17 bilhões de Terras derrotam conservadorismo científico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 

A Via Láctea pode abrigar pelo menos 17 bilhões de planetas do tamanho da Terra, com condições para manter água em estado líquido em sua superfície.[Imagem: PHL/UPR Arecibo]

Conservadorismo científico
Há alguns meses, a renomada revista Nature Geoscience causou desconforto na comunidade científica ao defender uma posição ultraconservadora.
Em um editorial intitulado One and only Earth - Uma, e uma única Terra, em tradução livre - a revista usou dados do telescópio espacial Kepler, que pesquisa planetas fora do Sistema Solar, para defender uma posição tipicamente geocêntrica, vencida séculos atrás pela própria ciência.
"Relatórios da missão Kepler aumentaram as esperanças de encontrar um planeta como a Terra. No entanto, a nossa Terra é provavelmente única - não apenas por causa de sua distância do Sol, mas também porque tem coevoluído com as formas de vida que tem hospedado," diz a revista.
Muitos afirmaram que a posição da revista era a defesa do conservadorismo científico contra a chamada Hipótese de Gaia, proposta por James Lovelock.
De qualquer forma, menos de um ano depois do controverso editorial, a própria equipe do telescópio espacial Kepler anunciou resultados que, se fosse necessário, varreriam de vez para debaixo do tapete quaisquer saudosistas geocêntricos.
Segundo os dados mais recentes, até uma em cada seis estrelas pode ter em sua órbita um planeta do tamanho da Terra.
Com base nesse dado, os astrônomos fizeram uma extrapolação e chegaram a uma estimativa de que podem existir nada menos do que 17 bilhões de planetas parecidos com a Terra apenas na nossa própria galáxia, a Via Láctea.
A chance de que a Terra seja um planeta absolutamente único dentre 17 bilhões, como defende a Nature Geoscience, é de 0,0000001%.
Para comparação, os físicos aceitaram o bóson tipo Higgs como uma descoberta científica genuína com uma chance de 0,0001% de estarem errados, o que é uma chance de erro três ordens de grandeza maior.
É fato que o número 17 bilhões está repleto de incertezas, e deverá ser recalculado muitas vezes antes que possamos ter qualquer coisa mais próxima do que se poderia chamar de um censo planetário galáctico. Mas o que importa aqui é a tendência apresentada pelos dados, uma tendência que foge do "um", ou do "único", e caminha tranquilamente, sem medo, entre o "muitos", para a diversidade e para a multiplicidade.
Ou seja, os próprios dados mostram uma vez mais, e sempre mostrarão, que o conservadorismo - a tentativa de "conservar" tudo como está, sobretudo o conhecimento - é incompatível com a ciência, e que, mais dia, menos dia, cai por terra, ou se dilui pelo espaço.

Os dados mostraram mais uma vez que o conservadorismo - a tentativa de "conservar" tudo como está, sobretudo o conhecimento - é incompatível com a ciência, e cai por terra mais dia, menos dia. [Imagem: C. Pulliam/D. Aguilar (CfA)]

Planetas em trânsito
A estimativa do número de planetas parecidos com a Terra foi anunciada durante o mesmo evento que apresentou a descoberta de vários novos planetas na zona habitável.
O astrônomo François Fressin, do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, queria descobrir não somente quais candidatos detectados pelo Kepler podem não ser planetas, mas também quantos planetas podem não ser visíveis pelo Kepler.
"Temos que corrigir duas coisas. Primeiro, a lista de candidatos do Kepler é incompleta", disse ele em uma entrevista à BBC.
"Nós somente vemos os planetas que estão em trânsito pelas suas estrelas hospedeiras, estrelas que por acaso têm um planeta que está bem alinhado para que nós o vejamos. Para cada um deles, há dezenas que não estão nessas condições", explica.
"A segunda grande correção é na lista de candidatos - há alguns que não são planetas verdadeiros transitando sua estrela hospedeira, são outras configurações astrofísicas", diz.
Isso pode incluir, por exemplo, estrelas binárias, nas quais uma estrela orbita outra, bloqueando parte da luz conforme as estrelas "transitam" umas à frente das outras.
"Nós simulamos todas as possíveis configurações em que podíamos pensar - e descobrimos que elas poderiam representar apenas 9,5% dos planetas Kepler, e que todo o resto são planetas genuínos", explicou Fressin.
Um mundo de Terras
Os resultados sugerem que 17% das estrelas hospedam um planeta com tamanho até 25% superior ao da Terra, com órbitas fechadas que duram apenas 85 dias ou menos - semelhante ao do planeta Mercúrio.
Isso significa que a galáxia abrigaria pelo menos 17 bilhões de planetas do tamanho da Terra.
William Borucki, um dos líderes da missão do Kepler, se disse "encantado" com os novos resultados - apenas os resultados concretos anunciados no mesmo evento, e não as estimativas.
"A coisa mais importante é a estatística - não encontramos somente uma Terra, mas cem Terras, que é o que veremos com o passar dos anos com a missão Kepler - porque ele foi desenvolvido para encontrar várias Terras", disse.

Fonte:  Inovação Tecnológica - 

Você ainda ouvirá falar de um "Vale do Niobato de Silício"

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Microfotografias mostram a precisão obtida em um material que até agora resistia à fabricação de componentes miniaturizados.[Imagem: Mian Zhang et al. - 10.1364/OPTICA.4.001536]

Niobato de Lítio
Você nunca ouviu falar de um "Vale do Niobato de Lítio", mas a revolução em andamento na fotônica já justificaria homenagear esse material, a exemplo do "Vale do Silício", localizado na Califórnia.
O niobato de lítio já é um dos materiais ópticos mais utilizados, conhecido por suas propriedades eletro-ópticas, o que significa que ele pode converter sinais eletrônicos em sinais ópticos de forma eficiente. Os moduladores de niobato de lítio são a espinha dorsal das telecomunicações modernas, convertendo dados eletrônicos em informações ópticas no final dos cabos de fibra óptica.
Mas é notoriamente difícil miniaturizar componentes de alta qualidade feitos com esse material, o que tem sido o grande obstáculo a várias aplicações práticas, que exigem que suas funcionalidades sejam integradas a um chip.
Felizmente, a solução já está nos laboratórios.
"Esta pesquisa desafia o status quo. Nós demonstramos que você pode fabricar componentes de niobato de lítio de alta qualidade - com perda ultrabaixa e elevado confinamento óptico - usando os processos de microfabricação convencionais," disse o professor Marko Loncar, da Universidade de Harvard, nos EUA.
Isto abre portas para a fabricação de circuitos integrados fotônicos ultraeficientes, para a fotônica quântica, a conversão óptica para micro-ondas e muito mais, sobretudo levando em conta que o niobato de lítio tem várias outras propriedades interessantes e curiosas.
Gravação a plasma
A maioria das microestruturas ópticas convencionais é fabricada usando processos de corrosão química ou mecânica. Mas o niobato de lítio é quimicamente inerte, o que significa que o ataque químico está fora de questão.
"Usar litografia química no niobato de lítio é como usar água para remover esmalte das unhas, simplesmente não vai funcionar," explicou Mian Zhang, principal idealizador da nova técnica.
Buscando inspiração em experimentos anteriores feitos com diamante - bem mais duro do que o niobato de lítio - Zhang aprimorou uma técnica de gravação a plasma que se mostrou capaz de esculpir fisicamente ressonadores em filmes finos de niobato de lítio.
A equipe demonstrou que esses guias de onda em nanoescala propagam a luz por uma rota de um metro de comprimento perdendo apenas cerca de metade da potência óptica - em comparação, os componentes atuais de niobato de lítio perdem pelo menos 99% da luz na mesma distância.
A seguir, a equipe pretende preparar a técnica para escalonamento industrial e desenvolver uma plataforma de niobato de lítio para uma ampla gama de aplicações, incluindo comunicação óptica, computação quântica e comunicação e fotônica de micro-ondas.

Fonte:  Inovação Tecnológica -  

NASA desenvolve novo instrumento para procurar vida fora da Terra

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

O aparelho também terá usos na Terra, da biópsia de câncer à análise de alimentos. [Imagem: M. Nurul Abedin/NASA Langley Research Center]

Detector de vida extraterrestre
Engenheiros da NASA e da Universidade do Havaí desenvolveram um instrumento de espectroscopia inovador para ajudar na busca pela vida extraterrestre.
Embora nenhuma evidência de vida fora da Terra tenha sido encontrada até agora, a procura de evidências de vida presente ou passada em outros planetas continua a ser uma parte importante do Programa de Exploração Planetária da NASA.
O novo instrumento foi projetado para detectar compostos e minerais associados à atividade biológica mais rapidamente e com maior sensibilidade do que os instrumentos atuais, além de ser pequeno o suficiente para ser embarcado em sondas e robôs espaciais.
O aparelho otimiza uma técnica analítica conhecida como microespectroscopia Raman. Esta técnica utiliza a interação entre a luz de um laser e uma amostra para fornecer informações sobre a composição química da amostra em escala microscópica. Com ela é possível detectar compostos orgânicos, como os aminoácidos encontrados nos seres vivos, e identificar minerais formados por processos bioquímicos que possam indicar a vida em outros planetas.
"Nosso instrumento é um dos espectrômetros Raman mais avançados já desenvolvidos," disse o professor Nurul Abedin. "Ele supera algumas das principais limitações dos instrumentos tradicionais de micro-Raman e foi projetado para servir como um instrumento ideal para futuras missões que usem robôs ou sondas de pouso para explorar a superfície de Marte ou Europa, a lua gelada de Júpiter".

• Lua de Júpiter será primeiro alvo na busca por vida extraterrestre

Espectroscopia micro-Raman
O sistema, batizado de SUCR - sigla em inglês para instrumento micro-Raman ultra-compacto - é capaz de realizar o exame de amostras a 10 centímetros do instrumento com uma resolução de 17 micrômetros. Como o novo espectrômetro é significativamente mais rápido e extremamente compacto, ele poderá ser útil tanto para aplicações espaciais como para análises biomédicas e de alimentos em tempo real.
"A espectroscopia micro-Raman está sendo explorada para detectar câncer de pele sem biópsia e pode ser usada para aplicações de análise de alimentos, como a medição de cafeína nas bebidas," explicou Abedin. "Nosso sistema pode ser usado para essas e outras aplicações para fornecer uma análise química rápida que não exige o envio de amostras para um laboratório".
Nos primeiros testes, o instrumento SUCR analisou com sucesso minerais e compostos orgânicos que podem estar associados à vida na Terra e em outros planetas, incluindo enxofre, naftaleno, mármore, água, minerais de calcita, aminoácidos e amostras misturadas.
Como próximo passo, os pesquisadores planejam testar o instrumento em ambientes que imitem aqueles encontrados em Marte e em outros planetas. Em seguida, eles começarão o processo de validação para demonstrar que o dispositivo funciona com precisão nas condições encontradas no espaço.

Fonte:   Inovação Tecnológica 

Rede neural vai adivinhar palavra antes que você fale

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

As redes neurais com reservatório simplificam drasticamente o processo de treinamento, que pode levar meses nas redes convencionais. [Imagem: Chao Du et al. - 10.1038/s41467-017-02337-y]

Rede neural de memoristores
As redes neurais feita com memoristores - componentes eletrônicos que retêm uma memória do que lhes ocorreu anteriormente - prometem melhorar dramaticamente a eficiência do aprendizado de máquina, da inteligência artificial e dos computadores neuromórficos, que trabalham de forma mais parecida com o cérebro humano.
Uma demonstração de que isso está mais perto da realidade do que se imagina acaba de ser dada por Chao Du e seus colegas da Universidade de Michigan, nos EUA.
Eles construíram uma rede neural em hardware, chamada "sistema de computação de reservatórios", que consegue prever palavras e números que virão a seguir em um texto escrito - e o próximo passo será prever palavras antes que elas sejam ditas durante a conversação normal entre duas pessoas.
Sistemas de computação de reservatórios, que melhoram a capacidade de uma rede neural típica e reduzem o tempo de treinamento necessário, já foram criados no passado usando componentes ópticos grandes. Usar memoristores, componentes que podem ser fabricados em nanoescala, significa que o sistema pode ser facilmente integrado nos chips eletrônicos atuais com o mesmo nível de miniaturização.
Rede neural de reservatório
Inspiradas no cérebro, as redes neurais são compostas por neurônios, ou nós, e sinapses, as conexões entre os nós.
Para treinar uma rede neural para que ela execute uma tarefa, a rede é submetida a um grande número de questões e as respectivas respostas a essas questões. Uma vez treinada, uma rede neural pode então responder perguntas para as quais ela não sabe a resposta de antemão - por exemplo, identificar um rosto humano em uma imagem.
Os sistemas de computação de reservatórios construídos com memoristores, no entanto, podem dispensar a maior parte do processo de treinamento porque o componente mais crítico do sistema - o reservatório - não requer treinamento.
Quando um conjunto de dados é inserido no reservatório, o próprio reservatório identifica características relevantes nos dados e as entrega em um formato mais simples para uma segunda rede. Esta segunda rede só precisa de treinamento como as redes neuronais mais simples, alterando os pesos das características que a primeira rede lhe passou até atingir um nível aceitável de erro.

Protótipo do chip contendo uma rede neural com 88 sinapses feitas com memoristores. [Imagem: Chao Du et al. - 10.1038/s41467-017-02337-y]

Previsão de conversas
As vantagens desse aprendizado simplificado são tão mais significativas quanto mais complicada é a tarefa a ser executada. Por exemplo, identificar um rosto em uma imagem é uma tarefa relativamente fácil, enquanto aprender como uma pessoa entabula uma conversa real é muito mais complexo porque as variações são radicais e imensamente mais variadas.
Usando apenas 88 memoristores, a equipe conseguiu treinar a rede neural para que ela identificasse numerais escritos a mão com 91% de precisão.
O próximo passo será prever não palavras escritas, mas faladas. "Nós podemos fazer predições em linguagem falada natural, de forma que você não precisa falar a palavra toda. Nós podemos na verdade predizer o que você planeja dizer a seguir," garante o professor Wei Lu.
Enquanto construir um tradutor simultâneo é ainda um sonho para um futuro distante, os pesquisadores planejam usar sua rede neural para filtrar ruídos em sinais de telecomunicações, como a estática em transmissões de rádio, produzindo um fluxo mais limpo de dados. "Ela poderá também predizer e gerar um sinal de saída mesmo se o sinal de entrada for interrompido," prometeu Lu.

Fonte:  Inovação Tecnológica 

Vento terrestre transporta oxigênio para a Lua

Redação do Site Inovação Tecnológica - 

O "vento terrestre" dispara íons de oxigênio em alta velocidade contra o solo lunar. [Imagem: Kentaro Terada et al. - 10.1038/s41550-016-0026]

Geocauda
Nosso planeta possui uma gravisfera, a área em torno da Terra onde a gravidade terrestre supera a gravidade dos corpos celestes vizinhos, impedindo que os gases da atmosfera - e outros objetos - escapem para o espaço.
Além disso, a Terra está protegida do vento solar e dos raios cósmicos por um campo magnético planetário, que ajuda a redirecionar e confinar as partículas atômicas.
Contudo, no lado noturno da Terra - do lado oposto ao Sol - o campo magnético do planeta estende-se como uma cauda de cometa, criando uma estrutura parecida com uma flâmula, chamada geocauda. No centro da geocauda há uma área de plasma quente parecida com uma folha.
Kentaro Terada e seus colegas da Universidade de Osaka, no Japão, conseguiram agora observar quando moléculas de oxigênio da atmosfera terrestre, tipicamente presas pela gravisfera, foram transportadas para a Lua, a 380.000 km de distância, impulsionadas pela atividade solar.
Esse fenômeno inédito estava registrado nos dados de um dos instrumentos científicos da sonda espacial Kaguya, cuja missão terminou em um choque planejado contra a superfície do nosso satélite.

• Camadas protetoras do céu vão muito além da camada de ozônio

Composição do regolito
Os dados coletados do plasma a 100 km acima da superfície da Lua relevaram que os íons de oxigênio de alta energia (O+) aparecem apenas quando a Lua e a sonda Kaguya atravessavam a folha de plasma da geocauda terrestre.
Já se sabia que os íons de oxigênio fluem das regiões polares em direção ao espaço. No entanto, a sonda japonesa revelou que esses íons foram transportados como "vento da Terra" - partículas empurradas da Terra pelo vento solar - para a superfície da Lua em grande velocidade.
Os íons O+ detectados tinham energias entre 1 e 10 keV, o suficiente para que eles se incrustem a uma profundidade de dezenas de nanômetros quando se chocam contra uma partícula metálica.
Este é um resultado muito importante na compreensão da complicada composição isotópica de oxigênio no regolito, o solo lunar, que há muito tem sido um mistério.
Esta observação levanta a possibilidade de que os componentes do regolito que não possuam ¹⁶O, que é um isótopo estável do oxigênio encontrado na camada de ozônio, uma região da estratosfera terrestre, foram transportados para a superfície da Lua como vento terrestre e implantados a uma profundidade de dezenas de nanômetros na superfície do solo lunar.

Fonte: Inovação Tecnológica