fevereiro 2019
Ciência Na Frente
Do Infinitamente Pequeno ao Infinitamente Grande
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| A molécula de ARN é constituída por nucleótidos caracterizados por quatro tipos de nucleósidos chamados A, T, G, U. As condições da Terra primordial talvez tenham permitido a síntese de uma forma de ARN, onde a inosina substitui o G, da guanina. |
Um dos grandes enigmas da ciência é a origem da vida. Esta terá surgido na Terra há mais de três mil milhões de anos, mas como? No cenário da «hipótese de um mundo de ARN», o ácido ribonucleico, ou ARN, terá tido um papel central e surgido muito cedo nesta história. Mas esta pista levanta muitas interrogações. Nomeadamente, os compostos presentes na Terra primordial permitiriam a síntese do ARN ou de uma forma aparentada? Jack Szostak, da Universidade de Harvard, e a sua equipa estudaram uma molécula, a inosina, que poderá ter desempenhado um papel chave neste cenário.
O ADN é o suporte da informação genética. Contem as instruções para a produção de proteínas, mas a sua replicação apenas é possível com catalisadores, as proteínas. Contudo, é difícil imaginar o ADN como o percursor da vida. Em 1982, Thomas Cech e Sidney Altman (Prémio Nobel da Química em 1989) abriram uma outra pista ao descobrirem que o ARN, quimicamente muito próximo do ADN e capaz de transportar a informação genética, pode também ter um papel de catalisador, tal como as proteínas.
Mas o ARN, uma molécula complexa, poderá ter sido produzido por processos de química pré-biótica, isto é, a partir de compostos presentes na Terra antes do aparecimento da vida? Talvez. Uma outra possibilidade seria que a vida ter-se-ia iniciado com moléculas mais simples e que o ARN se tenha formado mais tarde. Numerosos investigadores estudam a «hipótese do mundo de ARN» onde esta molécula teria sido produzida diretamente nas condições pré-bióticas.
Mas produzida como? Mesmo que o ARN possa ter um papel de catalisador, não são conhecidos processos não enzimáticos (e portanto na ausência de certas proteínas) pelo qual o ARN, na sua forma atual, poderia replicar-se sem demasiados erros. Uma solução é imaginar que as primeiras formas de vida teriam contido um ARN primordial muito próximo do ARN atual, mas com algumas diferenças, nomeadamente nas bases nucleicas. O ARN é de facto uma longa sequência de nucleótidos comportando uma das quatro bases e que são a adenina (A), a guanina (G), a citosina (C) e o uracilo (U). Se atualmente conhecemos processos pré-bióticos eficazes para sintetizar a citosina e o uracilo, não se passa o mesmo com as outras duas. A adenina e a guanina pertencem à família das purinas, compostos em que a sua estrutura assenta na da purina, uma molécula azotada cíclica. Ora em 2017, Jack Szostak e a sua equipa mostraram a possibilidade de formar certas purinas, as oxo-8-purinas, nas condições pré-bióticas.
No seu novo estudo, Jack Szostak e a sua equipa examinaram a possibilidade de se construir ARN ou oxo-8-purinas substituindo as bases A e G. Os investigadores examinaram dois fatores importantes: a rapidez de replicação e a fiabilidade desses ARN modificados. De facto, o ARN é uma molécula que se degrada rapidamente e, por isso, a sua replicação tem de se fazer rapidamente. Mas também tem de se fazer com um número limitado de erros, para que a informação genética, que o ARN representa, não seja demasiado alterada.
Os investigadores colocaram a oxo-8-purina na presença de filamentos de ARN em processo de auto-montagem segundo um padrão imposto. Constataram que a partir do momento em que estas purinas se uniam à cadeia de ARN, a fixação de outros nucleótidos abrandava, enquanto o número de erros dessa síntese se tornava muito significativo.
Assim, estes candidatos foram postos de lado. Uma outra purina, a inosina, foi testada. Alguns investigadores consideraram que a inosina não era um bom candidato, mas a equipa de Jack Szostak estudou-a em condições próximas das da Terra pré-biótica e mostrou que a inosina substituía a guanosina (a base guanina associada à ribose no ARN) sem perturbar a replicação dos filamentos de ARN.
Assim, talvez o ARN primordial contivesse, no lugar da guanosina, a inosina. Sabendo-se que esta se obtém por uma reação de desaminação da adenosina (a base adenina associada a uma ribose), a questão que agora se levanta é: como é que a adenosina se criou nas condições pré-bióticas?.
Sean Bailly (adaptado)
O que havia antes do Big Bang?
É normal querermos saber o que aconteceu antes do Big Bang. Durante anos, os cosmólogos responderam que era uma área desconhecida e não se podia saber ou que nada existia antes do Big Bang, nem mesmo o tempo. Quando começamos a andar para trás no nosso universo em expansão, eventualmente encontramos um ponto de densidade infinita onde as leis da Física, que conhecemos, deixam de funcionar. A teoria do Big Bang não coloca de fora a possibilidade da existência de um qualquer pré-universo a partir do qual o nosso brotou. Mas se tal coisa existiu, está para além do alcance da ciência.
Contudo, alguma coisa mudou. Agora, sérias teorias cosmológicas postulam que o Big Bang aconteceu ou dentro de um espaço pré-existente, ou num universo ou numa rede de universos. Claro que nada poderá ter acontecido no nosso universo observável antes dele existir, mas os cientistas são hoje capazes de conceber eventos "antes" do Big Bang, alargando as suas perspectivas. E, para alguns, o impulso para descobrir as nossas mais profundas origens cósmicas está intimamente ligado com outra grande busca, compreender a natureza do tempo e porque é que nos empurra lentamente na direção do futuro.
Reparei nesta mudança há mais de um ano atrás quando, depois de uma palestra, perguntei ao cosmólogo pioneiro Alan Guth (Instituto de Tecnologia de Massachusetts - MIT) o que teria acontecido antes do Big Bang. Ele não fugiu à questão. Em vez disso, disse que estava a trabalhar nisso.
Guth reiterou aquilo que eu já o tinha ouvido dizer em palestras anteriores, que a teoria do Big Bang não nos dizia "o que é que explodiu, porque é que explodiu ou o que aconteceu antes de explodir". Também me sugeriu que falasse com o físico Sean Carroll (Instituto de Tecnologia da California - Caltech). Carroll disse que a ideia do Big Bang ser o momento do início do tempo é uma hipótese plausível, mas não aquela que ele acha que se adequa ao universo tal como o observamos.
Então o que é que existia antes? Há quase tantas teorias como teóricos, mas todas elas caem nalgumas amplas categorias. Alguns postulam um mar de espaço em rápida expansão que deu origem a novos universos, como as bolhas numa panela de água a ferver. Outros são a favor de um espaço vazio em calma expansão e que ocasionalmente origina universos bebés, cheios de energia e matéria. Noutro cenário, o Big Bang não é mais do que um grande salto, o retorno de um universo em contração. Apesar destas visões cósmicas parecerem mais psicadélicas do que científicas, as leves marcas do que aconteceu antes do Big Bang podem não ser tão inobserváveis como se tem pensado.
Existem interessantes invenções, teorias plausíveis, mas contudo, estas ideias são bem mais fáceis de produzir do que testá-las com observações. A abundância de ideias não testadas tem levado a acusar a cosmologia como tendo deixado o caminho da ciência empírica. Os cosmólogos respondem que não querem transgredir as fronteiras da experimentação. O paradoxo do Big Bang, tal como foi originalmente formulado, forçou-os aparentemente a entrar em reinos não observáveis.
Uma nova esperança para o empirismo surgiu em 2004, quando o telescópio chamado BICEP2, localizado no Pólo Sul, detetou um padrão de polarização nas micro-ondas cósmicas. Este padrão teria descartado a teoria da colisão e favorecido algumas versões do universo inflacionário, em detrimento das outras. Só que acabou por ser apenas uma confusão dos observadores que interpretaram mal o sinal. Aquilo que viram era apenas poeira comum da nossa galáxia.
Então, nos inícios de setembro de 2018, Xingang Chen, Avi Loeb e Zhong-Zhi Xianyu (Universidade de Harvard), anunciaram um possível novo teste para as teorias: um fraco sinal que poderá por de lado quer os cenários baseados na inflação, quer os cenários do grande salto.
O teste parte da premissa de que houve uma fração de segundo em que o espaço, que se veio a tornar no nosso universo, existia, antes de se tornar numa sopa quente e densa de partículas, a chamada fase quente do Big Bang. Nesta etapa, o espaço estava repleto de campos de alta energia, que oscilavam em intervalos regulares. Estas oscilações devem ter deixado diferentes padrões na densidade de variação e deram origem a estruturas cósmicas, dependendo do espaço estar a expandir-se exponencialmente, como na inflação, ou a contrair-se. E isto, diz Chen, pode ser observado quer nas regiões quentes ou frias do fundo cósmico de micro-ondas, quer na distribuição das galáxias pelo céu.
Se os cosmólogos conseguirem determinar, neste preciso instante, se o espaço se contraiu ou expandiu, o resultado apontará para imensos cenários diferentes de inúmeras, ou mesmo infinitas, realidades físicas pré-existentes. Portanto, apesar desta teorias cosmológicas parecerem fantasiosas e muito afastadas das observações, muitos cientistas não as querem deixar assim. Enquanto houver pessoas que pensem em testes que possam funcionar, estes cenários permanecerão amarrados à grande expansão do conhecimento científico.
Contudo, alguma coisa mudou. Agora, sérias teorias cosmológicas postulam que o Big Bang aconteceu ou dentro de um espaço pré-existente, ou num universo ou numa rede de universos. Claro que nada poderá ter acontecido no nosso universo observável antes dele existir, mas os cientistas são hoje capazes de conceber eventos "antes" do Big Bang, alargando as suas perspectivas. E, para alguns, o impulso para descobrir as nossas mais profundas origens cósmicas está intimamente ligado com outra grande busca, compreender a natureza do tempo e porque é que nos empurra lentamente na direção do futuro.
Reparei nesta mudança há mais de um ano atrás quando, depois de uma palestra, perguntei ao cosmólogo pioneiro Alan Guth (Instituto de Tecnologia de Massachusetts - MIT) o que teria acontecido antes do Big Bang. Ele não fugiu à questão. Em vez disso, disse que estava a trabalhar nisso.
Guth reiterou aquilo que eu já o tinha ouvido dizer em palestras anteriores, que a teoria do Big Bang não nos dizia "o que é que explodiu, porque é que explodiu ou o que aconteceu antes de explodir". Também me sugeriu que falasse com o físico Sean Carroll (Instituto de Tecnologia da California - Caltech). Carroll disse que a ideia do Big Bang ser o momento do início do tempo é uma hipótese plausível, mas não aquela que ele acha que se adequa ao universo tal como o observamos.
Então o que é que existia antes? Há quase tantas teorias como teóricos, mas todas elas caem nalgumas amplas categorias. Alguns postulam um mar de espaço em rápida expansão que deu origem a novos universos, como as bolhas numa panela de água a ferver. Outros são a favor de um espaço vazio em calma expansão e que ocasionalmente origina universos bebés, cheios de energia e matéria. Noutro cenário, o Big Bang não é mais do que um grande salto, o retorno de um universo em contração. Apesar destas visões cósmicas parecerem mais psicadélicas do que científicas, as leves marcas do que aconteceu antes do Big Bang podem não ser tão inobserváveis como se tem pensado.
Existem interessantes invenções, teorias plausíveis, mas contudo, estas ideias são bem mais fáceis de produzir do que testá-las com observações. A abundância de ideias não testadas tem levado a acusar a cosmologia como tendo deixado o caminho da ciência empírica. Os cosmólogos respondem que não querem transgredir as fronteiras da experimentação. O paradoxo do Big Bang, tal como foi originalmente formulado, forçou-os aparentemente a entrar em reinos não observáveis.
Uma nova esperança para o empirismo surgiu em 2004, quando o telescópio chamado BICEP2, localizado no Pólo Sul, detetou um padrão de polarização nas micro-ondas cósmicas. Este padrão teria descartado a teoria da colisão e favorecido algumas versões do universo inflacionário, em detrimento das outras. Só que acabou por ser apenas uma confusão dos observadores que interpretaram mal o sinal. Aquilo que viram era apenas poeira comum da nossa galáxia.
Então, nos inícios de setembro de 2018, Xingang Chen, Avi Loeb e Zhong-Zhi Xianyu (Universidade de Harvard), anunciaram um possível novo teste para as teorias: um fraco sinal que poderá por de lado quer os cenários baseados na inflação, quer os cenários do grande salto.
O teste parte da premissa de que houve uma fração de segundo em que o espaço, que se veio a tornar no nosso universo, existia, antes de se tornar numa sopa quente e densa de partículas, a chamada fase quente do Big Bang. Nesta etapa, o espaço estava repleto de campos de alta energia, que oscilavam em intervalos regulares. Estas oscilações devem ter deixado diferentes padrões na densidade de variação e deram origem a estruturas cósmicas, dependendo do espaço estar a expandir-se exponencialmente, como na inflação, ou a contrair-se. E isto, diz Chen, pode ser observado quer nas regiões quentes ou frias do fundo cósmico de micro-ondas, quer na distribuição das galáxias pelo céu.
Se os cosmólogos conseguirem determinar, neste preciso instante, se o espaço se contraiu ou expandiu, o resultado apontará para imensos cenários diferentes de inúmeras, ou mesmo infinitas, realidades físicas pré-existentes. Portanto, apesar desta teorias cosmológicas parecerem fantasiosas e muito afastadas das observações, muitos cientistas não as querem deixar assim. Enquanto houver pessoas que pensem em testes que possam funcionar, estes cenários permanecerão amarrados à grande expansão do conhecimento científico.
Fonte: Sky & Telescope - fevereiro 2019, Vol. 137 n.º 2, pp. 16-21
Faye Flam (adaptado)
Cronista da Bloomberg Opinion.
Escreve sobre ciência, medicina e ambiente:
fayeflamwriter.com
Cronista da Bloomberg Opinion.
Escreve sobre ciência, medicina e ambiente:
fayeflamwriter.com
O que posso observar no céu de fevereiro?
5 - Lua no apogeu a 406 556 Km da Terra - 09:29
18 - Vénus a 1,1ºN de Saturno - antes do amanhecer
21 - Lua no perigeu a 356 761 Km da Terra - 09:03
Fases da Lua em fevereiro
04 - às 21h 04min - nova
12 - às 22h 26min - crescente
19 - 15h 54min - cheia
12 - às 22h 26min - crescente
19 - 15h 54min - cheia
26 - às 11h 28min - minguante
Planetas visíveis a olho nu em janeiro
MERCÚRIO - Poderá ser visto somente próximo do horizonte, a leste, antes do nascimento do Sol ou a oeste, depois do ocaso do Sol. Será visível, de tarde, por volta do instante do começo do crepúsculo civil entre 11 de fevereiro e 8 de março.
VÉNUS - Pode ser visto como estrela da manhã.
MARTE - Só pode ser visto ao anoitecer na constelação de Carneiro a partir de meados de fevereiro.
JÚPITER - Pode ser visto de manhã, no céu matutino, na constelação de Ofiúco.
SATURNO - Pode ser visto na constelação de Sagitário antes do nascimento do Sol.
VÉNUS - Pode ser visto como estrela da manhã.
MARTE - Só pode ser visto ao anoitecer na constelação de Carneiro a partir de meados de fevereiro.
JÚPITER - Pode ser visto de manhã, no céu matutino, na constelação de Ofiúco.
SATURNO - Pode ser visto na constelação de Sagitário antes do nascimento do Sol.
Fonte: Observatório Astronómico de Lisboa
(para localizações aproximadas de 41.1756ºN, 8.5493ºW)
| Data | Magnitude | Início | Ponto mais alto | Fim | Tipo da passagem | ||||||
| (mag) | Hora | Alt. | Az. | Hora | Alt. | Az. | Hora | Alt. | Az. | ||
| 22-2 | -1,1 | 06:21:10 | 10° | S | 06:23:35 | 19° | SE | 06:26:00 | 10° | E | visível |
| 23-2 | -0,5 | 05:31:56 | 10° | SE | 05:32:19 | 10° | SE | 05:32:42 | 10° | ESE | visível |
| 24-2 | -2,9 | 06:13:44 | 10° | SO | 06:16:54 | 48° | SE | 06:20:04 | 10° | ENE | visível |
| 25-2 | -1,9 | 05:24:39 | 22° | SSE | 05:25:29 | 25° | SE | 05:28:15 | 10° | ENE | visível |
| 26-2 | -0,4 | 04:35:40 | 11° | ESE | 04:35:40 | 11° | ESE | 04:35:53 | 10° | E | visível |
| 26-2 | -3,8 | 06:08:24 | 22° | OSO | 06:10:18 | 67° | NO | 06:13:34 | 10° | NE | visível |
Como usar esta grelha:
Coluna Data - data da passagem da Estação;
Coluna Brilho/Luminosidade (magnitude) - Luminosidade da Estação (quanto mais negativo for o número maior é o brilho);
Coluna Hora - hora de início, do ponto mais alto e do fim da passagem;
Coluna Altitude - altitude medida em graus tendo o horizonte como ponto de partida 0º;
Coluna Azimute - a direção da Estação tendo o Norte geográfico como ponto de partida.
Coluna Azimute - a direção da Estação tendo o Norte geográfico como ponto de partida.
Fonte: http://www.heavens-above.com/
Vídeo do Mês
Além do Big Bang
(Quando necessário, para ativar as legendas automáticas proceder do seguinte modo: no canto inferior direito clicar no símbolo "roda dentada"; abrem-se as Definições; clicar aí e escolher Legendas; depois clicar em Traduzir Automaticamente; finalmente escolher Português na lista.)
(Quando necessário, para ativar as legendas automáticas proceder do seguinte modo: no canto inferior direito clicar no símbolo "roda dentada"; abrem-se as Definições; clicar aí e escolher Legendas; depois clicar em Traduzir Automaticamente; finalmente escolher Português na lista.)
Imagem do Mês
Sharpless 308: bolha de estrelas
Soprada por fortes ventos oriundos de uma maciça e quente estrela, esta bolha cósmica é enorme. Catalogada como Sharpless 2-308, fica a 5 200 anos-luz da Terra, na direção da constelação do Cão Maior e abrange uma área do céu pouco maior do que a Lua cheia. Isso corresponde a um diâmetro estimado de 60 anos-luz. A estrela maciça que criou esta bolha, a estrela Wolf-Rayet, é a mais brilhante perto do centro da nebulosa. As estrelas Wolf-Rayet têm mais de 20 vezes a massa do Sol e pensa-se que estarão numa breve fase de pré-supernova, da evolução das estrelas maciças. Ventos rápidos desta estrela Wolf-Ray criaram a nebulosa com forma de bolha, à medida que ía libertando lentamente material a partir de uma fase inicial da sua evolução. Esta nebulosa tem cerca de 70 000 anos. A relativa fraca emissão capturada nesta imagem é dominada pelo brilho dos átomos de oxigénio ionizado que lhe dá um matiz azul. SH2-308 é também conhecida pela Nebulosa do Golfinho.
Fonte: www.nasa.gov
Fonte: www.nasa.gov
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