo de toda dorsal mesoatlântica (zona mais ou menos no meio do Oceano Atlântico formada pelo afastamento das placas continentais onde assentam a América e Europa e África, em termos muito genéricos). Nestes casos, lava não se chega a formar mas o que é expelido através da crosta é água (que pode ser do próprio oceano ou da região magmática) e que devido às condições assume características supercríticas, ou seja, comporta-se tanto como gás como líquido. Este fluido supercrítico traz consigo muitos gases mas também muitos minerais, os quais formam estruturas parecidas com pequenas chaminés. É uma zona estranha, onde a temperatura dentro das fontes hidrotermais (o interior da chaminé) pode ser ultrapassar os 450 °C mas baixar para os 2 °C habituais a estas profundidades a um metro das mesmas. Nestas zonas a profundidade é tal que a luz do sol não chega ao fundo. Por isso mesmo se pensava que não poderia existir vida, dado que toda a vida conhecida anteriormente dependia da fotosíntese. Neste caso, porém, descobriu-se um ecossistema extremamente rico com base em quimiosíntese, ou seja, em organismos (habitualmente bactérias) que digerem alguns dos componentes expelidos (por exemplo H2S, que é tóxico para a maioria dos organismos) e daí extraem energia. Mais uma vez, talvez existisse quem imaginasse esta possibilidade, mas a ciência não a conhecia.

Por isso, quando pesquisamos vida noutros planetas temos que deicidir no que nos devemos focar. Há quem defenda que a vida não necessita realmente de água, que água só é necessária à vida no nosso planeta porque era esse o líquido dominante. Se existir outro tipo de líquidos noutros planetas (possivelmente mercúrio ou metano, a temperaturas e pressões diferentes) é possível que outro tipo de vida tenha evoluído. Só que não só não o sabemos como também não sabemos aquilo que teríamos de procurar. Portanto procuramos uma vida que seja, nem que seja apenas aproximadamente, semelhante aos tipos de vida que conhecemos na Terra: com base em água líquida e tendo certo tipo de processos químicos na sua génese. Isso não significa no entanto que não possamos descobrir vida exótica. Já o fizemos muitas vezes no nosso planeta, por isso nada nos impede de o voltar a fazer noutro.

Agora, assumindo que descobrimos tal vida, que implicações terá isso na nossa perspectiva? Neste momento, assumindo que estamos sós no Universo, podemos flutuar entre dois extremos: efusividade por sermos o pináculo da evolução do Universo ou depressão por não termos mais nenhuns companheiros. Podemos ser arrogantes ou humildes. Podemos pensar em quanto somos especiais ou lamentar o mesmo facto. Dependerá de cada um. Mas a descoberta de vida fora do nosso planeta questionaria tudo isto, especialmente porque destruiria de imediato a ideia de sermos especiais por termos vida. Uma das razões para a procura de vida (ou resquícios da mesma) no nosso Sistema Solar (por exemplo em Marte) é porque a descoberta da mesma demonstraria que a Vida tem que ser bastante comum se poderia surgir em dois locais distintos no mesmo sistema. Se existe na Terra e em Marte (ou Ganimede ou Europa), também terá que existir por todo o Universo. Como veríamos isso? Muitas religiões poderiam contestar tal facto, outras apontá-lo como prova da importância e poder da(s) sua(s) divindade(s). Algumas talvez colapsassem (infelizmente suponho que isso não aconteceria com a cientologia). A nível pessoal que pensaríamos? Teríamos medo? Poderia esta descoberta aproximar-nos uns dos outros? Afastar-nos? Não sei, mas é uma questão interessante a considerar.

Já a descoberta de uma civilização extraterrestre, especialmente se bastante diferente da nossa (imaginemos que alada, sem olhos, com 5 bocas, comunicando e percebendo o mundo através de sons, cinzentas ou multicolores e com uma "pele" rochosa) poderia causar choques. Aí a questão de como reagiríamos talvez seja melhor entregue a escritores de ficção científica, porque os cientistas não têm verdadeiros pontos de referência para tal comparação.

Questão científica em particular
Aqui estamos em pé mais firme, mesmo que não completamente seguro, porque como indiquei acima, temos uma ideia clara do que estamos à procura. Um planeta que orbite uma estrela, exista na zona de habitabilidade da mesma para poder conter água no estado líquido, e que possa ter vida reconhecível por nós de forma a podermos encontrar os sinais químicos da mesma na sua atmosfera. É aqui que entra o Webb, com a sua possibilidade de analisar a atmosfera de outros planetas (como referido antes). Alguns dos sinais que se poderão procurar serão indicações de metano, por exemplo. Isto porque o metano é um gás que se deteriora rapidamente na atmosfera e que, se não for reposto, acaba por desaparecer. Também porque não conhecemos nenhum método para a produção sustentável de metano à superfície de um planeta que não passe por acção biológica. Assim sendo, o metano seria um dos principais sinais da presença de vida.

Outro sinal seria, obviamente, descobrir oxigénio. Não que seja fundamental mas, como já indicámos, a vida que conhecemos ou precisa de oxigénio ou expele oxigénio como produto de outras actividades (como as plantas). A presença de oxigénio molecular sugeriria então também vida. Se a oxigénio e metano associarmos água em estado  líquido (depreendida pela presença de vapor de água na atmosfera e pela localização do planeta em relação à sua estrela), poderíamos então marcar o planeta como potencialmente contendo vida.

Seria isto suficiente? Clato que não. Como não canso de o dizer, há muito que não sabemos e a presença destes compostos (e outros que não referi) poderia ser justificada por outros processos que são improváveis ou desconhecidos. Com milhares de milhões (milhões de milhões?) de planetas só na nossa galáxia, acabaremos por descobrir planetas com processos estranhos. Aquilo que se faria no caso de encontrarmos planetas com maior probabilidade de albergarem vida seria marcá-los para subsequentes estudos. Talvez se encontre uma civilização que tenha deixado marcas noutras partes do seu Sistema Solar. Ou talvez tenhamos simplesmente que esperar por novas tecnologias para ter novos telescópios que nos permitam ver em maior detalhe aquilo que se passe nesses planetas. Ou seja, o Webb talvez nos dê todas as indicações de vida, mas confirmações teriam que esperar.

Aquilo que não iremos ver são sinais de uma civilização no mesmo estágio de desenvolvimento que nós. Quaisquer estações espaciais ou noutros planetas ou outras estruturas no planeta ou fora dele serão demasiado pequenas para serem identificadas. Uma civilização muito mais avançada talvez tenha criado superestruturas no Sistema Solar que sejam identificáveis, mas é improvável que mesmo estas sejam visíveis.

Questão metafísica de ligação
Aqui entra a questão do Paradoxo de Fermi, que foi formulado por Enrico Fermi em conversa casual con Edward Teller e outros. Na discussão sobre extraterrestres e OVNIs, Fermi perguntou então onde andariam tais seres e civilizações. Numa formulação mais genérica, talvez se pudesse colocar como «Se o Universo está cheio de vida, onde está toda a gente?». Isto também foi reflectido pela equação de Drake, a qual foi formulada para estimar o número de civilizações que poderemos contactar na nossa galáxia.

{\displaystyle N=R_{*}\cdot f_{\mathrm {p} }\cdot n_{\mathrm {e} }\cdot f_{\mathrm {l} }\cdot f_{\mathrm {i} }\cdot f_{\mathrm {c} }\cdot L}

A equação de Drake utiliza: R: o ritmo de formação de novas estrelas na nossa galáxia; fp: a fracção dessas estrelas que terão planetas; ne: o número de tais planetas que poderão ter condições para ter vida; fl: a fracção destes planetas que poderá ter visto vida a desenvolver-se; fi: a fracção destes planetas que poderá ter visto a vida inteligente a desenvolver-se (i.e. a formar civilizações); fc: a fracção destas civilizações que desenvolvam tecnologia para enviar para o espaço sinais detectáveis; L: o período de tempo em que tais civilizações têm enviado tais sinais.

Há a possibilidade de dar valores relativamente certos para alguns destes parâmetros. Sabemos hoje em média o ritmo de formação de novas estrelas e sabemos também que uma enorme percentagem delas têm planetas. O Webb poderá ajudar a responder a questão sobre quantos deles terão condições para albergar vida mas depois disso só temos um ponto para estimar: o da Terra. Dependendo dos valores usados, podemos chegar a valores inferiores a 1 (efectivamente zero civilizações na galáxia) ou a milhares de civilizações.

Um dos problemas que tem sido avançado no período desde que Drake formulou a sua equação é a questão da tecnologia. Será que seríamos capazes de detectar os sinais? Basta ver que se uma civilização tivesse enviado sinais semelhantes aos nossos em 1980 mas que chegassem em 1920, nós não os detectaríamos. E se tal civilização continuasse a evoluir como a nossa, em 1980 (quando tínhamos já radiotelescópios para detectar tais emissões) talvez não as enviasse muito, porque poderia usar internet por fibra óptica, microondas ou outros sinais que não sobrevivam a longas viagens pelo espaço e sejam destinados a transmissões "à vista" (por exemplo usando satélites). Assim sendo, poderá haver uma civilização a 200 anos-luz de nós que nós nunca conheceremos porque não existimos em condições tecnológicas paralelas (excluindo distâncias) para contactarmos.

E se expandirmos isto para escalas de tempo mais longas, como identificaremos os sinais de uma civilização 100 anos à nossa frente? Ou 1.000 anos? Ou 50.000 anos? Há 50.000 mil anos nós estaríamos apenas a desenvolver a linguagem. Como imaginar a tecnologia de uma civilização 50.000 anos à nossa frente? Ou um milhão de anos? Isto é inimaginável. Tudo isto sem contar com o facto de tais civilizações possivelmente usarem comunicações que nós nem sequer imaginamos, mesmo que o nível de desenvolvimento seja semelhante. Uma civilização sem olhos poderia ter criado todo um sistema de comunicação baseado em som. Imaginemos um planeta cheio de linhas para enviar ondas sonoras, como dois copos de plástico ligados por um fio. Nunca receberíamos os seus sinais.

E para finalizar há a questão das distâncias. Os sinais, mesmo que enviados de uma forma inteligível e na altura certa poderão deteriorar-se no caminho. A força do sinal diminui. Nuvens de poeira bloqueiam o sinal. Poderá haver partes da informação que sejam perdidas e que sirvam para identificar tal sinal como se fossem um farol e, na sua ausência, não notaríamos o mesmo.

Concluindo, não acredito que detectemos alguma vez sinais de vida inteligente noutros planetas. Se o fizermos, será viajando mais perto e isso irá certamente demorar muitos séculos. Talvez milénios ou mesmo milhões de anos. Se alguma vez lá chegarmos. E quem sabe se a evolução não nos leva noutra direcção que nos faz perder o interesse? Seja como for, não sabemos se seria boa ideia. Mesmo ignorando a possibilidade de intenções hostis de tais civilizações (descobrem o novo miúdo na galáxia e pulverizam-no), como veríamos seres tão mais avançados? Seriam essencialmente deuses para nós. Teríamos capacidade para sobreviver, de uma fomra intelectual e social, a tal encontro? Não sei.

Para terminar: a busca por vida extraterrestre, seja ela de que tipo for, enfrenta várias dificuldades, não só científicas e, no dia em que seja descoberta, irá levar a um grande processo de reflexão sobre nós mesmos e o nosso papel no Universo. Até lá, penso que a sua principal função é a de servir para fazer avançar a nossa civilização, tanto cientificamente, à medida que desenvolvemos os intrumentos e métodos para a sua busca, como filosoficamente, enquanto reflectimos sobre a importância da busca e as consequências das descobertas da mesma (ou falta delas).

E, mais uma vez, tudo isto me deslumbra.

Deslumbramento (IV)

João André, 26.07.22

Nos posts anteriores (I, II e III) falei das fotografias do Telescópio Espacial James Webb e do deslumbramento que causam, tanto pela informação que oferecem sobre galáxias, estrelas e novas informações sobre objectos conhecidos, como pela beleza das próprias imagens. Há no entanto outros aspectos que, pelo menos para quem goste do assunto, oferecem igualmente uma sensação de maravilhoso e de deslumbramento embora menos visualmente e mais cientifica e filosoficamente. Falo especialmente da informação matemática e física contida nos espectros que foram já analisados pelo Webb e daquilo que nos permite saber desde já e antecipar ansiosamente futuros estudos.

Atmosfera de exoplanetas

WASP 96b spectra.png

Espectro de transmissão do exoplaneta WASP-96 b.

A primeira imagem é a do espectro de transmissão (em infravermelho próximo) do exoplaneta WASP-96 b. Trata-se de um gigante gasoso (como Júpiter ou Saturno) que orbita a estrela WASP-96 (não escolhi o nome, mas com milhões de estrelas e galáxias, os cientistas têm que arranjar nomenclaturas para os objectos), que é uma estrela semelhante ao Sol e que fica a 1.150 (mil cento e cinquenta) anos-luz de nós. Esta distância é curta em termos astronómicos, embora estejamos a falar de 10,8 triliões de km (ou 10,8 milhões de milhões de milhões), mas quando vemos objectos a milhares de milhões de anos-luz, esta distância é curta. O planeta é aquilo a que os cientistas chamam de "gigante quente" porque é um gigante que orbita muito perto da estrela e, como é óbvio, fica por isso mesmo muito quente. Este planeta orbita tão perto da sua estrela (apenas 5% da distância da Terra ao Sol) que o seu ano (tempo que demora a dar uma volta à estrela) é de apenas 3 dias e meio.

O espectro de transmissão é uma análise à luz que é obtida quando observamos o planeta a passar em frente da sua estrela. Quando o faz, a luz é parcialmente bloqueada pela atmosfera do planeta e de forma diferente dependendo do tipo de molécula que bloqueia a luz. A luz não é simplesmente bloqueada completamente de forma a não vermos nada, antes vemos apenas os comprimentos de onda (inverso da frequência) de luz que cada molécula não absorve. Sabendo quais as que vemos, sabemos também as que não detectamos e esta informação, associada ao que sabemos sobre quais os comprimentos de onda que cada molécula absorve, permite inferir com bastante precisão a composição de uma atmosfera. Na imagem acima, cada ponto branco corresponde a um comprimento de onda que foi medido e que foi parcialmente absorvido pela atmosfera. A altura a que os pontos estão depende de outros aspectos, como a presença de nuvens, nevoeiro, poeiras ou temperatura da atmosfera. A linha azul é que foi determinada como se ajustando melhor aos dados. Esta linha é criada usando modelos e que usam pressupostos possíveis sobre a atmosfera (presença de nuvens, poeiras, temperatura, etc). Usando diferentes modelos obtemos diferentes linhas até que encontramos uma que melhor se adequa aos dados obtidos. Com base nessa linha e no seu modelo, é possível retirar algumas conclusões sobre a atmosfera. Neste caso, é possível estimar que a temperatura da atmosfera é de 725 °C (eu disse que era quente). Note-se que isto é nas camadas da atmosfera que foram observadas. O interior do planeta (que é gasoso) deverá ser muito mais quente.

Um dos dados mais interessante foram aqueles pontos no gráfico marcados como sendo água (H2O). Estes pontos são comprimentos de onda onde se sabe que a água absorve luz e como tal sabemos que existe água na atmosfera. Claro que temos que qualificar o termo "água". Trata-se de água no estado gasoso, ou vapor de água, o que seria inevitável dado que a temperatura é bastante alta e, na região da atmosfera que foi analisada, a pressão seria provavelmente mais baixa. Esta descoberta é importante porque permite determinar duas coisas:
a) a água será mais comum do que aquilo que teríamos pensado no passado. Como só tínhamos podido estudar decentemente (ou seja, com precisão nas medições) um único sistema solar (o nosso), não sabíamos o quão prevalente é água. Se ao primeiro planeta que estudamos bem a conseguimos descobrir, água pode estar muito mais presente que aquilo que pensávamos. Como toda a vida como nós a conhecemos necessita de água, esta informação é extremamente valiosa na nossa busca de vida extraterrestre.
b) estas medições permitem confirmar a precisão do Webb e das suas medições. Permitem também saber que, à medida que observamos mais exoplanetas, poderemos aprendar a detectar cada vez mais moléculas. Algumas delas, como o metano, estão associadas à presença de vida nos planetas (dependendo de outras condições). Ao conseguirmos observar água desta forma com a primeira observação podemos também ganhar confiança para futuras observações.

Antigas galáxias

ancient galaxy spectra.png

Espectro de emissão de uma galáxia antiga.

A segunda imagem é a do espectro (de infravermelho próximo) de emissão de uma das galáxias antigas que referi no primeiro post. A luz detectada saiu da galáxia há já 13,1 mil milhões de anos (o que não é o mesmo que dizer que está a 13,1 mil milhões de anos-luz de nós, estará bastante mais longe), um período que apenas podemos conhecer através dos nossos modelos da evolução do Universo. Esta galáxia existiu quando o Universo tinha apenas 700 milhões de anos, numa altura em que existiam (segundo os modelos existentes) apenas algumas estrelas e galáxias, provavelmente enormes, e de vidas relativamente curtas. O que esta observação permitiu fazer foi determinar que a galáxia observada continha gases como hidrogénio, oxigénio e neón. Isso quer dizer que algumas das conclusões dos modelos eram correctas e que tínhamos já hidrogénio (o que era esperado, já que as estrelas apenas se formam na sua presença) mas também oxigénio e néon, que habitualmente só são formados e/ou libertados após a morte de uma estrela (ou pouco antes da morte da estrela). Isso indica que há 13,1 mil milhões de anos havia já estrelas a morrer.

Com o tempo poderá também ser possível obter mais informação sobre estas galáxias. Determinar a presença de nuvens de poeira, estádios de desenvolvimento das galáxias, etc. Com o tempo, quem sabe o que se irá descobrir que permita refinar - ou obrigar à revisão de - os nossos modelos de evolução do Universo.

Outras observações

Infographic titled “Hot Gas Giant Exoplanet WASP-96 b Transit Light Curve, NIRISS Single-Object Slitless Spectroscopy.” At the top of the infographic is a diagram showing a planet transiting (moving in front of) its star. Below the diagram is a graph showing the change in relative brightness of the star-planet system between 12:00 a.m. and 7:00 a.m. in Baltimore, Maryland, on June 21, 2022. The diagram and graph are aligned vertically to show the relationship between the geometry of the star-planet system as the planet orbits, and the measurements on the graph. The infographic shows that the brightness of the system remains steady until the planet begins to transit the star. It then decreases until the planet is directly in front of the star. The brightness increases again until the planet is no longer blocking the star, at which point it levels out. For a full description, download the Text Description PDF.Infographic titled “Interacting Galaxies Stephan’s Quintet: Velocity of Gas Near Active Black Hole; NIRCam and MIRI Imaging and MIRI IFU Medium Resolution Spectroscopy.” The infographic shows a color image of a group of galaxies with a zoom-in to one of those galaxies for reference, and three separate two-color (blue and yellow) maps showing the velocity of a particular ion or molecule in the gas at different points near the center of the galaxy. Below the maps is a scale bar showing that velocities range from 200 kilometers per second toward us (mapped in blue) to 200 kilometers per second away from us (mapped in yellow). Gas that is not moving toward or away from us is mapped in white. From left to right, the maps show argon ions, neon ions, and molecular hydrogen. The maps are similar in that all three show distinct blobs of gas moving toward us and distinct blobs moving away. The blobs of gas are different in exact shape, size, and location. For more details, download the Text Description.Infographic titled “Interacting Galaxies Stephan’s Quintet: Composition of Gas Around Active Black Hole; NIRCam and MIRI Imaging and NIRSpec IFU Spectroscopy.” The infographic shows a color image of a group of galaxies, a zoom-in color image to one of those galaxies, and four separate single-color images of a small portion of the center of the zoomed-in galaxy. Each of the four separate images is labeled with the wavelength of light that the image shows and the name of the atom, molecule, or ion that is emitting the light. From left to right: Atomic Hydrogen 0.656 microns shown in blue. Iron ions 1.64 microns shown in cyan. Atomic Hydrogen 1.87 microns shown in yellow. Molecular Hydrogen 4.7 microns shown in red. For more details, download the Text Description.Infographic titled “Interacting Galaxies Stephan’s Quintet: Composition of Gas Around Active Black Hole; NIRCam and MIRI Imaging and MIRI IFU Medium Resolution Spectroscopy.” On the left side are two reference images of a group of galaxies. On the right are two emission spectra: jagged line graphs of brightness of light versus wavelength of light. The peaks on the graphs are labeled with the names of various elements and compounds. The top graph shows the spectrum of light emitted from the edge of the core of the galaxy, with 10 peaks labeled: iron, argon, neon, sulfur, neon, neon, neon, sulfur, neon, and oxygen. The bottom graph shows the spectrum of light emitted from the core of the galaxy, with 3 peaks labeled for molecular hydrogen and one broad valley labeled for silicates. For more details, download the Text Description.

Imagens da curva de luz do trânsito de um planeta em frente de uma estrela, espectros de infravermelho próximo e médio (com ou sem IFU - ver os links) do grupo Stefan's Quintet. Não me vou debruçar mais sobre estas imagens e a importância da informação porque não tive tempo de ler em detalhe e porque há ainda muito que os cientistas encarregues da investigação irão analisar. Basta dizer que os instrumentos permitem analisar com um detalhe inédito todos estes objectos e que abrem possibilidades únicas para observações e pesquisas futuras.

Deslumbramento filosófico

Escrevi acima sobre este aspecto, mas confessoq ue não me alongarei nele aqui. Deixo apenas as notas sobre aquilo que o Webb nos permitirá questionar, de um ponto de vista mais filosófico, sobre o Universo, a vida e a nossa presença. As observações do Webb poderão talvez um dia detectar sinais bastante fortes de vida noutros planetas. Estes sinais quase de certeza não seriam de civilizações ou qualquer vida inteligente - não vamos observar discos voadores - mas poderemos descobrir indicações fortíssimas da existência de vida de algum tipo. Talvez seja apenas microscópica ou mesmo animal e vegetal sem haver seres inteligentes, mas o Webb poderá ajudar-nos a descobrir tais sinais. Que significariam estes sinais? Questionaríamos o nosso conhecimento e a nossa existência e posição no Universo? Questionaríamos as nossas Fés? Veríamos tais descobertas como o início de uma nova era de conhecimento e aventura? E o que significaria não descobrirmos nenhum sinal no tempo de funcionamento do Webb? Não sei, mas podemos levantar essas questões.

Há ainda outra questão também curiosa e interessante para colocar cenários mentais: se há vida noutros planetas, onde estão esses extraterrestres. Este é o chamado Paradoxo de Fermi, que fez a mesma pergunta perante todas as estimativas que se fizeram sobre a existência de vida extraterrestre. Desde então muitas reflexões foram feitas sobre a questão, algumas mais metafísicas, outras mais científicas e umas outras que tocam ambos os aspectos. Tenho a minha visão, que anda pelo meio (meio metafísica e meio científica), mas deixá-la-ei para outro dia.

Deslumbramento (III)

João André, 21.07.22

Na sequência dos dois posts anteriores sobre as imagens fo Telescópio Espacial James Webb e das suas primeiras imagens, surgiram algumas questões sobre as fotografias, referindo que não são cores reais e perguntado como sabemos quais as suas cores. Nos comentários avancei que as cores eram identificadas pelo espectro de luz que chegava ao telescópio. O telescópio "vê" numa determinada largura de banda de luz - o infravermelho próximo (near infrared) e o infravermelho médio (mid infrared) - e depois, com base nos comprimentos de onda específicos da luz infravermelha que chega ao telescópio vinda de cada objecto, este pode depois recalcular qual seria a sua cor no comprimento de onda de luz visível, isto é, aquele que nós podemos ver. Em suma, a matemática poderia recriar as imagens da mesma forma que nós as veríamos.

Esta explicação foi simultâneamente correcta e incorrecta (e incorrecta por minha culpa). Vou tentar explicar. Quando vemos uma imagem, o nosso olho recebe a luz e observa-a através de cones que existem no olho. Há um cone para a luz vermelha, outro para a verde e outro para a azul. Ou seja, cada cone vê luz numa dessas regiões do espectro dentro da luz visível. Se retirássemos (ou conseguissemos suprimir) os cones verde e vermelho poderíamos só ver tudo em azul (talvez isto tenha acontecido com Picasso - adiante). Claro que cada cone vê estas cores em intensidades distintas, mais escuras (se menos dessa cor) e mais claras (se mais dessa cor). Quando se sobrepõem todas as imagens, vemos o mundo em cores. É este o princípio da imagem RGB (para Red, Green, Blue) que programas de software usam (entre outros tipos de imagem).

Quando o Hubble faz uma fotografia, fá-la a preto e branco, ou seja, sem qualquer cor. Só que depois aplica filtros para poder "ver" a imagem, ainda a preto e branco, mas para cada uma das cores primárias. Uma foto (a preto e branco) para ver o vermelho, outra para ver o verde e outra para ver o azul. Quando depois se combinam estas fotos, sabendo o que cada uma mostra e a intensidade da luz nessa cor, é possível sobrepô-las e criar uma imagem de "cor verdadeira" (true color). O Webb faz uma coisa semelhante, mas mais complexa e, porque não pode ver na região visível, de forma algo diferente.

O Webb faz as suas imagens na região de infravermelho, mas em vez de usar 3 filtros para comprimentos de onda do espectro de luz visível, usa 29 filtros para espectros de luz infravermelha. Depois vai atribuíndo uma cor (do espectro visível) a cada um dos filtros de acordo com a sua posição no espectro de infravermelho. Os comprimentos de onda mais longos, que no espectro visível são vistos como vermelhos, recebem cor vermelha. Os mais curtos recebem azul (a sua posição no espectro visível). Os outros vão sendo distribuídos pelo espectro visível. O resultado surge quando todas estas imagens são combinadas, dando-nos as fotografias que vimos.

São aquelas fotografias iguais ao que nós veríamos com os nossos olhos se conseguíssemos ver tão longe? Não. São fotografias falsas? Também não. Os cientistas não retiram nem adicionam nada às imagens, apenas as manipulam para as poder observar melhor e, porque são humanos, as poder apreciar melhor. Pode parecer estranho, mas as imagens que vemos publicadas servem para pouco mais que o deslumbramento que citei já várias vezes. Aquilo que frequentemente excita os cientistas são os gráficos e os dados quantitativos que se recebem dessas imagens (ainda escreverei sobre isso). As imagens são fabulosas e haverá poucos astrónomos que não terão uma (ou múltiplas) dessas imagens penduradas numa parede de casa e/ou do escritório. No entanto não são o essencial.

Só que essas fotografias nunca deixam de ser reais. Só que são, de facto, manipuladas. O termo "cor falsa" (false color) muitas vezes usado para descrever estas imagens, não é o mais correcto, penso. Talvez "cor corrigida" fosse melhor. No entanto não é diferente de um fotógrafo em 1980 usar Kodak ou Fuji de acordo com querer tons mais quentes ou frios. Ou fotógrafos usarem diferentes químicos e tempos nos banhos para revelar as fotos de acordo com aquilo que querem mostrar. Ou hoje em dia se usarem filtros em fotojornalismo (não falo em sessões fotográficas, essas são realmente falsas no essencial) para tornar certos pormenores mais claros. Ou até, fugindo à imagem, ao tipo de equalizador que se usa ao ouvir música. Ambiente? Neutral? Rock? Filme? Tudo isso muda o som que ouvimos. Torna-o menos real?

No fim, a limitação que temos são os nossos olhos. Outros seres que tivessem 300 cones para ver cores diferentes provavelmente perceberiam um mundo muito mais rico de cores que nós. Não seria um mundo mais real, apenas seria percebido de outra forma. A ciência e a matemática permitem-nos expandir a nossa percepção do Universo e isso é, mais uma vez, algo que me deslumbra.

 

Nota: 3 links para explicações melhores que as minhas. Vídeo 1 ("Dr. Becky", astrónoma) e vídeo 2 (Vox, canal de media) do YouTube. Artigo na Fortune.

Deslumbramento (II)

João André, 18.07.22

Quando na passada 5ª feira escrevi sobre o Telescópio Espacial James Webb (fiquemo-nos por Webb) e as primeiras imagens que recebemos, houve muita coisa que ficou de fora. Tentemos abordar alguns aspectos agora. Mais uma vez: erros neste post são meus e agradeço toda e qualquer correção.

Um dos aspectos que foi referido nos comentários e que não adicionei sobre o Webb foi sobre como o telescópio vê. Isto pode parecer óbvio (vê vendo), mas não o é. Porque o Webb foi concebido para observar objectos distantes de nós, ver os objectos no espectro de luz visível não ajuda, por isso os instrumentos do Webb foram escolhidos para detectar luz nos comprimentos de onda do infravermelho, que é uma região do espectro de luz que nós, seres humanos, não conseguimos ver. Seres vivos que vêem uma parte deste espectro são mosquitos, algumas espécies de morcegos ou serpentes. Nós conseguimos observar o infravermelho usando câmaras adequadas que detectam as diferenças de calor emitidas por objectos, mas são sensíveis apenas à radiação que é libertada pelos objectos quentes, não a todo o espectro de infravermelho.

Para se compreender esta diferença, imaginemos a audição. Nós ouvimos numa determinada gama de frequências, mas todos sabemos que animais ouvem noutra. Há apitos que emitem sons inaudíveis para nós mas que os cães ou gatos conseguem ouvir. O mesmo se passa com a luz. Infravermelho, ultravioleta, raios X, etc, são partes do espectro electromagnético, ou da luz (Nota: já li artigos referindo-se ao termo "luz" como se referindo apenas à luz visível, aquela que conseguimos ver; enquanto que outros usam o termo "luz" para se referir a todo o espectro electromagnético, dado que é apenas radiação, eu usarei "luz" neste segundo sentido e peço tolerância a quem não concordar com a minha escolha e cuja perspectiva eu compreendo).

O que o Webb faz é usar câmaras e sensores específicos para detectarem diferentes regiões do infravermelho [nota: corrigido, obrigado ao comentador balio] para obterem informação que, de outra forma, se perderia. Uma das razões para ter enviado o Webb para onde está deve-se à necessidade de bloquear tanta luz quanto possível vinda do Sol e da Terra, sendo ainda necssário manter todos os instrumentos a temperaturas extremamente baixas para evitar que o próprio Webb liberte radiação infravermelha (ao libertar calor) que interfira com os instrumentos. Isto é semelhante a ter um telescópio terrestre longe das cidades e em zonas de alta elevação para não ter poluição de luz.

A razão para a escolha destas frequências deve-se, como referi acima, ao desejo de observar objectos distantes. Isto porque o nosso Universo está em expansão graças à Energia Escura. Não me alongarei neste aspecto mas fiquemo-nos pelo facto de existir uma força de repulsão no Universo que está a causar um afastamento das galáxias e que é tão mais pronunciado quanto mais longe essas galáxias estão. É também um afastamento que está a aumentar de velocidade e que nos levará a perder de vista (literalmente) algumas galáxias quando a velocidade de afastamento for superior à velocidade da luz (sim, a velocidade da luz é a velocidade limite no Universo e nada pode viajar mais depressa. Como podem as galáxias afastarem-se então mais depressa? É complicado mas por agora digamos apenas que a luz viaja no espaço-tempo e as galáxias afastam-se por espaço-tempo ser adicionado entre elas, pelo que a velocidade limite não se aplica. O conceito é complicado e não me alongarei). Ora, quando as galáxias se afastam, isso faz com que exista um efeito de desvio para o vermelho ("red shift" em inglês, obrigado pela nota caro comentador passante), que é semelhante ao efeito do som quando um carro passa por nós (o efeito Doppler) que faz com que o som que ouvimos quando o carro se aproxima seja diferente daquele que ouvimos quando o carro se afasta (apesar de o som ser o mesmo). Isso acontece porque as ondas sonoras se comprimem contra o nosso ouvido quando o carro se aproxima e se "esticam" quando o carro se afasta. Quando isso acontece com a luz, o comprimento de onda aumenta e a luz visível passa a infravermelha.

Assim sendo, aquilo que o Webb vê não é o mesmo que nós (ou o Hubble) veríamos. O Webb "vê" em infravermelho (e alguns comprimentos de onda de luz visível, especificamente na região de vermelho e laranja) e para termos as imagens como as vemos hoje é necessário recorrer ao que se chama de "cor falsa". Isto acontece para podermos ver a imagem e identificarmos detalhes que de outra forma não veríamos facilmente, mas também para aumentar o prazer estético da imagem. Manipulação de imagens é normal na história humana, seja por razões estéticas, científicas ou outras, e é pena que quando isso é feito com fotografias espaciais haja quem se queixe tanto. Talvez o termo "cor falsa" seja mau para a percepção, mas os cientistas são demasiado honestos e pouco hábeis na comunicação para utilizarem termos mais atractivos. Seja como for, é muitas vezes possível identificar a cor real através da análise dos comprimentos de onda e das diferenças entre os sinais obtidos em pontos diferentes na imagem. Mesmo dentro do infravermelho, e contabilizando o efeito de desvio para vermelho que seria de esperar para um objecto a determinada distância, é possível estimar a cor que veríamos se tal desvio para vermelho não ocorresse e observássemos a imagem em luz visível. Noutros caso, mesmo sem o desvio para vermelho, alguns dos detalhes só são visíveis na região de infravermelho e não as veríamos de nenhuma outra maneira. Para comparação do efeito de fotografias tiradas em comprimentos de onda distintos e dos detalhes que permitem ver, aconselho dar uma espreitadela a esta página.

Outras razões para observar o Universo em infravermelho prendem-se com dois outros tipos de observações: a) nascimento de planetas e estrelas em nuvens de poeira e gases e; b) observação e análise da composição de atmosferas de exoplanetas (planetas fora do nosso Sistema Solar). No caso a), o comprimento de onda de infravermelho é perfeito porque permite obter muito detalhe sem que a luz seja bloqueada pelos gases e poeira. Como o infravermelho passa pelas nuvens de poeira (um pequeno exemplo não reacionado com ciência neste clip), isso permite observar objectos que estejam nessas nuvens de poeira, ou atrás das mesmas, e que estariam escondidos do Hubble. No caso b), o interesse está em ver o que é que as atmosferas de exoplanetas podem conter. Como gostaríamos de saber se haverá vida noutros planetas ou se um determinado planeta poderia hipoteticamente conter vida, temos que saber como é a atmosfera. Com outros métodos podemos estimar tamanhos e massas dos planetas, bem como a sua pressão atmosférica, mas para saber a sua composição a melhor forma é esperar que o planeta passe em frente da sua estrela e analisar a luz que passa pela atmosfera. Como diferentes moléculas absorvem radiação em comprimentos de onda distintos, é possível analisar a luz que não atravessou a atmosfera e distinguir moléculas na mesma. Com base na intensidade do sinal é também possível ter uma ideia da sua concentração. Se se encontrar oxigénio molecular, metano ou dióxido de carbono (em concentrações consideráveis), bem como água, todas essas moléculas poderiam dar uma boa indicação da existência de vida, pelo menos como nós a conhecemos. Também por isso é importante medir o espectro infravermelho.

Tudo isto é ciência, que é o que me fascina mais. Mas gosto de olhar para as imagens e apreciá-las pelo que são (beleza única) e pelo que mostram. Quando comparamos as imagens tiradas pelo Webb com as imagens tiradas pelo Hubble, vemos a diferença na resolução (normal para um telescópio mais moderno e com um espelho consideravelmente maior)  mas também no detalhe extra que permite observar graças à observação na região do infravermelho. As imagens abaixo ajudam a entender.

Deep Field

comparison-smc.jpg

A imagem à esquerda é a do Hubble. À direita, a do Webb. Há várias galáxias (sim, muitos daqueles pontos são galáxias, não estrelas individuais) visíveis que não o são na fotografia do Hubble. Há ainda uma galáxia "repetida" na fotografia do Webb, acima e abaixo do centro. Isso acontece porque se encontrava quase exactamente por detrás do centro da imagem e a luz dela sofreu o que se chama de "gravitational lensing" (ou seja, o espaço que a luz atravessa é deformado pela gravidade dos objectos que se encontram no caminho, fazendo com que a luz não seja bloqueada mas passe "ao lado" desse objecto). Por causa desse efeito, a luz da galáxia passou por cima e por baixo (do nosso ponto de vista) na imagem para aparecer duas vezes na fotografia. Já agora, tecnicamente esta é a imagem do aglomerado de galáxias SMACS J0723.3–7327, mas mantive "deep field" por conveniência (e porque sou eu a escrever).

Stephan's Quintet

COMPARISON-QUINTET.jpg

À esquerda a imagem do Hubble e à direita a do Webb. Note-se que a imagem do Webb é um compósito da imagem das duas câmaras, uma de "near infrared" (NIRCam) e a outra de "mid infrared" (MIRI) (deixo a procura de termos portugueses para quem o queira). Esta imagem do Webb não só tem imensos detalhes que a do Hubble (e que era já espantosa) não oferece, mas permite ver (na imagem MIRI) o buraco negro que está no centro da galáxia de cima na imagem. Tecnicamente não "vemos" o buraco negro, antes o disco de gás superaquecido em torno dele, mas é quase o mais próximo que se pode ver, especialmente a estas distâncias.

Carina Nebula

COMPARISON-CARINA-.jpg

Hubble em cima, Webb em baixo. Aqui vemos claramente a vantagem de observar estes objectos em infravermelho. As nebulosas são normalmente vistos como "berçários de estrelas", são aglomerados de gases e poeiras que se vão concentrando por efeito da gravidade para depois darem origem a estrelas (e/ou planetas). Por serem nuvens, normalmente não é possível ver bem através delas mas, como indiquei acima, na região de infravermelho é possível fazê-lo e as imagens acima demonstram-no claramente, com todas as estrelas e/ou galáxias que se podem ver através da nuvem. Uma vantagem extra do Webb é a enorme resolução da imagem, que se pode ver nos contornos da nebulosa.

Southern Ring Nebula

southern-ring-nebula.webp

À esquerda Hubble, à direita Webb. A minha preferida. Poderia dizer muito sobre ela, mas a minha fascinação está na descoberta com a imagem do Webb que a estrela que se vê no centro na imagem do Hubble é na realidade um sistema binário. Isto não era visível na imagem do Hubble porque a luz de ambas as estrelas era apanhada de forma combinada. Com o Webb foi possível resolver a imagem e ver mais. Confesso que irei colocar esta imagem na parede de minha casa assim que possa.

Há muito mais que se pode dizer. Ainda falarei mais à frente sobre as descobertas usando o espectrómetro infravermelho do Webb e da importância que isso pode ter para a descoberta de planetas habitados ou habitáveis. Mas por hoje fico-me por aqui.

Deslumbramento

João André, 14.07.22

Webb's_First_Deep_Field.jpg

Há muito que não escrevo e não me vejo a retomar a escrita frequente no futuro próximo, mas não podia deixar de escrever algo sobre as primeiras imagens do telescópio espacial James Webb. A primeira imagem revelada, que encima este post, é "apenas" a imagem de maior resolução do Universo quando jovem (imagem de maior resolução e com possibilidade de fazer zoom aqui). Dizer que o Universo era jovem é algo relativo, já que a imagem é de um aglomerado de galáxias (no centro da imagem) como existiam há 4,6 mil milhões de anos, quando o Universo teria cerca de 9,2 mil milhões de anos. O Universo teria já uma aparência semelhante à actual mas, crucialmente, não estaria ainda sob a influência de Energia Escura. Não vou alongar-me com este tema, mas de acordo com o nosso conhecimento de Física e do Universo, a Energia Escura tornar-se-à (ter-se-à já tornado?) o mais importante factor na evolução do Universo. Importante no entanto é notar que uma das galáxias que se vêem na imagem aparece como existia há 13,1 mil milhões de anos, ou seja, apenas 700 milhões de anos depois do Big Bang (se o Universo fosse uma colecção de pessoas com 80 anos agora, estaríamos a ver a galáxia como se fosse uma criança de 4 anos).

O Telescópio Espacial James Webb (JWST na abreviatura inglesa) é um projecto com décadas e que demorou imenso tempo a ser completado e se atrasou no lançamento múltiplas vezes. A primeira vez que se discutiu um sucessor para o Hubble foi nos anos 80 mas os planos iniciais só começaram a sério nos anos 90, após o sucesso do Hubble. O desenho final só começou a ser verdadeiramente formulado em 2005 e a construção em 2007. Múltiplos desenvolvimentos tecnológicos foram incorporados e novas descobertas levadas em consideração. A construção foi altamente complexa, dado que era um objecto de enorme tamanho mas muito baixa massa, o que levava a que os elementos fossem difíceis de produzir e integrar. Isto levou a que a construção demorasse bastante tempo, incluindo todas as revisões dos desenhos e do projecto em si. Em 2016 a construção terminou e a fase de testes começou, a qual resultou em vários problemas que tiveram que ser corrigidos. Em 2019, a construção final do JWST como existe hoje terminou e os testes recomeçaram. Tudo isto contribuiu para o seu custo final de pouco menos de 10 mil milhões de dólares.

Após passar os testes, o JWST foi lançado para o espaço a 25 de Dezembro do ano passado e viajou até chegar ao seu destino, o Ponto de Lagrange L2, onde o efeito da gravidade da Terra e Sol, bem como a força centrífuga da rotação de um objecto neste ponto, se equilibram e permitem estabilidade de órbita. Este Ponto de Lagrange (há 5 no sistema Terra-Sol) foi escolhido porque está para lá da Terra, na extensão de uma linha imaginária do Sol à Terra. Este posicionamento permite bloquear muita da luz vinda tanto do Sol como da Terra, o que facilita a observação espacial. Durante a viagem, o JSWT iniciou a sua instalação completa (desdobrando e extendendo todos os componentes) incluindo os seus espelhos, necessários ao funcionamento, que foram colocados em posição e alinhados (num processo que demorou meses) ainda antes de chegar à sua órbita em torno do ponto L2 (a 24 de Janeiro deste ano). Depois disso foi necessário proceder a todos os testes de equipamento antes de chegar à imagem acima.

Neste momento vale a pena perguntar o porquê. Porque razão gastamos milhões (milhares de milhões) num telescópio para nos dar imagens? Numa câmara fotográfica, portanto. Claro que não é tão simples. Esta máquina fotográfica tem capacidade de medir a luz em comprimentos de onda que não eram possíveis até agora e nos dão a possibilidade de ver objectos que estavam escondidos até agora. No entanto sim, é uma máquina fotográfica. A resposta mais simples a esta questão é "porque sim". Porque queremos saber mais sobre o mundo e o Universo. Porque queremos entender o que nos rodeia. Pela mesma razão que Sócrates ou Aristóteles ou Descartes pensavam, porque queriam compreender. O alcance e o detalhe e a forma de compreensão é diferente, mas a natureza da questão não mudou. Porque queremos saber mais.

Há outras respostas que podemos dar, no entanto. John Keats falou sobre "Unweave(ing) a rainbow" ("desconstruir o arco-íris") para criticar os estudos de Isaac Newton sobre a natureza da luz, argumentando que ao se tentar explicar um fenómeno, a sua beleza, o deslumbramento que causa, se perdem. No entanto a resposta dos cientistas é que não só não se perde isso - um cientista pode apreciar a beleza de um arco-íris tal e qual qualquer outra pessoa - mas lhe acrescenta ainda mais beleza. Como não apreciar a beleza das fotos que o Hubble nos deu ao longo das suas décadas de serviço? Como não ficarmos ainda mais deslumbrados ao vermos as fotografias que o JWST nos deu quando estava simplesmente a ser testado? E ainda não partilhei aqui algumas das fotografias mais belas e as descobertas que nos trouxeram já. A beleza e o deslumbramento, a sensação do maravihoso que estas imagens nos trazem - me trazem - é inigualável. Não quer dizer que é a maior sensação de deslumbramento que já tive, mas nunca como esta. Já vi uma referência a esta notícia como sendo das poucas que podem causar um bem estar quase universal, tal como a missão Apolo XI (com as devidas ressalvas de importância) e não posso deixar de concordar. É um deslumbramento que transcende - deveria transcender - fronteiras e culturas. Isso em si já deveria bastar.

Mas vivemos num mundo materialista. Como tal podemos referir os desenvolvimentos científicos e tecnológicos que foram certamente necessários para conseguir produzir esta maravilha da ciência e engenharia. Desde a ciência dos materiais, métodos de construção, novos instrumentos, novos robots para construção e montagem, métodos de análise (não só por parte do telescópio mas também para avaliar o próprio telescópio), etc. Já li algures que os nosso smartphones actuais devem quase tudo aos programas de exploração espacial. Desde as câmaras, aos hips, aos GPS, tudo isso foi desenvolvido graças a, ou para facilitar, os programas espaciais. Se hoje a SpaceX de Musk e a Blue Origin de Bezos podem competir com a NASA, isso deve-se ao trabalho de décadas dos prigramas públicos. O nosso mundo é em grande parte possível devido ao nosso desejo de conhecimento, à nossa sede de saber mais. À sensação de deslumbramento que olhar para cima nos trás.

Porque razão gastar 10 mil milhões numa câmara fotográfica? Porque podemos recuperar esse investimento com tudo o que desenvolvemos. Porque podemos saber mais. Porque podemos ser deslumbrados, mais uma e outra vez. Para mim, esta última basta.

 

Nota: provavelmente terei erros ou imprecisões na informação acima. Não é a minha área de conhecimento, sou apenas um apaixonado pela ciência. Agradeço quaisquer correcções nos comentários.

Ciclo de inundações, meteorologia, clima e mais catástrofes

João André, 19.07.21

Como será do conhecimento geral, na semana passada a Alemanha, a Bélgica e a Holanda sofreram chuvas intensas que levaram a inundações causando imensos danos e várias mortes. Estas inundações foram bastante intensas também na região onde vivo, sul de Limburg, onde fica Maastricht. Felizmente nada sucedeu no meu caso. O rio Maas subiu bastante, o passeio pedonal alo lado do rio ficou inundado, mas isto é também a intenção da sua existência, dado que existe mais uma barreira antes que atinja a rua. O local onde vivo fica a cerca de 50 metros do rio, mas o único risco que corri foi uma inundação da garagem pública onde deixo o carro.

Não foi assim em todo o lado. Em Maastricht 3 bairros tiveram que ser evacuados por receio de inundações depois de um dique ter ficado com um buraco. Segundo entendo, acabou por não haver problemas e as pessoas puderam regressar a casa depois de menos de 24 horas. Um pouco mais a norte houve outras roturas de diques que causaram inundações de algumas aldeias, onde os danos foram mais substanciais. Perto de Maastricht, em Valkenburg, uma vila muito popular para turismo na Holanda, o rio subiu imenso e inundou parte da localidade, causando danos a muitos cafés, restaurantes, lojas e várias residências.

Claro que isto não foi nada comparado com a Alemanha e Bélgica. Na Bélgica uma amiga teve as águas a parar a 10 metros de casa. Outra família de amigos teve de evacuar por dois dias enquanto esperavam. Felizmente voltaram para casa sem mais que um pequeno filme de água na garagem, sem danos importantes. Na Alemanha, uma colega teve sorte na aldeia onde vive porque tem a casa numa elevação, mas ficou sem água, luz e gás por 3 dias. E foi quem teve sorte, pois vários vizinhos ficaram sem casa. Ela tem agora em casa dela uma família de amigos, incluíndo um bebé de 10 meses, que ficou na prática sem casa, dado que a água rompeu pela parede do 1º andar e levou quase tudo, inclusive os que havia nos quartos. Várias pessoas morreram, presas nas caves e garagens (a tentar salvar pertences) e muitas outras estão desaparecidas (certamente que haverá mais mortes). Outro colega está desde quinta feira a "viver" num pavilhão porque a água atingiu metro e meio no rés do chão e ainda não recuou o suficiente.

E há ainda as muitas pessoas que morreram noutras zonas da Bélgica e, especialmente, da Alemanha. Parte do problema foi que o sistema de prevenção e comunicação não funcionou (as autoridades irão diagnosticar as falhas durante meses) e não se tomaram as medidas necessárias a tempo. Algo que não se pode dizer com certeza é que estas chuvas foram resultado das alterações climáticas. Houve vários aspectos que tiveram que suceder para estas chuvas acontecerem da forma que aconteceram, nomeadamente a acumulação de humidade no ar, a permanência das nuvens sobre uma região deliminatada durante muito tempo, etc, mas é impossível, pelo menos para já, dizer com elevado grau de certeza que estas cheias específicas foram resultado das alteações climáticas (AC) causadas pelo aquecimento global (AG).

Isto é porque certos eventos não podem ser relacionados especificamente com certas causas. Da mesma forma que não se poderá necessariamente apontar uma estrada deteriorada como causa de um acidente (o condutor poderá não tomar atenção, o carro poderá ter travões em mau estado, poderá haver excesso de velocidade e/ou álcool, um acontecimento imprevisto, etc), um evento meteorológico não pode ser apontado como consequência de uma situação climática. No entanto há já muito que se apontam chuvas intensas mais fortes e frequentes (causando inundações) como uma das consequências das ACs. Há várias causas, mas uma delas é que o aumento das temperaturas levará a um aumento evaporaçã e da capacidade do ar para absorver humidade, o que faz com que quando as chuvas sucedam, sejam mais intensas. Este mês de Junho foi o mais quente na Holanda desde que há registos.

Aquilo que esta situação está a fazer pensar é que as consequências que os cientistas previram para começar por meio do século XXI não estarão já a aparecer. Sejam estas chuvas na Europa, sejam as ondas de calor na América do Norte e norte da Rússia. Isto poderá indiciar que o complexo sistema que é o clima da Terra já estará desestabilizado o suficiente para causar já eventos extremos. Isto é algo que é comum ver em sistemas complexos, sejam eles de que tipo forem. Quanto maior for o sistema, maior pode ser a variação em relação ao ponto equíibrio quando este desaparece. Isto poderá estar agora a acontecer. Durante muito tempo, os oceanos absorveram grande parte do calor e do CO2 que foram gerados pela nossa actividade. Se atingiram a sua capacidade máxima de absorção, a energia poderá agora estar a ser libertada novamente e, se isso suceder, teremos talvez os chamados feedback loops em que cada nova consequência poderá ampliar o problema (exemplo: derretimento de permafrost na tundra canadiana ou siberiana libertando metano que vai exacerbar o efeito de estufa).

Vi várias vezes duas opiniões qeu acabam no mesmo: i) que a catástrofe deveria ter sido evitável, e ii) que estas situações não deveriam acontecer em países desenvolvidos (como Alemanha, Bélgica e Holanda). Que a catástrofe poderia ser evitável, parece claro. Acidentes podem sempre aocntecer, mas melhor coordenação evitaria pelo menos a perda de vidas e talvez muitos dos danos. Já que estas situações não deveriam acontecer nos países desenvolvidos é mais complicado. A Natureza acaba sempre por poder sobrecarregar quaisquer medidas que tomemos. A Holanda, mesmo com a sua maravilha de engenharia que são as Deltawerken, poderá um dia ser esticada para lá do seu limite. Não é preciso ir para o Burundi ou as Honduras para descobrir desastres naturais. E, co o caminho que o planeta está a seguir, esses serão cada vez mais parte do dia a dia.

Quando a ciência e a humanidade dão as mãos

Paulo Sousa, 14.01.21

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Esta história deve ser lida e relida.

Nestes tempos em que temos o desassossego por companhia, em que as más notícias nos rodeiam por todos os lados e em que é fácil nos sentirmos perdidos, vale a pena ler e celebrar o que aconteceu na secção de Obstetrícia do Hospital de Santa Maria.

Desde a primeira contaminação Covid da família, até ao momento actual, nada teria sido possível sem um profundo sentido de humanidade, com especial destaque para os profissionais médicos envolvidos. Não que duvidássemos do sentido de missão e de devoção pelo outro que move, e durante uma pandemia mais do que nunca, um exército de devotados servidores da medicina, mas se há histórias que merecem ser celebradas, esta é uma delas.

As estações do ano como entrada em discussões sobre Ciência

João André, 10.12.20

Estava há uns dias, juntamente com um amigo, a explicar a passagem para o Inverno a uma criança, quando o meu amigo descreveu as mudanças de estações como sendo resultado de o nosso planeta passar meio ano a aproximar-se do Sol e meio ano a afastar-se dele. Esta frase não é errada, mas não explica as estações, e fez-me lembrar como durante grande parte da minha vida, mesmo depois de eu compreender qual a razão para a existência de estações, eu continuei a ter na cabeça essa definição.

Foi muito cedo ao na minha vida escolar que eu aprendi que o Sol tem dois pontos na sua órbita em que está mais afastado e Sol (penso que se chama afélio em portuguêsn, ou aphelion em inglês) e dois pontos em que está mais perto (periélio, ou perihelion). Por causa disto e do conceito de as estações serem resultado da órbita em torno do Sol, é muito fácil pensar nelas como resultado da distância. Infelizmente é errado.

O problema começa porque apesar de haver de facto uma diferença na distância ao Sol, esta é muito pequena entre o afélio e o periélio e completamente insignificante no que diz respeito a estações. No afélio, a Terra está a cerca de 152 milhões de km do Sol. No periélio está a 147 milhões de km do Sol. A diferença de distência entre as duas posições pode parecer grande (cerca de 5 milhões de km) mas representa apenas 3% de diferença entre elas. As representações esquemáticas que vemos nos livros infelizmente transmitem a ideia errada, quase como se a diferença fosse o dobro (veja-se o exemplo abaixo).

DK_seasons_q3dt5m.jpg

O primeiro problema que deveria existir com esta visualização seria o mais óbvio: os períodos em que a Terra está mais afastada correspondem também ao início do Inverno e do Verão. Os momentos em que está mais próxima correspondem ao início de Outono e Primavera.

Isto significa que essa diferença de 3% na distância não é significativa para as mudanças de estação. É antes a quantidade de exposição solar que faz a diferença. Como toda a gente sabe, a Terra tem uma inclinação em relação ao seu eixo orbital de cerca de 23° (tive de ir ver o valor exacto, não me lembrava). Isso significa que a quantidade de radiação solar que atinge um local específico na Terra durante um dia vai mudando ao longo do ano. por outras palavras, o dia é mais longo ou mais curto. Isso significa que a quantidade de energia que uma região (para o caso, hemisfério Norte ou Sul) recebe é maior no período perifélio a perifélio em que está mais exposto ao Sol.

É essa radiação extra dependente do tempo e não da distância, que faz a diferença. O hemisfério recebe mais energia, aquece a atmosfera (e os Ocanos, que são enormes reservatórios de energia) e muda o clima.

Estes pontos não são óbvios para uma criança e foi o problema que tive ao mostrar um livro com uma ilustração muito semelhante à de cima. As distâncias estão tão mal representadas e são tão mal elaboradas que as crianças não compreendem porque razão não influenciam o clima. É o mesmo problema que teríamos com a distância da Terra à Lua. Se dissermos a alguém que imagine a Terra do tamanho de uma bola de basquetebol e imagine, nessa escala, a distância a que está a Lua (do tamanho de uma bola de ténis), a maioria responderá com distâncias mais ou menos do comprimento do braço. No entanto, a Lua estaria a mais de 7 metros de distância. As distâncias reais são difíceis de transmitir.

Faço esta reflexão, talvez pela milésima vez (não estão todas no blogue) para comentar o estado da educação científica. Não só a forma como a educação científica é algo desprezada quando falamos de cultura geral (o que leva a muitas incompreensões, como na actual pandemia), mas também na forma como é apresentada, com aproximações que não ajudam à compreensão real daquilo que se quer descrever.

Este tema (cultura científica), é um onde já me debrucei no passado. Podem ler alguns dos posts aqui. No que diz respeito às distâncias e às estações, desta vez a criança entendeu (e o meu amigo compreendeu a dificuldade), pelo que só posso considerar-me satisfeito. Uma pessoa de cada vez.

Colonizar Marte

João André, 10.06.20

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Recentemente a SpaceX tornou-se a primeira empresa privada a enviar seres humanos para a Estação Espacial Internacional (ISS). Foi um feito que abre as portas a uma nova era de exploração espacial, onde certo tipo de operações poderá passar para a mão de privados e libertar a NASA (e outras agências públicas) para se concentrar em objectivos mais científicos e menos mundanos e reduzir o custo das operações de suporte (a SpaceX, bem como Blue Origin e outras, fazem os seus lançamentos a custos bem mais baixos que a NASA, ESA ou Roscosmos).

No entanto, o objectivo declarado de Elon Musk, o principal responsável pela SpaceX (e várias outras empresas), é o de levar seres humanos a Marte e criar lá as primeiras colónias. É um objectivo admirável e que um dia será possível, mas quando penso nele a longo prazo, penso que há um erro de cálculo no conceito de Marte como "nova casa" para os seres humanos.

Marte é um planeta com cerca de 53% do tamanho da Terra e apenas 10% da massa do nosso planeta. A atmosfera de Marte tem apenas 0,6% da pressão da da Terra e é composta em 95% de dióxido de carbono. A atmosfera está directamente relacionada com a massad o planeta, dado que a sua espessura depende imenso da gravidade que o planeta exerce. A nossa atmosfera não existe por haver alguma barreira por cima do nosso planeta que evita que os  gases escapem. Tal como nós próprios, os gases que compõem a nossa atmosfera mantêm-se presos ao planeta porque a gravidade não os "deixa" escapar. No caso de Marte, tal não é possível.

 

Covid-19, mau para a sociedade, individualmente assim-assim

João André, 11.03.20

Com esta pandemia do Covid-19, vulgo Coronavirus, tem havido muita confusão, especialmente no que respeita à ideia que existe exagero na forma como se está a lidar com a situação e ao pânico ou pseudopânico que se tem gerado com a situação. Um dos problemas é porque a mensagem ou não está a ser correctamente transmitida ou está mal adaptada para o público em geral.

Há um risco considerável para a população em geral com o Covid-19? Sim, e é por isso que se tomam determinadas medidas. Há um risco considerável para cada indivíduo? Não. Há um risco acrescido relativamente à gripe sazonal (ou gripes sazonais, não existe uma gripe sazonal), mas é relativamente pequeno e normalmente específico para pessoas com problemas de saúde pré-existentes. A grande maioria parte das pessoas ou não terão sintomas, ou terão sintomas iguais às de outras gripes, ou terão sintomas mais chatos mas sem necessidade de qualquer tratamento adicional, apenas um período mais prolongado de recuperação do que o normal.

Porquê então estas medidas? Existem duas razões, interligadas, semelhantes, mas um pouco diferentes.

 

 

Fundação para a Ciência e Tecnologia

jpt, 24.11.18

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Em 2016 candidatei-me a uma bolsa de doutoramento, desta Fundação para a Ciência e a Tecnologia. A então nova direcção mudara os requisitos para as candidaturas: exigia a gente como eu, com "licenciaturas pré-Bolonha" e sem mestrado, que apresentasse um documento da universidade "doutoradora" a comprovar a admissibilidade do candidato. Sem especificar que órgão académico devia exarar esse documento. Assim fiz. E a candidatura foi recusada, nem sequer avaliada, com o argumento que não fora suportada com um documento proveniente do órgão académico adequado.

Contestei essa anulação, com um recurso. Argumentei que a) o regulamento era omisso nesta matéria, não especificava qual o órgão que deveria comprovar a adequação do perfil do candidato; b) a opção sobre quem deveria produzir tal documento havia sido da universidade, estatal, decerto que mal informada pela própria FCT.

Ou seja, reproduzi o velho "vocês que são brancos que se entendam" ("brancos" significando mesmo os "brancos" de hoje, os funcionários públicos). Em alguma coisa se devem ter entendido, pois o regulamento de candidaturas para os concursos seguintes foi logo alterado, passando a especificar que órgão académico deverá produzir este tipo de documento. Alteração que comprova a insuficiência anterior, fruto da incipiente mudança regulamentar desta nova direcção da FCT.

Recebi agora, dois anos e tal depois (eu já noutra vida), um email assinado por um tal de Paulo Ferrão, funcionário público presidente daquele organismo estatal, a dar-me resposta ao recurso. Que não tenho qualquer razão, diz. E que se quiser protestar que vá para tribunal. Ou seja, nem o regulamento que ele aprovou estava mal feito. Nem os seus colegas estavam distraídos. O morcão sou mesmo eu.

Note-se, o tal de Ferrão esperou mais de dois anos para me dizer isto. Mas aquilo que me ofende mesmo é que no final do email o homem ainda mandou escrever "cumprimentos". O tipo, após mais de dois anos, ainda tem o desplante de me saudar ...

A minha filha pede/exige que eu não escreva palavrões no FB/blog, e a minha irmã secunda-a. Assim o faço. Mas é claro que os murmuro. Daqueles bem peludos, aludindo às imorais e nada higiénicas ascendências destes gajos.

Química aplicada

João André, 03.10.18

Os prémios Nobel científicos estão atribuídos e aquele que me salta de imediato à vista é o da Química, atribuído a Frances Arnold, George Smith e Gregory Winter. O trabalho deles foi dedicado à evolução controlada (directed evolution) de enzimas no caso de Arnold, e de modificação genética de fagos (phages) no caso de Smith e Winter. Metade do prémio foi para Arnold, o que me parece da mais pura justiça quando se olha pra o enorme campo de aplicações que a tecnologia tem, embora a parte do trabalho de Smith e Winter, com aplicações na medicina, talvez acabe com mais atenção.

 

O trabalho de Arnold permitiu controlar a evolução de enzimas (proteínas especiais capazes de catalisar - isto é, acelerar, ou iniciar em condições adversas - reacções químicas) para gerar propriedades que de outra forma não seriam possíveis de encontrar. A forma como controlou a evolução foi com a introdução de mudanças genéticas aleatórias e posteriormente mantendo as enzimas cujas mutações genéticas levaram a propriedades úteis. Isto é comparável à analogia das slot machines onde é possível manter certas rodas em posições fixas (como quando se obtém cerejas, estas não mudam mais, até termos a sequência desejada).

 

No caso, o que Arnold fez foi, por exemplo, partir de uma enzima que pudesse catalizar uma reacção específica (de X com Y, por exemplo) e ir introduzindo mudanças interessantes. Podia então tornar a enzima estável em solventes orgânicos (as enzimas são habitualmente estáveis em água) e dando-lhe eficiência superior a temperaturas mais baixas. Assim seria possível eliminar o uso de catalisadores inorgânicos, frequentemente muito caros e ambientalmente adversos e catalizar a reacção a temperaturas mais baixas. A quantidade de aplicações desta tecnologia é infindável.

 

O trabalho de Smith e Winter teve duas partes. Os fagos são uma espécie de vírus para as bactérias, ou seja, invadem as bactérias e obrigam-nas a gastar os seus recursos a produzir cópias dos fagos, assim destruindo a bactéria e perpetuando o ciclo. O que Smith fez foi descobrir como mudar o material genético do fago para produzir determinadas proteínas à sua superfície. Isto permitiu usar os fagos para identificar qual a relação entre genes e proteínas cuja produção codificam (isto é, de certa forma descobriram quais eram os genes que tinham a "receita" para cada proteína). Isto é fundamental para a compreensão dos nossos "códigos genéticos".

 

Como estas proteínas são produzidas à superfície do fago, Winter levou-o um passo mais à frente e usou a tecnologia para produzir anticorpos específicos. Os anticorpos são como que detectores moleculares altamente específicos. Um anticorpo que encontre o seu "alvo" ligar-se-à ao mesmo e não o largará. Se os colocarmos na superfície de um corpo (seja uma célula, seja um nanotubo, por exemplo) o anticorpo capturará o seu alvo de forma controlada. São usados em cromatografia de afinidade para retirar componentes tóxicos específicos de líquidos (por exemplo na purificação de medicamentos na indústria farmacêutica).

 

O que Winter fez foi usar a tecnologia para colocar anticorpos específicos na superfície dos fagos para determinar quais os anticorpos que poderiam ser usados para fazer terapias específicas para tratar, por exemplo, doenças autoimunes ou cancros. Isto permitiu desenvolver medicamentos muito mais eficazes, porque muito mais específicos na forma como seleccionam os seus alvos. Na quimioterapia, o objectivo no passado foi o de introduzir venenos (é o que os medicamentos de quimioterapia são) para matar as células cancerosas esperando que estas morressem mais depressa que as saudáveis. É por isso que os pacientes sofrem imenso durante a terapia e é também por isso que algumas terapias não funcionam (o paciente aguenta menos o veneno que o cancro). A técnica de Winter permite reduzir o impacto ao tornar o veneno mais selectivo.

 

Há alturas em que o prémio Nobel da Química celebra descobertas fundamentais (no seu sentido mais... "fundamental"). As que hoje foram laureadas contemplam aplicações vastas e com enorme impacto no mundo. Como engenheiro químico, este é um prémio cuja atribuição facilmente subscrevo.

 

PS - quaisquer imprecisões ou erros na informação prestada acima são minha responsabilidade. Se detectarem imprecisões, ficarei agradecido caso mas indiquem para corrigir o texto.

E se puder alterar geneticamente o seu futuro filho?

Alexandre Guerra, 23.07.18

“Should we or shouldn't we be allowed to modify human DNA in future children?”

 

É com esta pergunta que a BBC News introduzia um artigo publicado há uns dias no seu site sobre as fronteiras morais e éticas ao exercício da engenharia genética na alteração de embriões humanos. No fundo, estamos a falar da edição do genoma humano para condicionar/alterar o ADN de uma futura criança, o que na prática significa que, pela primeira vez na história da Humanidade, um bebé poderia potencialmente nascer com características genéticas que não fossem fruto do livre arbítrio, mas da vontade dos seus progenitores. Ou seja, estaríamos perante um novo mundo, o tal mundo pós-Humano de que Francis Fukuyama e outros autores falaram, dando-se assim início a uma nova História. Uma história pós-Humana.

 

Acredito que esta problemática, com as suas diversas implicações éticas, políticas, sociais, morais e religiosas, será uma das questões mais fracturantes num futuro próximo e, por isso, me debrucei sobre o tema no livro “A Política e o Homem Pós-Humano”[1]. O livro acabou por ser a extensão da minha dissertação de mestrado em Ciência Política, coordenada por um dos mais ilustres sociólogos nacionais e internacionais, o já falecido Hermínio Martins (Maputo, 1934 – Oxford, 2015), que durante décadas se dedicou ao pensamento destas matérias. Praticamente um desconhecido em Portugal, gozava de uma reputação de excelência no estrangeiro, ao ponto de o The Independent escrever no seu obituário o seguinte: “The death of the Portuguese-British sociologist Hermínio Martins will be mourned by social scientists internationally, impressed by his extraordinary erudition and the subtlety of his irony.”

 

Hermínio Martins foi Professor Emérito do St. Anthony’s College, da Universidade de Oxford, onde desenvolveu parte da sua carreira, tendo anteriormente estudado com Karl Popper e Ernest Gellner e mais tarde trabalhado com nomes de referência da sociologia mundial, tais como John Rex, Talcott Parsons, Seymour Martin-Lipset ou David Riesman.

 

Motivado pelo estímulo intelectual do “mais filósofo dos cientistas sociais portugueses”, como escreveu António Guerreiro no PÚBLICO por altura da sua morte, comecei a compreender em toda a plenitude o alcance das repercussões futuras da bioengenharia e da biotecnologia nas sociedades vindouras. “Da reprodução de órgãos geneticamente iguais à possível criação de um ‘super-homem’, a sociedade encontra-se no centro de um debate que, embora ainda tímido nalguns Estados e até ausente noutros, ganha protagonismo na agenda política”.[2] Percebi também que “quando Francis Fukuyama falou no ‘Fim da História e no Último Homem’, apropriando-se de uma concepção determinista recorrente, admitiu mais tarde que a génese da destruição da sua tese se encontrava precisamente nas novas biotecnologias. A possibilidade de um ‘outro eu’, produto do Homem e não do livre arbítrio, faria emergir um mundo pós-humano, dando-se, assim, início a uma nova História”.[3]

 

É um possível cenário futuro sobre o qual devemos reflectir e estar atentos, até porque o passado tem demonstrado o princípio da inevitabilidade do progresso científico, não obstante a tentativa de forças conservadores se baterem pela manutenção do status quo em determinados períodos históricos de ruptura nos modelos de pensamento.

 

A notícia da BBC News aqui citada, que se junta a tantas outras, mas que para já não captam a atenção para os debates mais massificados, vem precisamente reforçar essa ideia, ao citar um estudo divulgado há dias pelo Nuffield Council on Bioethics, uma entidade independente britânica sobre políticas públicas no âmbito das questões éticas em biologia e medicina. Para aquele organismo, não há qualquer razão impeditiva para que a engenharia genética não possa ser aplicada nos embriões humanos, apesar das implicações para a sociedade serem “extensivas, profundas e a longo prazo”. É importante relembrar que no Reino Unido, à semelhança do que acontece noutros países, este tipo de investigação genética só é possível (quando o é) em embriões criados para fertilização in vitro que não foram utilizados, os chamados embriões excedentários. Nesse mesmo texto da BBC News fica evidente o confronto ideológico e ético das várias correntes, com os mais conservadores a criticarem aquilo que chamam de um “abrir portas” aos “designer babies” e os mais progressistas a enaltecerem as virtudes da ciência. É um debate que se tem feito desde há uns anos a esta parte, cada vez com mais intensidade sobretudo nos Estados Unidos.

 

Poderá não ser para um futuro muito próximo, mas “as novas biotecnologias poderão ainda fazer chegar o dia em que nascerá o primeiro ’homem’ feito à medida da vontade de um seu semelhante. Da cor dos olhos e do cabelo, ao valor do QI, passando pelo sexo da criança ou pelo nível de agressividade das suas emoções, tudo será possível manusear como se fosse uma encomenda por catálogo”.[4]

 

Uma problemática que há muitos anos Hermínio Martins explorou nos seus estudos e reflexões no âmbito da “civilização tecnológica e condição humana”, antecipando claramente o futuro ao considerar “que “as biotecnológicas não buscam meramente facultar melhoramentos cosméticos e mais próteses para organismos humanos e não humanos, mas criar novas formas de vida. De todas as tecnologias contemporâneas é talvez a biotecnologia a que tem uma vocação mais decisivamente ontológica. O seu horizonte inclui a criação de novas formas de vida orgânica como resultado de modificações genéticas, englobando transferências genéticas entre espécies e potencialmente o derrubar das fronteiras entre espécies biológicas naturais – enquanto a evolução tanto orgânica como inorgânica tinha sido na generalidade adversa a mesoformas e, na verdade, um princípio geral de instabilidade das mesoformas foi enunciado por muitos filósofos naturais tais como Fraser (1982). As formas de vida artificiais iludem as fronteiras naturais e os limites da evolução biológica ‘normal’”.[5]

 

Pela primeira vez na sua História, o Homem detém tecnologia que poderá ter consequências “na definição e na concepção/adulteração do Homem biológico, tal e qual o conhecemos há milhares de anos, e, consequentemente, na forma de como a Humanidade olhará para ela própria. As novas biotecnologias abrem assim uma imensa porta para admiráveis mundos novos, que permitem vislumbrar sociedades mais próximas da utopia, onde as pessoas podem viver para lá dos 110 anos, auto-regenerando-se com os seus próprios órgãos geneticamente compatíveis, desafiando as leis naturais que têm imperado até hoje: a ausência de qualquer flagelo degenerativo ou a erradicação da dor e da doença. Tal modelo de sociedade será, à primeira vista, o procurado por todas as pessoas de bom senso, sobretudo quando nos dias que correm tantos desafios há a vencer, mas como as utopias positivas e negativas têm revelado através do trabalho intelectual de muitos autores, a busca da perfeição pressupõe quase sempre alterações drásticas de comportamentos sociais e humanos”.[6]

 

A pergunta com que iniciámos este texto deve merecer uma reflexão séria, porque algo de novo se começa a vislumbrar no percurso da Humanidade, já que estão a ser criadas condições para a ruptura entre os mundos Humano e pós-Humano.

 

[1] GUERRA, Alexandre – A Política e o Homem Pós-Humano, com prefácio do Viriato Soromenho-Marques e texto de contra capa de José Manuel Durão Barroso (Lisboa: Alêtheia, Novembro de 2016)

[2] Idem. pág. 16

[3] Idem, ibidem

[4] Idem, pág. 174

[5] MARTINS, Hermínio – Experimentum Humanum (Lisboa: Relógio D’Agua, Maio de 2011), pág.28 págs. 165 e 166

[6] Ob. Cit. – A Política e o Homem Pós-Humano, pág. 173

 

Publicado originalmente no Observador

Jornalixo científico e reflexos sociais

João André, 05.09.17

Há uns tempos surgiu um artigo no Independent que andou a dar a volta por Facebook e alguns blogs. O artigo do Independent, que tinha por título "Atheists are less open-minded than religious people, study claims" citava o estudo de um investigador da Université Catholique de Louvain onde este apresentava os resultados da análise das posições de pessoas religiosas e não religiosas a afirmações que analisavam a sua abertura de espírito.

 

O primeiro aspecto que na altura me incomodou foi a forma como os comentários ao partilhar a notícia do Independent (ou subsequentes) pareceram incidir apenas sobre o título da notícia, dando como adquirido que os ateus são simplesmente menos tolerantes que pessoas religiosas, assim, sem quaisquer outras considerações. As pessoas religiosas apresentaram a notícia como prova que são mais tolerantes e as não religiosas atacaram o estudo sem notar mais do que o facto de sair de uma universidade católica, como se a origem fosse automaticamente desqualificadora de rigor.

 

Em qualquer dos casos é pena. Primeiro porque o título da notícia equipara pessoas "não crentes" a "ateus" (algo que o título do artigo também faz). Depois porque qualquer conclusão retirada do artigo do independent é abusiva, dado que o artigo em si é curto, pouco informativo sobre o estudo e não apresenta as devidas ressalvas que qualquer estudo científico de qualidade deve apresentar.

 

A mais importante destas é o facto de o artigo salientar que é um estudo preliminar e que a amostra é pequena (por exemplo: os prticipantes que se declararam como ateus ou agnósticos constituíam 60% da amostra - dificilmente corresponde à realidade de qualquer sociedade moderna, por muito secular que seja. Por outro lado, os resultados indicaram que em certos indicadores, os não crentes demonstravam menos abertura de espírito a outros conceitos e noutros demonstravam mais. Ou seja, comportavam-se tal e qual os crentes: nalguns aspectos são mais dogmáticos e noutros menos. Aquilo que o artigo terá trazido de forma mais clara é precisamente o facto que os não crentes não são sempre mais tolerantes. Isto deveria ser óbvio, mas é também para isso (para provar ou contrariar a sabedoria "popular") que a ciência existe. [outras leituras sobre o artigo/notícia].

 

O que o artigo do Independent demonstra novamente em relação aos jornais é como estes estão mal equipados para tratar os assuntos científicos. Não os compreendem, lêem o essencial, fazem meia dúzia de perguntas de algibeira aos autores (quando fazem) e escrevem as conclusões mais sensacionalistas de que forem capazes. Aquilo que a disseminação do artigo vem provar, por outro lado, é que os consumidores destas "notícias" por via das redes sociais aceitam a primeira linha do cabeçalho do post, não lêem o que têm em frente, não compreendem o que lêem se o fizerem e que quando criticam o fazem através do preconceito mais à mão (neste caso: "os ateus são obviamente intolerantes" ou "tinha que ser de uma universidade católica").

 

No fundo, isto não passa do mesmo ciclo que refere o Pedro. Jornalixo, apenas aplicado à Ciência.

 

[Pequena nota: refiro o nome francês da universidade porque há duas universidades belgas que seriam traduzidas da mesma forma, a referida acima e a Katholieke Universiteit Leuven. No passado eram uma e a mesma universidade e apenas se separaram por idiomas em 1968. Penso que ainda existem sinergias entre elas, especialmente no que diz respeito a bibliotecas, administração e algumas iniciativas, mas para todos os efeitos são universidades diferentes]

A abundância e monocultura da informação

João André, 14.08.17

Quando surgiu a internet (ou, pelo menos, quando a World Wide Web se popularizou e expandiu), não faltou quem argumentasse que um novo iluminismo surgiria, sustentado pelo acesso livre à informação que o novo meio proporcionava. Pessoalmente não tinha opinião e estava na altura mais interessado nas possibilidades de trocas de ficheiros que se me abriam. No entanto sempre me pareceu que tais ideias eram excessivamente optimistas. Não o pensava porque tivesse uma visão do que iria (ou sequer poderia) suceder, mas porque sempre me pareceu que um meio não determina nada. É o uso que a população faz do mesmo que decide o futuro.

 

O que temos hoje é uma riqueza de informação inigualável na história humana. Não só inigualável mas inclusivamente inimaginável apenas há 20-30 anos. Há 100 anos este futuro não seria tanto de sonho mas de pesadelo para quem tinha acesso, mesmo que limitado, à informação. Mesmo os arautos desse e-iluminismo não sonhariam com a expansão que vimos, não imaginariam a existência de Google, Facebook, Twitter, YouTube ou tantos outros.

 

Só que tal acesso ao conhecimento vem com um problema: perante tanta informação, como escolher aquilo que se deseja aprender ou, uma vez feita essa escolha, como decidir qual a informação mais fiável. Em parte este dilema de escolha reflecte aquele o que o consumidor ocidental moderno enfrenta cada vez que entra num supermercado: há tanta escolha de produtos que se torna impossível saber qual a escolha certa. E isto apenas num espaço limitado onde a decisão e a justeza da escolha reflectem apenas e só preferência pessoais.

 

Na internet, quando procurando informação, a escolha torna-se mais complicada, uma vez que em múltiplos casos existe uma escolha correcta (no que á sua exactidão ou conclusões diz respeito), a qual não depende das nossas preferências ou convicções pessoais, por muito que delas estejamos... convictos.

 

Há actualmente dois tipos de situações que sofrem com isto: acontecimentos políticos e factos científicos. Um exemplo claro do primeiro é o fenómeno trump e clivagem esquerda/direita que se vê cada vez mais na sociedade (a dos EUA, como canário na mina de carvão, serve de aviso). A população, na presença de enormes quantidades de informação, vê-se na situação de ter de escolher qual aquela que usa. Nesta decisão cada vez mais vemos que a exactidão da mesma pouca importância tem. Nos EUA os partidários da direita preferem crer num tweet de Trump mais que nas reportagens de jornais e televisões com décadas de reputação de honestidade; enquanto que há muitos na esquerda que ignoram a realidade para crer que Bernie Sanders não só teria trucidado Trump como o fará novamente (ou Elizabeth Warren por ele) se receber a oportunidade.

 

Outros exemplos são as narrativas alternativas que vemos na Polónia, Hungria, Venezuela, Brasil, Portugal, Inglaterra, etc, etc, etc... dependendo de qual o meio de comunicação que seja usado. Para quem queira informação de qualidade, o dilema chega ao ponto de deixar de se acreditar no próprio meio preferido perante o bombardeamento de informação alternativa e contraditória.  Se eu ler o Washington Post estou de facto a ler notícias solidamente construídas e analisadas ou a ver propaganda anti-Trump e anti-GOP? De certa forma, mesmo estando eu contra os argumentos da direita estridente que domina parte dos media americanos, torna-se um caso em que deixo de saber se as minhas referências não começarão a optar pelas mesmas tácticas para combater os opositores. Não é uma mentira repetidas vezes o suficiente para se tornar verdade, mas nesta guerra basta provocar dúvida.

 

O mesmo vemos no segundo caso: factos científicos. Aqui o problema é a liberdade de opinião. A liberdade de opinião não é um direito, ao contrário do que se costuma afirmar. A liberdade de opinião, seja ela qual for e esteja ou não bem ou mal sustentada em factos, é absoluto facto para todos nós. Ninguém é privado da sua opinião, por muito repressiva que uma sociedade seja. Aquilo de que podemos ser privados é da liberdade de expressar essa opinião ou de a criar de forma livre. Há formas repressivas de reduzir o acesso à informação não desejada, mas há também a forma não repressiva: o bombardeamento da informação falsa. E não há campo onde isso seja mais visível que o da ciência.

 

Os cientistas, por treino, são pesosas altamente cépticas, não só do que os rodeia como dos próprios resultados. É quase impossível encontrar um cientista a afirmar que uma determinada teoria está correcta a 100%. Há sempre espaço para a dúvida, para casos especiais, para excepções causadas por variáveis não conhecidas. É por isso que a ciência avança: porque há sempre alguém que tem dúvida que a explicação existente seja suficiente.

 

No entanto a sociedade não funciona assim. A sociedade acredita na democratização da informação, no poder do contaditório. Isso faz com que se dê peso a mais às dúvidas, quais brechas no edifício teórico, e se dê mais tempo a quem expressa as suas ideias de forma categórica e convincente. É por isso que movimentos como o anti-vacinas ou anti-estatinas conseguem enorme destaque. Porque os seus proponentes pegam em pequenas excepções, em dúvidas ou faltas de convicção dos cientistas, bem como na ignorância científica da população e preconceitos da mesma, para fazer avançar as suas agendas motivadas exclusivamente pelo interesse pessoal.

 

O caso mais claro que existe deste problema do acesso à informação boa e má na internet é o da execrável Jenny McCarthy, que afirmou ter obtido o seu grau académico na "universidade do Google", demonstrando perfeitamente como é possível encontrar informação em favor das convicções pessoais, por mais que estejam demonstradas como erradas. O mesmo se poderia referir à mania da comida orgânica, anti-glúten, veganismo radical, anti isto e anti aquilo.

 

No fundo, e voltando ao meu ponto inicial, o problema torna-se o acesso à informação. Esta está democratizada e não hierarquizada em função da sua veracidade ou verificabilidade. A isto acresce a noção, errada, que toda a gente tem direito à sua opinião (confundido opiniões e factos) sem que tenha que a defender ou sustentar de alguma forma. A internet permite que todas as opiniões sejam tratadas da mesma forma, independentemente do seu valor. E, sendo um repositório de todas as opiniões do mundo, resulta que cada vez menos as teremos.

 

De certa forma, após o quase deserto de informação do passado, temos um jardim do Éden da informação a dar lugar a monoculturas da informação. E isto não é bom.

Rankings de universidades e efeitos secundários na investigação científica

João André, 08.08.17

Na semana passada estive na principal conferência científica da minha área técnica e vi que o foco continua a ser quase exclusivamente (ou pelo menos com esmagador peso) na investigação dita fundamental. A investigação aplicada pareceu quase ausente e poucos exemplos existiram entre apresentações orais e de posters que recaíssem em casos industriais, mesmo a nível piloto.

 

Sempre existiram diferenças entre o tipo de investigação que os países tendem a apoiar (habitualmente por razões históricas). A Alemanha sempre teve o hábito de ter uma investigação muito aplicada, resultado de as empresas do seu Mittelstand normalmente deixarem determinado tipo de investigação para as universidades sob a forma de contractos. Outros países perferiram investigações mais fundamentais, para desenvolver conceitos absolutamente novos, que pudessem ser disruptivos nas suas indústrias. Esta é uma generalização grosseira (normalmente este tipo de foco é mais específico da instituição que do país), mas serve para dar uma ideia da separação entre os tipos de investigação.

 

Só que hoje todas as universidades parecem optar por investigação fundamental e cada vez menos seguir pelo lado da aplicada (pelo menos no que diz respeito à engenharia). Pessoalmente considero isso um resultado dos rankings de universidades, os quais colocam um peso muito elevado na componente de investigação, especialmente pelo lado das publicações. Ora, dado que as empresas raramente permitem a publicação dos seus resultados, isso faz com que as universidades, para poder manter um númro de publicações aceitável, optam pelo atalho de fazer apenas investigação fundamental, mais rápida e, por via do seu carácter completamente exploratório, menos passível de sofrer com resultados negativos.

 

Isso torna as uniersidades - ou os seus professores - paradoxalmente mais conservadores na sua escolha de temas. No ciclo actual de financiamento a apresentação de resultados preliminares e a demonstração de capacidade (sob a forma de competências ou equipamento) para executar a investigação proposta tornam-se factores determinantes para a concessão do projecto. Isso faz com que os professores acabem a propor inúmeras variações sobre os mesmos temas, conseguindo financiar projectos consecutivamente com os resultados do projecto anterior. Uma compração seria investigar teoricamente a aderência de pneus à estrada propondo de cada vez novos desenhos para os perfis, novos materiais ou novas dimensões, sem nunca avançar para um produto final.

 

O resultado é um mundo científico que cada vez mais se desliga do mundo industrial devido ao risco que existe de fazer investigação que não permite a publicação ou, devido à sua natureza, dará origem a menos publicações para a mesma quantidade de trabalho. Em resposta a isso as empresas começam a fazer a sua própria investigação, a qual recai também nos temas com que os seus cientistas se sentem confortáveis e não introduzem quaisquer verdadeiras inovações, apenas fazem avanços incrementais. Isto sucede especialmente porque a indústria vive do conceito do retorno sobre o investimento (Return on Investment - ROI, no jargão inglês). Uma investigação mais arriscada demora mais tempo e custa mais dinheiro, tanto em desenvolvimento como em novo equipamento e na implementação. A opção é então por projectos mais conservadores e seguros.

 

Temos então que as opções que a sociedade moderna fez para dar um impulso à investigação - criar rankings e colocar grande peso na publicação científica - poderá causar pelo menos em parte o efeito oposto. Claro que estou a simplificar o caso, mas ver, pelo 15º ano consecutivo, o tema de mixed matrix membranes para remoção de dióxido de carbono, uma solução que a indústria continua a rejeitar como pouco relevante, deixa-me sempre desiludido com a investigação de professores que, de outra forma, admiro.

Vacinação: a única escolha civilizada

João André, 19.04.17

Li hoje, atrasado como costumo estar no que respeita a notícias vindas de Portugal, que uma jovem de 17 anos morreu devido a sarampo, contra o qual não estava vacinada. De permeio leio também que contraiu a doença devido ao contacto com uma bebé de 13 meses igualmente não vacinada. Aqui é importante realçar que nem a bebé nem a jovem foram vacinadas por motivos não pessoais: a jovem tinha tido uma reacção alérgica quando vacinada em criança e a família escolheu não mais avacinar. A bebé não foi vacinada por «motivos clínicos», de acordo com o hospital onde ainda está internada.

 

É importante fazer esta distinção. A reacção alérgica às vacinas é rara mas existe. Poderia provavelmente ter sido controlada e não significaria que a jovem não podia ser vacinada. Antes que a sua vacinação (provavelmente parcial) deveria ter sido acompanhada por um médico. Não sei se poderia ter sido protegida contra o sarampo, mas talvez pudesse ter tido outras protecções imunitárias. Não sabemos. No caso da bebé, os motivos clínicos são provavelmente devido a um sistema imunitário mais frágil e que não suporta mesmo as vacinas com os seus agentes em forma mais atenuada. A morte (e a doença da bebé) é um azar na sua mais pura forma mas não deixa de ser uma tragédia.

 

É no entanto uma tragédia que coloca o país a falar dos movimentos anti-vacinação. Estes movimentos argumentam muita coisa, mas baseiam-se essencialmente numa coisa: ignorância. Há o velho argumento (completamente falso) da ligação entre vacinas e autismo. Há o argumento do uso de químicos nas vacinas (até eu tenho reservas em relação ao uso de monóxido de dihidrogénio) que demonstram pura ignorância (e estupidez na forma como rejeitam argumentos) sobre aquilo que é química (tudo o que vemos é "químico"). E quando os argumentos são, todos eles e sem excepção, desmontados, os antivaxx simplesmente escolhem outro tema, usam argumentos ignorantes ou falsos e voltam a gritar.

 

Infelizmente isto está a causar um aumentos dos surtos de doenças que há muito tinham quase desaparecido. Sarampo, tosse convulsa e outras começam cada vez mais a reaparecer, quando estavam já a caminho de erradicação (pelo menos em determinadas áreas). Se há área da medicina onde o sucesso é completa e absolutamente indiscutível é o das vacinas. Sabemos porque razão as vacinas funcionam e sabemos porque razão a vacinação de uma população é eficaz. Os vacinados ficam protegidos (a quase 100%, dependendo da doença) e protegem-se uns aos outros e aos (idealmente muito poucos e por razões clínicas) que não são vacinados.

 

Não vacinar por opção não é só estupidez: é um acto potencialmente perigoso e mortal, não só para a criança não vacinada mas também para os outros. Ao não se vacinar uma população, as pessoas não vacinadas deixam de receber a protecção da vacina nem a imunidade colectiva, mas permitem aos agentes patogénicos trocar informação e adaptar-se à existência de vacinas. Ou seja, a não vacinação aumenta o risco de forma directa a quem não é vacinado, de forma indirecta a quem não pode ser vacinado e de forma mais subtil a toda a população, inclusive a vacinada.

 

É por isso que, ao contrário do Ministro da Educação, eu sou da opinião que as escolas deveriam exigir a vacinação aos seus estudantes. Um rastreio deveria obviamente ser feito para saber se a vacinação é possível, mas nos cerca de 99% dos casos em que o é, as crianças ainda não vacinadas deveriam sê-lo sob pena de não poder frequentar a escola.

 

Haverá muita gente que considerará isso um ataque à liberdade individual. Infelizmente tais pessoas demonstram igualmente ignorância. A vacinação, como expliquei acima, não é um escolha pessoal, que afecta apenas a pessoa não vacinada. É uma questão de saúde pública. Mais, a escolha não afecta directamente a pessoa que a faz, mas habitualmente os seus filhos. Da mesma forma que pais de uma criança que viage sem cinto no assento da frente de um carro podem ser responsabilizados criminalmente no caso de morte por acidente, os pais deveriam ser igualmente responsabilizados no caso dos filhos contraírem doenças contra as quais poderiam ser vacinados.

 

Poucas invenções fizeram tanto para melhorar o mundo. O lado da vacina é o da civilização inteligente e solidária. O lado anti-vacinação, seja pelas razões que for, é o da barbárie. É nosso dever lutarmos pela primeira. Por nós, pelos nossos filhos e por toda a gente que vemos.

 

Adenda importante:

Leitura complementar, obrigatória e muito melhor e mais informada: Moda anti-vacinas é chorar de barriga cheia, de David Marçal. A sério, leiam, fazem a vós mesmos um favor.

A árvore e a floresta

João André, 20.01.17

Vou a caminhar pelo Pinhal de Leiria e a certa altura, ao passar por uma clareira, dou de caras com uma sequência de eucaliptos. Sigo através deles por mais uns 10 ou 200 metros e regresso aos eucaliptos. Dou um suspiro. O Pinhal de Leiria não se transformou num Eucaliptal de Leiria.

 

Muita gente que fala da neve no Algarve no âmbito das alterações climáticas teria a visão oposta.

Lysenko-Trumpismo energético

João André, 19.01.17

Lysenko

No final dos anos 1920, um homem chamado Trofim Lysenko (deveria escrever-se Lissenko mas manterei a grafia inglesa) ascendeu a posições de poder na União Soviética. Lysenko era supostamente um agrobiólogo que rejeitava as teorias genéticas de Mendel e preferia uma visão ideologicamente mais em linha com a ortodoxia política.

 

Nesta visão, a evolução acontecia não por aleatoriedade e selecção natural, mas como resultado das experiências de vida dos progenitores. Na sua visão original, postulada por Lamarck, o exemplo era o do pescoço da girafa, que tinha vindo a alongar-se porque ao ser esticado para chegar aos ramos mais altos, as girafas promoviam a sua extensão, característica que passavam aos filhos.

 

Lysenko usou estas teorias, tão do agrado de quem se propunha a desenvolver um novo tipo de homem e de sociedade, para avançar a sua posição e implementar acções que terão sido tão responsáveis pela fome nos anos 30 (que recebeu o nome de Holodomor na Ucrânia) como as políticas económicas implementadas. Entre outras fantasias os cientistas "lysenkistas" (os outros eram aprisionados - se tivessem sorte) afirmavam ser capazes de converter centeio em trigo e trigo em cevada. Ou que poderiam converter trigo de Verão em trigo de Inverno (apesar da sua diferença genética), tudo isto numa única geração. O resultado destas políticas foi não só fome mas também um enorme atraso científico nas áreas da biologia, bioquímica e genética que ainda não terá sido devidamente compensado.

 

Trump

A partir de amanhã, Donaldo Trump terá o poder de começar a cumprir a sua promessa de mudar a orientação energética dos EUA para os combustíveis fósseis. É obviamente difícil de prever qual o resultado final, mas a vontade aparente de Trump em promover as indústrias do carvão e petróleo em prejuízo das energias renováveis (ou mesmo do gás natural, fóssil mas mais limpo) terá essencialmente dois resultados:

1. Os EUA passarão a poluir muito mais que até agora. Isso terá consequências de muito longo prazo na qualidade do ar e água, e no clima a nível mundial.

2. Os EUA ficarão para trás no desenvolvimento tecnológico das energias renováveis, o que terá consequências também em outras áreas tecnológicas e afastará muitos talentos do país.

 

Esta inclinação de Trump parece vir da sua incapacidade de compreender as novas tecnologias (o uso de Twitter não conta) e da sua tendência para um populismo com pouco contacto com a realidade. Tal como li noutro lado, a indústria do carvão já atingiu um tal nível de automatização que qualquer reactivação da mesmo nos EUA, mesmo no alcance que Trump prometeu, não traria mais que uma fracção dos empregos do passado. Pior que isso, no entanto, é o facto de as energias renováveis e adjacentes estarem, finalmente, maduras o suficiente para poderem substituir os combustíveis fósseis.

 

table comparison energy costs.JPG
Fonte 

 

Não vou aqui alongar-me com as questões dos custos da energia renovável (fica para outro post) e deixo apenas um gráfico (acima). O essencial da minha reflexão prende-se com a influência que uma visão ideológica e retrógrada sobre um aspecto de ciência e tecnologia terá nos restantes e no país em geral. Não se trata apenas da vontade de desinvestir na geração de conhecimento na área das energias renováveis. Trump promete também cortar os fundos que a NASA dedica ao estudo das alterações climáticas, o que ultimamente resultará num enorme défice de conhecimento que terá repercussões também no desenvolvimento das tecnologias do espaço.

 

Outras áreas que sofrerão serão a ciência dos materiais, diversas áreas de engenharia (civil, mecânica, naval, etc), os estudos do clima e metereologia, a área de big data e computer learning (ambos fundamentais para prever padrões de vento e exposição solar e optimizar os sistemas), acabando nas ciências fundamentais, uma vez que química, física e matemática beneficiam colateralmente dos fundos gastos no desenvolvimento das tecnologias renováveis.

 

O futuro poderá ser um em que o centro do conhecimento das energias do futuro não estará nos EUA mas sim na Europa, China, Japão, Brasil e/ou outros países ou regiões. Uma vez que o principal recurso do planeta é a energia, com a sua obsessão pelo carvão, Trump poderá fazer mais para comprometer os EUA com estas suas opções puramente ideológicas do que com qualquer outra escolha política ou ideológica.

 

Basta perguntar aos russos órfãos de Lysenko.