Nossa busca para entender continua. Veja mais fotos de 2011. Fototeca Storica Nazionale / Getty Images Mais uma vez, é hora de fechar o livro sobre ciência em 2011 e decidir exatamente como o ano que foi influencia a tentativa da humanidade de entender como o cosmos funciona.
Imagine a ciência como uma lanterna em um estúdio escuro cheio de estantes de livros e caixas de curiosidades. A cada ano que passa, conseguimos tornar a chama um pouco mais brilhante. Cada vez, ficamos um pouco melhores em catalogar os objetos no estudo, as relações entre eles e as dimensões da própria sala. Claro, novos quebra-cabeças surgem também:sombras estranhas nas paredes e títulos mal interpretados nas lombadas de volumes empoeirados. A ciência nunca revela totalmente o universo que nos envolve, mas explica isso um pouco melhor a cada ano.
Os cientistas de 2011 não descobriram vida em outro planeta. Eles não criaram uma cura para a morte ou criaram uma máquina capaz de amar o homem. Mas eles se aproximaram um pouco mais de cada uma dessas realidades incríveis. Veja como.
Um trabalhador do CERN passa por uma representação pintada do Grande Colisor de Hádrons em 13 de dezembro, 2011, em Genebra. Embora o pessoal do LHC não tenha descoberto o indescritível bóson de Higgs em 2011, cientistas relataram que a pesquisa estava diminuindo. Harold Cunningham / Getty Images De vez em quando, uma nova descoberta científica muda completamente a maneira como pensamos sobre o universo. Esses momentos reescrevem as regras, como a descoberta de Galileu em 1610 de que outros planetas tinham luas - e, subseqüentemente, que a Terra não era o centro de todas as órbitas. Esses momentos de mudança de jogo são raros, mas é melhor você acreditar que eles estão nas manchetes.
Em 22 de setembro, exatamente essa história surgiu da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN). Uma equipe internacional de pesquisadores do experimento do Projeto de Oscilação com Aparelho de Rack de Emulsão (OPERA) afirmou ter testemunhado algo impossível:partículas de neutrino viajando mais rápido do que a velocidade da luz.
A equipe do OPERA relatou que os neutrinos estavam passando 60 nanossegundos mais rápido do que a velocidade da luz (com uma margem de erro de 10 nanossegundos), mas isso ainda é o suficiente para violar a teoria da relatividade especial de Einstein. Se for verdade, suas medições derrubariam o chamado limite de velocidade universal e alterariam a maneira como entendemos a massa e a energia no universo.
Por enquanto, Contudo, a física moderna é segura. O júri científico ainda está decidindo sobre os neutrinos mais rápidos do que a luz enquanto outros especialistas no campo da física de partículas chegam perto, céticos olham para os dados e conduzem seus próprios experimentos independentes. Cientistas dos Estados Unidos, O Japão e a Europa planejam publicar suas próprias descobertas nos próximos meses.
Se os resultados do OPERA forem falsos, então ainda foi um dos momentos mais memoráveis da ciência em 2011. Se os resultados forem verdadeiros, Contudo, então representa um dos maiores momentos científicos do século passado.
O teletransporte quântico é o futuro da computação. Colin Anderson / Escolha do fotógrafo / Getty Images Não fique muito animado, porque você ainda terá que se deslocar para o trabalho pela manhã, em vez de empilhar em um telépode acessível, mas em 2011, pesquisadores japoneses e australianos demonstraram com sucesso o teletransporte quântico em ondas de luz.
Liderado por pesquisadores da Universidade de Tóquio, a equipe pegou um pedaço de informação quântica, na forma de luz, e manipulou em um quantum sobreposição de modo que existia em dois estados ao mesmo tempo. Gostar gato de Schrodinger , que está simultaneamente vivo e morto no famoso experimento mental, a luz superposta existe em dois estados ao mesmo tempo. Os cientistas foram capazes de explorar isso para destruir a luz em um local e recriá-la em outro.
A ideia em si não é nova. O físico Charles Bennett e uma equipe de pesquisadores da IBM confirmaram a possibilidade em 1993. Experimentos subsequentes provaram que o teletransporte quântico era possível, mas agora existe firmemente no reino dos fatos científicos. Como a superposição é a base do poder da computação quântica, os cientistas esperam que a tecnologia leve a computadores quânticos ainda mais rápidos.
Primeiro "Jeopardy!" O apresentador Alex Trebek perdeu seu bigode incrível. Em seguida, uma máquina destruiu todos os humanos em seu show. Estes são dias sombrios. Frederick M. Brown / Getty Images Os artificialmente inteligentes entre nós já se provaram superiores em tudo, desde o xadrez até a ortografia simples. Então, por que deveria importar que um supercomputador domine o game show de TV "Jeopardy!"?
Claro, foi exatamente isso o que aconteceu em 2011. O supercomputador Watson da IBM derrotou adversários humanos em uma rodada de prática e duas partidas televisionadas do popular quiz show. A máquina até derrubou o lendário Ken Jennings, que parecia uma máquina de curiosidades quando ganhou o recorde de 74 jogos consecutivos.
Longe de ser um mero golpe publicitário, no entanto, a vitória do Watson foi uma exibição impressionante de IA com resposta a perguntas e uma máquina navegando em um mundo humano. Computadores que respondem a perguntas humanas formuladas casualmente existem na ficção científica há anos, mas a ciência é enganosamente complexa. Watson representa um dos primeiros marcos tecnológicos reais no campo, e embora suas habilidades de responder a perguntas sejam imperfeitas, eles apontam para um futuro cheio de interação verbal robô / humano.
Quanto a navegar no mundo humano, "Perigo!" dificilmente é uma rua movimentada da cidade, mas é um ambiente humano - e um que este robô conseguiu dominar muito bem. Para que os robôs mudem a forma como vivemos nossas vidas, eles têm que emergir dos laboratórios e fábricas. Watson fez exatamente isso.
Este diagrama da NASA compara nosso próprio sistema solar ao Kepler-22, um sistema estelar contendo Kepler-22b. Ames / JPL-Caltech / NASA via Getty Images Você está familiarizado com Cachinhos Dourados e os três ursos, direito? Uma tigela de mingau estava quente demais para comer, uma estava muito fria, mas uma terceira tigela estava certa. Astrobiólogos e cientistas planetários têm um carinho especial por esta história, como sublinha o Princípio Cachinhos Dourados , que afirma que os planetas habitáveis devem existir dentro de uma determinada órbita para potencialmente sustentar a vida.
Em geral, A busca da NASA para mapear exoplanetas observáveis se desenrolou como as aventuras de Goldilock na casa dos três ursos. Só que em vez de encontrar duas tigelas de mingau inaceitável, A NASA catalogou centenas. A agência encontrou sistemas onde planetas semelhantes à Terra queimam no fogo de uma órbita próxima ou à deriva congelada em um exílio distante. Se a água líquida não pode existir lá, é uma proibição para essa coisa chamada vida. Alguns sóis são muito velhos e grandes, outros muito fracos. Os cientistas descobriram até planetas desonestos que vagueiam como um samurai sem mestre pela Via Láctea.
Mas 2011 foi o ano em que a NASA finalmente encontrou uma tigela de mingau planetário razoável. Em 5 de dezembro, A NASA anunciou que sua missão Kepler havia descoberto o Kepler-22b, o primeiro planeta descoberto na zona habitável de uma estrela semelhante ao nosso sol. Com 2,4 vezes o raio da Terra, este pequeno exoplaneta reside a 600 anos-luz de nós. O conteúdo real do Keppler-22b permanece um mistério por enquanto, mas o exoplaneta coloca a NASA um passo mais perto de encontrar um outro mundo que pareça em casa.
A missão Kepler caça exoplanetas analisando a queda de brilho nas estrelas quando os planetas cruzam seu caminho. Em 2011, a missão também desenterrou o Kepler-16b, que orbita duas estrelas, e Kepler-10b, o menor planeta já descoberto fora de nossa própria vizinhança solar.
O ônibus espacial Atlantis começa uma varredura de seu sistema de proteção térmica após o desacoplamento da Estação Espacial Internacional para sua viagem de volta para casa em 19 de julho, 2011. NASA / Getty Images Quando se trata da história da exploração espacial, 2011 será lembrado para sempre como o ano em que o programa do ônibus espacial da NASA terminou, após três décadas. O que começou em 12 de abril, 1981, com o lançamento do Columbia, terminou em 21 de julho quando o Atlantis pousou no Kennedy Space Center da Flórida.
A missão final do ônibus espacial despertou muita nostalgia entre os entusiastas do espaço e o público em geral, mas também levantou preocupações sobre o futuro da exploração espacial tripulada. Em meio a orçamentos apertados, A NASA descartou os planos de retornar à lua e cancelou o Programa Constelação para desenvolver o sucessor do ônibus espacial.
O Space Launch System está em construção, mas não espere ver nenhuma nave espacial tripulada real dos EUA até pelo menos 2019 [fonte:Boyle]. Até então, A exploração espacial humana da NASA terá que depender de voos fretados da Agência Espacial Federal Russa e de empresas privadas de voo espacial, como a Virgin Galactic.
Os membros da tripulação da Mars500 evitam a loucura espacial em sua "nave espacial" revestida de painéis de madeira. Aqui, eles se preparam para registrar a atividade elétrica de seus cérebros. Foto cortesia da equipe ESA / Mars500 Lembre-se daquela vez que você quase matou seu irmão, amigo ou ente querido durante uma viagem de carro excepcionalmente longa? Você pode culpar as condições restritas, trânsito congestionado ou irritabilidade causada pela fome, mas todos nós sabemos o que estava acontecendo:loucura espacial, puro e simples. Você viu isso na ficção científica, e é uma preocupação muito real para os proponentes das viagens espaciais tripuladas.
Lembre-se de que o espaço sideral é grande e leva um bom tempo para chegar a qualquer lugar com a tecnologia atual ou mesmo com um futuro próximo. É por isso que a Agência Espacial Europeia carregou seis voluntários do sexo masculino dentro de um apertado, simulada nave espacial com painéis de madeira e manteve a porta fechada por 520 dias. A incubação fechou em 3 de junho, 2010, e não foi inaugurado até 4 de novembro, 2011
Durante esse tempo, os membros da tripulação do Mars500 realizaram experimentos para avaliar seu estado psicológico durante o isolamento, comida branda duradoura e poucas comodidades que cabem em seus 19, Câmaras de 400 pés cúbicos (550 metros cúbicos).
O experimento foi um marco na contínua ascensão da humanidade para uma visita tripulada ao planeta vermelho. Os pesquisadores examinaram minuciosamente os membros da tripulação assim que emergiram para avaliar exatamente o quão bem seus corpos e mentes se comportaram durante o isolamento.
Hoje em dia, a engenharia de tecidos excede em muito essa visão. William Andrew / Photographer's Choice / Getty Images Imagine um futuro em que os médicos desenvolvam peças de reposição do corpo, cultivando as células-tronco do próprio paciente sobre uma estrutura de polímero. Incrivelmente suficiente, esse futuro é agora. Na verdade, O cirurgião de Estocolmo Paolo Macchiarini realizou a façanha duas vezes em 2011.
Macchiarini já havia chegado às manchetes ao realizar um procedimento semelhante em 2008, exceto nesse caso, ele cultivou as células do receptor do transplante sobre uma traqueia fantasma, uma traqueia de um doador quimicamente despojada de suas células. Desta vez, Contudo, ele usou uma estrutura de polímero sintético - uma estrutura em forma de traqueia para as células-tronco do paciente crescerem. Macchiarini implantou a primeira dessas traquéias artificiais em um procedimento de 12 horas em junho e uma segunda em novembro. Ambas as cirurgias foram bem-sucedidas.
Esta tecnologia de engenharia de tecidos não apenas remove a necessidade de tecidos de doadores, mas também poupa ao receptor o equivalente a uma vida inteira de medicamentos para suprimir o sistema imunológico e prevenir a rejeição do transplante. Afinal, o órgão consiste nas células do próprio paciente. No futuro, os cientistas esperam desenvolver órgãos ainda mais complexos, inaugurando uma nova era de medicina regenerativa.
Com células-tronco, nós podemos crescer novamente. artpartner-images / Escolha do fotógrafo / Getty Images Algumas das possibilidades mais surpreendentes da ciência médica dependem do uso de células-tronco humanas. As células-tronco embrionárias podem se desenvolver em qualquer tipo de célula do corpo humano - osso, cérebro, o que você quiser - enquanto as células-tronco adultas são mais limitadas. Ambos os tipos nos fornecem os meios para regenerar tecidos danificados e até mesmo cultivar órgãos de doadores personalizados.
Nossas habilidades para aproveitar essa tecnologia avançaram significativamente em 2011, quando pesquisadores do Laboratório da Fundação de Células-Tronco de Nova York reprogramaram uma célula-ovo humana adulta para um estado embrionário, que então criou uma linha de auto-reprodução de células-tronco embrionárias.
Os pesquisadores usaram uma técnica de clonagem conhecida como transferência nuclear de células somáticas para atingir seu objetivo, pegando o núcleo e seu material genético de uma célula adulta da pele e transferindo-o para o ovo. As células-tronco resultantes não eram clones verdadeiros (elas continham cromossomos do ovo e das células da pele), então a tecnologia não está pronta para uso terapêutico. Contudo, os pesquisadores esperam que essas descobertas abram o caminho para uma fonte alternativa de células-tronco embrionárias.
Contemplar, o poderoso micro-cérebro! Imagem cortesia da Universidade de Pittsburgh A mente humana permanece um feixe de mistérios, mas a ciência continua a desvendá-lo em um ritmo surpreendente. O Projeto Cérebro Azul, por exemplo, pretende criar um modelo virtual de um cérebro humano funcional até 2020. Ainda não chegamos lá, mas em 2011, pesquisadores da Universidade de Pittsburgh conseguiram criar um microbrain artificial, derivado de células cerebrais de rato. Composto por escassos 40 a 60 neurônios, era capaz de 12 segundos de memória de curto prazo.
Os pesquisadores realizaram esse feito incrível adicionando células cerebrais de ratos embrionários a um disco de silício revestido de proteínas. As células aderiram às proteínas e cresceram juntas em um anel sólido. Quando estimulado com eletricidade, os neurônios no micro-cérebro carregaram o pulso por 12 segundos - essencialmente "lembrando" do estímulo.
A próxima parada, Contudo, não é colocar o micro-cérebro em um rato artificial. Os pesquisadores planejam usar sua criação para estudar a transmissão de sinais elétricos no cérebro e entender melhor o funcionamento interno da memória humana.
O telepata de quadrinhos Charles Xavier (James McAvoy) coloca tudo em sua mente com seus poderes psíquicos. Isso não é mais fantasia? Murray Close / Getty Images E se alguém pudesse espiar dentro de sua mente e ver o que você está pensando? Todos nós já pensamos nisso antes:as maravilhas da comunicação telepática e os horrores de assistir o último bastião da privacidade humana sendo erodido. Os neurocientistas previram a realização deste sonho / pesadelo por décadas, e agora estamos mais perto do que nunca de violar a fortaleza da mente humana.
Em 22 de setembro, 2011, a revista "Current Biology" publicou uma Universidade da Califórnia, Berkeley, estudo no qual os cientistas analisaram a atividade cerebral para obter uma visão embaçada, mas precisa, da experiência visual humana. Eles mostraram clipes do YouTube aos participantes do teste enquanto eles escaneavam os cérebros dos indivíduos com uma máquina de ressonância magnética funcional (fMRI). Esses dispositivos medem o fluxo de sangue no cérebro, que corresponde à atividade neural. Os cientistas conseguiram obter os dados de fMRI resultantes, decodifique-o em um modelo de computador e monte uma interpretação visual dos filmes aleatórios que os sujeitos assistiram a seguir.
Os pesquisadores esperam usar esse desenvolvimento para melhorar nossa compreensão de como o cérebro funciona, bem como a ligação entre a realidade e a mente.
Explore os links da próxima página para saber ainda mais sobre o que aconteceu em 2011.
