Posts Tagged ‘evolução’

Uma Breve História Sobre Tudo

fevereiro 16, 2010

O vídeo acima é o resultado de um trabalho escolar de um garoto de apenas 17 anos.

Trata-se de um clipe realizado por Jamie Bell, onde ele utilizou 2100 páginas, que dá cerca de 50 cadernos de desenho. O interessante é que foi tudo feito a lápis e manualmente. O responsável pelo trabalho diz que essa obra lhe tomou cerca de 3 semanas. Nem precisa dizer que a nota dele foi a máxima.

Como pode ser visto, a animação aborda desde a evolução da vida na Terra até boa parte da História da Tradição Ocidental. Tudo isso de maneira bem didática e divertida. Uma obra-prima que merece ser compartilhada e divulgada.

Parece que além dos dons artísticos, o garoto prestou bastante atenção nas aulas de História e Biologia, principalmente.

A música (um cancan) é Orphée aux enfers de Jaques Offenbach. Espero que gostem!

Dieta Estelar

maio 25, 2009

Imagine só a situação: Um belo dia, dois camaradas chamados Heinrich Vogt e Henry Norris Russell chegam para você e lhe perguntam seu peso (a rigor seria a massa, mas continuemos assim). Você, extremamente interessado no que eles tem a lhe falar, prontamente diz o número que viu na balança do seu banheiro algumas horas antes. Sem levar em conta pequenos desvios (que podem se tornar grandes dependendo do tamanho do seu almoço), esses camaradas conseguem, depois de algumas contas, te dizer como será todo o resto de sua vida, inclusive a data e causas de sua morte.

A vida seria muito chata se realmente fosse assim. MAS, em astronomia, existe um ente que segue aproximadamente essa história: as estrelas. Segundo o Teorema de Vogt-Russell: Todos os parâmetros de uma estrela (sua luminosidade, tamanho, raio e temperatura) são determinados primeiramente pela massa. A ênfase em aproximadamente e primeiramente deve-se ao fato que o Teorema só é válido durante uma fase especial da vida das estrelas chamada de sequência principal, onde elas queimam hidrogênio em hélio em seus interiores. A rigor, também deve ser levada em conta a composição química inicial da estrela.

evolution

A figura acima (para uma versão mais caprichada e com explicações em inglês clique aqui) mostra um diagrama esquemático da evolução temporal de estrelas que vão desde (aproximadamente) 1/10 até 100 vezes a massa do nosso Sol (para quem estava se perguntando, a massa do nosso querido Sol é 2×1030kg, ou 2.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000kg, para quem não está acostumado com a notação científica). Para comparação, a evolução do nosso Sol é mostrada na terceira linha horizontal, contando de baixo para cima.

O que está representado na figura nada mais é do que um processo cíclico. As estrelas nascem a partir de nuvens de gás e, após sua evolução, a maioria delas contribui para o enriquecimento de outras nuvens de gás, que darão origem à próxima geração estelar. A maior diferença mostrada na figura são as escalas de tempo envolvidas na evolução das estrelas, bem como o final da vida de cada uma. Quanto maior a massa da estrela, maior será a temperatura atingida em seu centro. Consequentemente, as reações nucleares ocorrerão em escalas de tempo menores e a estrela evoluirá mais rápido, “morrendo” antes das outras. Ou seja, enquanto uma estrela leve pode viver bilhões de anos, outra estrela mais pesada evolui rapidamente em alguns milhões de anos (Será que o fato do nosso Sol estar “calmo” já há alguns bilhões de anos tem alguma relação com o fato da vida ter surgido na Terra? Alguém da equipe se habilita a escrever sobre isso?). Outro ponto importante na figura são as cores dos objetos. Os de cor azul são mais quentes que os de cor vermelha. A evolução estelar geralmente é descrita para três intervalos de massa:

Massas baixas – Para as estrelas das duas primeiras linhas da figura, a vida não tem nada de emocionante. Sua temperatura superficial está em torno de 4000o Celcius (lembre que o pernil de natal no forno convencional está a uns 300oC). Algumas delas nem conseguem iniciar as reações nucleares em seus interiores e se tornam anãs marrons. Algumas um pouquinho mais pesadas ainda conseguem fazer alguma coisa da vida e terminam como anãs brancas. Estas porém não contribuem para o enriquecimento químico do meio onde vivem. Já para o Sol (em temperatura superficial de 5775oC) a situação é (um pouco) melhor: ele vai passar uns tantos bilhões de anos convertendo Hidrogênio em Hélio em seu núcleo. Quando o combustível se esgotar e ele entrar em crise existencial, depois de algum tempo ele torna uma gigante vermelha. Passado algum tempo, o Sol ficará preocupadíssimo com seu peso, e tornar-se-á uma Nebulosa Planetária (nesse ponto a Terra já virou história). Após livrar-se calmamente de seu excesso de peso (que enriquecerá o meio onde ele está), nosso querido Sol envelhece e se aposenta como uma anã branca de carbono. E se, por ventura, parasse para conversar com uma estrela mais jovem e disposta, provavelmente teríamos algo como uma Supernova tipo Ia.

Massas intermediárias – Para os fãs de ação a coisa começa a melhorar. Nesses casos (digamos linhas 4 e 5 da figura), o centro da estrela é tão quente que a queima de hidrogênio é muito mais eficiente e rápida, utilizando elementos como carbono, nitrogênio e oxigênio como catalisadores. Após passar por instabilidades gravitacionais e outras fases de queima de elementos químicos, tanto em seu núcleo quanto em camadas mais externas, a estrela chega em um nível de stress que nem ela própria se aguenta mais. Eis que surge a Supernova de tipo II. É um evento muito, mais muito energético mesmo. A energia liberada é tanta que todos os elementos químicos da tabela periódica são produzidos. O núcleo da estrela colapsa e ejeta material com velocidades da ordem de dezenas de milhares de km por segundo (bem mais rápido que os 120 km por hora permitidos em algumas rodovias).É um dos eventos que mais contribui para o enriquecimento químico no Universo. Depois de tanta força só poderia sobrar mesmo uma estrela de nêutrons (para estrelas que nascem com 6-10 vezes a massa do Sol) ou um buraco negro (objetos com mais de 10 vezes a massa do Sol). As estrelas de nêutrons recém formadas podem atingir temperaturas de até 100.000.000.000oC em seus centros.

Massas altas – Reflexões de uma mãe de estrela muito massiva: “Essas crianças crescem tão rápido! Só uns milhões de anos e já estão aí, enriquecendo o meio com seu conteúdo!”. Aqui é que a situação fica séria. Algumas estrelas ainda explodem como Supernovas tipo II e se tornam buracos negros. Mas algumas são tão grandes e pesadas que nem isso mais elas conseguem. Viram direto um buraco negro. Lembrando que um buraco negro é um ente muito pesado e denso. Sendo assim, a atração gravitacional perto dele é tanta que nem a luz consegue escapar. Quer saber o que é, realmente, um Buraco Negro?? Existem muitas especulações sobre a massa limite de uma estrela. Esse número (que pode chegar até 100 vezes a massa do Sol em alguns modelos) é assunto de debate, e depende de inúmeras variáveis. Em um dos próximos posts sobre populações estelares tentarei escrever um pouco mais a respeito.

A Evolução ao Vivo e em Cores

abril 24, 2009

A abstração é algo intrínseco do ser humano? Parece que não. Quando nos deparamos com os problemas do cotidiano, precisamos pensar em uma alternativa para solucioná-los. Ao mesmo tempo, os animais ditos irracionais usam de seus dotes físicos herdados através de anos e anos de evolução biológica para solucionar desde a mais simples escalada em uma árvore para pegar um fruto, a uma boa escapada de um predador.

Também já é bem conhecido que em qualquer ambiente é necessário estar a ele adaptado. Caso contrário, a espécie em questão estará fadada ao fracasso.

Recentemente, foi descoberto no Estado brasileiro do Piauí, município de Gilbués, alguns primatas (em particular, macacos-prego) que se utilizam de ferramentas para obtenção de alimentos.

Em algum momento, pelo menos um dos membros do grupo (muito provavelmente não da geração atual) percebeu que se poderia quebrar o coquinho de algumas palmeiras utilizando pedras. Talvez tenha presenciado o rolar de uma pedra de algum paredão próximo esmagando um desses coquinhos em sua passagem. De qualquer forma, o registro foi bem assimilado e o tal indivíduo resolveu experimentar, testar com suas próprias forças, a arte de extrair os nutrientes de um coquinho.

Agora, os mais novos aprendem com os mais velhos esta técnica. Observam, e reproduzem em algum momento posterior. Nunca antes tal comportamento tinha sido observado em primatas inferiores. Já era conhecido em alguns Chimpanzés africanos que estão, evolutivamente falando, muito mais próximos de nós. Nas Américas e com pequenos primatas e sem influência humana, nunca antes.

Uma situação foi bem reportada na revista National Geographic. Reproduzindo o texto da revista: “O macaco-prego desceu da árvore, caminhou pelo chão em postura bípede até uma palmeira baixa, coletou um coquinho e levou-o correndo a uma rocha plana. Depois, ainda apoiado sobre duas pernas, ajeitou o fruto sobre a superfície dura, ergueu acima da cabeça com as duas mãos uma pedra solta e desferiu um golpe certeiro sobre o coquinho. Tudo muito coordenado. Repetiu as pancadas até rachar a casca e expor a castanha nutritiva, sua refeição. Outros indivíduos do bando esperavam a vez para quebrar os próprios frutos naquela bigorna natural enquanto filhotes observavam atentos.”

Tem que ficar, bastante, claro que nada disso é trivial. Se o fosse, todos os animais superiores teriam tal tipo de habilidade em se utilizar de instrumentos com tamanha perspicácia. Estamos falando em um salto evolutivo presenciado ao vivo e em cores. Um primata escolhe o fruto que mais lhe agrada, toma uma pedra cujo peso possa ser suficiente para esmagar o tal fruto, planeja tudo e executa enquanto outros mais jovens aprendem. Tudo isso não se trata de atividades repetitivas onde o executor não faz a menor ideia do que está fazendo. Houve uma interpretação de um fenômeno, e sim, surgiu uma ideia. “Por que não utilizar algumas pedras para quebrar aqueles deliciosos coquinhos e me fartar?” Cada passo de uma vez, a evolução dá as cartas.

Simplesmente sensacional.

Macaco-prego se prepara para golpear um pequeno fruto de palmeira, enquanto um macaco mais novo observa com atenção (fonte: National Geographic).

Macaco-prego se prepara para golpear um pequeno fruto de palmeira, enquanto um macaco mais novo observa com atenção (fonte: National Geographic).