Máquina Quântica - O experimento do ano

Mecânica quântica aplica-se ao movimento de objetos macroscópicos

Em um experimento histórico, cientistas demonstraram que uma pequena fita, visível a olho nu, vibra e não vibra ao mesmo tempo, e só escolhe seu estado de energia ao ser observada.[Imagem: O'Connell et al./Nature]

Cientistas da Universidade de Santa Bárbara, nos Estados Unidos, fizeram uma demonstração clara de que a teoria da mecânica quântica aplica-se ao movimento mecânico de um objeto grande o suficiente para ser visto a olho nu.

Novas questões e possibilidades

O experimento abre um mundo de novas questões e possibilidades, a maior delas sendo a mais fundamental de todas: será possível replicar em objetos macroscópicos a propriedade dos objetos quânticos de estarem simultaneamente em dois estados, ou ao mesmo tempo em dois lugares diferentes?

O conhecido experimento mental conhecido como "gato de Schrodinger" demonstra que um gato fechado em uma caixa, cuja vida dependesse unicamente do comportamento de uma partícula quântica, estaria vivo e morto ao mesmo. E a sua sentença definitiva de vida ou morte seria selada no momento em que o estado dessa partícula-carrasco fosse medido.

E os objetos quânticos podem se comportar tanto como partículas quanto como ondas, o que as permite estar em vários lugares ao mesmo tempo. Um elétron, por exemplo, pode estar em qualquer lugar dentre as possibilidades descritas por sua função de onda. Quando um cientista testa sua posição, sua função de onda imediatamente colapsa, fazendo com que o elétron se manifeste tão somente naquele exato local onde a medição está sendo feita.

Os cientistas já conseguiram até inverter essas medições, criando uma espécie de reencarnação quântica ao cancelar os efeitos de suas medições.

Interface com o mundo quântico

Há poucos meses, um outro grupo de pesquisadores havia demonstrado que uma esfera levitando por luz torna os fenômenos quânticos detectáveis numa escala maior, embora ainda microscópica.

Mas quem havia chegado mais perto de conectar o mundo quântico ao mundo macroscópico foi o grupo do Dr. Markus Aspelmeyer, da Áustria, que, em Agosto de 2009, estabeleceu uma interação entre um fóton e um ressonador micromecânico, criando o chamado acoplamento forte, capaz de transferir efeitos quânticos para o mundo macroscópico - veja Mundo quântico comunica-se com o mundo macro pela primeira vez.

Agora, Aaron O'Connell, John Martinis e Andrew Cleland demonstraram que um ressonador mecânico - uma pequena fita metálica que pode vibrar livremente - que foi resfriada até o seu estado fundamental de energia (ground state), funciona em nível macro conforme as probabilidades de mecânica quântica.

Estado fundamental de energia

O nível fundamental de energia equivale ao menor nível de vibração previsto pela mecânica quântica. Uma partícula nunca chega a ter um nível zero de energia, o que lhe daria uma velocidade e uma posição definidas, contrariando o princípio da incerteza de Heisenberg.

O simples fato de colocar um sistema no seu estado fundamental de energia já seria suficiente para colocar esta pesquisa nos anais da história da física.

Os pesquisadores alcançaram o estado fundamental construindo um ressonador mecânico para a frequência das micro-ondas. Ele opera em frequência mais alta, mas seu funcionamento é fundamentalmente o mesmo dos ressonadores mecânicos encontrados na maioria dos telefones celulares.

O ressonador foi ligado fisicamente a um qubit supercondutor, um sistema quântico controlável com grande precisão, utilizado nas pesquisas dos computadores quânticos. O conjunto foi então resfriado até próximo ao zero absoluto.

Utilizando o qubit como um termômetro quântico, os pesquisadores demonstraram que o ressonador mecânico não continha nenhuma vibração extra. Em outras palavras, ele havia sido resfriado até um nível equivalente ao seu estado fundamental de energia.

Na verdade, a medição garante que o sistema esteja em seu nível fundamental por um determinado tempo. Por mais que o sistema esteja "parado", há sempre forças residuais e uma espécie de "meio quantum" que parece sempre surgir e quebrar sua harmonia.

Objeto macro quanticamente entrelaçado

Com o ressonador mecânico o mais próximo possível de estar perfeitamente parado - onde parado significa parado até ao nível das oscilações dos seus átomos - os cientistas adicionaram a ele um único quantum de energia, um fónon, a menor unidade física de vibração mecânica, provocando-lhe o menor grau de excitação possível.

Os cientistas então observaram o conjunto conforme esse quantum de energia circulava entre o qubit e o ressonador mecânico. Ao trocar essa unidade fundamental de energia, o qubit e o ressonador se tornaram quanticamente entrelaçados, o que significa que qualquer alteração no estado quântico de um deles será imediatamente sentido no outro.

Ou seja, o ressonador respondeu precisamente conforme previsto pela teoria da mecânica quântica - quando os cientistas mediam a energia no qubit, o ressonador mecânica "escolhia" o estado vibracional no qual deveria permanecer.

Medições seguidas mostraram que os resultados seguem exatamente as previsões das probabilidades da mecânica quântica.

Vibrando e não vibrando ao mesmo tempo

Em outro teste, os cientistas colocaram o ressonador mecânico em superposição quântica, um estado no qual ele tem um estado de excitação, ou vibração, que é simultaneamente igual a zero e igual a um, as duas coisas ao mesmo tempo.

Este é o equivalente energético de uma partícula estar em dois lugares ao mesmo tempo.

Ou seja, o ressonador vibrava e não vibrava ao mesmo tempo.

Mas não é de fato possível ver o efeito, porque o simples fato de olhar para o ressonador tira-o da superposição, da mesma forma que a medição de um elétron colapsa sua função de onda e o faz decidir-se por uma posição.

O simples olhar para o ressonador faz com que ele escolha entre vibrar ou não vibrar.

Nanomecânica

O experimento é tão marcante quanto sensível. A temperatura na qual ele funciona é de apenas 25 milikelvin e o efeito dura apenas alguns nanossegundos, já que ele é afetado pelas mais sutis influências do mundo ao seu redor.

A diferença com os experimentos anteriores da mecânica quântica é que a minúscula fita metálica mede 60 micrômetros de comprimento, grande o suficiente para ser vista a olho nu.

"Esta é uma validação importante da teoria quântica, assim como um impulso significativo ao campo da nanomecânica," disse Cleland.

Imaginação quântica

Como um gato não sobrevive a essas temperaturas, ainda não dá para pensar em transformar o gato de Schrondiger em um experimento real.

Na verdade, é muito difícil proteger os mais simples sistemas quânticos dos ruídos externos, fazendo-os funcionar por muito tempo - pelo menos no estado atual da tecnologia.

Mas a comprovação inequívoca do funcionamento da mecânica quântica em objetos macroscópicos abre a possibilidade teórica de que objetos em escala humana possam estar superpostos ou entrelaçados.

Seria possível, por exemplo, ter fónons, fótons e elétrons, em quantidades bem definidas, ou quantizados, mesclados e operando conjuntamente no interior de um aparato como um chip, com possibilidades de exploração nem sequer imaginadas.

Leis desconhecidas

Mas muitos físicos alertam que leis físicas da natureza ainda não descobertas podem simplesmente impedir que objetos realmente grandes atinjam estados quânticos como a superposição e o entrelaçamento.

Só há um jeito de saber quem tem razão: repetir o experimento agora realizado com objetos cada vez maiores e ver até quando os resultados se manterão.

Fonte: Site Inovação Tecnológica

Torre de Hanói - Interessante Quebra-cabeça matemático

A Torre de Hanói é um quebra-cabeça que consiste em uma base contendo três pinos, em um dos quais são dispostos alguns discos uns sobre os outros, em ordem crescente de diâmetro, de cima para baixo. O problema consiste em passar todos os discos de um pino para outro qualquer, usando um dos pinos como auxiliar, de maneira que um disco maior nunca fique em cima de outro menor em nenhuma situação. O número de discos pode variar sendo que o mais simples contém apenas três.

A Torre de Hanói tem sido tradicionalmente considerada como um procedimento para avaliação da capacidade de memória de trabalho, e principalmente de planejamento e solução de problemas.

                                                 Um Modelo das Torres de Hanoi

Edouard Lucas, matemático francês, teve inspiração de uma lenda para construir o jogo das Torres de Hanói. Já seu nome foi inspirado na torre símbolo da cidade de Hanói, no Vietnã.

Existem várias lendas a respeito da origem do jogo, a mais conhecida diz respeito a um templo Hindu, situado no centro do universo. Diz-se que Brahma supostamente havia criado uma torre com 64 discos de ouro e mais duas estacas equilibradas sobre uma plataforma. Brahma ordenara-lhes que movessem todos os discos de uma estaca para outra segundo as suas instruções. As regras eram simples: apenas um disco poderia ser movido por vez e nunca um disco maior deveria ficar por cima de um disco menor. Segundo a lenda, quando todos os discos fossem transferidos de uma estaca para a outra, o templo desmoronar-se-ia e o mundo desapareceria.

 

É interessante observar que o número mínimo de "movimentos" para conseguir transferir todos os discos da primeira estaca à terceira é 2ⁿ-1, sendo n o número de discos. Logo:

Para solucionar um Hanói de 4 discos, são necessários 15 movimentos

Para solucionar um Hanói de 7 discos, são necessários 127 movimentos

Para solucionar um Hanói de 15 discos, são necessários 32.767 movimentos

Para solucionar um Hanói de 64 discos, como diz a lenda, são necessários 18.446.744.073.709.551.615 movimentos.

Para entender a lógica da Torre de Hanói é necessário analisar a construção de diferentes níveis da torre com o número mínimo de movimentos, tendo o nível anterior já formado, sendo que esses níveis são o número de peças desintegradas da torre original que irão formar outra torre com os menores discos.

Para mover o primeiro disco da torre original, 1 movimento é gasto. Para mover o segundo da torre original, sendo que o primeiro já foi movido e será construída uma torre com os 2 menores discos, são gastos 2 movimentos. Para deslocar o terceiro disco formando nova torre com os três menores discos, tendo a torre com os dois menores já formada, são gastos 4 movimentos.

Assim se sucede com os próximos discos até que o enésimo disco (o último) seja deslocado compondo uma torre com os outros discos tendo uma torre com o penúltimo disco e os demais juntos já formada. A sucessão formada pela soma dos movimentos é uma sucessão (1,2,4,8...2ⁿ)

A fórmula 2ⁿ − 1 é provinda da soma de uma progressão geométrica.

Sabe-se que em uma progressão geométrica a soma de seus termos equivale a [a * (qⁿ − 1)] / q − 1, onde "a" é o primeiro termo e "q" é a razão.

Já que a razão é 2 e o primeiro termo é 1 temos que [a * (qⁿ − 1)] / q − 1 = [1 * (2ⁿ − 1)] / 2 − 1 = 2ⁿ − 1
  
Fonte: Wikipédia

Para jogar e se divertir, clique aqui 

Instruções para o jogo: O jogo da Torre de Hanói tem três pólos. No primeiro pólo existe alguns discos com diferentes dimensões ordenados do maior para o menor.

As regras do jogo são muito simples. Você precisa mover um disco de cada vez, mas sabendo que um disco maior não pode ser posto em cima de um menor.

À esquerda você pode escolher o nível de dificuldade que é o número de discos que você quer usar. Escolha de 1 a 8, e, para começar o jogo, aperte o botão START.

O propósito do jogo é mover todos os discos para o último pólo e reconstruir a torre exatamente como ela era antes.

Para mover um disco, pressione o botão esquerdo do mouse sobre ele e arraste-o até o topo da próxima torre, e solte o botão do mouse. Se você fizer um movimento válido, o disco vai cair automaticamente. Do contrário, ele vai voltar para sua possição original.

Teoria do Caos - Continuação da série sobre fractais

Gostaria de me desculpar pela demora em continuar nossa série sobre fractais, mas para os que gostaram e querem mais, aqui está:

"O Caos não tem estátua nem figura e não pode ser imaginado; é um espaço que só pode ser conhecido pelas coisas que nele existem e ele contém o universo infinito."

-Frances A. Yates

Na Mitologia grega, o Caos era considerado o estado não organizado, ou o nada, de onde todas as coisas surgiam. De acordo com a Teogonia de Hesiold, o Caos precedeu a origem, não só do mundo, mas também dos deuses. A cosmogonia de Orphic afirma que Chronos (personificação do tempo) deu origem a Ether e a Caos, este formou um enorme ovo de onde nasceu o Paraíso, a Terra e Eros.

Atualmente, com o desenvolvimento da Matemática e das outras ciências, a Teoria do Caos surgiu com o objetivo de compreender e dar resposta às flutuações erráticas e irregulares que se encontram na Natureza, resíduos da formação primordial vinda do grande ovo de Caos.

A ciência do Caos é relativamente recente e é considerada a terceira grande revelação deste século nas ciências físicas.

A investigação do Caos teve início nos anos 60, quando se descobriu que sistemas complexos, que podiam descrever possíveis previsões do tempo, podiam ser traduzidos por equações matemáticas simples. Do mesmo modo, sistemas que eram aparentemente simples e modelos deterministas, podiam levar a problemas muito complexos.  

Através do estudo desta ciência, verificou-se que um sistema passa facilmente de um estado de ordem para um estado caótico, podendo surgir, por vezes de uma maneira espontânea, dentro do caos, a ordem. Também foi verificado que pequenas diferenças nas condições iniciais de um sistema podem conduzir a diferenças bastante significativas no resultado final, sendo deste modo fortemente abalado o paradigma da física determinista.

Porém, compreendendo o comportamento caótico, muitas vezes é possível entender como o sistema se comportará como um todo ao longo do tempo.

Esta ciência tem proporcionado algumas descobertas extraordinárias e levantado questões tão problemáticas que a tornam muito interessante e desafiante.

A geometria fractal está intimamente ligada à Teoria do Caos. São as estruturas quebradas, complexas, estranhas e belas desta geometria que conferem uma certa ordem ao caos, e esta é muitas vezes caracterizada como sendo a linguagem do caos.  

A geometria fractal busca padrões organizados de comportamento dentro de um sistema aparentemente aleatório.

Vejamos o seguinte exemplo:

O João sai de casa às 9 horas para visitar a avó que vive  a 30 Km.

Ao sair de casa, fica preso no elevador, por falta de corrente, o que o faz demorar 5 minutos e perder o ônibus que passa de 10 em 10 minutos (passou às 9 horas e 4 minutos). Chega à estação, acabando de perder o metrô (só o viu ao fundo da linha), o próximo é daí a 2 horas.

Esta relação é um bom exemplo de caos: uma pequena alteração pode provocar uma diferença considerável, como no caso anterior.

Mas também pode acontecer que uma alteração não origine uma diferença significativa como se pode ver na situação seguinte:

Se o João tivesse saído de casa às 8 horas e 59 minutos, o elevador não tinha parado e teria chegado a horas a casa da avó.

Mas a mais pequena alteração pode ter consequências imprevisíveis.

Neste exemplo, saíndo às 9 horas, apenas um minuto mais tarde, o João vai chegar a casa da avó 2 horas e 14 minutos mais tarde.

 

Outra relação existente entre a geometria fractal e a Teoria dos Caos prende-se com o fato de ambas se terem desenvolvido e crescido graças ao desenvolvimento da informática. No entanto, embora a utilização de computadores seja indispensável, não podemos confiar cegamente nos computadores pois uma alteração mínima nas condições iniciais pode ser o suficiente para que o resultado sofra mudanças bastante significativas.

Apesar das inúmeras aplicações e utilidades, os fractais ainda têm um longo caminho pela frente. Faltam muitas ferramentas e vários problemas continuam sem solução. Uma teoria completa e unificada é necessária e a pesquisa prossegue neste sentido.

"O mundo que nos cerca é caótico mas podemos tentar limitá-lo no computador. A geometria fractal é uma imagem muito versátil que nos ajuda a lidar com os fenómenos caóticos e imprevisíveis."                      

-Benoît Mandelbrot

Texto retirado de O Mundo dos Fractais

A alma de uma máquina antiga, artigo de Alysson Muotri

"Parte da diferença entre as habilidades cognitivas humanas, aquilo que gera um Picasso ou um Einstein, pode muito bem ser uma loteria literalmente"

Após uma década do anúncio do genoma humano, diversos resultados incríveis foram obtidos: do genoma Neandertal até um organismo sintético, só pra citar os mais óbvios. Mas a consequência mais intrigante dessas pesquisas foram resultados da genômica comparativa.

A comparação entre sequências dos diversos genomas permitiu começar a encontrar pistas sobre a essência do humano moderno, as variações que distinguem o Homo sapiens dos outros animais, inclusive de outros humanos. Nessas variações genéticas estariam o segredo que fez com que nossa espécie florescesse.

Mas a genômica pode fazer mais do que isso. Comparando as sequências de pessoas vivas, é possível acompanhar como as pressões evolutivas atuaram durante nosso passado recente. Junto aos dados antropológicos sobre a migração humana fora da África, podemos refinar essas informações para ter uma visão mais precisa da evolução dos diferentes grupos humanos, inclusive de fatores que nos tornam diferentes, como inteligência e comportamento.

Esse tipo de genômica já vem sendo aplicado, ainda que de forma tímida. Deixamos apenas de pesquisar os riscos genéticos de doenças entre grupos humanos e estamos olhando para outros fenótipos, como personalidade, propensão religiosas, habilidade de investimento.

A árvore genealógica dos africanos e seus descendentes, começa no nordeste africano. Muitas evidências apontam para aquela região como o local que de surgimento do Homo sapiens. Para pessoas sem origem africana recente, a jornada começou a partir de um gargalo evolutivo cerca de 60 mil anos atrás, que se abriu em migrações humanas para o resto do mundo.

O gargalo corresponde aos pioneiros que cruzaram o estreito de Bab El Mandeb e começaram a popular o planeta. Até então, existiu pouco cruzamento entre esses grupos pioneiros, permitindo que diferenças locais emergissem.

Essas diferenças acontecem por mutações genéticas ao longo do tempo. Muitas serão aleatórias, mas outras serão produtos da seleção natural. Não é fácil distinguir qual é qual, mas algumas das alterações encontradas são óbvias: estão em genes envolvidos em pigmentação da pele ou tipo de cabelo. Essas alterações são marcadores conhecidos de regiões geográficas distintas, que foram selecionadas por fornecer vantagens de sobrevivência em determinado ambiente.

Da mesma forma, alterações foram encontradas em genes que conferem resistência a determinados patógenos. Malária, tuberculose e pólio deixaram cicatrizes no genoma de algumas populações humanas e nos permitem reviver a história.

Interessante notar que a mesma tecnologia pode ser aplicada para fatores cognitivos como criatividade e inteligência. Quando esse tipo de resultado começar a ser publicado, os velhos argumentos sobre genes e ambiente terão que ser repensados. Além disso, se a interpretação de nossos dados publicados recentemente (Muotri et al, Nature 2010) estiver realmente correta, o problema pode ficar ainda mais complexo.

Nesse trabalho, mostramos que a propensão para doenças mentais com variações cognitivas podem ser geneticamente determinadas de uma forma não hereditária. Estudamos elementos do genoma conhecidos como L1 retrotransposons. Os elementos L1 são pedaços de DNA vulgarmente chamados de "genes saltadores". Esses elementos representam cerca de 20% do genoma humano e a maioria dos pesquisadores os consideram como "DNA lixo" ou mesmo "parasitas genéticos", genes-egoístas.

Os L1s são estruturas antigas do genoma, anciões genéticos. Estão presentes na maioria dos genomas dos organismos vivos. Sobrevivem ao duplicar-se e inserir novas cópias em outros locais do genoma, escapando de mecanismos moleculares de defesa, criados durante a evolução para frear a expansão dos L1 no núcleo celular. Em 2005 mostramos que isso acontece com muito mais frequência durante o desenvolvimento do sistema nervoso.

Nessa "guerra" silenciosa que acontece no genoma de cada neurônio, a cada vitória de uma nova cópia de um retroelemento, surge a chance de alterar a função celular. Isso porque ao inserir-se no genoma, os novos L1 podem causar pequenas perturbações em genes vizinhos, afetando como o neurônio se comporta.

No trabalho recente, mostramos que mutações num gene chamado MeCP2, envolvido com síndromes do espectro autista, bi-polar e esquizofrenia, podem alterar a frequência dos genes saltadores no cérebro. Mas qual seria a consequência disso? Nossa interpretação é que o cérebro de cada pessoa é esculpido durante o desenvolvimento por um processo de seleção natural.

Neurônios são selecionados pela habilidade de fazer conexões e gerar redes neurais funcionais. Se em todas as pessoas esse processo fosse idêntico, não haveria variabilidade cognitiva alguma.

Mas, ao adicionarmos um fator aleatório para a seleção agir, como as novas cópias de L1, deixamos o processo variável. Ao identificarmos um mecanismo molecular que regula esse processo no cérebro de pessoas portadoras do espectro autista, especulamos que isso possa contribuir para as "habilidades" inerentes desses indivíduos, muitas vezes superior à média da população humana.

Parece uma proposta ousada - mas não é. O sistema imunológico também usa um sistema de mutação aleatória no DNA para gerar a variabilidade necessária nas células que reconhecem os milhares de patógenos que nos atacam diariamente. E mais, os dois sistemas (nervoso e imunológico) estão em constante interação com o ambiente, buscando um equilíbrio.

Se nossa hipótese estiver correta, levará a uma ironia um tanto desconfortável. Ninguém duvida que inteligência e criatividade possuem fatores genéticos. Estudos com gêmeos idênticos e não-idênticos já provaram isso antes. Também, ninguém questiona as forças de uma boa educação e um ambiente favorável.

Mas parte da diferença entre as habilidades cognitivas humanas, aquilo que gera um Picasso ou um Einstein, pode muito bem ser uma loteria literalmente. E essa loteria genômica durante o desenvolvimento pode ter sido responsável pela vitória evolutiva do Homo sapiens, gerando indivíduos capazes de liderar grupos humanos nas mais difíceis situações ambientais.

Nota: Alysson Muotri é biólogo molecular, pós-doutor em neurociência e células-tronco e professor da Faculdade de Medicina da Universidade da Califórnia (EUA).

Artigo publicado no G1 no dia 10 de dezembro.

Texto retirado do Jornal da Ciência

Brasil oficializa pedido de associação ao Cern

Ministro da Ciência e Tecnologia envia carta ao centro europeu que dá início ao processo de admissão do país

O ministro da Ciência e Tecnologia, Sérgio Rezende, oficializou o pedido de entrada do Brasil como membro associado da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (Cern) nesta segunda-feira (13/12). Agora, o país seguirá uma série de procedimentos para poder tirar proveito das instalações do centro europeu, um dos mais avançados do mundo em estudos de física.

Segundo o presidente do grupo de trabalho criado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) para levar adiante o processo, Ronald Shellard, a aprovação do pedido brasileiro deve acontecer no fim do primeiro semestre de 2011.

"Agora precisamos redigir um relatório sobre o estado e o financiamento de nossas universidades e o potencial de aproveitamento da indústria desse acordo, entre outras informações", afirmou Shellard ao "JC e-mail". Atenção especial será concedida à pesquisa de física de altas energias, teórica e experimental.

Em seguida, o Cern enviará uma missão ao Brasil para averiguar os fatos relatados, o que deve acontecer entre fevereiro e março. Finda esta etapa, a organização europeia deverá aprovar a entrada do país como membro associado. Caberá ao Congresso Nacional, então, ratificar o acordo internacional.

O status de membro associado permite ao Brasil pagar menos pela associação do que os países plenos. No caso brasileiro, a taxa será de 10% de um "full member", valor que equivale a US$ 15 milhões anuais.

Em troca, o país poderá enviar cientistas aos laboratórios do Cern para desenvolver pesquisas. Assentos permanentes, no entanto, estão vetados. O acordo atende aos interesses nacionais, diz Shellard.

"Cada cientista poderá ficar lá por até cinco anos. Depois, terá de voltar, o que para nós é interessante, pois ele aplicará no Brasil o conhecimento adquirido no exterior". A associação também permite às empresas brasileiras participar de licitações.

Segundo Shellard, a participação brasileira poderá aumentar em breve. "A abertura para nós, por parte do Cern, significa um reconhecimento da maturidade que a ciência e o desenvolvimento tecnológico do Brasil alcançaram. Com mais interação, acredito que haverá mais pressão para intensificarmos nossa participação. É um caminho natural", diz.

Fonte: Jornal da Ciência

A Geometria Analítica e seu verdadeiro Pai

ELENICE DE SOUZA LODRON ZUIN

Departamento de Matemática e Estatística da PUC-MINAS

“... é possível que me engane e que seja talvez um pouco

de cobre e de vidro o que tomo por ouro e diamantes.”

                                                                                         René Descartes

 

René Descartes

      O francês René Descartes (1596-1650) é anunciado como o pai da Geometria Analítica, por ter escrito sua mais famosa obra: o Discours de la méthode por bien conduire sa raison et chercher la verité dans les science (Discurso do método para bem conduzir a razão e procurar a verdade nas ciências). Quase todos os livros didáticos de matemática apontam Descartes como o criador da Geometria Analítica. Mas, até que ponto isto é verdade?  Neste artigo, iremos voltar alguns séculos na História para podermos refletir e julgar a quem caberia o título de Pai da Geometria Analítica.

Tudo começa na Antigüidade. Os antigos egípcios, em agrimensura, e os antigos gregos, na elaboração de seus mapas, usavam métodos que, através de coordenadas convenientes, podiam fixar a posição de um ponto. Ao longo da história, vários trabalhos sugerem usos de coordenadas e aplicações de álgebra, ainda que rudimentar, à geometria.

Já, no século XIV vamos encontrar Nicola Oresme (1323-1382), natural da diocese de Bayeux, na França que se tornou bispo de Lisieux, na Normandia, em 1377. Ele foi estudante e professor da Universidade de Paris. Oresme escreveu várias obras. Um tratado sobre a Origem, Natureza e Mudanças das Moedas, que o torna pioneiro como economista político daquela época. Escreveu, também, sobre Astrologia, mas na área da matemática, entre outros, é que ele nos deixou um trabalho original. “... ocorreu-lhe em algum momento antes de 1361 um pensamento brilhante –  porque não traçar uma figura ou gráfico da maneira pela qual variam as coisas? Vemos aqui, é claro, uma sugestão antiga daquilo que agora chamamos representação gráfica de funções. Tudo o que é mensurável, escreveu Oresme, é imaginável na forma de quantidade contínua; por isso ele traçou um gráfico velocidade-tempo para um corpo que se move com aceleração constante. Ao longo de uma reta horizontal ele marcou pontos representando instantes de tempo (ou longitudes), e para cada instante ele traçou perpendicularmente à reta de longitudes um segmento de reta (latitude) cujo comprimento representava a velocidade. As extremidades desses segmentos, ele percebeu, jazem ao longo de uma reta; e se o movimento uniformemente acelerado parte do repouso, a totalidade dos segmentos velocidade (que chamamos ordenadas) preencherá um triângulo retângulo. Como a área desse triângulo representa a distância percorrida, Oresme forneceu, assim, uma verificação geométrica da regra de Merton1, pois a velocidade no ponto médio do intervalo de tempo é a metade da velocidade final. Além disso, o diagrama leva obviamente à lei de movimento usualmente atribuída a Galileu no século dezessete. (...)

A representação gráfica de funções, conhecida então como a latitude de formas continuou a ser um tópico popular deste o tempo de Oresme até o de Galileu. O Tractatus de latitudinibus formarum, escrito talvez por um estudante de Oresme, senão pelo próprio Oresme, apareceu em numerosas formas manuscritas e foi impresso pelo menos quatro vezes entre 1482 e 1515; mas constituía apenas um resumo de uma obra maior de Oresme intitulada Tractatus de Figuratione potentiarum et mensurarum. Aqui Oresme chegou a sugerir uma extensão a três dimensões de sua ‘latitude de formas’ em que uma função de duas variáveis independentes era representada como um volume formado de todas as ordenadas erigidas segundo uma reta dada, em pontos numa parte do plano de referência. Encontramos até uma insinuação de uma geometria de quatro dimensões...”  2

Voltando a Descartes, Discours de la méthode contém três apêndices: La dioptrique, Les météores e La géométrie.  Descartes diz no seu livro: “Todo problema de geometria pode facilmente ser reduzido a termos tais que o conhecimento dos comprimentos de certos segmentos basta para a construção”, deste modo, podemos perceber que seu objetivo era, em geral, uma construção geométrica, diferentemente da redução da geometria à álgebra como se pensa. La Géométrie tem duas seções: “Como os cálculos de aritmética se relacionam com operações e geometria” e “Como a multiplicação, a divisão e a extração de raízes quadradas são efetuadas geometricamente”, mostrando que as cinco operações aritméticas correspondem a construções com régua e compasso. O que é mais representativo em La géométrie é uma teoria de equações algébricas onde Descartes propõe um método para se determinar o número de raízes falsas (negativas) e verdadeiras (positivas) de uma equação. 

 

           Discours de la Methode – Edição de 1637

 Segundo Boyer e Struik, La Géométrie não se assemelha em nada com a geometria analítica, são usadas ordenadas oblíquas, não se encontram eixos perpendiculares, ou coordenadas retangulares (também conhecidas por coordenadas cartesianas, em homenagem a Descartes!). Não se fala de distâncias entre dois pontos, inclinação de uma reta ou mesmo ângulo entre duas retas, não se usa abscissas negativas. Descartes, apesar de colocar algumas equações do segundo grau, que são interpretadas como representativas de seções cônicas, não faz deduções de equações das seções cônicas e nem mesmo de uma simples reta ou circunferência.

Um fato interessante é que a edição original do livro foi publicada sem o nome de Descartes! Apesar disto, segundo os historiadores, todos sabiam quem era o autor. Os três apêndices do Discours de la méthode, para a maioria das pessoas, pareciam textos soltos, e isto ficou tão evidente que foram omitidos em reedições posteriores, uma vez que não se entendia como os mesmos tinham alguma relação com o seu método geral, exposto no livro.

Struik diz, em relação à geometria analítica: “este ramo da matemática se desenvolveu sob a influência do livro de Descartes, mas dificilmente La Géométrie pode ser considerada um primeiro texto sobre o assunto”, lembrando que “Apolônio já tinha uma caracterização das seções cônicas por meio daquilo que agora – com Leibniz – podemos chamar coordenadas, embora não lhes fossem atribuídos valores numéricos. Porém, a latitude e a longitude na Geographia, de Ptolomeu, eram coordenadas numéricas. Papus, na sua Colecção, tinha um Tesouro de Análise (Analuomenos), no qual temos apenas de modernizar a notação para obter uma aplicação da álgebra à geometria. Mesmo a idéia de representação gráfica tinha ocorrido antes de Descartes, como, por exemplo, nos trabalhos de Oresme”3. Para situar a época na qual estes trabalhos foram desenvolvidos, Apolônio escreveu As cônicas por volta do ano de 225 a.C., Ptolomeu viveu no século II e  Papus no século IV.

Como o Tractatus de latitudinibus formarum, ou apenas De latitudinibus formarum, onde Oresme expõe a sua representação gráfica, foi impresso várias vezes, é de se imaginar que este trabalho tenha influenciado tanto Descartes4 como outros matemáticos do Renascimento.  

Pierre de Fermat

 Contemporâneo de Descartes, o advogado francês Pierre de Fermat (1601-1665) foi um grande nome na História da Matemática. Em geral, os nossos estudantes do Ensino Médio, e mesmo superior, nunca ouviram falar em Fermat. Este homem notável, que tantas contribuições deu ao mundo, se dedicava, nas suas horas livres, à ciência e à matemática; não se preocupou em publicar nenhum de seus estudos e descobertas. Seus trabalhos foram divulgados através de correspondência a amigos e a outros intelectuais. Em 1629, ele iniciou um trabalho de recompor as obras perdidas da Antigüidade, fazendo pesquisas e se baseando em tratados clássicos. Uma das obras reconstruídas por ele foi Lugares Planos, de Apolônio. Acredita-se que ao reconstruir a obra de Apolônio ele se inspirou para chegar ao princípio fundamental da geometria analítica. Ele escreveu Ad locus planos et solidos isagoge (Introdução aos lugares planos e sólidos), que só foi publicado depois da sua morte. Neste pequeno ensaio, ele trata das equações  de retas e cônicas, referidas a um sistema de eixos, em geral, perpendiculares. Usando a álgebra resolveu problemas geométricos. No seu livro encontramos as equações gerais de retas, circunferências e equações mais simples de parábolas, elipses e hipérboles, sendo que também apresenta reduções de equações do primeiro e segundo graus através de translações e rotações de eixos.

Um outro fato importante é que o monge franciscano Marin Mersenne5, que vivia em Paris, interessado em Filosofia, Ciência e Matemática, formou um grupo de intelectuais que se reuniam freqüentemente. Estavam entre eles, Gilles Persone de Roberval6, Blaise Pascal, Girard Desargues, Pierre Gassendi7, e mesmo o inglês Thomas Hobbes, que estava sempre na França. O monge mantinha correspondência com diversas pessoas que desenvolviam trabalhos expressivos na época: na Itália com Galileu Galilei, Boaventura Cavalieri e Evangelista Torricelli; em Toulousse com Fermat; com Descartes, que na época morava na Holanda. Neste fantástico grupo, as grandes idéias e descobertas sempre transitavam e eram discutidas; Mersenne se encarregava de se fazer conhecer o conteúdo de suas correspondências ao grupo e transmitir tudo que circulava de novidade aos seus correspondentes. Descartes, muito antes de publicar o Discours de la méthode, em 1637, já tinha lido o manunscrito original do trabalho de Fermat, escrito em 1629. Como as informações circulavam através de Mersenne, este provavelmente, lhe encaminhou as idéias de Fermat, mesmo antes de Descartes ter oportunidade de ler a Introdução a lugares planos e sólidos (assunto para se refletir!).

Marin Mersenne

O trabalho de Fermat só foi publicado em 1679, após a sua morte, e o livro de Descartes em 1637. Este fato pode ter gerado a idéia de que Descartes, realmente, foi o criador da Geometria Analítica. Outro ponto, a ser destacado, é que Fermat utilizou a álgebra de Viète (1540-1603), o que fazia parecer sua obra não tão moderna como a de Descartes, uma vez que este introduziu diversas notações que ainda são usuais.8

Agora, você tem informações suficientes para ajudar a Geometria Analítica a encontrar o seu  verdadeiro Pai (!).

A partir desta pequena viagem pela História da Matemática, nos convencemos da importância  de se pesquisar fatos que, mesmo durante muitos séculos, são colocados como verdadeiros. E dentro da Educação e, também, no nosso dia-a-dia, cada um de nós deve começar refletir a respeito das palavras do próprio Descartes: “O bom senso é a coisa mais bem repartida deste mundo...” 9.  “Todavia é possível que me engane e que seja talvez um pouco de cobre e vidro o que tomo por ouro e diamantes”

 

---

" Artigo publicado na Revista MatNews 2, 1998. p.48-51.

 

---

1 No século XIV o estudo das mudanças, em geral, e do movimento, em particular, foram estudados nas universidades em Oxford e Paris. Em Merton College, Oxford, foi deduzida uma formulação para o movimento de velocidade com variação uniforme, que ficou conhecido como regra de Merton. A regra expressa em termos de tempo e distância, diz essencialmente que se um corpo se move com movimento uniformemente acelerado a distância coberta será igual à que seria percorrido por outro corpo que se deslocasse com movimento uniforme durante o mesmo intervalo de tempo com velocidade igual à do primeiro  no ponto médio do intervalo de tempo.  (Boyer, 1996, p. 178).

2 Boyer, 1994, p. 180-182.

3 IStruik, 1989, p.161-162.

4 Boyer acredita que mesmo que Descartes tivesse conhecimento da obra de Oresme, ele não conseguiu fazer qualquer relação entre a latitude de formas e a sua classificação das construções geométricas. (Boyer, 1996, p.237).

5 Mersenne (1588-1648) é autor de trabalhos na área de Física e Matemática.

6 Roberval, entre outros trabalhos, fez um estudo a ciclóide provando que a área sob um arco da curva é igual a três vezes a área do círculo gerador; em 1638, descobriu como traçar a tangente à curva em qualquer ponto.

7 Gassendi filósofo francês, foi um dos proponentes da teoria atomista. Defendia a idéia de que o Universo é formado por  minúsculas  partículas,  cujos  movimentos  e interações  podem ser  estudados e previstos matematicamente.

8 Usando a notação algébrica de Viète, Fermat escrevia em latim “D in A aequetur B in E”, o que hoje escreveríamos como Dx = By, para representar o caso mais simples de uma equação linear.

Descartes introduziu  uma  nova  notação para  as equações algébricas, usa as primeiras letras do  alfabeto,  a, b, c para designar as constantes e  x, y, z  para denotar as variáveis, notação preservada  até hoje.

9 In Discurso do Método, p.39.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

BOYER, Carl B. História da Matemática. 2. ed. Trad.Elza Furtado Gomide. São Paulo: Blücher, 1996.

DESCARTES, René. Discurso do método. Trad. João Cruz Costa. Rio de Janeiro: Ediouro, [s.d].                                              

EVES, Howard. História da Geometria. Trad. Hygino H. Domingues. São Paulo: Atual, 1992.

STRUIK, Dirk. História concisa das matemáticas. Lisboa: Gradiva, 1989.

A história do Violino

O violino descende de antigos instrumentos orientais - o Nefer egípcio, o Ravanastron da India, o Rebab árabe, o R'Jenn Sien dos chineses e mesmo da antiga Lira dos gregos. Por volta do século X surgiram as primitivas violas: primeiro a Viéle de rota utilizada pelos peregrinos em Savoia; depois, progressivamente, a família das Violas que foram atravessando a Idade Média e a Renascença dando origem às Viole "da braccio" e as "da gamba", conforme eram seguradas entre os braços e ombros ou entre os joelhos respectivamente. Mais tarde esses instrumentos foram adaptados às diversas necessidades de expressão e acústica, levando os fabricantes e os compositores a pesquisarem novas formas e modalidades de instrumentos. A partir da renascença, até o Século XVIII, a genialidade dos "luthiers"(fabricantes de alaúdes - luth - e por extensão aos demais instrumentos de corda) esteve intimamente associada à genialidade dos maiores compositores de suas épocas e às descobertas técnicas dos instrumentista na criação do violino, hoje considerado O Rei dos Instrumentos. A Viola d'Amore, por exemplo, foi utilizada por J.S.Bach na Paixão Segundo S. Mateus e o próprio Bach inventou a Viola Pomposa com 5 cordas para a qual compôs uma das 6 suites hoje executada no violoncelo. Gaspar Duiffopruggar, da Bavária, é considerado o primeiro fabricante de violinos, por volta de 1500, de acordo com a atual concepção que temos do instrumento. Em seguida surgiu, na Itália a Escola de Brescia, fundada por Girolamo Virchi(1548) e Pellegrino da Montichiari(1560). Ao mesmo tempo a construção de instrumentos de arco ia se transferindo para outra cidade italiana, Cremona, com a família Amati(1545), culminando no gênio de Antonio Stradivari("Stradivarius" em latim) que viveu da última metade do Século XVII até os primeiros 40 anos do Século XVIII. Stradivarius e Guarnierius (Guarnieri del Gesú) legaram ao mundo os violinos mais perfeitos, tanto do ponto de vista acústico quanto no que se refere à beleza plástica. (formas, vernizes, decoração, etc.)

Os luthiers

Para se fazer um violino, são necessárias mais de setenta partes. Diversas madeiras são utilizadas, depois de selecionadas cuidadosamente, levando-se em conta sua resistência e capacidade de transmissão sonora. O abeto é escolhido para o tampo porque é macio e responde bem às vibrações das cordas enquanto o fundo é feito de bordo, madeira mais dura, que ajuda a preservar o violino do desgaste pelo uso. Muitas partes da estrutura do violino são difíceis de serem feitas e exigem um conhecimento profundo de artesãos que são conhecidos como luthiers. Os melhores instrumentos ainda são feitos à mão, tomando-se muito cuidado também com a beleza e o acabamento do produto.

Como funciona

Os instrumentos como o violino dependem da vibração das cordas para emitir som. As cordas vibram quando o arco passa por elas, mas produzem muito pouco som, que só fica suficientemente forte para ser ouvido quando as vibrações passam pelo cavalete para o corpo oco, ou caixa de ressonância do instrumento. Os ouvidos ou ff são os orifícios que ajudam as vibrações geradas no corpo do instrumento a atingir o espaço externo e finalmente nossos ouvidos.

O Arco

O arco moderno de violino é feito de muitos fios de crina de cavalo ajustados à extremidades de uma peça de madeira longas e curva. As crinas são tencionadas para a execução e afrouxadas quando o arco não está sendo usado. Afrouxar o arco ajuda a preservar a flexibilidade da madeira do arco. O Arco para o Violino é como a respiração para os cantores ou os instrumentistas de sopro. Seus movimentos e sua articulação constituem a "dicção" dos sons e a articulação das células rítmicas e melódicas. Todas as nuanças sonoras, colorido e dinâmica musical do Violino estão intimamente ligadas à relação existente entre a condução do arco e a precisão dos movimentos sincronizados da mão esquerda. O Arco é a "alma" do Violino.

Instrumentos mais poderosos

Os fabricantes de violino não queriam apenas fazer violinos que parecessem bonitos, mas que também soassem bem. Era importante que o timbre fosse suficientemente forte para manter-se. Para isso o cavalete do violino ficou mais alto e o ponto ou espelho foi alongado. Assim, passaram a ser usadas cordas mais longas e mais esticadas, produzindo assim um timbre mais forte. Os violinos Amati são tocados ainda hoje, mas nem sua beleza nem a qualidade do som se equiparam às dos instrumentos construídos por um outro italiano, que começou sua carreira na oficina de Amati - Antonio Stradivari, conhecido como Stradivarius.

Antonio Stradivari (1644 - 1737)

Stradivari fez um violino mais comprido, reforçou o corpo e alargou os ff (aberturas de som), enriquecendo assim o timbre. Deu a cada pequeno detalhe um toque de refinamento, o que fez com que seu trabalho fosse reverenciado em toda a Europa. Stradivari fez seus melhores instrumentos por volta de 1700 - 1724, seu período áureo. Atualmente, ainda existem cerca de seiscentos violinos de sua autoria. Hoje em dia, os Stradivarius são tocados pelos melhores violinistas do mundo. Freqüentemente levam o mesmo nome de seus antigos donos - como o "Sarasate", batizado com o nome do famoso violinista espanhol.

Melhores cordas de violino

As primeiras cordas de violino eram cordões especiais feitos de tripas de carneiro enroladas. Embora isso fosse satisfatório para as duas cordas mais agudas, a tripa produzia um som muito inferior quando usada para as mais graves. Depois de 1690, foi descoberta uma nova técnica, que consistia em enrolar uma tripa comum com um delicado fio metálico, o que resultou numa corda mais forte, com um som muito mais estável.

Como é tocado o violino

Numa orquestra há mais violinos do que qualquer outro instrumento. A seção de cordas da orquestra toca mais que as outras, e a maioria dos apreciadores de música declaram que conseguem ouvir durante muito mais tempo o som dos instrumentos de cordas do que outro qualquer. Por que isso acontece? Na verdade, o violino é um instrumento maravilhosamente versátil. Soa bem em conjunto, combina bem com outros instrumentos e pode ser tocado de diversas formas. Portanto, não é de surpreender o fato de que os compositores, executantes e ouvintes sejam atraídos por ele.
Usando o arco
Segurar o arco apropriadamente é muito importante para uma boa execução. A mão direita controla a pressão das crinas do arco nas cordas, o que afeta o timbre do instrumento. O violinista precisa também manter pulso relaxado. Algumas técnicas usadas ao se tocar violino
Pizzicato
Os violinistas nem sempre usam o arco quando tocam - de vez em quando beliscam as cordas, o que é chamado de "pizzicato" (pronuncia-se pitzi-cato). Raramente o pizzicato se estende pela melodia inteira, mas no balé Sylvia o compositor francês Delibes escreveu um movimento inteiro em que todos os instrumentos de corda deixam de lado seus arcos para tocar a famosa Polka-Pizzicato. Quando lêem na partitura a palavra "arco", os executantes interrompem o pizzicato e voltam a usar o arco.
Tocando com surdina
Fixando-se um grampo de madeira sobre o cavalete do violino, reduz-se a força das vibrações que alcançam a caixa de ressonância. Isso funciona com uma surdina, ou abafador de som. Violinos em surdina soam muito distantes e delicados. Os compositores usam os termos italianos "con sordini" (com surdina) e "senza sordini" (sem surdina).
Sul ponticello
Expressão italiana que significa "na pontezinha". Em partitura para violino, indica que o violinista deve passar o arco próximo ao cavalete, o que origina um som de timbre agudo, de arranhudura.
Col legno
O excitante começo de "Marte, o Mensageiro da Guerra", da suíte de Holst Os Planetas, apresenta as cordas soando com um curioso efeito estalado. É o que se chama col legno - "com a madeira". O arco é seguro de lado, de tal maneira que cada nota tocada a madeira do arco bata na corda.
Vibrato
Uma das importantes técnicas de instrumentos de cordas. O dedo da mão esquerda que prende a corda oscila levemente, causando uma flutuação no tom e enriquecendo o som. O vibrato é usado sobretudo em notas longas. Alguns violinistas preferem não usá-lo quando tocam músicas muito antigas.
Corda dupla
"Corda dupla" significa tocar duas notas de uma só vez. Alguns compositores pedem acordes de três e até quatro notas, mas no violino não é possível tocar simultaneamente mais do que duas notas.
Harmônicos
São notas suaves, semelhantes às da flauta, produzidas pelo toque muito leve sobre a corda (sem pressionar a nota) e a delicada passagem do arco. São usadas com mais freqüência na música moderna.
Glissando
A palavra indica ao executante que deve escorregar o dedo sobre a corda, de uma nota a outra (o que permite que todos os sons interpostos sejam ouvidos). Os glissandos aparecem quase exclusivamente nas músicas do século XX.

Georg Simon Ohm - O pai da eletrodinâmica

Ohm introduziu uma terminologia científica nos fenômenos da eletrocinética

Georg Simon Ohm estudou na Universidade de Erlangen. Em 1813, tornou-se professor em Bamberg. Lecionou matemática e física no colégio dos jesuítas, em Colônia, e na Escola de Guerra de Berlim (Alemanha. Entre 1833 e 1839, dirigiu a Escola Politécnica de Nuremberg. Foi professor de Física da Universidade de Munique.

Ohm dedicou-se à investigação científica dos fenômenos da eletrocinética - estudos das correntes elétricas em movimento. Em 1827, publicou a monografia Estudo Matemático da Corrente Galvânica, na qual esclarece as diferenças entre a eletricidade térmica e a galvânica, entre intensidade e quantidade de eletricidade. As questões centrais da monografia estão resumidas na Lei de Ohm, fundamento da eletrocinética.

Lei de Ohm

Referente a correntes estacionárias, essa lei combina as três quantidades básicas consideradas num circuito: a força eletromotriz total E, a intensidade I da corrente (quantidade fluindo na unidade de tempo) e a resistência total R do circuito, compreendendo a resistência interna do gerador elétrico.

A Lei de Ohm afirma que "num circuito, a corrente é diretamente proporcional à força eletromotriz total do circuito e inversamente proporcional à resistência total do mesmo": I = E/R ou E = RI.

Segundo Ohm, sua lei indica a perda ou queda ôhmica de potencial, perda de calor ou de diferença de potencial produzida pela passagem de uma corrente elétrica através de uma resistência. Essa perda é representada por V = RI, sendo R a resistência e I a intensidade da corrente.

A importância do trabalho de Ohm só veio a ser reconhecida em 1841, passando a influenciar, de modo decisivo, a teoria e as aplicações da corrente elétrica.

Outras contribuições

Ohm introduziu uma terminologia científica nos fenômenos da eletrocinética. Comparou a corrente elétrica à vazão de um líquido, e a diferença de potencial a uma diferença de nível. Também definiu com precisão as correntes elétricas, a intensidade e a força eletromotriz.

Por volta de 1830, Ohm demonstrou o fenômeno da polarização das pilhas. A seguir, estudou a acústica e, em 1843, mostrou que o ouvido é capaz de apreender vibrações sinusoidais distinguindo-as do conjunto. Elaborou também a teoria da sirene e estudou a interferência dos raios luminosos polarizados nas lâminas cristalinas.

Enciclopédia Mirador Internacional; Oxford Dictionary of Scientists

Revelada forma de vida que incorpora arsênico em seu DNA

Desculpe, mas ainda não descobriram ETs, conforme circulou na Twitterlândia

por John Matson

Science/AAAS Cultura da bactéria que se desenvolve com arsênico A vida como a conhecemos é extremamente diversificada e adaptável, permitindo que organismos existam em alguns dos lugares mais inóspitos do planeta. Mas a “vida” tende a se basear em uma matriz, recombinando seis elementos básicos e deixando aberta a possibilidade de outras combinações que compõem tipos totalmente diferentes de atividades biológicas. A vida como a conhecemos pode não ser tudo o que existe, tanto para a biologia terrestre ou extraterrestre. Essa possibilidade parece agora mais promissora à luz de um novo estudo sobre uma bactéria isolada do lago Mono, na Califórnia, que usa arsênico, geralmente venenoso à vida, como um dos seus principais nutrientes. O microrgonismo pode até levar o arsênico à suas biomoléculas, substituindo o fósforo como elemento estrutural no DNA e, possivelmente, em moléculas de transporte de energia, como trifosfato de adenosina (ATP). O estudo foi publicado on-line no dia 2 de dezembro na revista Science. "Isso é um verdadeiro avanço, uma verdadeira surpresa para mim", exulta o coautor do estudo Ronald Oremland, geomicrobiologo do U.S. Geological Survey (USGS), em Menlo Park, Califórnia. "Temos um novo elemento no grupo dos seis que, pelo menos para esse organismo, pode sustentar a vida.” O padrão dos seis elementos são carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre. Oremland havia descoberto no lago Mono bactérias hipersalinas ricas em arsênico que usam o elemento nas reações de fotossíntese ou respiração, mas ninguém havia demonstrado a absorção do elemento para uso interno celular. Ele explica que continuou estudando com a companheira e geomicrobiologa Felisa Wolfe-Simon, primeira autora do novo estudo, que levantou uma questão interessante: e se o arsênico, na forma do íon arseniato, legendar íons de fosfato no interior celular? Afinal, o arsênico é o vizinho de baixo do fósforo na tabela periódica dos elementos, e fosfato e arsenato são primos químicos. Oremland inicialmente não acreditou na ideia de Felisa. "Olhei para ela como se fosse maluca", diz ele. Mas Felisa e seus colegas continuaram a desenvolver a hipótese e, no início do ano, junto com Oremland, obtiveram uma bolsa de estudos em exobiologia pela Nasa. Com os estudos, descobriram que a bactéria se desenvolve melhor com fósforo, porém cresce muito bem com arsênico. "Continuávamos dizendo que isso não poderia ser real, que deveria estar faltando alguma coisa", relata Oremland. Mas depois de um conjunto de alta tecnologia de espectroscopia, analises de raio-x, marcadores de radioisótopos, espectroscopia de massa, os pesquisadores descobriram que arsenato era de fato incorporado as biomoléculas, incluindo a estrutura do DNA, espaço habitualmente ocupado por fosfato.                                                                                                                       O “porquê” de essa bactéria ter uma propensão para o arsênio ainda não está claro. Talvez algumas formas de vida tenham, evoluído em ambiente rico em arsênico e depois migraram para uma região mais típica da Terra, onde o fósforo é muito mais abundante. "A vida poderia ter sido adaptada para o uso de arsênico e/ou fósforo," diz Oremland. Antes da publicação do estudo, circulou uma especulação desenfreada através do Twitter e na blogosfera, por causa de um comunicado de imprensa da Nasa prometendo uma entrevista coletiva para “discutir um achado da exobiologia que teria impacto na busca por evidências de vida extraterrestre". Um blog popular, kottke.org, provocou frenesi com a manchete "A Nasa descobriu vida extraterrestre?". Alguns, sem dúvida, devem estar decepcionados com a resposta a essa questão e pela natureza francamente terrestre dos novos resultados. Mas a pesquisa não deixa de ter implicações para a miríade de tipos de vida que exobiólogos algum dia encontrarão no Sistema Solar ou fora dele. Esse estudo evidencia o fato de como a vida pode ser adaptável e como deveríamos esperar o inesperado. Se olharmos para outros lugares, como os lagos de hidrocarbonetos de Titã ou os desertos de Marte, realmente não devemos subestimar a capacidade de vida adaptada a esse lugares. Fonte: Scientific of America